抗滑樁在邊坡工程中的研究進展及應用

張向瑋

（昌吉州中源水利工程咨詢監理有限公司 新疆昌吉 831100）

1 前言

在我國的國土面積中，很大部分為山地丘陵。山地丘陵地區地形地貌、地質構造、氣候條件復雜多變；近年來，由于受到各種因素的影響，我國滑坡地質災害的發生率持續居高不下；采取科學合理的手段來進行滑坡治理，對減少因滑坡造成的經濟、財產損失成效顯著，因此，需要再現有基礎上加大對抗滑樁施工設計的研究。

2 抗滑樁作用機理

抗滑樁主要是利用樁身的抗彎能力及莊周巖土體的抗力，將滑坡體的剩余下滑力通過樁身上部受力，傳至樁身嵌固段穩定巖土體中，依靠嵌固段巖土體提供的側向阻力來抵抗上部滑坡體的滑動力，起到防止滑體沿著不利滑動面發生剪切位移而產生整體滑動，從而穩定邊坡。

抗滑樁根據材質可以分為鋼樁、木樁、鋼筋混凝土樁及組合樁；按照施工工藝可分為打入樁、鉆孔樁及挖孔樁；按照樁身截面可以分為圓樁和方莊。在實際應用中根據整個滑體的大小、剩余下滑力大小、施工條件、周邊環境及經濟性等確定樁的類型、截面面積、嵌固深度、樁間距等。抗滑樁嵌固段長度一般取值經驗：土質邊坡中嵌固段長度為設計樁長的1/2；軟質巖層為設計樁長的1/3；硬質巖中為設計樁長的1/4。

主要優點：

（1）抗滑能力強，圬工數量小：樁體本身抗彎剛度大，能承擔很大的下滑推力；非連續布樁，因而圬工數量小。

（2）樁位設置靈活，可以布置在滑坡體中最有利于抵抗坡體滑移的部位，可以單獨使用，也可與其他構筑物配合使用（如錨索、錨桿或擋墻）。

（3）配筋合理：通過計算可以沿樁長方向根據實際彎矩的大小合理地布置鋼筋數量。

（4）不連續開挖成樁，有利于滑體穩定，同時可充分利用土拱效應，有利于搶險工程。

（5）開挖成孔時，可直接校核地勘資料，有利于進行動態設計。

（6）施工方便，機械設備較簡單；施工影響范圍較小，對周邊巖土體及鄰近構筑物干擾較小。

主要缺點：

（1）因利用樁周土的嵌固作用，不適宜用于軟塑的滑坡體。

（2）需要消耗大量的鋼材和造價較高。

（3）實際中大多數采用人工挖孔成樁，使施工安全風險增加。

3 抗滑樁技術在邊坡工程中的應用現狀

邊坡工程中抗滑樁的應用在西方國家中起步較早，尤其是在二戰后一些經濟處于恢復發展時期的國家，由于其開展了大量的工程建設，工程建設引發的滑坡也隨之產生；在滑坡治理過程中，與其他治理手段相比，抗滑樁具有其特有的優勢，于是關于抗滑樁設計施工技術的研究也越來越多，隨著各項研究的不斷深入，其相關的設計理論逐漸完善，并取得了良好的發展。目前，國外很多國家的抗滑樁的設計理論都已經非常的完善了，并已經形成了相關的科學系統，其中以錨索抗滑為代表的各種結構的抗滑樁的出現，對抗滑樁在邊坡工程中的應用范圍的擴大具有積極的推動作用。與國外一些抗滑樁應用比較早的國家相比，抗滑樁在我國邊坡工程中的應用起步較晚；我國的抗滑樁理論到20世紀70年代才逐漸開始建立，隨著各種研究的不斷深入，其設計理論的研究也逐漸完善，經過一段時間的發展研究之后，雖然其在設計研究理論及應用實踐經驗方面都取得了一定的成果，但是其在抗滑樁的設計施工過程中，還是存在一些有待解決的缺陷，例如：所采集到的設計數據不合理、設計計算模型建設過程中忽略樁側摩阻力等一些缺陷的存在，在一定程度上，對于抗滑樁的設計施工具有一定的阻礙作用，在現有基礎上，加大抗滑樁的設計、應用研究力度顯得非常的必要。

4 抗滑樁在邊坡工程中的設計

在實際的抗滑樁在邊坡工程中的設計過程中，應該注意下列問題：

（1）對樁土的共同作用原理予以綜合的考慮，以便于有效的提升抗滑樁的抗滑能力及運行穩定性，樁土之間的共同作用的效果，在很大程度上都取決于樁前土體的抗滑力，對于整體性比較好的巖體或者是土體來說，其共同作用力的大小是取決于樁前巖土體的強度的，也就是說，在這種情況下，應用巖土層錨桿與抗滑樁相結合的邊坡支護方式，與推樁支護或者是單排樁支護方式相比，在邊坡的治理過程中，其合理性與經濟性性能更高；

（2）抗滑樁的懸臂是比較長的，在一些工程的施工過程中，設置錨索又不方便，這使得其整體的受力情況是很不合理的，在實際的工程施工過程中，可以依據其工程施工的實際情況，應用具有針對性的應對措施，如：可以因公預應力鋼絞線來代替部分抗拉鋼筋，在抗滑樁的樁底埋設錨梁，在將鋼絞線布置好之后，實施澆灌，然后可以應用后張法通過施加張應力的方式來提升樁體的力學強度，以便于很好的實現其運行質量與經濟性性能；

（3）對深埋裝及推力樁的工作機理進行簡單分析的基礎上，在一些大型的滑坡治理過程中，可以在對各種影響因素予以綜合的考慮之后，應用推力樁與深埋樁兩種支護方式相結合的支護方式，應用這種支護方式，有利于其在實際運行過程中發揮各自的優缺點，從而起到合理、經濟、安全的滑坡治理效果，在一些大型的邊坡治理過程中，需要考慮的影響因素眾多，需要在對其工作機理及受力性能進行綜合分析的基礎上開展相應的設計，以便于能夠在實際應用中發揮良好的邊坡支護作用。

抗滑樁的設計內容：開展樁群的平面布置設計，以便于對樁間距與樁位的等平面尺度予以確定；對樁斷面尺寸、樁長、樁埋深、樁型等的尺寸予以確定；對作用于抗滑樁上的力的分布形式予以確定；對選定地基的反力系數予以明確，并對樁的計算寬度予以確定，從而對樁的受力與變形情況進行計算；對樁一般的構造設計與配筋的計算情況予以明確；進行施工方案的編寫，要注意所編制方案的可行性。

在抗滑樁的邊坡工程設計過程中，常用的抗滑樁內力計算方法有：

（1）抗滑樁內力分布計算，這主要是在抗滑樁監測數據的基礎上，應用抗滑樁的設計計算模型，對作用力系進行簡化，然后應用Winkler彈性地基梁模型進行計算，從而實現抗滑樁內力分布的計算；

（2）抗滑樁截面彎矩的計算，在這種計算方法中，主要是應用鋼筋計來對抗滑樁的受力鋼筋的應力實施監測，從而來對鋼筋計所在截面處的彎矩開展計算。

5 邊坡工程施工過程中常用的抗滑樁技術

對邊坡工程施工過程中常用的抗滑樁技術做簡單介紹：

（1）預應力錨索抗滑樁，這種形式的抗滑樁是因公支模澆筑或者是鉆孔灌注成樁，并會在樁上設置一排或者是多排的錨索，然后在錨索上施加預應力，通過錨索將樁錨固定在穩定的基巖中，從而起到良好的防止邊坡滑動的作用，由于該種抗滑樁形勢具有諸多優點，這使得其在大中型滑坡的治理工作中具有廣泛的應用；

（2）變截面樁，這種形式的抗滑樁通常為矩形樁，其在土體整體滑坡及巖體滑坡中具有良好的支檔效果，并且其支護成本比較低，但是若將其應用于強度比較低、比較松散的土體滑坡中，其治理的成本是比較高的，針對這種情況，在對抗滑樁的承載力及滑坡的形成特點進行有效分析之后，可以應用異型抗滑樁的設計方案，不僅具有良好的經濟性性能，還具有良好的抗滑效果，對滑坡具有良好的支檔作用。

6 結束語

綜上所述，本文首先針對抗滑樁的優缺點進行了分析，在此基礎上針對抗滑樁目前的研究進展以及在設計過程中需要注意的問題進行了詳細的探索，目的是最大程度的提高抗滑樁的設計質量。

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