雙排樁錨式邊坡支護技術在市政道路高陡邊坡應急搶險工程中的應用

劉飛軍

（中國華西工程設計建設有限公司長沙分公司，湖南 長沙 410000）

位于長沙市大王山片區的桐溪港水系工程 （里程為K2+440-K2+670） 處，東側為坪塘大道。邊坡坡頂為坪塘大道，坡腳處為正在施工的桐溪港水系。坡頂標高61.8～62.4 m，坡底水系設計標高為38 m，坡頂與坡底水平距離為20 m。

施工單位2016年6月起在對河道臨坪塘大道進行邊坡開挖時，并在標高54.0 m處留置二級平臺，以便后續開挖及修坡，至9月30日河道開挖至47.0 m標高 （坪塘大道路面標高61.0 m，河道設計開挖至底標高38.0 m）；2016年10月6日下午6：00時，現場人員發現坪塘大道西側臨桐溪港水系一期二標段K2+600～K2+660段道路路面出現小裂縫，2016年10月7日早晨7：00時再次檢查發現道路裂縫繼續發展，最寬處裂縫達5 cm，縱向裂縫總長度約50 m。

針對此滑坡險情，現場采取了臨時的應急處理措施，措施的原則為：排水、支擋、減載、反壓。具體應急處置方案如下：（1） 將坡頂土方局部卸載減壓、坡底分層填土壓實堆載反壓；（2） 道路裂縫位置填充、油膏封面防止雨水滲入；（3） 由監理、施工方做好現場監測工作，及時監測裂縫是否繼續擴大。

由于原設計方案已經不滿足滑坡后的邊坡支護要求。故完成應急處理措施后需進行永久支護方案設計。根據地勘資料組成坡體的主要地層為泥盆系強風化泥巖，其巖層產狀為310-320∠23-29°，邊坡傾向約262°，巖層產狀為坡向斜交，強風化泥巖與中風化泥巖間夾有殘積土層，該地殘積粉質黏土相對于強風化泥巖與中風化泥巖其抗剪強度低，為巖層中的軟弱帶，為邊坡產生滑動的內在因素。坡頂溝井滲漏是邊坡產生滑動的主要外部因素。

1 永久支護方案研究

根據地勘資料，滑動面殘余剪抗強度指標：黏聚力c=10 kPa，內摩擦角φ=8.5°。抗剪強度指標低，滑坡推力大，針對滑坡范圍，選取最不利滑坡計算，計算剩余下滑為2 145 KN/m，作用力按梯形分布。原設計的仰斜式擋墻支護方式已經無法滿足支護要求。根據此滑坡高陡特性，放坡卸載條件困難，研究了三個支護方式：

方案一：采用二排抗滑樁，該方案考慮下滑力較大，采用兩排樁分散下滑力。第一排抗滑樁在滑坡體上部打入土體分擔上部的下滑力。第二排抗滑樁在原設計擋墻位置打入，均采用樁錨支護。此方案能較多地卸載滑坡體中部荷載，降低了下部抗滑樁的高度，有利抵抗下滑力。為保證坪塘大道安全，需先施工第一排抗滑樁，待第一排抗滑樁完成后，卸載滑坡體中部土體，再施工第二排抗滑樁。方案一（二排抗滑樁斷面圖）如圖1所示。

圖1 方案一（二排抗滑樁斷面圖）/m

方案二：本段支護采用一排抗滑方樁方案。平面布置為：方樁為2 m×4 m，間距3 m，共設置19根抗滑樁。抗滑樁距坪塘大道20.8 m。剖面布置為：樁頂標高與坪塘大道高差為12.5 m。樁頂標高為49.32 m，渠底標高38 m，懸臂長度為11.32 m，嵌固深度為8 m。根據計算，其樁上內力極大，錨索力極大，為滿足樁錨受力要求，需要滑動面加固土體。且為減小下滑力，需降低樁頂標高，樁頂標高下降，需先開挖坡面，而現階段坡面處于極限平衡狀態，再次開挖會面臨險情，故如采用此方案需先注漿加固滑動面才能保證開挖穩定性。根據地勘提供資料，注漿范圍可選定為推測滑動面上下各約2 m范圍，由于推測滑動面為一個三維曲面，注漿準確位置將較難確定，增加了現場施工操作難度。方案二（單排抗滑樁斷面圖）如圖2所示。

圖2 方案二（單排抗滑樁斷面圖）/m

方案三：處理滑坡一般為卸載，反壓，支擋，排水。方案一采用卸載+支擋方式，方案二采用支擋方式，方案三采用卸載后再回填方案處理。由于本項目的特殊性，無反壓條件，且還需挖河道，會加劇滑坡。本方案采取由坪塘大道向下1∶2挖臺階方式將強風化巖體以上的滑坡體全部挖除后，再由下向上逐層填土，最下層采用扶壁擋墻+加筋土方式。方案三（扶壁擋墻+加筋土斷面圖）如圖3所示。

圖3 方案三（扶壁擋墻+加筋土斷面圖）/m

2 支護方案對比分析

方案一：能較多的卸載滑坡體中部荷載，降低了下部抗滑樁的高度，有利用抵抗下滑力。兩排樁分期實施能較好地保證施工安全，采用圓樁，機械成孔，施工速度快，安全性高。

方案二：為保證施工期間的土體穩定，需加固滑動土體，由于滑動面為一個滑動帶，需包絡加固，且加固效果驗證困難。施工方樁需采用沉井護壁后人工開挖，開挖速度慢，施工周期長。

方案三：需全部挖除滑動土體，開挖方量大，需為運土方10 萬m2，土方堆放及外運對社會交通影響較大，需占用坪塘大道半幅路面施工。施工周期長，坪塘大道的開挖及恢復費用較方案一及方案二大。三個方案造價對比如表1所示。

表1 三個方案造價對比 /萬元

由表1可知，雙排圓樁方案經濟、安全、施工周期短。在高陡邊坡的應用中有較大的優勢。

3 雙排樁錨受力分析

選取最不利滑坡計算，計算剩余下滑為2 145 kN/m。第一級排樁作用上述計算的第3塊滑體前，剩余下滑力為875.6 kN/m，水平剩余下滑力為763 kN/m。由于第一級樁與第二級樁之間可卸載大量土體。根據計算，作用在第二排樁上剩余下滑力為719.3 kN/m，水平剩余下滑力為657 kN/m。由此可見，采用雙排樁方案并卸載兩排樁之間的土體，下滑力之合為875.6+719.3=1 594.9 kN/m小于采用單排樁方案時的下滑力。

計算時采用土力壓模型和下滑力模型分別計算取不利值。樁身嵌入下層穩定的中風化巖中。根據計算上部抗滑樁樁長18 m，樁徑1.2 m，樁間距2 m，4排錨索，樁頂為1：2放坡。下部抗滑樁為樁長18 m，樁徑1.5 m，樁間距2 m，4排錨索，樁頂為1∶3放坡與上部抗滑樁相接。

4 結語

雙排樁錨式支護在本工程中的應用，保證了原有坪塘大道的正常運營及桐溪港水系施工順利開展。

采用圓形樁錨垂直支護方式，土體開挖方量少，施工作業面小，機械成孔施工速度快。采用錨索施加預應力，邊坡變形小，對即有坪塘大道影響小。

因此，在抗滑樁工程設計中，應綜合考慮，采用合適的支護方式。