高速公路邊坡加固處治中抗滑樁設計分析

李中奎，許涵

（1.山東省公路設計咨詢有限公司，濟南250102；2.濟寧市鴻翔公路勘察設計研究院有限公司濟南分公司，濟南250014）

1 引言

本文所選某高速公路位于斜坡之上，呈長方形形態，后緣高程為932m 左右，前緣高程914m 左右，其中，高度差18m，縱向長度、橫向寬度分別為35m 和80m，平面面積約為2 300m2。經現場地質勘察，發現本項目公路左側路肩位置恒重狀態，建筑形式主要為漿砌條結構，高度最低6m，最高12m，該地區暴雨頻率較大，容易導致斜坡結構上出現張拉縫，不僅會造成墻底結構遭受破壞，同時也會導致漿砌條石結構容易被剪斷。經過現場勘察及相關地質結構分析，得出本高速公路項目容易導致斜坡不穩現象，因此，抗滑樁設計至關重要。

2 抗滑樁加固土質邊坡的機理及使用條件

2.1 機理

從施工角度進行分析，在邊坡區域地層結構進行挖孔或者鉆孔施工后，將鋼筋、型鋼結構置于孔內，再選擇使用一定目標強度的混凝土進行澆筑，就地形成的灌注樁即抗滑樁【1，2】。如圖1 所示。

圖1 挖孔施工示意圖

所澆筑混凝土中的水泥砂漿通過滲透的方式，到達樁體周邊的土層結構中。這種動態性的滲透變化可以提升土層結構的整體強度及穩定性，同時，邊坡土層中的孔壁結構是粗糙的，能夠加強樁體結構與地層之間的緊密度，樁體結構通過調動樁寬范圍內的地層結構抵抗力，使得同一樁體結構進行相互黏合，與樁保持一定的抗滑能力。同時樁體結構之間可形成土拱，兩樁體結構間的滑坡推理結構可由對應的土拱和樁體結構共同承擔。產生的滑坡推力傳遞到樁體結構后，又沿著樁體結構進行下滑處理，以保持土體結構的穩定性。因此，為有效地保障土體結構、樁間協調化工作，需充分保障土體結構的穩定性，只有這樣，才能夠完善滑坡治理施工。土拱的形成條件中，應以兩樁體結構間距大于某臨界值為主，如“臨界樁距”的形成。

樁體結構設置后，可通過加強抵抗力，促進滑體結構處于繼續下滑的趨勢，同時可對產生的側向擴張力進行分析，在拱軸方向，原下滑力經樁體結構向下傳遞至穩定地層結構中，側向擴張力傳至滑體兩側的結構中，并且拱腳結構的水平反力可經過樁基礎進行傳遞，加強抗滑穩定性。

2.2 使用條件

作為一種側向特殊承受荷載樁體結構，抗滑樁可依靠加強滑動面以下部分的錨固作用，同時提升滑動面以上部分的樁前滑體的被動抗力維持。因此，抗滑樁使用條件主要包含2個：一是滑動面要明顯存在；二是在滑動面以上部分應設計堅固的基石結構。如果在抗滑樁體結構下部有穩固的基石承載，則抗滑樁作用的效果會更好【3，4】。

3 高速公路邊坡加固處治中抗滑樁設計

本文所選案例項目中，邊坡加固的組合方式為：“抗滑樁、格構錨桿、旋噴樁”組合結構，抗滑樁數量28 根，共分為3 種類型，每種類型的具體參數見表1。

其中，B 型抗滑樁嵌入巖層的厚度為6m，C 型抗滑樁的長度達到12m，同時梁結構的內側和原有的擋土墻結構的墻面結構相互貼合在一起。本項目案例工程中，施工之前，需要由施工技術人員首先進行樁體結構的定位，同時，在樁基礎挖掘的過程中，應按照施工規范的相關標準，科學合理地編制地質資料，并將相關資料進行整合打包發給施工設計單位，重點對項目施工信息、抗滑樁的施工長度、基巖深入等參數進行調整和分析，同時，要結合新的施工技術，符合高速公路抗滑樁施工要求。

3.1 樁孔挖掘

1）開孔前首先測量定位樁，并在樁體結構的外部設置標準的定位基準樁，施工之前應由專業施工技術人員進行樁體結構的垂直定位確認。

2）對孔口位置整平處理。首先應及時安放安全標志，施工技術人員應反復檢查地表截水、樁區間圍欄等結構的滲水現象，做好防滲處理工作。尤其是雨季，必要情況下，可抬高孔口位置，設計高度適宜的圍堰結構。

3）依據實際設計資料，對工程施工中所需要的建筑材料、型號及規格進行標準化匹配，并依據施工質量標準，出具對應質檢單。類似于鋼筋水泥等建材，可專門設置儲存庫，避免建筑材料受污染及受潮、防銹蝕等，提高施工質量。

4）施工進程中，應按照跳槽設計開挖方式，設置1～2 個孔，并且按照由淺入深、由兩側向中間的順序開展作業，同時，施工技術人員要嚴格按照圖紙的要求，及時開展施工圖紙的編錄，并借助信息化技術，保證施工技術質量。

5）制作以C20 為主材的護壁支護結構，應用于破碎巖層，孔口結構處應設置對應的鎖扣處理，保證最大開挖深度，明確護壁結構的單次澆筑，護壁1 節的工程施工要求開挖1～1.5m。護壁的厚度應按照施工設計的要求，對圍巖接觸是否良好的標準進行設定，護壁結構成孔以后，要保證垂直度及對應的光滑性。為實現拆卸便利，達到長期穩定使用的效果，護壁模板結構應以鋼模為主。同時，對應的模板支架結構應加以支撐，并在12h 時間段，如果沒有不穩定現象發生，則可順利拆除。

6）對孔內結構進行定期檢查，確定孔內有害氣體濃度，如發現有超標現象，則應利用相關措施向孔內送風處理。送風量應≥25L/s，施工技術人員下井之前，要保證送風時間＞10min。

7）在開挖工作開展過程中，必然會產生廢棄渣，可選擇使用卷場機吊裝，起吊量≤0.2m3。對應吊斗活門應設置保險裝置，同時廢渣吊出以后要立即運出，并將其置于安全低洼區域，可有效地防止廢渣及其周邊生態系統遭到破壞。

8）井體內部應選擇使用低壓燈泡。

9）樁孔挖掘施工的過程中，要合理控制地下水位，水量較大的情況可選擇使用潛水泵抽水處理。本項目中樁孔開挖。

3.2 混凝土澆筑

混凝土澆筑的過程中應關注以下內容：

1）施工材料的使用量、材質等參數設置下應滿足單樁連續澆筑，粗骨料結構可選擇使用卵石、碎石，同時可選擇粗骨料，其粒徑大小應大于鋼筋間最小間距1/3 處。

2）混凝土澆筑前，應由施工技術人員對孔底結構中殘存的雜物及時清理，排空孔內積水。

3）樁身混凝土澆筑過程中，應單獨設置串筒結構，與混凝土面層的距離應大于2m，若樁身結構過大，則需要多下料。

4）混凝土結構在澆筑過程中，應保持連續，為保證沒有施工縫，施工過程中連續澆筑混凝土在0.5～0.7m 時，應選擇設立有效的振動器，加快混凝土的振搗施工，保證混凝土的密實度符合規范設計要求。

5）加強對多排受力鋼筋位置的混凝土振搗工作的監督管理工作。

6）應將混凝土試塊制作成10 塊，臺班數和每白盤應大于1組。

7）混凝土正式澆筑施工前，應首先在抗滑樁結構內部預埋3 根檢測管體，并嚴格對抗滑樁結構質量進行檢測。對應的預埋管結構應相互平行，并分別綁扎于鋼筋的內側結構中，上端體系應超出樁頂結構20cm，并做好封閉處理工作。

8）對已完成的抗滑樁，應及時進行養護處理，周期應大于7d。

4 結語

綜上所述，對于高速路邊坡加固處理來說，抗滑樁起到至關重要的作用，不僅可實現邊坡加固作用，同時能夠有效地提升項目施工質量，保證施工技術人員的安全。因此，在高速公路建設中，應注重對抗滑樁的結構設計，對施工要點進行細化，加強對施工技術的深入研究。