抗滑樁在邊坡工程中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

侯慧珍

（中南建筑設(shè)計(jì)院股份有限公司 湖北 武漢430070）

0 引言

中國(guó)抗滑樁理論體系逐步構(gòu)建完全，在部分應(yīng)用實(shí)踐方面取得了良好的成果。但是從整體上來(lái)看，中國(guó)在抗滑樁設(shè)計(jì)施工體系的應(yīng)用過(guò)程中，仍舊存在亟待解決的缺陷問(wèn)題。目前，為全面加強(qiáng)抗滑樁技術(shù)在我國(guó)工程項(xiàng)目施工建設(shè)中的應(yīng)用效果，施工建設(shè)單位方面主張立足于工程項(xiàng)目施工區(qū)域的環(huán)境特點(diǎn)，結(jié)合抗滑樁技術(shù)的作用機(jī)理，制定科學(xué)合理的邊坡工程設(shè)計(jì)方案，全面消除山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題。

1 抗滑樁技術(shù)的作用機(jī)理分析

抗滑樁技術(shù)在作用機(jī)理表現(xiàn)方面，主要以利用樁身的抗彎能力以及樁周巖土體的抗力為主，利用結(jié)構(gòu)內(nèi)部作用力將滑坡體剩余的下滑力傳送到樁身上部受力體系當(dāng)中。并按照一定次序傳送到轉(zhuǎn)身嵌固段的穩(wěn)定巖土體系當(dāng)中。在這一過(guò)程中，抗滑樁主要利用嵌固段巖土體所提供的側(cè)向阻力實(shí)現(xiàn)對(duì)上部滑坡體滑動(dòng)力的抵抗作用，防止滑體沿著不利滑動(dòng)面發(fā)生明顯的剪切位移現(xiàn)象，進(jìn)而造成結(jié)構(gòu)整體滑動(dòng)[1]。

結(jié)合以往的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，抗滑樁可以根據(jù)材質(zhì)的不同分為鋼樁、木樁以及鋼筋混凝土樁等多種形式。而按照施工工藝流程的不同，可分為打入樁、鉆孔樁以及挖孔樁等多種形式。另外，按照樁身截面的不同可以進(jìn)一步細(xì)化，分為圓樁與方樁兩種。在正式應(yīng)用過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)該根據(jù)滑體大小以及現(xiàn)場(chǎng)施工條件等因素，確定科學(xué)合理的抗滑樁技術(shù)方案。

2 抗滑樁技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及劣勢(shì)分析

2.1 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

抗滑樁技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中往往具備以下優(yōu)勢(shì)：

一是抗滑能力表現(xiàn)較強(qiáng)，圬工數(shù)量小。樁體本身抗彎剛度能力表現(xiàn)較強(qiáng)，可以承擔(dān)較大的下滑推力，因此在圬工數(shù)量方面表現(xiàn)較小。

二是樁位設(shè)置比較靈活。通過(guò)科學(xué)、合理的布置可以減少坡體滑移問(wèn)題，同時(shí)也可以與其他構(gòu)筑物進(jìn)行協(xié)調(diào)使用，如與錨索或者錨桿等形式進(jìn)行協(xié)調(diào)應(yīng)用。

三是利于提高滑體的穩(wěn)定性。一般來(lái)說(shuō)，抗滑樁技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中不連續(xù)開挖成樁，因此可以大幅度提升滑體的穩(wěn)定性。最重要的是，施工設(shè)計(jì)人員可以充分利用土拱效應(yīng)，布置搶險(xiǎn)工程內(nèi)容[2]。

四是施工操作簡(jiǎn)便，作用效果良好。在正式應(yīng)用抗滑樁技術(shù)進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，施工影響范圍表現(xiàn)較小，同時(shí)所應(yīng)用的機(jī)械設(shè)備較容易上手操作，基本不會(huì)對(duì)周邊巖土體或者臨近構(gòu)筑物造成較大干擾影響。

2.2 應(yīng)用劣勢(shì)

在應(yīng)用抗滑樁技術(shù)的過(guò)程中，因利用樁周土的嵌固作用，難以用于軟塑滑坡體當(dāng)中。與此同時(shí)，抗滑樁施工作業(yè)期間需要消耗大量鋼材，涉及到的造價(jià)成本較高。除此之外，現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)多以人工挖孔成樁方式為主，施工安全風(fēng)險(xiǎn)程度較之其他施工方式偏高。

3 抗滑樁技術(shù)在邊坡工程設(shè)計(jì)體系中的應(yīng)用要點(diǎn)分析

3.1 提升抗滑樁的抗滑能力及穩(wěn)定性

高度關(guān)注樁土作用機(jī)理問(wèn)題始終是穩(wěn)定提升抗滑樁抗滑能力及穩(wěn)定性的重要保障。樁土之間的共同作用效果往往會(huì)對(duì)工程結(jié)構(gòu)主體的應(yīng)用性能產(chǎn)生重要的影響。而樁土之間的共同作用效果往往取決于樁前土體抗滑力表現(xiàn)情況。結(jié)合以往的施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，對(duì)于整體性表現(xiàn)良好的巖體或者土體而言，同作用力的大小往往與樁前巖土體強(qiáng)度相關(guān)。此種情況下，現(xiàn)場(chǎng)施工人員可以利用巖土層錨桿與抗滑樁相結(jié)合的邊坡支護(hù)方式進(jìn)行合理應(yīng)用。究其原因，主要是因?yàn)檫@種支付方式不僅可以全面加強(qiáng)邊坡治理效益，同時(shí)也可以全面提高邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3.2 提升邊坡工程安全運(yùn)行性能

由于抗滑樁懸臂較長(zhǎng)，導(dǎo)致在設(shè)置錨索的過(guò)程中常常會(huì)出現(xiàn)較多不便問(wèn)題。一旦錨索設(shè)置不合理，往往會(huì)對(duì)整體受力情況造成不良影響。在正式施工作業(yè)期間，現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)該根據(jù)施工周圍環(huán)境情況，選擇針對(duì)性應(yīng)對(duì)措施加以解決。現(xiàn)場(chǎng)施工人員可以利用預(yù)應(yīng)力鋼絞線取代部分抗拉鋼筋，并利用后張法施加張應(yīng)力方式提高樁體整體作用強(qiáng)度。

3.3 合理選擇支護(hù)方式

對(duì)于大型滑坡治理工作而言，在應(yīng)用抗滑樁技術(shù)的過(guò)程中應(yīng)該綜合考慮多方面因素條件，并采取科學(xué)合理的支護(hù)方式，充分發(fā)揮邊坡支護(hù)作用。結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，施工設(shè)計(jì)人員常常會(huì)選擇推力樁與深埋樁相結(jié)合的支護(hù)方式進(jìn)行合理應(yīng)用。通過(guò)合理應(yīng)用這種支護(hù)方式，基本上可以達(dá)到良好的滑坡治理效果。但是需要注意的是，大型滑坡治理工作需要權(quán)衡的因素較多。在正式應(yīng)用過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)該深入施工場(chǎng)地，對(duì)周邊環(huán)境條件進(jìn)行明確掌握之后，確定科學(xué)合理的支護(hù)方案進(jìn)行應(yīng)用實(shí)踐。

3.4 合理編制施工方案

抗滑樁施工設(shè)計(jì)內(nèi)容主要可以圍繞合理確定樁斷面尺寸、樁長(zhǎng)等因素、合理確定抗滑樁力的分布形式、選擇合適的地基反力系數(shù)、計(jì)算樁的實(shí)際寬度等內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理設(shè)計(jì)。明確上述設(shè)計(jì)要點(diǎn)內(nèi)容之后，計(jì)算樁的受力情況以及變形情況。

4 抗滑樁施工技術(shù)在邊坡工程中的應(yīng)用實(shí)踐分析

利用抗滑樁施工技術(shù)的過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)施工人員可以利用預(yù)應(yīng)力鋼絞線替代部分抗拉鋼筋的方式，實(shí)施澆灌作業(yè)。并在此基礎(chǔ)上，利用后張法實(shí)施張應(yīng)力的方式，全方位提升樁體力學(xué)性能。需要注意的是，對(duì)于大型滑坡治理工作，可以在綜合衡量好各項(xiàng)影響因素之后，利用推力樁與深埋樁相結(jié)合的支護(hù)方式進(jìn)行施工實(shí)踐，達(dá)到良好的滑坡治理效果。除此之外，在應(yīng)用抗滑樁施工技術(shù)的過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)該主動(dòng)結(jié)合邊坡工程治理需求，選擇合適的抗滑樁技術(shù)類型進(jìn)行應(yīng)用實(shí)踐。

舉例而言，在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁技術(shù)的過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)施工人員需要事先在樁上設(shè)置一排或者多排的錨索設(shè)施。并在錨索位置上施加一定的預(yù)應(yīng)力，確保樁錨可以固定在基巖體當(dāng)中。可以達(dá)到良好的抑制邊坡滑動(dòng)的作用效果。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，通過(guò)合理應(yīng)用預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁技術(shù)，基本上可以達(dá)到良好的應(yīng)用效果，目前已經(jīng)在大中型滑坡治理工作中得到了廣泛推廣與應(yīng)用。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，抗滑樁技術(shù)的推廣與應(yīng)用無(wú)疑是為中國(guó)邊坡工程主體結(jié)構(gòu)安全與性能安全提供了良好保障，同時(shí)也為中國(guó)全面消除地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題提供了良好的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力。鑒于抗滑樁技術(shù)的重要性，建議施工設(shè)計(jì)人員應(yīng)該立足于邊坡工程施工區(qū)域的環(huán)境特點(diǎn)，科學(xué)利用抗滑樁技術(shù)的作用機(jī)理以及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)涉及到的邊坡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容以及要點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署。并在此基礎(chǔ)上，按照科學(xué)規(guī)范的操作原則，對(duì)抗滑樁技術(shù)的應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行準(zhǔn)確貫徹與落實(shí)，以期可以從根本上確保我國(guó)邊坡工程主體結(jié)構(gòu)安全與性能安全。