谈抗滑桩支护技术在滑坡治理中的应用

薛志敏

(山西省临吉高速公路建设管理处，山西襄汾 041500)

0 引言

随着我国公路建设的大规模展开，公路滑坡与边坡病害成为影响工程进度和质量的重要因素。因此，须在采取排水、坡面防护等传统防治措施的同时，积极引用抗滑桩、锚索抗滑桩、微型桩等国内外成熟的先进技术确保工程保质保量完成。

1 抗滑桩

我国抗滑桩支护技术的发展较早可追溯到20世纪70年代，当日本和苏联等国家刚刚将直径为1．5 m～3．5 m的挖孔抗滑桩应用于解决抗滑挡土墙施工中的困难时，我国研发的大截面挖孔钢筋混凝土抗滑桩已成功应用于铁路内、外滑坡治理工程中，同时又在深入研究抗滑桩的设计理论和其在土层中的实际受力状态的基础上研发了排架桩、刚架桩等新的抗滑桩结构形式。80年代以来，随着锚索技术的快速发展形成了“锚索抗滑桩”，它通过在抗滑桩顶部增加锚索形成拉力改变抗滑桩的受力状态，使原来抗滑桩由原来的悬臂梁受力状态(被动受力)转变为类似简支梁结构的受力状态(主动受力)，有效减小了抗滑桩的埋置深度和截面尺寸(见图1)。迄今为止，抗滑桩是滑坡治理工程中最有效的措施，其机理分析和理论研究也随着它在工程领域的应用得到了长足的发展［4］。

图1 抗滑桩示意图

1．1 抗滑桩原理和分类

1)原理:抗滑桩的基本原理是在滑坡体中选择适当的位置打入桩体(木桩、钢桩、钢筋混凝土桩、组合桩)，桩会穿过滑动面嵌入下部稳定基岩，上部桩身将滑坡推力传给桩下部的侧向土体或者岩体，下部桩的侧向阻力来承担边坡的下推力(如图2所示)，这就要求滑坡要有较明显的滑动面且滑动面以上土体有较好塑性，下部有较坚固的岩石和密实土层，才能使边坡保持平衡和稳定。

图2 抗滑桩原理图

2)分类:抗滑桩按结构形式可分为单桩、群桩、排桩和锚桩四大类。

a．单桩:受力形式接近于悬臂梁，能为土体提供一定的抗力但抵抗滑坡推力有限大约在500 kN/m～1 500 kN/m，其经济长度一般为10 m～20 m。

b．群桩:在横向2排、纵向2列以上的组合抗滑结构，它能承担更大的滑坡推力，可用于特殊的滑坡治理工程或特殊用途的边坡工程。

c．排桩:排桩常见的形式有排架抗滑桩、板桩式抗滑桩和桩基承台式抗滑桩等，见表1。

d．锚桩:通过钢筋锚杆或预应力锚索使得锚杆(索)和抗滑桩共同工作使桩能依靠侧向地基反力抵抗滑坡推力，改变其原有的悬臂受力状态，是一种较为经济合理的抗滑结构。但锚杆或锚索的锚固端需要有坚固的基岩提供足够的锚固力，因此对地质条件要求较高。

表1 排桩分类

1．2 抗滑桩设计方法

目前，抗滑桩设计方法大致分为以下两类:

第一类方法是进行平面分析，一般把桩和边坡分开考虑它是与传统的边坡稳定评价的极限平衡方法相配套的设计方法。

第二类是进行平面或三维分析，将土—桩—土作为一个相互作用的整体体系来考虑它是与边坡稳定评价的边界元和有限元方法相配套的设计方法［6］。

2 工程实例分析

临汾—吉县高速公路工程位于山西省西南部，路线起点位于临汾枢纽互通顺接长临高速并衔接大运高速公路，终点跨黄河接陕西省。K202+800～K202+860(ZK202+780～ZK202+840)工程滑坡位于乡宁县台头镇半沟村，该路段为分离式路基，其中左线为挖方路基，右线为填方路基(见表2)。

表2 分离式路基滑坡检测结果

根据分析结果，该段失稳斜坡分上、下两个独立滑坡，即左线ZK202+780～ZK202+840段左侧的“牵引式”工程滑坡和右线K202+800～K202+860右侧“推移式”工程滑坡，其边界平面形态总体上均呈“舌”状。

2．1 滑坡成因分析

1)路基半填部分修筑在陡坡上，存在贴坡现象，虽表面上看路基稳定性相对较好，但由于上方坡面和路基排水沟下渗雨水的处理稍欠合理，给滑坡埋下了隐患。开挖路堑边坡形成较陡的临空面，致使边坡土体原有的平衡状态破坏，坡体抗滑能力降低，易导致边坡由前部向后牵引形成滑动。

2)滑坡位于中起伏黄土覆盖剥蚀中山区坡糜地段。滑坡体表层土体及素土在降雨前长期干旱导致垂直裂隙，结构松散，节理发育，导致土体遇水会迅速软化，强度迅速降低。在持续降雨的情况下地表水从垂直孔隙下渗至原地面附近岩土体，而原地面土体相对于新近填土更密实，渗透性相对较差，地下水沿此界面渗流，其软化抗剪强度指标降低。

2．2 处理方案

1)填方路基段。

在滑坡体中部设置一排抗滑桩(A型抗滑桩)，横截面尺寸为200 cm×300 cm，长度27 m且桩底须嵌入基岩深度不小于10 m，桩间距6 m。

2)挖方路基段。

在滑坡体下部设置一排抗滑桩(B型抗滑桩)，横截面尺寸为150 cm×200 cm，长度20．5m且桩底须嵌入基岩深度不小于5m，桩间距6 m。且在坡体外缘以外5 m的范围内设置梯形截水沟及时排出坡顶地面来水和积水，在滑坡体表面下1 m以下设置两排横纵向盲沟，辅助复合式路堑边沟、边坡平台边沟和截水沟，形成完整畅通的排水系统。

通过采用以上方法处理，K202+800～K202+860(ZK202+780～ZK202+840)段的边坡已经稳定，抗滑桩桩检类桩达到100%，加固处理效果明显，安全储备充足。

3 结语

滑坡体的治理是公路建设中的难点和重点，只有根据现场情况，结合地质调绘报告，综合预测未来雨量。采用合理的、全面的综合治理方法，才能对症下药，达到理想的处理效果。同时要加强监控量测工作，以便科学准确地指导和调整设计和施工方案，确保路基边坡施工质量安全。

［1］李兰银，梅仕然，马 新．浅谈公路工程施工中滑坡工点的变更处治［J］．公路交通科技，2011，7(1):74-75．

［2］杨焕永．高速公路边坡滑塌处理加固技术［J］．山西建筑，2008，34(23):285-287．

［3］邓 鹏．预应力锚索+抗滑桩支护技术在滑坡治理中的应用［J］．中外建筑，2010(6):36-38．

［4］张景奎．抗滑桩在滑坡治理中的应用研究［D］．合肥:合肥工业大学硕士学位论文，2007．

［5］罗 强．公路抗滑桩的类型及应用［J］．公路，2001(8):51-53．

［6］张 丹，曾金华．抗滑桩设计方法综述与展望［J］．水电站设计，2008，24(1):46-49．