抗滑桩在复杂矿山高边坡中的治理机理及工程应用

蒋 兵

（深圳市岩土综合勘察设计有限公司，广东 深圳 518172）

1 抗滑桩的特点及工况

1.1 抗滑桩的特点

抗滑桩结构的突出特点是改变了普通支护桩的悬臂锚固梁柱结构为近似弹性支座简支梁柱结构，使其桩身受力状态更趋合理，并具有主动加固滑坡体的作用和功能[1]。

1.2 前期滑坡推力作用工况

抗滑桩桩身灌筑完成之后，桩头锚索预应力施加之前，当滑坡病害存在显著的变形活动，必须考虑前期滑坡推力的作用，应该说是部分滑坡设计推力的作用，此时可根据相关工程经验或现场实测值确定外荷载进行计算。在该时步工况条件下，其外荷载为前期滑坡推力，即前期桩后滑坡推力和桩前滑坡抗力；桩侧地基为滑面以下桩段范围内的线弹性地基支座。

其中需要明确的是，前期滑坡推力作用仅当滑面以上桩后滑坡推力大于桩前滑坡总抗力时才能产生作用，即部分桩后滑坡推力用于平衡桩前滑坡抗力。

1.3 后期滑坡推力作用工况

当预应力锚索锁定作业完成以后，预应力锚索抗滑桩还将承担后期滑坡推力直至设计滑坡推力状态，并与预应力锚索协调变形和共同作用。

在该时步工况条件下，其外荷载包括后期滑坡推力、桩头锁定预应力和前期滑坡推力与滑坡抗力，即全部荷载作用；桩侧地基为滑面以下桩段范围内的线弹性地基支座和预应力锚索等效线弹性支座。其中需要明确的是，预应力锚索锁定工况条件下，在滑面以上产生的桩侧抗力部分是由后期滑坡推力平衡所包含；另外，预应力锚索与桩体的协调变形和耦合作用是通过在相应锚头处作用的等效弹性支座处理。

2 工程应用

2.1 工程概况

拟治理边坡位于广东省北部矿山开采高边坡两侧。本次拟治理边坡共有3处，1#边坡长约55m～60m，坡高约40m，坡度40°～55°，边坡坡面岩土体裸露，坡顶北侧高边坡无植被，风化岩石裸露；2#边坡由南侧高边坡分成2个部分，上部边坡段在发生滑坡地质灾害后进行了简单的喷砼处理，上段边坡长度约55m～60m，坡高约45m～50m，坡度约50°～60°，坡面凹凸不规整；下部边坡长约45m～55m，坡高约53m，坡度约40°～50°，边坡岩土体裸露，路堤受滑坡影响，基础被掏空；3#边坡长度约60m，坡高约20m～32m，坡度约45°～55°，坡面可见孤石裸露，凸凹不规则，边坡在发生滑坡后进行了简单的喷砼处理。拟治理的三处边坡为2013年持续强降雨作用下发生了滑坡地质灾害，地质灾害暂未造成人员的伤亡，但是滑坡发生后，边坡顶部岩体受到破坏，由于坡顶开采活动正常运行、车辆活动频繁。

因此滑坡地质灾害隐患对该矿区的行人及车辆安全构成了重大威胁，急需进行治理。

2.2 场地工程地质条件

根据勘察野外钻探揭露，拟建场地地层自上而下依次为第四系坡残积层以及侏罗系上统凝灰熔岩层。按其成因共划分为2个单元层，其岩性特征分述如下：

第四系坡残积层（Qdl+el）：红褐色、黄褐色，干，硬塑，层中不均匀含有风化碎块，无揺振反应，干强度中等，韧性中等，层厚2.00m～5.50m。

侏罗系上统凝灰熔岩层（Jb3gl）：本次在钻探深度内主要揭露为全风化带、强风化带和中风化带。

2.3 边坡治理的思路

1#坡坡面局部有灌木杂草，坡顶为梧桐山北路，坡体发生崩塌，崩塌体纵长92m，横宽11m～25m，崩塌体厚0.5m～1.5m，面积1600m2，体积约1600m3。为小型滑坡，拟采用抗滑桩+锚杆格构对其进行治理；2#坡上坡面中部进行了简单的喷砼防护，两侧长有灌木杂草，坡体发生滑坡，滑坡体纵长130m，横宽3m～20m，滑坡体厚0.5m～1.5m，面积1800m2，体积约1800m3，为小型滑坡，拟采用抗滑桩+锚杆格构对其进行治理；3#坡坡面中部进行了简单的喷砼防护，两侧长有灌木杂，坡下为梧桐山北路，坡体发生滑坡，滑坡体纵长28m，平均横宽23m，滑坡体厚0.5m～1.5m，面积640m2，体积640m3，为小型滑坡，拟采用分级放坡+格构梁锚杆（锚索）对其进行治理。

2.4 设计参数及施工措施要求

2.4.1 抗滑桩设计参数

（1）抗滑桩采用人工挖孔桩，截面1.2m（宽）×1.8m（高），桩间距2.5m，桩长20～22m；桩芯砼为C30，护壁砼为C30，桩身配筋及护壁配筋按照规范及计算书执行；

（2）桩顶设钢筋砼冠梁，截面尺寸1200mm（高）×1800mm（宽），C30混凝土浇注。

2.4.2 抗滑桩施工措施要求

（1）清顺滑体坡面，铲除陡坡，陡坎壁，填塞裂缝。如有可能，可根据设计需要，先在滑体范围内处，分别浆砌圈形截水沟减少地表水下渗。

（2）在抗滑桩施工范围,应大致整平地面,靠山一侧刷出宽度不小于2m的平台，另一侧如系弃碴或松散滑体，即应填平夯实，避免对桩产生侧压。

（3）桩孔开挖，应视下滑力的大小，滑体的土石结构、破坏程度及地下水等不同情况，采用全面同时开挖或跳跃式间隔开挖。

（4）根据地质条件，护壁可采用砼、钢筋砼、木质和喷护等方法；如地质条件许可，且开挖不深，能确保施工安全，可不支护，挖至设计标高，符合桩基已置于较好的基岩上，井孔垂直且不小于设计尺寸和已达最低一层滑动面下5m以上时，立即绑扎钢筋，灌注桩身砼，不容拖延时间。

3 结语

抗滑桩能充分利用钢筋混凝土的受力特点，应用于矿山高边坡治理工程中。该工程与2016年11月竣工，目前监测情况良好，未发现有坡顶裂缝及坡面小块分化土体崩塌的现象，这说明本治理方案达到了预期目的，可作为类似工程的参考。

[1]李荣建，于玉贞，柴霖，李广信.微混凝土抗滑桩模型桩的地震动力弹性反应试验研究.水利水电技术，2008，Vol.39.