浅论高速公路抗滑桩施工

崔 纲

(山西省交通科学研究院，山西 太原 030006)

0 引言

滑坡是一种常见的灾害现象，多发生在自然斜坡端面上，其发生原因是多重的，主要有地震、河水冲刷、雨雪浸泡、地下水变化、人工干扰等，其表现特征是当斜坡上岩土体的附着力小于自身重力的时候，岩土体就会沿着滑动面向下滑动。 为了有效对抗滑坡这种灾害的发生，我们一般通过埋设抗滑桩，利用稳定地层对桩的锚固作用，增强桩前岩土体的抗滑力，使之能够有效对抗滑坡上部传来的推力，从而实现稳定滑坡消除灾害的目的。

1 滑坡的防治原则

滑坡防治的主要原则有以下几条：

1)正确认识滑坡。若想有效治理滑坡，就要对滑坡的构成、性质、规模、产生机理等基本要素有一个准确的认识。还要做好滑坡的勘查工作，分清楚是新生滑坡还是复活的古老滑坡。

2)预防为主。在地质构造复杂、滑坡分布密集等地段，务必要加强地质勘查，尽量绕开这些地段。对于无法绕开的地方，要尽量减少土石方的开挖、堆填等施工，尽量减小对斜坡稳定性的负面影响。

3)一次根治不留后患。对滑坡的治理原则一定要坚持一次根治不留后患的原则，这样做的好处：一是能够有效防止古老滑坡复活，避免发生交通事故；二是能够有效降低总体治理费用。

4)综合治理。形成滑坡的原因往往不是单一的，而是几个原因共同作用的结果，因此，在防治滑坡的时候，要按照主要次要诱发因素，采取不同的措施综合治理才能达到效果。

5)动态设计、科学施工。道路滑坡是在施工中经常遇到的自然灾害，在前期的施工勘察中，不能完全掌握。必须在施工中根据新生情况调整设计方案。坚持尽早治理，合理安排施工时节与施工方案，严格监督施工质量，为工程以后的养护与应用奠定良好的基础。

2 抗滑桩的施工要素

抗滑桩设计一般要满足下列要求：抗滑桩工程设计要能够产生足够的抗滑力，要能够有效保证滑坡斜面的稳定性。抗滑桩的桩间距取值要合理，既能够达到防止坡体土从桩间挤出，又要充分考虑工程施工的经济效益。

抗滑桩的锚固深度、桩结构尺寸、断面尺寸要符合抗滑所需要求，桩周的地基抗力和滑体变形尺寸要在合理误差范围之内。通盘考虑施工的安全性、可操作性、经济性。

1)抗滑桩桩位。

抗滑桩桩位的确定，应该根据设计计算所得出的滑坡推力而确定。在抗滑段上，滑坡推力逐渐降低；在主滑段上，滑坡推力保持着强劲的势头；当抗滑桩被打入地层之后，滑动面的应力必然发生了变化，一般会产生一个相应上移的应力指向。因此，综合考虑推力与应力的综合影响，可以得知，在坡底打入抗滑桩并非最合理位置。为了充分利用滑体的抗滑力，同时考虑应该把抗滑桩布置在滑动推力最小的位置，因此，在滑坡推力拐点位置到滑坡出口段布桩是比较合理的。

2)抗滑桩桩间距。

桩间距直接影响着抗滑成功与否。间距过大，桩间土体会从相邻桩间滑出，达不到防滑效果；间距过小，可以增强防滑效果，但是在经济性方面是不划算的，很不经济。

最理想的桩间距标准是：甲乙桩间土块传递给乙丙桩间土块的应力为零。在实际施工之中，还要考虑相邻桩的侧面产生的摩擦力以及抗滑桩的埋设深度，在此摩擦力与土块应力的共同作用下，对不同土质的地层而言，砂性土层，滑动面的深度与桩间距的比值为2；粘性土层，滑动面的深度与桩间距的比值为2.5。

3)抗滑桩截面和宽度。

圆形桩与矩形桩是抗滑桩的两种不同形式。考虑到抗滑桩的实际受力以及工程施工的方便性，目前使用矩形桩的情况比较多。根据试验表明，当桩间土体应力达到极限状态时，边长为0.9d的矩形桩与边长为1d的圆形桩是等同的。由此可知，圆形桩的形状换算系数为0.9，矩形桩为1.0。需要注意的是，若是人工开挖埋孔，桩宽应该不小于1.5 m。

4)抗滑桩的锚固深度。

抗滑桩的锚固深度，是防治滑坡的最关键的要素。埋置深度太浅，桩体很容易被滑动面岩土拔出；埋置太深直接造成施工难度成倍增加，造价大幅上升。而且，锚固深度不是越深越好，当突破某一数值之后，锚固效果变化不大。为了简化设计与施工，目前通用的测算方法是：依据锚固段桩周地层的强度来确定锚固深度，即抗滑桩传递给稳定地层的侧壁应力必须小于桩体侧向的抗压强度。

5)抗滑桩桩底支承条件。

抗滑桩的底支承共有三种：固定支承、铰支承和自由支承。 当地层坚硬，桩底岩层完整且抗滑桩嵌入较深，可视为固定支承。当地层坚硬，桩底岩层完整但抗滑桩嵌入较浅，可视为铰支承。当地层为破碎岩土层，抗滑桩受滑坡推力作用，桩底发生了较大的位移或扭动，可视为自由支承。

3 高速公路抗滑桩的施工

3.1 抗滑桩的施工准备

1)施工放样。

在正式施工之前，施工人员必须对图纸和施工环境做到充分了解。为保证桩体断面位置与孔位相符合，可将抗滑桩顶底高程投射到断面显示图上，进而测试顶桩土体的稳定性，用数值说话，保证减载深度以及减载的数量。如果在施工中发生塌陷现象，必须及时清除险情。

2)设置位移观测点。

在施工前要设置若干位移观测点，以便于监测可能出现的滑坡位移，测算滑坡位移速度，以保证施工人员的人身安全，提升工程质量。

3.2 抗滑桩的施工技术

1)排水孔施工。

在有孔滑坡地带，首先需要处理的就是排水孔。根据工地出水量，设计排水孔位置、标高以及仰角间距，对滑坡的前缘位置进行设计，不可贸然对滑坡体前缘进行规模性开挖，否则容易导致发生滑坡体失稳等次生灾害。正确的做法是：先将路堤提升到满足工程基本要求的高度再进行开挖。

2)设计与施工出现差异。

按照设计图纸施工是不容置疑的，及时填录桩孔柱状图，详细记录滑动面位移变化，甚至包括擦痕、岩性变化、软弱层界面等资料数据。在施工过程中，时刻关注所有相关的数据资料，若施工工艺无法满足因环境变化而产生的差异，应该立即停下来，递交相关的施工报告，会同设计人员商讨新的施工方案，以保证抗滑桩能够满足工程标准。

3)护壁锁口施工。

在锁口施工之前，必须做好清洁工作。护壁锁口一般为梯形，在施工现场使用钢筋绑扎而成，使用方木作为加固环，把5块梯形模板按照图纸组合成型。采用现场拌和和人工入模的方式进行混凝土浇筑，并使用插入式振捣棒振捣密实。主要的技术参数包括： 锁口中心和桩孔中心的偏差额度在±50 mm，竖向倾斜偏差为±1%，为了防止雨水、杂物等落入桩孔，锁口底部必须超出地面30 cm。

4)抗滑桩桩身混凝土浇筑。

待孔桩满足设计要求后，清除杂物与松土，监理工程师核对断面尺寸和桩底高程，确认其符合设计要求后，放出桩底十字线。

在钢筋的绑扎和焊接阶段，必须按照钢筋间距设计值进行绑扎，钢筋的截面接头必须控制在50%以内。监理单位和建设单位应该一起对绑扎的钢筋做彻底细致的检查，尤其是对较为隐蔽的位置。

在混凝土浇筑阶段，在管顶加盖覆盖物，防止尘土等杂物落入，在钢筋笼四周埋设声测管，安排专业人员对桩身混凝土的龄期进行声波检测。

埋设声测管在抗滑桩的钢筋笼周围，及时加盖管顶，这样可以有效避免混杂物落入，专业人员在抗滑桩桩身混凝土达到一定的龄期后对其进行声波检测。

4 结语

在高速公路滑坡治理工程中抗滑桩具有施工简便，抗滑效果显著等优点，得到了越来越广泛的应用，在现场施工的过程中，只有根据标段的实际情况，制定科学的施工工艺，把握住施工的关键节点，才能有效解决滑坡问题，减少工程事故，节约工程投资，促进经济发展。