公路抗滑桩的设计与施工

（广东盛翔交通工程检测有限公司,广东 广州 577400）

一、概述

在公路建设过程中，不可避免地会遇到各种自然或人工形成的不稳定边坡。在某些特殊地段范围内，边坡治理工程量大、造价高，施工受到各种外界不利因素的制约。使用抗滑桩，桩体穿过滑坡土体，深入滑床，通过抗滑桩自身强度抵抗滑坡土体的滑动力，最终起到边坡稳定的作用。该方法主要适用于浅层滑坡土体或者中厚层的滑坡土体。

二、抗滑桩设计

（一）抗滑桩设计计算方法

抗滑桩设计计算的方法较多，有静力平衡法、布鲁姆法、链杆法和混合法等，最常用的为弹性地基梁法，该方法中假定抗滑桩任一点同坡面土体的抗力与改点的位移成正比。

（二）抗滑桩设计计算荷载

抗滑桩受到的作用力，包括滑坡推力及桩后被动土压力、坡体滑面上桩前滑坡土体对桩的反力、桩入土锚固段地基土的抵抗力。抗滑桩与周围土体的摩擦力和黏聚力及桩自身的重力和桩底的反力，均为竖直方向作用力，基本可以忽略不计。

（三）滑坡推力计算原理

滑坡推力，即为滑坡土体的下滑力减去抗滑力的差值，计算方法为传递系数法或者分块极限平衡法。对于不同滑坡土体的性质及相应滑坡土体的地形构造差异，滑面分为以下几种形式：单一土体滑面、圆弧土体滑面、折现土体滑面等。

（四）桩前滑体抗力计算原理

滑动面以上的桩前方土体抗力，由极限平衡状态下滑坡推力的曲线或者桩前面的被动土压力确定，在抗滑桩设计计算过程中，选取两者计算的最小值。桩前滑动土体受到的抗力分布呈抛物线，在公路工程设计计算中，桩前滑动土体的抗力计算简化的分布形式与滑坡推力一样，可以将抗力简化为一个三角形和一个倒立的梯形。

（五）锚固段地层土体的抗力计算原理

滑面下的桩正面计算宽度需要换算，原因是由于抗滑桩在前面土体抗剪强度的作用下，抗滑桩收到的桩前土体的反作用力比实际桩宽度范围内受到的大。

地基弹性抗力系数，即为抗滑桩范围内，单位土体弹性限度内产生大卫压缩变形所需要施加在单位面积上的力。土体滑动面下方的地基弹性抗力系数，必须根据抗滑桩施工范围内地质和深度按照2个条件确定：对于土体较为稳定的岩石层或者赢黏土层，地基弹性抗力系数应该取常数K；对于硬塑土至较硬的砂黏土和碎石土、风化破碎的块状岩石，地基弹性抗力系数按照m法计算取得。

抗滑桩底约束条件，即为桩底地基支撑条件，根据地基土体结构和土体强度的不同，约束条件可以取自由、铰接、固结3种方式。当桩底被埋在土体之中，一般桩底抗滑约束条件按照自由端计算；当桩底为坚硬并且完整的岩层，且嵌入一定深度时，桩底约束可视为固结；当抗滑桩底附近地基的水平抗力系数较大、竖直方向上地基抗力系数较小，此时桩底约束可视为铰接。

三、抗滑桩设计要点

（一）抗滑桩设计步骤

对于抗滑桩和钢板墙，两者桩间均有连系梁，但钢板墙之间设有挡土墙。现有规范对抗滑桩有明确的设计要求，但是没有针对钢板墙给出相应的设计规范。

在抗滑桩结构设计计算的过程中，应该注意设计工况的确定和荷载效应组合及相关系数，必须满足相关规范。对于抗滑桩正截面的设计，一般情况下将抗滑桩视为受弯工程构件进行设计，以单筋矩形截面梁形式设计抗滑桩的配筋。

涉及到抗滑桩的具体设计方法，可按照以下步骤进行：根据边坡地质情况及现场地形情况，确定抗滑桩设置平面位置、合理布置桩间距、桩位等相关参数；根据抗滑桩位处地质情况，拟定桩型、确定桩的入土深度、抗滑桩长度、横截面尺寸等相关参数；根据前两步确定的参数，计算土体结构作用在抗滑桩上的作用力；确定抗滑桩的计算宽度，选择合适的地基反力系数，针对抗滑桩收到力和变形进行计算；完成抗滑桩的配筋计算；确定施工控制要点，拟定施工方案，指导现场施工。

（二）抗滑桩设计说明

一般来说，抗滑桩嵌固段深度为悬臂长度的二分之一。计算出的抗滑桩长只是一个参考值，最终实际桩长还需根据挖孔过程中准确判断滑面埋深，并依据设计确定的计算原则确定实际嵌固深度。

抗滑桩主筋一般为不对称布筋，受拉力面布筋较多，受压力面布筋较少，主筋连接很重要，现多采用焊接方法，宜采用粗钢筋连接新技术，如冷挤压连接技术、套筒连接技术等。

桩身混凝土强度应满足设计要求，影响混凝土强度的主要因素有原材料质量、施工配合比、混凝土施工过程控制等。

四、抗滑桩施工

（一）抗滑桩施工准备工作

施工前根据施工方案设置临时设施，之后放样。放样后应埋设十字护桩，十字护桩应当加固保护，护桩作为防护桩开挖过程中检测桩位的参照，可以使用砂浆或者混凝土加固。与此同时，选择合适的位置设置观测标桩，观测滑坡土体变形和移动情况。

（二）挖孔施工

锁口，即为抗滑桩孔第一节护壁，开挖一般采用人工、机械相配合进行。对于土质较硬的地层，先用风镐松动土体，然后人工凿除。开挖时，每次开挖深度为30cm，为确保开挖孔的截面尺寸，应先开挖孔中间部分土体，然后开挖周边土体。挖孔过程中，应确保孔壁凹凸不平，以增加护壁和孔壁的摩擦力，切忌不可将孔壁凿修过于光滑。

抗滑桩孔施工过程中，必须控制抗滑桩桩孔的断面尺寸不小于桩身直径加护壁的厚度，通常施工过程中利用尺量法检测，断面不得小于5个，这是施工过程中容易被忽略的地方。

（三）护壁施工

单节护壁施工高度为1m，对于土质松软的开挖高度可以控制在0.5m左右，若碰到坚硬的岩层时，单节护壁施工高度可以达到2m。护壁模板应采用一套组合式钢模板，模板长度为1.1m为宜。上下两节护壁施工应搭接10cm，每节护壁的主筋应伸入下层护壁不少于50cm，避免护壁搭接长度不足而产生裂缝。

护壁混凝土浇筑过程中，应采用小型振动棒振捣，混凝土浇筑过程中应同时均匀浇筑，避免模板因混凝土偏载和产生位移。

（四）钢筋加工及安装

抗滑桩钢筋笼在钢筋加工厂完成半成品的制作，钢筋运输到现场后，由吊车配合完成安装。钢筋安装流程如图1所示。

图1 钢筋安装步骤示意图

（五）混凝土灌注施工

抗滑桩钢筋笼安装完成以后，混凝土灌注前必须清楚孔底松动的石块、浮土，若有积水，应该抽干。混凝土利用串筒灌注，混凝土灌注时，可根据实际地形情况选择溜槽。混凝土灌注过程中，串通下口应高于混凝土面0.8m～2m之间，同时应确保混凝土罐车等大型施工机械远离孔口，距离孔口不得小于3m。抗滑桩混凝土每灌注0.5m，应使用振捣棒振捣一次。到桩顶6m范围内时，按照30cm一层厚度分层浇筑，直至桩顶。