抗滑桩在毕节市某古滑坡地质灾害治理中的应用研究

覃 家 众

(贵州有色地质工程勘察公司，贵州 贵阳 550005)

1 工程概况

滑坡最初于1989年雨季形成，随即发生1 577 m～1 580 m高程范围形成后缘并下错1 m～2 m、建于1 566 m～1 570 m高程范围内的所有居民木房严重倾斜变形等滑坡迹象。2008年雨季坡体再次发生明显变形，主要表现为：中部1 558 m高程左右出现垂直坡向、长约40 m、宽5 cm～20 cm、可见深度30 cm～50 cm贯通裂缝；前缘出现局部隆起、强降雨时冒水现象。为典型的古滑坡复活滑坡，据现场调查发现，该古滑坡总体呈南西—北东顺斜坡坡向发育，平面形态呈舌状，纵长80 m～110 m、横宽120 m，主滑方向为44°，滑体厚5 m～10.5 m、一般厚6 m～9 m、平均厚7.5 m，滑坡总面积11 300 m2，滑塌体积7.3×104m3，为推移式浅层小型土质滑坡。

2 工程地质条件

滑坡区出露的地层有第四系(Qel+dl)残坡积粉质粘土、侏罗系下统自流井群(J1z)紫红色泥岩，滑区岩土特征如下：

①残坡积层粉质粘土(Qel+dl)：土黄色，断面粗糙，含母岩风化残屑、残块，干强度中等，韧性较差，基本无光泽，无摇振反应，主要呈硬塑状态。

②泥岩(J1z)：紫红色，中厚层状，泥质结构，岩体内节理、裂隙较发育，节理面见铁质浸染，具遇水易软化、开挖暴露易加剧风化特点。其中强风化泥岩岩体破碎，分布于基岩表层，厚2.0 m～5.5 m，钻探岩芯呈砂状；中风化泥岩岩体较完整，钻探岩芯主要呈柱状、短柱状夹块状，长时暴露后风化开裂呈饼状。

3 古滑坡稳定性分析

3.1 计算参数

计算参数由该滑坡勘查报告获得，详细见表1。

表1 滑坡物理力学参数表

3.2 计算模型

滑坡稳定性计算公式：

其中：Rn=(W((1-rU)cosαn-Asinαn)-RDi)tanφn+CnLn)；

滑坡推力计算公式：

Pi=Pi-1×ψ+Ks×Ti-Ri。

其中：下滑力Ti：Ti=Wi(sinαi+Acosαi)+Nwisinβicos(αi-βi)。

抗滑力Ri：Ri=Wi(cosαi-Asinαi)-Nwi-Nwisinβisin(αi-βi)tanφi+CiLi。

传递系数：ψ=cos(αi-1-αi)-sin(αi-1-αi)tanφi。

其中，Wi为第i条块的重量，kN/m；Ci为第i条块内聚力,kPa；φi为第i条块内摩擦角,(°)；Li为第i条块滑面长度,m；αi为第i条块滑面倾角,(°)；A为地震加速度，g；Kf为稳定系数；ψj为第i块的剩余下滑力传递至第i+1块段时的传递系数(j=i)，即：

ψ=cos(αi-αi+1)-sin(αi-αi+1)tanφi+1。

3.3 稳定性与滑坡推力计算结果

剖面稳定性及滑坡推力计算表见表2。

表2 剖面稳定性及滑坡推力计算表

根据表2计算结果，该古滑坡在工况Ⅰ及工况Ⅱ状态下处于欠稳定状态，在工况Ⅲ状态下处于不稳定状态。

4 古滑坡治理措施

目前，滑坡治理的主要措施有削坡减重与反压、人工清除、地面排水、支挡结构、锚固结构、岩土体内排除地下水等[1-3]，针对该滑坡边界条件及岩石结构特征，各支护措施自身特点，该综合治理方案为：坡面排水+坡面植草+抗滑桩，如图1所示。

4.1 抗滑桩工程

1)抗滑桩为全埋式钢筋混凝土矩形桩，截面尺寸1 200 mm×1 600 mm，桩间距4 000 mm，混凝土强度C30。嵌固段为强风化泥岩，嵌固深度不小于1/3桩长且不小于4.0 m。桩顶冠梁连接，截面尺寸1 000 mm×1 600 mm，混凝土强度C30。冠梁按每15 m～20 m一段设置伸缩缝。

2)桩身混凝土应连续灌注，不得形成水平施工缝。当需加快施工进度时，宜采用速凝、早强混凝土。

3)桩纵筋的接头不得设在土石分界处和滑动面处。

4)抗滑桩孔位允许偏差不宜超过10 mm，桩径允许偏差不宜超过50 mm，垂直度允许偏差不宜超过0.5%,轴线和垂线方向不宜超过50 mm，沉渣厚度不宜超过150 mm。

5)钢筋笼主筋的保护层允许偏差为10 mm。

6)为保证钢筋主筋混凝土保护层厚度，可采用预制混凝土垫块、铁垫件绑扎焊接在主筋外侧，钢筋笼过长需分段接长，采用焊接，其接头焊缝及接头数量应符合相关规范的要求。

7)对抗滑桩预埋φ70 PVC管进行桩身无损检测。

8)冠梁施工时，应将桩顶浮浆、低强度混凝土及破碎部分清除。冠梁混凝土浇筑采用土模时，土面应修理整平。

9)冠梁混凝土结构伸缩缝根据现场条件按每间隔15 m～20 m设置一道，伸缩缝宽度为20 mm，缝内沿板的内、外、顶三边填塞沥青麻筋或涂沥青木板，塞入深度不小于200 mm。

4.2 排水工程

1)雨水是引发古滑坡复活的关键因素，故在坡面上设置三道截水沟，有效拦截滑坡后缘坡面流水渗入滑体，截水沟断面尺寸600 mm×700 mm，即截水沟高0.7 m、宽0.6 m。

2)施工前严格按设计要求选定位置，确定轴线。然后按设计图纸尺寸，测定开挖基础范围，准确放出基脚大样尺寸，进行截水沟施工。

3)开挖土方基坑必须留够稳定斜坡，以防滑塌。表层松软土层，应尽量挖除。重要的大落差跌水、陡坡地基，还可用夯压加固处理。

4)开挖出的沟基，如地基承载力达不到设计要求时，应进行地基处理加固，如除泥换土，填砂砾石料，扰动土夯实，灰土夯实。并及时进行截水沟施工；避免基坑长期暴晒，雨淋和被水浸泡。施工中，严禁反复扰动基底岩土层。

5)施工完毕后，用水淋、浇养护不少于7 d；晴天白天每隔4 h一次，阴雨天适当减少次数；截水沟如设置在填土区，应采取防渗、防漏措施。

6)截水沟每隔15 m～20 m要分缝设置沉降缝、伸缩缝，缝内填塞沥青麻筋等。新修建的截水沟应与现有截水沟等排水工程顺接，水沟底纵坡降不小于0.5%，以利畅通排水，避免沟内积水。

4.3 植草工程

1)清理坡面杂物、碎石，使坡面保持平整，以营造植物的生存空间，防止水土流失。

2)客土喷播前，草灌种籽与土壤一起搅拌，使种籽均匀分布于整个喷播层，以提高种籽的成活率。

3)客土喷播施工时，喷播者应自上而下对坡面进行喷射，并尽可能保证喷出口与坡面垂直，距离保持在0.8 m～1.0 m，一次喷附宽度3.0 m，喷射时严格控制喷射厚度。

5 结语

1)滑坡形成的主要诱因为水，所以排水系统设计的合理与否对滑坡(边坡)的稳定性起到关键的作用，设计施工时对排水系统位置、尺寸、结构类型、排水坡度都应该充分给予考虑。

2)该滑坡推力比较大，经计算滑坡在工况Ⅱ状态下滑坡推力最大，最大滑坡推力为321.6 kN/m,滑坡采用抗滑桩支护措施后，经过几年系统的监测，未见抗滑桩有倾斜下沉、开裂现象发生，也未见该古滑坡有新的位移、下沉、鼓胀、开裂、局部滑塌现象产生，支护效果良好，故抗滑桩在滑坡推力较大，特别是中型、大型滑坡治理中为比较理想的选择。

3)本支护措施的缺点为仅考虑了抗滑桩单一支护措施，在以后的研究中可重点研究锚索+抗滑桩在滑坡地质灾害中的共同作用研究，这将会对滑坡地质灾害的治理起到重要作用。