滑坡治理工程中抗滑桩的运用分析——以湘潭市龚家浸斜坡为例

薛光明

（湖南省国土空间调查监测所，长沙 410131）

自然活动（地质运动、降雨冲刷等）与人类工程活动可能引发滑坡、泥石流等地质灾害[1-2]，这不仅影响居民的生产与生活，还会造成人员伤亡和财产损失[3-4]。湘潭市龚家浸沟道两侧山体处于不稳定斜坡带，是典型的地质灾害易发区，以往发生多次地质灾害。为切实保护周边居民生命财产安全，当地政府先后利用省市专项配套资金1 000余万元，安排3个大型治理项目和10余个应急治理项目，治理地质灾害隐患点10余处，消除部分紧急危险隐患。2017年6月以来，研究区又发生多次地质灾害。根据现场调查，目前，研究区存在5处地质灾害体，对当地居民生命财产安全和公共设施安全构成严重威胁，可能造成巨大经济损失。抗滑桩是治理滑坡的有效手段[5-6]。本文以龚家浸斜坡为例，分析了抗滑桩在滑坡治理工程中的运用。

经勘察，5处地质灾害体均为土质不稳定斜坡，都是小型斜坡，两侧均以微地貌变形为界。不稳定斜坡H1位于龚家浸沟口北侧，相对高差为26 m。坡顶为住宅，后缘以裂缝为界，高程为74 m，前缘以坡脚为界，高程为48 m。该斜坡横向宽为60 m，纵向长为50 m，平均厚度为6.5 m。不稳定斜坡H2位于龚家浸沟口南侧，相对高差为26 m。后缘以养老院围墙为界，高程为71 m，前缘以沟底小溪为界，高程为45 m。该斜坡横向宽为80 m，纵向长为50 m，平均厚度为7 m。不稳定斜坡H3位于龚家浸沟内，相对高差为17 m。后缘以养老院围墙为界，高程为71 m，前缘以坡脚为界，高程为54 m。该斜坡宽为50 m，纵向长为40 m，平均厚度为5 m。不稳定斜坡H4位于龚家浸沟内，相对高差为15 m。后缘以坡顶裂缝为界，高程为71 m，前缘以坡脚为界，高程为56 m。该斜坡宽为55 m，纵向长为45 m，平均厚度为6 m。不稳定斜坡H5位于湘江边，相对高差为26 m。后缘以坡顶裂缝为界，高程为70 m，前缘以坡脚为界，高程为44 m。该斜坡宽为45 m，纵向长为40 m，平均厚度为6 m。

1 地质灾害体稳定性计算与评价

根据室内试验、反演分析、工程类比和地区经验参数，综合确定湘潭市龚家浸斜坡的岩土体推荐参数，如表1所示。其中，黏聚力和内摩擦角是土体抗剪强度的两个重要力学指标。研究区内5处地质灾害体均为不稳定土质斜坡，其滑动形式为圆弧滑动，因此选用毕肖普法对滑坡的稳定性进行计算。5处不稳定斜坡不仅威胁周边居民的生命财产安全，还威胁养老院、道路等公共设施的安全，潜在经济损失大。根据《滑坡防治工程勘查规范》（GB/T 32864—2016），对5处不稳定斜坡防治工程进行分级，各不稳定斜坡的防治工程等级如表2所示。

表2 各不稳定斜坡危害程度评估结果

2 地质灾害防治工程设计

2.1 施工条件

研究区位于湘潭市区，有道路可直接通往现场，交通方便，建筑材料可直接运至施工现场附近，施工空间较充足。施工期间，生活和生产用水均可将当地居民用水作为水源。当地电源充足，可以满足施工用电需求。湘潭市农业欠发达，人口比较密集，但外出务工人员较多，劳动力资源一般。施工场地附近建筑材料齐全，货源充足。

2.2 施工顺序

不稳定斜坡H1的施工顺序为抗滑桩→截排水沟；不稳定斜坡H2的施工顺序为土方→桩板墙→截排水沟；不稳定斜坡H3的施工顺序为土方→格构锚杆→挡土墙→截排水沟；不稳定斜坡H4的施工顺序为抗滑桩→截排水沟；不稳定斜坡H5的施工顺序为土方→格构锚杆→挡土墙→截排水沟。

2.3 抗滑桩加固方案

2.3.1 不稳定斜坡H1

经计算，坡体中上部布设一排全埋式抗滑桩进行支护能使其稳定。共布设14根抗滑桩，桩截面尺寸均为1.5 m×2.0 m，桩心间距为4 m，桩长为15 m。桩采用人工挖孔灌注，桩身混凝土强度为C30，采用C20钢筋混凝土护壁，护壁厚度为20 mm。桩背侧纵向受力钢筋进行通长布置（2排），均由12根Φ32HRB400螺纹钢组成；桩面侧采用6根Φ32HRB400螺纹钢通长布置；桩两侧面各采用5根Φ28HRB400螺纹钢通长布置；箍筋采用Φ16HRB400螺纹钢，箍筋间距为200 mm。经计算，设桩后桩顶位移量为63 mm，小于相关规范要求的100 mm。

2.3.2 不稳定斜坡H4

抗滑桩共布设12根，编号为CZ1至CZ12，桩截面尺寸均为1.5 m×2.0 m，桩心间距为4 m，桩长为15 m。桩采用人工挖孔灌注，桩身混凝土强度为C30，采用C20钢筋混凝土护壁，护壁厚度为20 mm。桩背侧纵向受力钢筋进行通长布置（2排），分别由12根、6根Φ32HRB400螺纹钢组成；桩面侧采用6根Φ32HRB400螺纹钢通长布置；桩两侧面各采用5根Φ28HRB400螺纹钢通长布置；箍筋采用Φ16HRB400螺纹钢，箍筋间距为200 mm。经计算，设桩后桩顶位移量为72 mm，小于相关规范要求的100 mm。

2.3.3 施工注意事项

抗滑桩工程施工前，应充分了解场地的施工条件，并制定合理的施工组织设计方案、专项施工方案和专项安全方案等，通过审批后方可进行施工。一是抗滑桩定位。抗滑桩定位根据抗滑桩轴线位置确定。首先测量出抗滑桩布置轴线，在轴线上布置木桩作为抗滑桩引桩，以便确定开挖位置。二是桩身开挖。抗滑桩必须采用“隔桩跳挖”施工方法，第一批桩桩身灌注完混凝土且混凝土强度达到设计标准后方可开挖下一批桩。桩身必须按照测量定位分节开挖，覆盖层中，每节开挖深度为1.0 m，抗滑桩开挖期间必须进行地质编录，记录各地层的标高。三是护壁浇筑。当达到一节护壁的开挖深度后，按照设计尺寸进行护壁钢筋制安、模板架设，浇筑护壁混凝土。护壁混凝土浇筑前，必须严格校正模板位置，保证护壁不侵入桩截面的净空。四是桩身及挡土板钢筋制安。根据设计要求选用正确的钢筋，在钢筋制作与安装前，应进行材质检查。钢筋笼的断面积由箍筋绑扎的形状和大小确定。为了确保钢筋制作质量，钢筋搭接采用双面焊。

3 工程监测

为了保证滑坡在工程施工期间和竣工后的安全，须对滑坡进行变形监测，以分析其变形趋势，及时发出预警。专业监测内容包括桩顶或支挡结构的水平位移与垂直位移、坡体位移，这就需要合理设置监测点和监测频率。沿各灾害体在稳定区域设置基准点，在坡体内部布设专业监测点。平面共布设基准点11个，各灾害体共布设专业监测点46个。监测时间包含施工期间和竣工后一个水文年，之后是否还需要继续监测，根据滑坡变形收敛情况，由有关各方协商确定。施工期间，监测频率为1次/周，当进行坡脚切方或发生暴雨时，增加监测次数。治理工程竣工后的1年内，旱季监测频率为1次/月，雨季加密到2次/月。竣工后，单点监测次数为18次。

4 结论

经综合评价，5处地质灾害体的治理将消除其对周边居民生命财产安全的威胁，治理方案总投资为840万元，可以避免9 500万元的潜在经济损失，社会效益和经济效益显著。同时，地质灾害体的治理可以保护坡面，减少水土流失，改善当地生态环境，促进地方经济可持续发展，其环境效益相当可观。未来，要加强监测，建立群测群防系统，一旦出现紧急情况，立即组织人员撤离，避免人员伤亡。各地质灾害体范围内禁止开挖坡脚（治理工程除外），禁止修建各类建筑物。因坡顶房屋老旧，排水系统不完善，要加强监测，避免区内发生地质灾害。研究区地质条件复杂，以往发生多次地质灾害，虽已进行治理，但受外界因素影响，时有新的地质灾害出现，在经费允许的情况下，要对研究区斜坡进行深度治理。