抗滑桩在高速公路高边坡治理滑坡中的应用研究

彭薰锋

（四川成德绵高速公路开发有限公司，四川成都 610031）

0 引言

高速公路建设过程中，高边坡的稳定至关重要。然而，由于地质条件、水文因素、气候条件等多种因素的影响，高速公路高边坡常常面临滑坡的威胁。滑坡不仅会对道路通行造成严重影响，甚至会危及人员生命财产安全。因此，采取有效的治理措施来预防和治理滑坡是高速公路建设中的重要任务之一。抗滑桩作为一种有效的治理滑坡的手段，在高速公路高边坡治理中得到广泛应用。不过，抗滑桩的应用仍存在一些问题和挑战，如设计计算方法不够完善、施工工艺不够规范、效果评估不够准确等。因此，本文对抗滑桩在高速公路高边坡治理滑坡中的应用进行深入研究，以期为实际工程提供更加可靠的技术支持和理论指导。

1 抗滑桩基本原理与类型

抗滑桩是一种将桩插入滑面以下的稳固地层内，通过借助稳定地层岩土的锚固作用，有效平衡滑坡推力，从而稳定滑坡的工程结构[1]。它属于被动抗滑工程，适用于边坡加固及滑坡治理工程。抗滑桩的类型有多种，包括木桩、钢板桩、钢筋混凝土桩等。在实际工程应用中，需要根据滑坡类型及规模、地质条件、滑床岩土性质、施工条件和工期要求等因素来选择适宜的桩型[2]。

2 滑坡的形成机制与影响因素

高速公路滑坡的形成与多种因素有关，主要分为内在、外在因素两类。其中，内在因素包括岩土体结构、边坡岩土类型与性质；外在因素包括人为因素、水文地质条件等多种。

2.1 岩体结构影响

地质结构中的边坡坡体、结构面对滑坡的形成有一定的影响，当岩体结构为块状时，通常处于稳定状态，但也可能引起较大范围的破坏。在岩质边坡中，不同结构面对于边坡的稳定性会产生一定的影响，尤其是软弱结构面，其与边坡开挖临空面之间的关系对边坡稳定性影响很大[3]。

2.2 边坡岩土类型和性质的影响

对于不利结构体的抗滑力，主要是由岩土体性质来决定，坚硬的弱风化中下段以下的岩体，可以形成高边坡，但仍具有较高的稳定性，而比较软弱的全强风化角闪斜长片麻岩则容易造成破坏[4]。

2.3 地下水的影响

地下水的流量、埋藏的条件等多种因素都会影响边坡岩体的稳定性，而大部分滑坡和地下水活动有一定的关联。

静水压力作为地下水主要的作用形式，地下水产生的水平推力、浮托力等，在滑动面上产生作用，从而对边坡产生影响；动水压力是地下水渗流对边坡产生的，对于滑坡的形成起到加速作用[5]。

2.4 边坡体型

坡度增高时，边坡的内部应力值也会增加。当坡脚变得越来越陡时，张力带范围也会逐渐变大，而坡脚应力集中带的最大剪应力值也会开始增加。

2.5 人为因素

人类活动也是影响滑坡形成的重要因素之一。高速公路建设过程中，开挖、填土等施工活动可能破坏原有的地质平衡状态，从而引发滑坡。此外，植被破坏、水土流失等也可能加剧滑坡的风险。

3 高速公路高边坡治理现状与问题

3.1 设计和施工不合理

一些高速公路高边坡治理的设计和施工存在不合理之处，缺乏专业的设计团队，没有充分考虑地质条件和边坡稳定性等因素，施工工艺不规范等，这可能导致边坡失稳、滑坡等问题，对高速公路的安全和畅通造成严重影响。

3.2 监测和维护不到位

在高速公路的运营过程中，高边坡的监测和维护是非常重要的环节。然而，由于缺乏科学的管理机制，很多高速公路的高边坡缺乏有效的监测和维护措施，无法及时发现和解决潜在的安全隐患。这些安全隐患可能导致边坡失稳、滑坡等问题，对高速公路的安全和畅通造成严重影响。此外，由于缺乏专业的维护团队，部分高速公路的高边坡缺乏定期的维护和保养。这可能导致植被枯萎、水土流失等问题，不仅会影响高边坡的治理效果，还会对周边环境造成负面影响。

3.3 缺乏科学的管理机制

一些高速公路高边坡缺乏科学的管理机制，如缺乏专业的维护团队、缺乏有效的监测手段等，甚至出现安全事故等问题，对高速公路的安全和畅通造成严重影响。

3.4 边坡设计缺陷

由于边坡设计不合理或防护措施不力，缺乏对地质条件、边坡稳定性等因素的全面考虑和分析，导致边坡开挖后容易诱发重力侵蚀，从而造成工期延误，增加整治费用，甚至对已有的工程造成破坏。

3.5 环境破坏

高速公路建设过程中，开挖、填土等施工活动可能破坏原有的地质平衡状态，从而引发滑坡。此外，剧烈的人为扰动同时对区域环境内的原有动植物群落造成严重破坏，生物多样性降低，极易诱发土壤侵蚀等灾害[6]。

3.6 植被组合简单、生态适应性差

目前，高速公路边坡植被类型多以草坪为主，品种单一、组合简单，同时由于机械地照搬平地草坪的建植管理方法，过多地追求短期绿化效果，从而导致坡面人工植被群落生态稳定性差，常因气候的剧烈变化、病虫害等达不到预期的效果[7]。

4 抗滑桩施工工艺与质量控制

4.1 施工工艺

第一，在施工前，需要进行充分的准备工作，包括现场勘察、清理场地、准备材料和设备等。此外，还需对设计图纸进行仔细审查，确保设计符合规范要求。

第二，根据设计要求，确定桩孔的位置和深度，然后进行开挖。开挖过程中，应采取必要的支护措施，以确保施工安全。

第三，根据设计要求，制作钢筋笼并安装在桩孔中。钢筋笼的制作和安装应符合相关规范要求，确保其具有足够的强度和稳定性。

第四，在钢筋笼安装完成后，进行混凝土浇筑。浇筑过程中，应确保混凝土的密实度和平整度，同时做好养护工作。

第五，在施工完成后，进行质量检测，包括桩身完整性、承载力等方面的检测，确保抗滑桩符合设计要求。

4.2 质量控制

4.2.1 原材料控制

原材料的质量对于抗滑桩的质量至关重要。因此，应选择符合规范要求的原材料，并对进场材料进行严格检验。

4.2.2 施工过程控制

在施工过程中，应采取动态质量控制方法，对每一道工序进行实时监控，确保施工质量符合要求。同时，应做好施工记录，以便后期查阅。

4.2.3 质量检测控制

在施工完成后，应进行质量检测，包括桩身完整性、承载力等方面的检测。对于不合格的抗滑桩，应采取补救措施进行处理。

4.2.4 人员培训与素质提升

施工人员的技术水平和素质对于抗滑桩的质量具有重要影响。因此，应对施工人员定期进行培训和考核，增强安全意识，提升技能水平。同时，应加强人员素质教育，培养其对工程质量的责任心和使命感。

5 工程案例分析

5.1 工程概况

以某地区的高速公路为例，其处于潮湿多雨地区，该路段的地势呈现出两端高、中间低。在5 月，该路段出现裂痕、坍塌等现象，经过施工方处理之后，又在7 月发生坍塌现象，施工方通过采取清方减载、放缓边坡的方案，虽然该方案在实施之后起到明显的效果，但由于雨水的冲刷以及砂砾岩石风化的影响，部分路段又出现了裂缝、坍塌情况。

5.2 滑坡原因

该高速公路的地形是簸箕形，其下层有着质地十分坚硬的砂砾岩石。在岩石砂砾的风化作用下，该路段形成富水层，灌木十分茂盛，雨水储量较多，从而导致该路段表土缺乏足够的稳定性。同时，该地区雨水丰富，在雨水的不断冲刷下，也容易引起滑坡。在开挖路基之后，裸露出许多岩石，还出现了临空面，严重影响坡脚的稳定性，从而极易引起滑坡。由于路基的开挖，在很大程度上降低了坡体前面的抗滑能力，一旦遭遇较大雨水，便会受到雨水的重力影响，从而出现裂缝，或者直接产生移动，若情况比较严重，则会滑塌。

5.3 治理方法

为了解决这一问题，保证工程的有序进行，需由施工方对该路段进行实地勘查，及时排水，避免裂缝严重化。经过分析可知，由于该路段黄土层、岩土层之间有分界面，再加上岩石砂砾风化作用，因此，应在硬质地层上将抗滑桩固定，使坡脚具有更高的抗滑能力，同时使用抗滑挡墙防护边坡。在实际问题解决中，应从以下几个方面着手：

5.3.1 优化排水系统

在降雨过程中，水会渗透到高边坡的内部，如果排水系统不完善，会导致水在坡面滞留，增加坡体的重量，降低边坡的稳定性，从而诱发滑坡等地质灾害。因此，在抗滑桩的施工过程中，应同时考虑排水系统的设计和施工。在坡口外，通过设置截水沟，有效拦截地表水，并在滑坡体平台通过设置截水沟以确保雨水快速排出。同时，在裂缝处使用黏土进行填充，并进行夯实。

5.3.2 卸载减压

在该工程路段中，应合理控制边坡坡度，1∶1.25较为合理，在清除边坡坍塌体之后，可以有效降低对支护结构的压力。同时，对于刷坡难度较高的位置，其坡度最好不应超过45°。此外，因该路段产生的坍塌现象比较严重，所以，在一级碎落平台设计中，确保其宽度约为6m。

5.3.3 支挡与防护

抗滑桩可以作为支挡结构物，提供抗滑力，以防止滑坡的发生。同时，为了进一步提高支挡效果，可以在抗滑桩的顶部设置挡板，以增加抗滑桩对滑坡的阻挡作用。为了对高边坡进行防护，可以在抗滑桩的表面设置防护网或者喷射混凝土等措施，以防止边坡的碎屑和落石对行车安全造成影响。例如，对于一些大型的滑坡体，可能需要采用更为复杂的支挡结构，如重力式挡土墙等。而对于一些小型的滑坡体，则可以采用抗滑桩等较为简单的支挡和防护措施。

5.3.4 坡面绿化

完成坡面防护之后，并且待排水系统逐渐完善，便可以进行坡面绿化。在该路段的缓坡、平台等位置，可以采取草灌结合的方式进行绿化，将灌木种植在一级平台，对于后坡遮挡还能够起到一定的强化作用；将草种植在缓坡处，并在裸露岩石处采取挂网喷薄的方式，以确保绿化的全面性。

5.3.5 施工流程

首先，结合施工图纸以及导线点，找准水准点，并精准测量桩位坐标。其次，进行施工准备，具体包括图纸、施工、地质资料等，并做好现场准备工作，平整地面，准备好施工机具以及所需的各种资料。通过结合桩孔需求，从两侧向中间进行施工，或者由浅入深进行施工。对于地下水，在开挖时应及时清理积水。再次，做好钢筋混凝土保护壁工作，确保壁面以及桩孔的光滑，并在检查完灌注桩孔径之后，开始桩芯浇筑。最后，定期进行养护，确保施工质量。在整个施工过程中，应在各个环节做到规范施工，例如，在边坡开挖中，对于坍塌的土体，需按照从上到下的顺序进行开挖，还要观察边坡的实时情况，待边坡稳定，再开挖渗沟以及挡土墙；在抗滑桩施工期间，应沿着两端向主轴的方向挖桩孔，在开挖前应保证地面平整，且完成排水工作，并严格按照规定计划，做好相应的防护措施。在开孔之后，做好锁口，并且一边开挖一边支护，以确保安全施工，若遇到松软路段，则需沿着滑动的方向进行支护，避免失稳。若在此期间支护装置变形或者断裂，施工人员则需尽快撤离；在承台施工前需夯实地面，待完成抗滑桩施工后，再根据计划进行承台施工；施工前需对施工人员进行安全教育，全面考虑各种可能影响施工的因素，避免影响施工进度和质量。

6 结论

抗滑桩作为一种有效的滑坡治理方法，在高速公路高边坡治理中得到广泛应用。本文对抗滑桩在高速公路高边坡治理滑坡中的应用进行了研究，得出以下结论：抗滑桩能够提高边坡的稳定性，防止滑坡的发生；抗滑桩的施工工艺包括桩孔开挖、护壁施工、桩身施工、钢筋绑扎和混凝土浇筑等步骤。在施工过程中，应遵循设计图纸的要求，确保抗滑桩的位置、深度和尺寸符合设计要求；抗滑桩可以与其他治理措施结合使用，如卸载减压、排水系统优化、支挡与防护等，以提高治理效果。在遇到无法避免的高边坡地质灾害时，应结合实际情况采取有效的措施以确保坡脚的稳定。