抗滑樁在滑移型庫岸治理中的應用

摘要: 本文在庫岸地質條件分析基礎上，采用合理的模型計算了庫岸穩定性，提出合理的治理方案，并對抗滑樁的穩定性進行定量分析，設計抗滑樁截面尺寸為2.5×3.5m，樁間距為5.5m，樁長18.0m，嵌入中風化基巖8.0m。

關鍵詞: 滑移型;抗滑樁;庫岸

1 引言

萬州區××庫岸為長江干流左岸的臨江岸坡，場地原始地貌為低山丘陵，地勢西北高東南低，由臺地、斜坡、陡坎等微地貌組成。地形前陡、后緩，坡度達25°～45°;最大高差達100余米。庫岸全長約150m，局部地段已出現地面開裂、地表下沉等變形跡象，危及岸坡300余人的生命財產安全，對庫岸進行治理是必要的。

2 庫岸穩定性計算

2.1 庫岸地質條件

根據現場勘查報告，庫岸土質為:

(1)第四系崩坡積層(Q4col+dl)粉質粘土夾塊石土:粉質粘土呈可塑～軟塑狀態，稍濕～濕潤;塊碎石含量約20～30%，粒徑20～300mm不等，棱角狀。厚度約1～21m。

(2)侏羅系中統上沙溪廟組(J2s)砂質泥巖:紫紅色、暗紫色，中厚層狀，泥質結構，巖體破碎～較完整，上部1.8～2.0m為強風化，下部中等風化，厚度達數十米。

(3)潛在滑帶:為粉質粘土， 含水量大，處于軟塑狀態，分布于巖土界面處，厚度約3～10cm，具光滑的鏡面特征。

2.2 計算模型

根據勘查情況，巖土界面處分布薄層含量較大的粘性土，具鏡面特征，屬潛在滑面，坡體后緣潛在滑面由搜索確定，根據潛在滑面為折線型，采用極限平衡理論的傳遞系數法進行計算，其典型計算條分示意圖如圖1。

2.3 計算采用荷載

萬州地區地震基本烈度為VI，不考慮地震力對庫岸穩定性的影響，因此庫岸穩定性及推力計算選用如下:

① 庫岸坡體自重:考慮天然狀況及暴雨過后滑體飽水兩種情況;

② 庫岸坡體上建筑物產生的附加荷載按:建筑物折算荷重=分布長度×4kN/m×建筑物平均層數折算獲得。

③ 地下水及三峽庫水位變化產生的荷載:地下水產生的荷載主要包括靜水壓力和動水壓力;考慮以下二種情況:1)水庫正常蓄水位175m時庫岸坡體穩定性計算;2)庫水位降落(175m至145m)時的庫岸坡體穩定性計算。

2.4 計算參數

計算參數采用表1所示巖土參數，地基比例系數及抗力系數參照了鐵路路基設計手冊提供的經驗數值。

2.5 庫岸穩定性及推力計算

①計算工況:涉水工程的四種工況，分成若干個塊區(見圖2)。

工況1:自重+地表荷載+水庫特征水位+20年一遇暴雨(q枯)

工況2:自重+地表荷載+水庫特征水位+50年一遇暴雨(q全)

工況3:自重+地表荷載+水庫水位從175.0m降至145.0m+N年一遇暴雨(q枯)

工況4:自重+地表荷載+水庫水位從162.0m降至145.0m+N年一遇暴雨(q全)

②推力計算采用傳遞系數法計算

式中 ―滑坡穩定性系數;

Ψ―傳遞系數。

—第計算條塊滑體抗滑力(kN/m);

—第計算條塊滑體下滑力(kN/m);

3 治理方案設計

3.1 治理方案選擇

由于該庫岸土體相對較厚，覆蓋層厚6～20m，其破壞方式為滑移型，危害性大。經比選論證，采用抗滑樁+擋土板+漿砌格構護坡+排水措施進行綜合治理。

根據抗滑樁設計原則確定設樁位置，經計算典型剖面設樁處的下滑推力分別為1722.7KN/m、2941.95KN/m;水平分力為1717.3KN/m、2920.0KN/m。

3.2 抗滑樁的計算分析

①樁內力計算

樁內力計算采用K法計算，將樁視為一彈性地基梁，由材料力學公式及溫克爾假定建立下述微分方程:

式中KH為地基彈性抗力系數。

通過數學求解，得到滑動面以下樁身及地面以上樁的位移:

地面以下樁的位移:

地面以下的彎矩:

地面以下的剪力:

樁頂位移:

最大彎矩位置:

經計算，抗滑樁設計截面尺寸為2.5×3.5m，樁間距為5.5m，樁長18.0m，嵌入中風化基巖8.0m，設計樁38根。

4 結束語

經過兩個水文年的監測，目前該庫岸防護結構運行良好。以上是筆者工作中實例，有不當和改進之處，敬請同行、專家批評指正。

作者簡介:

王少眾(1975-)，男(漢族)，邯鄲市金地工程勘察有限責任公司，全國注冊巖土工程師，水文地質及工程地質專業，從事巖土工程勘察、設計、巖土治理及施工圖審查工作.