變截面抗滑樁在毛背沱滑坡治理設計中的應用

喬小艷

(重慶市地勘局208水文地質工程地質隊，重慶 400700)

0 引言

抗滑樁是穿過滑坡體深入到滑床的樁柱，用以支擋滑體的滑動力，起穩定邊坡的作用，適用于淺層和中厚層的滑坡，是目前治理滑坡比較有效、安全、施工方便的處置措施。鋼筋混凝土樁是抗滑樁用得最多的樁型，矩形斷面可充分發揮其抗彎強度大的優點。滑坡治理工程設計中一般采用等截面矩形樁，但是在某些滑坡治理中，因為抗滑樁受荷段較長，那么合理的結構形式顯得格外重要，不僅是樁基礎理論自身發展的要求，更是工程界的迫切要求。本文將利用工程實例介紹變截面抗滑樁在滑坡治理工程中的應用。

1 工程概況

北碚區毛背沱滑坡區位于重慶市北碚區城區南側、龍鳳溪右岸，危及常住居民人口1 336人，危及房屋面積33 474 m2，威脅財產9 005．98萬元，滑坡危害程度等級為Ⅱ級。

毛背沱滑坡區屬紅層丘陵岸坡堆積地貌，平面形態近似于不對稱弓形，沿龍鳳溪岸呈帶狀延伸。滑坡前緣剪出口位于龍鳳溪沿岸，順龍鳳溪岸延伸呈“S”流線形，分布高程173．00 m ～175．00 m。后緣呈不規則弧線形，自東向西由群興村農貿市場南東側擋墻一帶—汽車修理廠中部—七一公路北側路邊—永發摩配廠廠房穿過4車間中部，分布高程200．00 m～206．60 m，群興村農貿市場南東側擋墻一帶滑坡后壁呈坎狀，拉裂縫較發育;后緣永發摩配廠廠房拉裂變形明顯。滑坡左側邊界位于永發摩配廠西側熔化爐車間西側一帶，可見明顯拉裂縫并有錯距，裂寬3 cm～5 cm，延伸長3．5 m～35．4 m，滑坡邊界向北西延伸至龍鳳溪岸。滑坡右側邊界沿群星村農貿市場東側沖溝向北延伸至鳳風溪岸，邊界基本垂向龍鳳溪岸。整個滑坡縱長90 m～120 m，橫向寬約470 m，分布面積約4．90 ×104m2，滑體厚一般 5．00 m ～19．80 m，平均厚約15 m，滑坡體積約73．50 ×104m3。

根據對滑坡變形破壞特征分析，主滑方向垂直于龍鳳溪，在滑坡中部橫切沖溝西側，滑坡主滑方向為10°，沖溝以東順河道方向有所變化，主滑方向為335°，為一牽引—推移式中型土質滑坡。

2 滑坡穩定性分析評價

根據調查，毛背沱滑坡1，6，3，5剖面地段變形特別嚴重，雨季變形有加劇趨勢，根據勘探結果，部分探孔具有明顯的揉搓痕跡及磨光面。分析該滑坡處于極限平衡—欠穩定狀態，其他地段亦處于欠穩定—基本穩定狀態。

該滑坡為涉水滑坡，本次穩定性計算考慮動水壓力和浮托力的因素，地下水位線以下滑體重度按浮重度計算，地下水位線以上滑體重度按天然重度計算，靜水位線以下滑體重度按浮重度計算。對滑坡整體穩定性計算選取1—1～9—9縱剖面作為計算模型，采取折線滑動法(傳遞系數法);可能次級剪出口選取1，2，3，6，7剖面作計算模型，根據搜索所得滑面采用圓弧滑動法對滑坡穩定性和滑坡體推力進行計算。

據計算結果，滑坡總體上在工況1，工況3處于穩定狀態，工況2，工況4，工況5，工況6處于基本穩定狀態。但是，6—6'剖面在工況5處于欠穩定狀態，這與該部位目前滑坡變形跡強烈是一致的。

滑坡西側后部填土采用圓弧法自動搜索確定滑面時，在工況7處于穩定狀態，工況8處于基本穩定狀態，工況9處于欠穩定狀態。采用以滑坡后緣滑帶和填土與下伏粉質粘土界面作為潛在滑面進行穩定性計算時，在各工況均處于穩定狀態。

3 抗滑樁設計計算

根據穩定性驗算結果，其防治方案采用樁板抗滑樁支擋，并輔以排水和封閉裂縫。

3．1 滑坡推力計算

按最不利工況考慮，計算各剖面滑坡推力設計值，見表1。

表1 各剖面剩余下滑力結果匯總表 kN/m

設樁處滑坡推力見表2。由于A1～A7型樁前滑體處于穩定狀態，按極限狀態下(安全系數為1．0)滑坡推力和樁前被動土壓力確定設樁處阻抗力，按其中小值取值。

3．2 結構設計

根據抗滑樁受力計算結果，滑坡西部1，6，2，7，3剖面處樁受荷段長，其上段所受彎矩及剪力較小，故在該處設置一排椅形抗滑樁(上段截面小，下段截面大)，其上段截面為1．5 m×2．0 m，下段截面為1．5 m×3．0 m。并對上部填土滑動推力對變截面樁的結構進行驗算。其余剖面均為等截面抗滑樁。用理正通用抗滑樁設計軟件驗算樁的內力、配筋。

根據樁受力大小、受荷段長度、嵌入段長度等情況將支擋樁劃分為9組，采用通用理正抗滑樁軟件進行驗算，經驗算樁要素設計結果見表3。

表2 設樁處滑坡推力 kN/m

表3 樁要素設計表

3．3 椅形樁背山側變截面處支護

根據護壁結構計算，其護壁的配筋是按垂直護壁進行配筋支護的，由于該變截處受上覆一定土壓力的作用，因此在變截面處對護壁縱筋進行加強，采用8φ16鋼筋，上下縱筋連接要牢固，同采用3排共12根φ14錨釘加強護壁。

4 結語

1)通過對毛背沱滑坡治理工程后期監測，經過長江三峽庫區蓄水和多次洪水的考驗，滑坡治理后工程運行情況良好。

2)工程實際應用表明:在滑坡治理工程中，采用抗滑樁作為支擋措施時，在受荷段較長且上段所受彎矩及剪力較小的情況下，采用變截面比等截面抗滑樁更為科學合理。這一應用也為地質災害治理提供了寶貴的經驗。

［1］《樁基工程手冊》編寫委員會．樁基工程手冊［M］．北京:中國建筑工業出版社，1995．

［2］廣西地質災害防治工程勘查設計院．重慶市北碚區毛背沱滑坡治理工程施工圖設計報告［R］．2008．

［3］劉樹亞，劉祖德．嵌巖樁理論研究和設計中的幾個問題［J］．巖土力學，1999，20(4):86-92．

［4］張 丹，趙志偉，李 巖．四川廣元王家包滑坡的成因機制及穩定性評價［J］．巖土工程技術，2010，24(1):16-19．

［5］宋保強，任光明，王維早．抗滑樁優化設計在滑坡治理中的應用研究［J］．水土保持研究，2007(1):196-198．