矩形抗滑樁在膨脹土滑坡治理工程中的應用探討

摘要：由于膨脹土分布廣泛，種類繁多，而且不同地區膨脹土差異較大，作用機理復雜，對其成因的認識還不夠充分，因此在工程應用中對膨脹土造成的危害的影響遠未達到消除與解決，因而加強對膨脹土的研究工作，是一件現實而有意義的工作。本文主要介紹了通過介紹膨脹土滑坡治理中矩形抗滑樁的施工新技術，以供參考。

關鍵詞：膨脹土滑坡;矩形抗滑樁;治理

1引言

膨脹土在我國分布較廣，主要由強親水性礦物質組成，并且具有顯著脹縮性的粘性土。常態多呈堅硬-硬塑狀態，土的密度大，空隙比小，親水性特強。干燥時土質堅硬，裂隙發育，具有典型的吸水膨脹失水收縮的及脹縮可逆的變形特性。由于它的這些特性，對建、構筑物造成的損壞或危害已不勝枚舉。目前，已引起國內外巖土工程及設計人員的重視。

膨脹土由于含有較多的粘粒及親水性強的蒙脫石、伊利石和高嶺土等礦物成分，具有遇水膨脹、崩解、軟化，失水收縮、干裂、硬化等工程特性[1-4]，工程界常稱之為災害性土。

目前膨脹土邊坡的支護問題仍是個工程中的技術難題，本文介紹了某膨脹土滑坡治理工程矩形抗滑樁人工掘進的新工法，可為類似工程提供借鑒和參考。

2工程概況

該滑坡由三處子滑坡（以此編為"HP1、HP2、HP3"號滑坡）組成，各子滑坡整體處于緩慢蠕動變形狀態，局部處于滑動破壞狀態，在2008年“黑格比”臺風過后，場地出現地表開裂，裂縫延伸長度達200米，開裂寬度約1.2米，下錯0.5～1.0米。5"月"14"日后發現原"C"區和原"D"區的抗滑樁出現開裂傾斜情況。根據地表破裂形跡，滑坡的西側邊界目前在莊稼地里仍十分清楚，后緣張拉裂縫清晰可見，滑體已下錯"100～150cm。為了充分利用原廠區的抗滑樁，節約滑坡治理成本，設計采用了雙排樁+人字形連梁+格構+錨的設計方案。

2.1滑坡形態特征

HP1位于場區西側275m、270m、260m平臺處，主滑方向為"SW165°，與巖層傾向一致，斜長約"180m，寬約"190m，厚度約"10m，面積約"3.4×104m2體積約3.4×105m3。

HP1后緣拉張裂縫

HP2位于場區西側下部249m、236m、220m平臺處，主滑方向為SW165°，與巖層傾向一致，斜長約360m，寬約295m，厚度約15m，面積約1.06×105m2，體積約1.59×106m3。

HP2前緣變形特征

HP3"場區東北角"2#擬建石灰石預均化堆場"268m"平臺處，主滑方向"NE82°，與巖層走向一致，斜長約243m，寬約"170m，厚約12m，面積約4.30×104m2，體積約4.96×105"m3。南側靠近石灰石預均化堆場南邊緣。

2.2滑體特征

根據勘察，滑坡滑體主要由素填土、第四系全新統坡積層和第四系全新統殘積層組成，其中構成第四系全新統殘坡積層的粘性土具有一定的膨脹性，水易膨脹，失水易干縮，這主要是由于該層粘性土中含吸水性較強的粘土礦物（蒙脫石和伊利石）。正是由于滑體土具有一定的膨脹性，使得雨季時滑體土吸水膨脹，在地表一定深度范圍內產生水平向和垂向上的膨脹力，水平向上的膨脹力增加了滑體的下滑力，垂向上的膨脹力使得滑體的有效應力減小，從而弱化了滑體的抗滑力，這兩種效應弱化了滑坡體的穩定性;在枯雨季節，滑體土失水干縮，土體體積縮小，土體間產生拉應力，使得在地表一定深度范圍內產生上寬下窄的拉張裂縫，這些拉張裂縫為地表水的下滲提供了通道，也為土體內部產生軟弱面提供了條件。

3.施工中出現的問題

施工矩形抗滑樁樁孔時，一方面有滑坡推力的作用，另一方面有膨脹性土自由膨脹力的作用，有時20-30cm厚的護壁混凝土間隙，支模后澆筑混凝土前僅剩"10-15cm。往往難度很大。很多樁孔往往因為這些方面的原因，造成井壁破損，以至于樁孔回填，或不得已進行設計變更，造成很大的施工成本浪費，大大延誤了工程進度。

發生破損的現象主要是：1、角裂縫;2、長邊中部的混凝土由于土壓力及變形較大而產生裂縫甚至炸裂，3、上下節護壁脫節，4鋼筋綁扎不牢、保護層不厚最終受力后脫落。

4.矩形抗滑樁人工掘進新工法

4.1施工步驟

矩形抗滑樁人工掘進新工法，包括護壁配筋及綁扎焊接，護壁水平方木對撐，施工步驟如下：

（1）制作孔口鎖梁后，按照設計的截面尺寸，人工掘進0.9～1.0m;

（2）預先將護壁豎筋按規定的間距打入土內"200～300mm，豎筋長度為"1模的深度加上預打入的深度;

（3）護壁環向筋采用“]”形"2"支鋼筋反向對接，接頭焊接或綁扎，每"1支護壁環向鋼筋在長邊不設接頭，在短邊的長度一側不少于短邊長度的1/2，另一側不少于短邊長度的3/4;

4.2優點

矩形抗滑樁人工掘進新工法，包括護壁環筋豎筋配筋的型式及綁扎焊接的方法，澆筑護壁混凝土拆模后設置水平方木對撐。其創造性是：

（1）不但簡便易行，可以形成有效結構圍護體系，相當于"1個空心方框型鋼筋混凝土構件，抵抗軟土、滑帶土的圍巖壓力作用及膨脹性土自由膨脹力的作用;

（2）由于豎筋是垂直的且對接良好，澆筑護壁混凝土后通過孔口鎖梁穩固在地面上，可以防止護壁上下模之間脫落;

（3）豎筋是垂直的且對接良好，可以承受構件的彎矩作用，因此該空心方框型鋼筋混凝土構件可以承受一定的下滑力，這在滑邊坡治理中非常重要;

5.小結

該工法在華潤水泥（上思）有限公司"2×4500t/d"新型干法熟料生產線廠區西側及"2#石灰石預均化堆場滑坡治理工程取得了"100%的成功率，為項目的投產運營贏得了時間。

根據主滑方向下滑力確定的抗滑樁多采用矩形抗滑樁。矩形抗滑樁在開挖過程中，矩形穩定性就遠不如圓形穩定，護壁經常發生結構型的破壞，該矩形抗滑樁人工掘進新工法有效地解決了上述問題，為類似工程提供借鑒和參考。

參考文獻：

[1]劉特洪.工程建設中的膨脹土問題[M].北京：中國建筑工業出版社，1997.

[2]李生林，施斌.中國膨脹土工程地質研究[M].南京：江蘇科學技術出版社，1992

[3]廖世文.膨脹土與鐵路工程[M].北京：中國鐵道出版社，1984

[4]廖濟川.膨脹土抗剪強度研究概況[A].全國首屆膨脹土科學研討會論文集[C].成都：西南交通大學出版社，1989.53-56.