抗滑樁在復雜邊坡中的應用研究

張銀興 聶 磊

(1.云南省安泰建設工程施工圖設計文件審查中心，云南 昆明 650228； 2.云南建工集團有限公司，云南 昆明 650021)

抗滑樁在復雜邊坡中的應用研究

張銀興1聶 磊2

(1.云南省安泰建設工程施工圖設計文件審查中心，云南 昆明 650228； 2.云南建工集團有限公司，云南 昆明 650021)

以大理某項目為例，分析了錨拉式抗滑樁及懸臂式抗滑樁在復雜邊坡實際應用中各自的優點，并對不同樁端約束條件下支護方案的內力、位移情況進行對比，為以后抗滑樁在類似邊坡工程中的應用提供參考。

錨拉式抗滑樁，懸臂式抗滑樁，樁頂位移，樁端

1 概述

邊坡的穩定直接關系到整個建筑建設與運營的安全，而云貴高原地形復雜，山地丘陵居多，高大邊坡的處理更為復雜。根據《建筑邊坡工程技術規范》當巖質邊坡高度大于30 m，土質邊坡高度超過15 m，則應進行專項設計，并采取有效、可靠的加強措施。因此，在處理高大復雜邊坡時，對的支護形式的選擇、設計尤為重要，合理的支護形式不僅是支擋結構穩定性的重要保障，且能有效降低成本、縮短工期。

在《建筑邊坡工程技術規范》條文說明中提到，當采用錨拉式抗滑樁作為邊坡支護結構時，可有效控制邊坡變形，因而是高大邊坡、坡頂附近有建筑物的邊坡的較好的支護形式。該條文還對抗滑樁的樁端邊界條件進行了說明，約束條件應根據樁端土、巖相對剛度進行確定，樁端約束形式的不同對抗滑樁的內力、位移分析有一定影響。本文以大理某項目中坡頂有重要建筑物的邊坡工程為例，對錨拉式、懸臂式兩種抗滑樁應用在復雜邊坡中的優缺點進行了分析比較。

2 工程實例

項目位于大理市洱海東岸的某區域內，該區域上部為擬建的雙向四車道的次干道與多棟3層加1層地下室的重要建筑群，下部為已建雙向四車道的道路。該坡底標高為2 091.47 m，坡頂場平標高為2 147.15 m，邊坡安全等級劃分為一級。

2.1 地質及水文情況

坡體巖土體結構上部土體以素填土為主，填土主要為新近填土，極少部分為粉質粘土、下覆基巖為全～強風化粉砂質泥巖地層。根據地下水賦存及運營空間，區內地下水劃分為孔隙水、裂隙水兩大類，鉆孔揭露深度內無地下水位分布，如表1所示。

表1 土層物理力學參數

根據邊坡專項勘查資料和野外調查情況，各地層巖性分述如下：

①層素填土：褐黃、灰黃為主，少量褐灰、褐紅色，由混碎石角礫的粉質粘土組成，為大理該區域建設時場地平整時就地堆填或修筑公路之棄土，堆填時間不到2年的新近填土，欠固結。

②含碎石粉質粘土：褐黃、褐紅、褐灰、棕灰等色，具條帶狀或團塊狀結構；可～硬塑狀，硬塑狀為主，中壓縮性。建議承載力特征值fak=150 kPa。

3)奧陶系下統向陽組(O1x3)。

③1全風化粉砂質泥巖：褐黃、灰黃夾灰及褐紅色，巖芯呈含(混)礫粉質粘土夾碎石土狀，巖體組織結構基本破壞或大部分破壞，可干鉆。建議承載力特征值fak=170 kPa。

③2強風化粉砂質泥巖：褐黃、灰黃色，泥質結構，巖體破碎，巖體結構呈碎裂狀，干鉆較難，屬極軟巖，巖體破碎，建議承載力特征值fak=280 kPa。

場地內坡體頂部存在3層建筑以及道路，故計算時考慮工程荷載，擬建建筑為3層，建筑工程荷重45 kN/m；車輛活載30.0 kN/m。

2.2 方案內力位移情況對比

圖1中上排樁計算樁長32 m，不考慮填土的嵌固作用的情況下，外伸段長為14 m，截面尺寸為2.0 m×3.0 m，樁間距為6.0 m，計算得出下滑力的水平分力為1 175 kN/m。下排樁計算樁長為22 m，懸臂段長為12.5 m，截面尺寸為2.0 m×2.5 m，樁間距為6.0 m，計算得出下滑力的水平分力為651 kN/m，樁端暫都按自由端考慮，嵌固點位置按零點考慮。在進行方案比選時，按是否施加錨索為劃分依據，樁頂位移按支護高度的0.5%進行控制。

從圖2～圖4中可以得出：

在未施加錨索的情況下，上排樁最大位移比施加錨索時接近1.8倍且遠超樁頂位移限值；最大彎矩、剪力接近1.8倍，未施加錨索時抗滑樁迎土面縱筋配筋率達1.2%，當支擋超過一定高度時，在不施加錨索的情況下既不安全也不經濟。

從圖5～圖7中可以得出：

在未施加錨索的情況下，上排樁最大位移與施加錨索時之比為1.9倍但小于超樁頂位移限值；最大彎矩之比為1.9倍，在未施加錨索時迎土面縱筋配筋率0.9%，當支擋低于一定高度時，可以不施加錨索以免耽擱工期，又造成浪費。

從上述工程中可以看出當采用錨拉式抗滑樁時，鋼筋用量及樁頂位移都控制得比較合理，但錨拉式擋墻中包括錨索工程，有一

定的施工難度并需要做抗拔試驗驗證相關參數。方案對比應綜合考慮多因素，包括技術的可行性、經濟的合理性、施工的難易程度等。最終確定上排樁采用錨拉式抗滑樁，下排樁采用懸臂式抗滑樁。

2.3 樁端約束條件分析

該剖面抗滑樁樁端設置在強風化粉砂質泥巖中，樁端支撐條件分別按自由端與鉸支端進行計算，鉸支點約束了位移，不可以傳遞彎矩，但可以傳遞剪力，上排樁采用錨拉式抗滑樁，下排樁采用懸臂式抗滑樁進行分析。

從圖8～圖13中可以得出無論是錨拉式還是懸臂式不同的樁端約束形式對樁端剪力有一定的影響，但因抗滑樁截面一般比較大，對箍筋的影響幾乎可以忽略，對彎矩與位移也有一定的影響，但對截面選型及縱向配筋影響不大。最終得出不同的樁端約束形式，對本支護方案的選定不起決定性的作用。

3 結語

1)對于坡頂有重要建筑物的復雜填土邊坡，在邊坡蠕動階段之前就應進行支護，及時處理、提前預防，以免造成滑坡等工程地質災害。2)錨拉式抗滑樁相對于懸臂式抗滑樁結構而言，其受力方式更加合理。在樁頂及以下設置錨索后，樁身受力狀況可產生較大的優化，其力學模型類似于簡支梁或其他超靜定結構。隨著約束的增加，樁頂位移相對容易控制，進而其樁身的彎矩、剪力也在相當程度上得以減小。簡言之，預應力錨索抗滑樁變一般抗滑樁的被動受力為主動受力。當支護結構樁頂位移超0.5%時，建議采用錨拉式抗滑樁這種主動受力的支護形式。3)當位移控制可以適當放大，且支護高度較低時，盡量采用受力明確、傳力途徑清晰、計算簡便、施工工藝簡單、工期較短的懸臂式板樁墻這一支護形式。4)抗滑樁樁端為強風化巖時，因抗滑樁截面大，不同的樁端約束條件對彎矩、剪力、位移雖有一定的影響，但對抗滑樁截面尺寸、樁長、樁配筋影響可以忽略。

[1] 鄭穎人，陳祖煜，王恭先，等．邊坡與滑坡工程治理[M]．北京:人民交通出版社，2007.

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Study on application of anti slide pile in complex slope

Zhang Yinxing1Nie Lei2

(1.YunnanAntaiCheckingCenterofConstructionProjectDrawingDocuments，Kunming650228，China; 2.YunnanConstructionEngineeringGroupCo.,Ltd，Kunming650021，China)

Taking a project in Dali as an example, the author analyzed the anchor anti slide pile and cantilever anti slide pile in the practical application of complex slope in their respective advantages, the paper also compared the internal force and displacement of the support scheme under different pile end constraints. It also provides reference for the application of anti slide piles in similar slope engineering.

anchor anti slide pile, cantilever anti slide pile, displacement of pile tip, pile end

1009-6825(2017)20-0064-02

2017-04-13

張銀興(1984- )，男，碩士，工程師； 聶 磊(1970- )，男，碩士，工程師

P642.2

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