抗滑樁在復雜礦山高邊坡中的治理機理及工程應用

蔣 兵

（深圳市巖土綜合勘察設計有限公司，廣東 深圳 518172）

1 抗滑樁的特點及工況

1.1 抗滑樁的特點

抗滑樁結構的突出特點是改變了普通支護樁的懸臂錨固梁柱結構為近似彈性支座簡支梁柱結構，使其樁身受力狀態更趨合理，并具有主動加固滑坡體的作用和功能[1]。

1.2 前期滑坡推力作用工況

抗滑樁樁身灌筑完成之后，樁頭錨索預應力施加之前，當滑坡病害存在顯著的變形活動，必須考慮前期滑坡推力的作用，應該說是部分滑坡設計推力的作用，此時可根據相關工程經驗或現場實測值確定外荷載進行計算。在該時步工況條件下，其外荷載為前期滑坡推力，即前期樁后滑坡推力和樁前滑坡抗力；樁側地基為滑面以下樁段范圍內的線彈性地基支座。

其中需要明確的是，前期滑坡推力作用僅當滑面以上樁后滑坡推力大于樁前滑坡總抗力時才能產生作用，即部分樁后滑坡推力用于平衡樁前滑坡抗力。

1.3 后期滑坡推力作用工況

當預應力錨索鎖定作業完成以后，預應力錨索抗滑樁還將承擔后期滑坡推力直至設計滑坡推力狀態，并與預應力錨索協調變形和共同作用。

在該時步工況條件下，其外荷載包括后期滑坡推力、樁頭鎖定預應力和前期滑坡推力與滑坡抗力，即全部荷載作用；樁側地基為滑面以下樁段范圍內的線彈性地基支座和預應力錨索等效線彈性支座。其中需要明確的是，預應力錨索鎖定工況條件下，在滑面以上產生的樁側抗力部分是由后期滑坡推力平衡所包含；另外，預應力錨索與樁體的協調變形和耦合作用是通過在相應錨頭處作用的等效彈性支座處理。

2 工程應用

2.1 工程概況

擬治理邊坡位于廣東省北部礦山開采高邊坡兩側。本次擬治理邊坡共有3處，1#邊坡長約55m～60m，坡高約40m，坡度40°～55°，邊坡坡面巖土體裸露，坡頂北側高邊坡無植被，風化巖石裸露；2#邊坡由南側高邊坡分成2個部分，上部邊坡段在發生滑坡地質災害后進行了簡單的噴砼處理，上段邊坡長度約55m～60m，坡高約45m～50m，坡度約50°～60°，坡面凹凸不規整；下部邊坡長約45m～55m，坡高約53m，坡度約40°～50°，邊坡巖土體裸露，路堤受滑坡影響，基礎被掏空；3#邊坡長度約60m，坡高約20m～32m，坡度約45°～55°，坡面可見孤石裸露，凸凹不規則，邊坡在發生滑坡后進行了簡單的噴砼處理。擬治理的三處邊坡為2013年持續強降雨作用下發生了滑坡地質災害，地質災害暫未造成人員的傷亡，但是滑坡發生后，邊坡頂部巖體受到破壞，由于坡頂開采活動正常運行、車輛活動頻繁。

因此滑坡地質災害隱患對該礦區的行人及車輛安全構成了重大威脅，急需進行治理。

2.2 場地工程地質條件

根據勘察野外鉆探揭露，擬建場地地層自上而下依次為第四系坡殘積層以及侏羅系上統凝灰熔巖層。按其成因共劃分為2個單元層，其巖性特征分述如下：

第四系坡殘積層（Qdl+el）：紅褐色、黃褐色，干，硬塑，層中不均勻含有風化碎塊，無揺振反應，干強度中等，韌性中等，層厚2.00m～5.50m。

侏羅系上統凝灰熔巖層（Jb3gl）：本次在鉆探深度內主要揭露為全風化帶、強風化帶和中風化帶。

2.3 邊坡治理的思路

1#坡坡面局部有灌木雜草，坡頂為梧桐山北路，坡體發生崩塌，崩塌體縱長92m，橫寬11m～25m，崩塌體厚0.5m～1.5m，面積1600m2，體積約1600m3。為小型滑坡，擬采用抗滑樁+錨桿格構對其進行治理；2#坡上坡面中部進行了簡單的噴砼防護，兩側長有灌木雜草，坡體發生滑坡，滑坡體縱長130m，橫寬3m～20m，滑坡體厚0.5m～1.5m，面積1800m2，體積約1800m3，為小型滑坡，擬采用抗滑樁+錨桿格構對其進行治理；3#坡坡面中部進行了簡單的噴砼防護，兩側長有灌木雜，坡下為梧桐山北路，坡體發生滑坡，滑坡體縱長28m，平均橫寬23m，滑坡體厚0.5m～1.5m，面積640m2，體積640m3，為小型滑坡，擬采用分級放坡+格構梁錨桿（錨索）對其進行治理。

2.4 設計參數及施工措施要求

2.4.1 抗滑樁設計參數

（1）抗滑樁采用人工挖孔樁，截面1.2m（寬）×1.8m（高），樁間距2.5m，樁長20～22m；樁芯砼為C30，護壁砼為C30，樁身配筋及護壁配筋按照規范及計算書執行；

（2）樁頂設鋼筋砼冠梁，截面尺寸1200mm（高）×1800mm（寬），C30混凝土澆注。

2.4.2 抗滑樁施工措施要求

（1）清順滑體坡面，鏟除陡坡，陡坎壁，填塞裂縫。如有可能，可根據設計需要，先在滑體范圍內處，分別漿砌圈形截水溝減少地表水下滲。

（2）在抗滑樁施工范圍,應大致整平地面,靠山一側刷出寬度不小于2m的平臺，另一側如系棄碴或松散滑體，即應填平夯實，避免對樁產生側壓。

（3）樁孔開挖，應視下滑力的大小，滑體的土石結構、破壞程度及地下水等不同情況，采用全面同時開挖或跳躍式間隔開挖。

（4）根據地質條件，護壁可采用砼、鋼筋砼、木質和噴護等方法；如地質條件許可，且開挖不深，能確保施工安全，可不支護，挖至設計標高，符合樁基已置于較好的基巖上，井孔垂直且不小于設計尺寸和已達最低一層滑動面下5m以上時，立即綁扎鋼筋，灌注樁身砼，不容拖延時間。

3 結語

抗滑樁能充分利用鋼筋混凝土的受力特點，應用于礦山高邊坡治理工程中。該工程與2016年11月竣工，目前監測情況良好，未發現有坡頂裂縫及坡面小塊分化土體崩塌的現象，這說明本治理方案達到了預期目的，可作為類似工程的參考。

[1]李榮建，于玉貞，柴霖，李廣信.微混凝土抗滑樁模型樁的地震動力彈性反應試驗研究.水利水電技術，2008，Vol.39.