地質災害滑坡治理工程中抗滑樁的應用優勢分析

李正忠，楊 俊

（1.貴州省地質礦產勘查開發局114地質大隊，貴州 遵義 563000；2.貴州地礦局第二工程勘察院有限公司，貴州 遵義 563000）

我國幅員遼闊，山區面積大、地形地質復雜，各種地質災害頻發，尤其是隨著工程建設規模的不斷增加，地質災害發生頻率越來越大，其中滑坡災害廣泛發生。據統計，我國新老滑坡共計約30多萬處，每年發生的滑坡數以萬計，經濟損失巨大，目前抗滑樁作為治理滑坡的最有效手段得到了廣泛采用，其結構形式簡單、抗力大、施工便利，本文主要圍繞此展開詳細分析。

1 地質災害滑坡概述

滑坡是三大地質災害（崩塌、滑坡、泥石流）中較為頻發的一種，指的是斜坡受到地震、河流沖刷、雨水浸泡、地下水活動以及人工開挖等因素的影響，巖土體在自重下沿一個或多個破裂滑動面往下滑動。一旦發生滑坡災害，極易導致嚴重后果，近百年來全球因自然或是人類活動誘發的滑坡現象所致的損失，每年高達數百億美元。

根據我國自然資源部最新報告顯示，2020年地質災害共發生7840起，各種災害統計數據如下表1所示，共造成139人死亡（失蹤），58人受傷，直接經濟損失達50.2億元。從上述數據分析可知，滑坡災害數量最大，占比達61.35%，我國是一個多山的國家，山地、丘陵、高原在國土面積中的占比達69%，受滑坡威脅與存在潛在破壞的地區在國土面積中占比20%～25%，多分布在西南、西北地區，給人們的生命安全與財產帶來巨大威脅。

從滑坡災害實際發生情況來看，一大發生滑坡將導致河道堵塞、交通中斷，甚至可能摧毀村鎮、廠礦等，帶來巨大損失。為此，如何有效治理滑坡成為業內一大研究重點，正確判斷滑坡類型、規模、產生條件、主要作用、誘發因素、滑動機理、發育程度以及穩定程度等，合理選擇滑坡治理方案，保證技術可行性、穩定性、經濟性。抗滑樁作為滑坡治理主要支擋結構，憑借著抗滑能力好、工程量少、樁位布置靈活、施工方便、安全可靠以及投資少等優點得到了廣泛應用，本文主要圍繞此技術展開詳細分析。

2 地質災害滑坡治理工程中抗滑樁應用原理與優勢

2.1 應用原理

抗滑樁是防治滑坡的一種支擋抗滑結構物，尤其是在淺中層滑坡治理中效果顯著。地質災害滑坡治理工程中抗滑樁的基本應用原理，主要是將抗滑樁通過滑體嵌入滑床內一定深度，對上部滑體傳遞下的滑動力進行支擋，提高滑坡穩定性。在滑坡治理工程中，需查明滑坡實際情況，將抗滑樁布置在合適位置，可出露地面、也可埋置于地面下。

抗滑樁類型較多，有不同的劃分依據，一般情況下，需根據滑坡情況選擇抗滑樁，或是采用多種抗滑樁進行組合，如：中小型滑坡，多選擇單排抗滑樁進行治理；大型滑坡的下滑推力較大，單排樁治理難度較大，往往需選擇雙排抗滑樁、多排抗滑樁

表2 抗滑樁類型

2.2 應用優勢

近年來，抗滑樁在滑坡治理中應用廣泛，主要利用深部穩定地層的嵌固作用、樁體抗力平衡滑坡推力，以此達到加固、穩定滑坡的目的。抗滑樁具有施工簡便安全、適用性好、抗滑能力強等諸多優點，具體應用優勢可歸納如下：

（1）抗滑效果好，可解決抗滑擋土墻無法克服的問題，對于滑動帶較深、滑坡推力大的情況應用效果較好。

（2）施工便利且安全性高，對滑體穩定性擾動較小。

（3）鋼筋布置靈活，可根據計算所得彎矩在抗滑樁中合理布置鋼筋，因此在其他條件一致的情況下，抗滑樁比不可分段布筋的樁更為經濟。

（4）樁位布置靈活，可在查明滑坡基本情況的基礎上，分析計算滑坡體中抗滑效果最好的部位設置抗滑樁，保證滑坡穩定性。

（5）適用性較廣，抗滑樁形式多樣，可成群布置，適用于不同的地形、地質條件，發展潛力巨大。

3 實例探析地質災害滑坡治理工程中抗滑樁的應用

3.1 工程概況

此滑坡位于某城市道路段，滑坡發生后道路出現不同程度的破壞，交通受阻。此滑坡體平面呈不規則弧狀，滑坡體前、后緣寬度為95m、40m，軸向長度40m，滑坡體具體情況如下表3所示。

表3 滑坡體情況

3.2 滑坡原因

發生滑坡災害后，采用綜合勘察方法對滑坡發生原因進行分析，包括工程地質測繪、高密度電法、地質雷達、探井方法等。經綜合分析可得，此次滑坡發生的誘因是城市建設消坡與連續降雨；滑坡發生主因是巖石內部節理裂隙發育，降雨后節理面粘性土夾層強度下降。

3.3 工程地質條件

根據勘察顯示，場地內填土層厚度1.5m～3.5m，下伏下白堊統青山群（K1q）安山巖，強風化巖、中風化巖厚度分別為9m、3m，其下為微風化安山巖。各巖層主要參數如下表4所示。

表4 各巖層主要參數

3.4 抗滑樁的應用

3.4.1 滑坡推力計算

本工程擬將抗滑樁布置在滑坡后緣11.5m，如下圖1所示。采用不平衡推力法，對滑坡推力進行計算，考慮滑坡體與道路相距較近，計算時考慮路面超載30kPa。滑坡體部分破壞，處于臨界狀態，安全系數1.0，與此反算得到滑裂面（泥化夾層）綜合內摩擦角Φ'，當滑坡體下滑力接近0時，Φ'=23.7°。

圖1 滑坡縱向主滑面示意圖

根據設計要求滑坡治理安全系數1.25，計算可得此時坡體單位長度滑坡推力313kN/m，按規范取荷載分項系數1.3，故取荷載設計值407kN/m，計算時滑坡推力按矩形分布考慮。

3.4.2 抗滑樁結構形式

本項目采用懸臂抗滑樁支擋，結構形式如下圖2所示。抗滑樁長17m、直徑3.0m;滑面以上樁長9m，人工挖孔灌注樁，樁身進入滑動面下1m，灌注樁總長10m。由于嵌巖段人工開挖難度較大，而場地不允許爆破，因此滑動面以下嵌固段設置15根微型鋼管樁，由此組成鉆孔鋼管組合樁。單根鋼管樁鉆孔直徑220mm，鋼管采用φ127×10；鋼管樁長度10m，進入灌注樁身內3m；鋼管樁內壓力灌注M20純水泥漿。

圖2 抗滑樁結構形式

3.4.3 抗滑樁內力變形分析

出于安全考慮，忽略樁前滑體抗力。6m內滑坡總推力2442kN，按矩形分布考慮，滑動面以上抗滑樁單位高度滑坡推力271kN/m；滑動面以下按彈性地基梁計算模式分析樁的內力與變形，采用有限元法進行計算。

經計算顯示，樁頂最大水平位移19.49mm；最大彎矩11888kN·m，與樁頂相距10m；最大剪力2706kN，與樁頂相距13m。基巖側壁最大壓應力670kPa，遠低于側壁容許抗壓強度。

3.4.4 滑坡體監測

本項目在滑坡體外穩定地段布設1個基點，滑移體布設5個觀測點，采用GPS全球定位系統對滑坡體進行監測，監測頻率為前5d每日監測1次，并由監測結果確定后期監測周期，如出現降雨等情況增大監測頻率。

本項目大直徑人工挖孔樁+鋼管樁組合樁型的組合模式，有效縮短了工期，施工速度加快，且避免了在人口密集區域爆破。根據后期監測情況分析顯示，滑坡治理效果較好，保障了周邊環境安全。

4 結語

綜上所述，滑坡是一種常見且危害較大的地質災害類型，對周邊道路、建筑以及人們的生命財產安全產生巨大威脅。對此，必須重視滑坡災害的地址類型、變形破壞情況與穩定性分析，合理制定治理方案，抗滑樁是一種有效的且常見的治理手段，施工便利且抗滑效果較好，需根據實際情況科學選擇抗滑樁類型，也可科學組合配置，切實提高滑坡體穩定性，真正達到減災防災效果。