淺談地質災害防治工程中抗滑樁設計關鍵要點

杜旭

遼寧省第一水文地質工程地質大隊有限責任公司 遼寧錦州 121000

1 抗滑樁的布置

一般情況下，抗滑樁布設時其長軸方向下與滑坡的主滑方向平行，以獲得更大的結構抗彎和抗剪能力；而當抗滑樁的樁前承載力不足成為控制抗滑樁穩定性的主要因素時，則可加大抗滑樁的寬度以提高抗滑樁的錨固力，甚至有時造成垂直于主滑方向的抗滑樁寬度超過平行于主滑方向抗滑樁長度的情況。

2 抗滑樁間距

抗滑樁的樁間距主要由滑坡的下滑力、單樁抗滑能力、滑體與樁體的土拱效應等共同決定，一般情況下樁間距為5-10m 之間靈活選擇。對于滑體完整性較好的地段，其樁間距往往可適當加大，對滑體性質較差的地段，一般可取樁間距的小值[1]。

3 抗滑樁截面尺寸

為獲得更大的抗滑樁抗彎能力，一般情況下要求抗滑樁的長邊要盡量增大。但長邊過大而寬度過小，否側易出現抗扭能力不足而造成樁體失穩。故結合房建和橋梁結構工程的抗彎梁體尺寸選取，并考慮到抗滑樁的樁周巖土體的限制作用，一般情況下抗滑樁的長寬比為1．5：1 為宜。且對于人工開挖的抗滑樁，其邊長不宜小于1．25m，以利于工程施做。

4 抗滑樁的錨固段

樁體的錨固段主要依據抗滑樁的抗滑能力、滑床的巖土體性質和樁上錨索工程共同決定。一般情況下，對于普通抗滑樁的錨固段為全樁長的1/2 左右，對于錨索抗滑樁，錨固段多為全樁長的1/3左右。

對于陡坡地段，為確保抗滑樁錨固段的有效性，一般情況下要求將水平距離5-10m 范圍內的滑床以下巖土體抗力不予計入樁體的錨固長度段。

5 抗滑樁的懸臂段

抗滑樁的懸臂長度主要由滑體的厚度、滑坡越頂“檢算”、樁體截面和抗滑樁上的預應力錨索等外力結構綜合確定。

一般情況下，對于路塹坡腳抗滑樁或路堤抗滑樁，考慮到環保、行車舒適性要求，其懸臂長度一般不超過10．0m。對于路堤抗滑樁考慮到工程造價要求，當抗滑樁懸臂長度超過10．0m 仍不能滿足工程要求時，往往在樁頂設置抗滑擋墻而與樁體形成樁基托梁擋墻進行支擋；對于高邊坡具有的“收坡” 特殊要求時，則往往結合錨索工程而形成較大的懸臂。這時抗滑樁表現為“梁式抗滑樁”的特點。

6 抗滑樁與邊坡錨固工程設置

對于抗滑樁與錨索、錨桿等錨固工程聯合加固的滑坡或邊坡，考慮到受力協調，一般情況下要求普通抗滑樁多與錨桿這種全粘接的被動受力錨固工程相搭配，錨索抗滑樁則多與預應力錨索這種主動受力的錨固工程相搭配。從而達到抗滑樁與錨固工程協調受力，防止錨固工程或抗滑樁變形不協調而造成其中一種工程受力過大而存在安全隱患[2]。

根據大量工程實踐經驗、試驗和計算，筆者建議錨索一般宜承擔整個滑坡下滑力的20% 左右、抗滑樁承擔整個滑坡下滑力的80% 左右時，工程的應用效果和經濟效果較好。如果錨索承擔的滑坡下滑力過大，不能有效發揮抗滑樁的受力效果，也宜造成錨索預應力過高而造成預應力損失或應力腐蝕過大；如果錨索承擔的滑坡下滑力過小，如有的抗滑樁上只布置一孔錨索，則往往難以達到優化抗滑樁結構受力和減小抗滑樁的樁前承載力的目的。

7 抗滑樁的埋深設置

對于一些滑體厚較大的滑坡體，在抗滑樁布設不存在“越頂”的前提下，可通過設置埋入式抗滑樁或全埋式抗滑樁對滑坡下滑力進行支擋。它可有效減小抗滑樁的懸臂長度和抗滑樁的結構彎矩，從而有效減小了工程規模。尤其對于一些下滑力較大、滑面埋深較大的滑坡，若在全埋式抗滑樁設置多點錨索而形成內錨全埋式錨索抗滑樁，形成“樁梁式”錨索樁，則可更進一步優化抗滑樁的規模[3]。

8 抗滑樁的應用范圍

抗滑樁在下滑力較大的大、中型滑坡治理中應用較為廣泛，但對于滑坡下滑力不大于300KN/m 的小型滑坡中，一般情況下不建議采用抗滑樁工程進行治理，而宜盡量采用擋墻工程進行治理，以有效減小施工難度、提高處治工程的性價比。

9 抗滑樁前抗力

當樁前滑體出現滑移時，一般不考慮滑面以上的樁前抗力。只有當樁前滑體沒有出現整體位移時，可適當滑面以上的考慮樁前抗力。樁前抗力可根據樁前滑坡的剩余下滑力（負值）與樁前土壓力綜合考慮，并取兩者的最小值予以應用。

對于滑面以上部分的樁前土壓力，由于要使樁前土體產生被動土壓力，則所需要的抗滑樁位移量，這對于抗滑樁，尤其是錨索抗滑樁工程顯然是不能允許的。因此，抗滑樁前部的土壓力宜為被動土壓力的1/4-1/2，或為靜止土壓力為宜。

10 不同截面形狀抗滑樁的抗彎能力

在抗滑樁結構設計時，一方面要使樁體具有足夠的強度，以保證抗滑樁能夠安全正常地工作；另一方面又要使抗滑樁的材料充分發揮其作用，以便節省材料，盡可能提高梁的彎曲強度。在抗滑樁的支承條件都已確定的情況下，選擇抗滑樁截面的合理形狀，能有效地提高抗滑樁的強度。

由抗滑樁的彎曲正應力強度條件可知，在彎矩一定的條件下，抗滑樁的工作應力與抗彎截面模量成反比。即是說抗彎截面模量越大，抗滑樁的承載能力就越高。因此，抗滑樁的合理截面應是在截面面積相同的條件下，具有較大抗彎截面模量的截面形式。

一般來說，抗彎截面模量與截面高度h 的平方成正比。所以，合理的截面形式應該使抗彎截面模量盡可能增大，使截面面積盡可能分布在距中性軸較遠處。同時，從抗滑樁橫截面上的正應力分布規律來看，抗滑樁橫截面上距中性軸最遠處，各點正應力分別為最大拉應力或最大壓應力。由此可見，為了充分發揮材料的潛力，就應使截面上最大拉應力和最大壓應力，同時達到材料相應的許用應力。

從抗彎構件的受力效果來說，矩形優于正方形，正方形優于圓形，工字形比矩形截面更為合理。