山區(qū)公路工程邊坡滑坡中抗滑樁的設(shè)計簡述

曾小攀

（中設(shè)工程咨詢（重慶）股份有限公司 重慶 400000）

1 滑坡的型式

根據(jù)滑坡體的物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)形式，主要分為兩種：

（1）堆積層（土質(zhì)）滑坡。而土質(zhì)滑坡主要有人工開挖堆填棄渣滑坡（相鄰公路項目棄土）、粘土（如昔格達組粘土等）滑坡和殘坡積層滑坡（強風(fēng)化基巖形成的破碎體）三種形式存在于工程中。

（2）巖質(zhì)滑坡。而巖質(zhì)滑坡主要由外傾結(jié)構(gòu)面邊坡的滑坡（基巖與道路邊坡形成的順層形成的軟弱結(jié)構(gòu)面，沿巖體層面滑動）形式常見于山區(qū)公路中。

2 公路邊坡穩(wěn)定性與巖層產(chǎn)狀的關(guān)系

山區(qū)公路中，對于土質(zhì)挖方邊坡高度10m內(nèi)，巖土分界面橫坡度平緩或巖土分界面埋置深度較大，其邊坡的破壞形式主要為由土體抗剪參數(shù)控制的內(nèi)部圓弧破壞，設(shè)計中一般采取放緩邊坡的開挖坡率來保證土體的穩(wěn)定，開挖坡率常規(guī)值為1：1.0～1：1.5；高度大于10m，應(yīng)考慮分級，設(shè)置平臺，平臺寬度根據(jù)相關(guān)穩(wěn)定性分析軟件確定。針對挖方巖土質(zhì)邊坡，首先應(yīng)判斷巖土界面的橫向坡度，如巖土分界線埋深較淺，土體厚度大于5m，上部土層橫向坡度較陡且大于30°，上部土體極易沿巖土分界面處滑動，有條件情況下應(yīng)清除土層至巖土面再采取對巖層的支護方式；如下部巖層走向與路線走向基本一致，且結(jié)構(gòu)面傾角小于邊坡開挖坡角且大于摩擦角，一般30°～45°為最不利傾角，主要破壞因巖層對坡腳的應(yīng)力集中造成破壞，巖層易產(chǎn)生沿軟弱結(jié)構(gòu)面傾角的平面滑動破壞，故對此應(yīng)加強對上下部整體的防護，根據(jù)推力大小來確定是否需要設(shè)置路塹式抗滑樁。水平向下滑推力值0～150kN/m，設(shè)置路塹擋墻；超過150kN/m，如無放坡條件則建議設(shè)置抗滑樁進行結(jié)構(gòu)性支擋，防止邊坡因滑塌造成危害。

3 抗滑樁的構(gòu)造

對于山區(qū)公路中，地形復(fù)雜，場地陡峭。大型機械無法進場，受施工條件的影響，且矩形樁較圓樁抗剪效果好，目前公路中使用最多、最廣泛的為單排懸臂式矩形抗滑樁。人工挖孔抗滑樁一般不宜超過30m，超過30m應(yīng)充分論證其可行性。矩形抗滑樁短邊方向最小長度不應(yīng)短于1.25m，長邊方向（推力方向）宜為短邊方向的1.5倍。抗滑樁間距（中對中）宜為4～6m，樁間采用擋板或擋墻相連。抗滑樁埋深根據(jù)計算確定，但嵌入穩(wěn)定完整巖層或堅硬土層分別不少于1/4或1/3樁長。

4 滑坡的推力計算

滑坡推力分布及其作用點位置，與滑坡的類型、部位、地層性質(zhì)、變形情況及地基系數(shù)等因素有關(guān)。規(guī)范推薦方法為不平衡推力法（折線滑動面法），對滑坡體（土體）采取分塊，由上塊傳遞給下塊剩余下滑力的形式計算。

推力分布形式：目前抗滑樁樁后的推力分布主要由滑坡物質(zhì)決定。從相關(guān)試驗資料看，當(dāng)滑坡體為堆積層、破碎巖層時，下滑力自上而下主要按三角形分布形式存在；當(dāng)滑坡體為巖層，上下滑動速度較為一致時，下滑力分布圖形按矩形考慮。介于以上兩種情況之間，可假定為梯形分布的形式。一般情況對堆積體無法判斷時，為安全的考慮多數(shù)以矩形分布設(shè)計為主。

滑面的確定；公路工程中，滑面主要集中在挖方巖質(zhì)順層邊坡中的軟弱結(jié)構(gòu)面、挖方邊坡上土下巖且?guī)r土分界線橫坡坡度較大的滑面、填方陡坡路堤中填方沿原狀地面線的滑面以及陡坡路堤中填方路堤和下伏淺表土層形成的整體沿巖土界面滑動的滑面。滑面的抗剪參數(shù)C、φ比滑床小的多，故對土質(zhì)滑面進行推力的計算時一般采用滑體的抗剪參數(shù)，巖質(zhì)滑面采用層面間的抗剪參數(shù)進行下滑力的計算。計算時，對滑坡體劃分為若干等塊，每個滑塊之間的角度差值不宜大于10°，否則對計算結(jié)果存在較大出入。人為確定選擇1.3～1.5的安全系數(shù)采用傳遞系數(shù)法對每一個滑塊的推力和剩余下滑力進行計算，并最終確定抗滑樁樁后的水平推力值大小，最終根據(jù)推力值大小確定樁身尺寸和埋深深度。

5 抗滑樁的設(shè)計

抗滑樁設(shè)置的位置宜根據(jù)滑塊的剩余下滑力確定。抗滑樁計算中，通常是以滑動面為界，將樁分為懸臂段和嵌固段。懸臂段為受荷段，即為受水平推力荷載作用的樁身，嵌固段一般不考慮荷載的計算。樁前如有穩(wěn)定、不易滑走的土體，應(yīng)考慮被動土壓力或抗滑力，二者取其小值。

針對山區(qū)公路的特殊性，抗滑樁嵌固段一般為較完整的巖層，地基系數(shù)為常數(shù)，可按“K”法計算；樁端嵌入砂粘土、碎石土或軟質(zhì)巖層時，地基系數(shù)隨深度變化，可按“m”法計算。柱底支承根據(jù)地質(zhì)條件可選擇為自由、鉸接或固定端。

抗滑樁樁側(cè)地基橫向容許承載力計算根據(jù)地層確定計算方法：地層為巖層時；按FH=KHηRc計算。

抗滑樁樁身嵌固點處位移不宜超過10mm，樁頂位移不應(yīng)超過懸臂樁長的1/100，且不宜大于100mm，否則應(yīng)對其嵌固段埋深、樁身大小進行重新設(shè)計或設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索減少水平位移值。

根據(jù)相關(guān)資料，山區(qū)公路中對樁間連接形式多采用擋板、擋墻兩種。因滑坡推力計算時多簡化為樁對樁的計算模型，考慮到土拱效應(yīng)，樁承受了全部的推力，故擋板或擋墻應(yīng)簡化為一個由樁、土拱、和樁間支擋組成的簡倉的一個側(cè)壁來計算所承受的推力。根據(jù)相關(guān)資料查詢和工程實踐經(jīng)驗，樁間支擋受力較小，一般僅滿足規(guī)范設(shè)置考慮構(gòu)造要求進行配筋，同時保證樁間土體不從樁頂越過即可。

6 抗滑樁的施工

抗滑樁應(yīng)采取“動態(tài)設(shè)計”、“信息化”施工。其設(shè)計應(yīng)根據(jù)樁基開挖過程中揭示的地質(zhì)情況和邊坡變形監(jiān)測信息，及時核實地質(zhì)勘察結(jié)論，校核和完善抗滑樁的設(shè)計。抗滑樁的開挖應(yīng)采取跳槽開挖，不得同時施工相鄰樁。挖方區(qū)懸臂式抗滑樁應(yīng)先施工樁身，再采用逆作法施工樁間擋板或錨索。樁的縱向鋼筋連接不得接于土石分界處附近或滑動面處。樁身混凝土的澆筑應(yīng)連續(xù)，不得形成水平施工縫造成斷樁，樁口開挖5m范圍不得堆放大型機械或填土。施工完畢后應(yīng)設(shè)置監(jiān)測樁對抗滑樁和邊坡進行監(jiān)測，形成記錄反饋給相關(guān)單位。