邊坡工程中抗滑樁合理樁間距的探討

田 虎

（江西省地質礦產勘查開發局九一六大隊，江西 九江 332100）

若想充分發揮抗滑樁的做作用就必須合理控制間距，而在控制抗滑樁間距過程中需同時考慮抗滑樁之間的土拱效應，在此之后應以抗滑樁之間的靜力平衡條件、跨中截面強度、拱腳處的截面強度等為基礎判斷每個抗滑樁的間距。但為了進一步提升抗滑樁間距的合理性，還需要結合公式展開計算，計算過程中的可先不考慮其他因素，同時結合樁后土體的粘聚力、內摩擦角、樁后坡體推動力，然后就可給出實際間距。獲得抗滑樁具體間距以后就可以正式開展施工，并為邊坡工程的順利開展提供充分保障。

1 抗滑樁

抗滑樁是一種深埋在邊坡內的樁體，在抗滑樁的作用下，坡體的滑動可以被有效支檔，進而令邊坡保持穩定。但抗滑樁一般只在淺層和中厚層的聯合工程中適用，如果邊坡的厚度較大抗滑樁無法起到主導作用。抗滑樁材料一般有木樁、鋼樁、混凝土樁、鋼筋混凝土樁等，需要依據實際的施工需求進行選擇。在抗滑樁的作用下，邊坡內部會產生一種能夠對抗滑動的力，使邊坡整體保持穩定，這樣邊坡就不會因為滑動而發生坍塌（見下圖）。在抗滑樁的施工中有以下要求需要遵守：第一，開挖樁孔之前要平整場地，同時設置截排水和通風設施。第二，鉆孔的第一節高出地面，具體高度應大于20厘米，同時為了防止地面坍塌需要設置孔口護壁和井口鎖口。第三，在施工過程中貨幣應使用混凝土，灌注混凝土之前應將石塊和浮土等雜物清除，同時加強滑動面的護壁，如果需要承受較大的作用力，那么可以在混凝土中添加鋼筋。第四，開挖鉆孔過程中對地質剖面和滑動面的位置進行記錄，然后結合實際情況設置支護。如果存在土層變化要對支付進行加強。第五，樁孔的高度達到設計標準以后，需要由藝術人員、施工人員以及監理人員同時檢驗，并對孔底高程進行確定。第六，為了保證抗滑樁骨架不上浮，可以在安裝骨架時進行固定。第七，如果在施工過程中出現了地下水發育，可以選擇水下灌注法。第八，在地面設置排水縱坡，并將水引入到路基主排水溝內。第九，抗滑樁斷面尺寸要大于樁身設計斷面尺寸。

圖1 抗滑樁

2 土拱效應

抗滑樁的作用在邊坡支檔施工結束之后開始發揮，坡體位移便不會的發生，但此時抗滑樁由于承受了很大的力，樁體會因此發生的變形，而在抗滑樁之間的坡體會向外突出，開外樁體過程中會坡體突出更加明顯。一般來講，在橫向上抗滑樁不會發生大于坡體的位移，這樣坡體的壓力就會全部落在抗滑樁上，抗滑樁便因此起到了防止坡體脫落的作用，但由于樁體之間坡體仍然會脫落，且距離抗滑樁越遠脫落越明顯。因此抗滑樁處的坡體就會在樁后土體抗剪力的作用下出現土拱，土拱效應也就因此而形成[1]。土拱效應可有效遏制樁體間坡體脫落的問題，這是因為形成土拱以后，樁后坡體的大量壓力就會分散到土拱兩側的樁體上，剩余壓力不會再導致樁體脫落。通常土拱效應會受抗滑樁后坡體的土拱效應都在一定范圍內，但不是全部范圍的土拱都有研究價值，因此為了更好地開展研究，并以此為控制抗滑樁間距提供參考，大多都會選擇樁頂和樁體下部的土拱。

3 抗滑樁間距的控制模型

實際應用抗滑樁過程中可以依據截面形狀對其進行分類，大體有圓形抗滑樁、方形抗滑樁、矩形抗滑樁等，這幾種抗滑樁的原理基本類似，這里我們以矩形抗滑樁為例對其模型控制進行分析。通常施工環境都是在不斷變化的，因此對于抗滑樁合理間距無法給出一個合理的標準，為了便于分析和增強本次分析的說服性，在分析抗滑樁間距控制模型之前首先提出幾點假設：第一，抗滑樁的施工結束以后，兩個樁體之間的頗體會發生脫落，進而形成土拱，但脫落狀況是不一致的，土拱并不是標準的拋物線，為了方便分析，我們可以假設兩個樁體坡體可以按照標準拋物線脫落，同時忽略小范圍內的多余土塊和不規則的土拱。第二，土拱在形成之后是具有一定厚度的，而厚度增加也會提升土拱自身的重量，所受到自身重量的影響，但土拱整體比較大，所以因厚度產生的質量可以不必計算，分析圖控制模型過程中可以忽略自重。另外，土拱效應是可以發生變化的，變化過程為自上而下的遞減，分析過程中也可以忽略這種遞減的變化，只考慮沿著樁體方向上的平面。第三，我們都知道抗滑樁需要承受來自樁后坡底的壓力，但這種壓力并不是均勻的，分析過程中存在一定困難，因此為了便于分析，我們可以假設樁后坡體的壓力可以平均分布在樁體上，這樣關于壓力狀態的分析就變得非常簡單，而且抗滑樁拱腳的重要得到了體現。確定這幾點假設之后就可以開始分析，首先抗滑樁上部只要承受，來自坡體的推力，這個力會同時作用在土拱前方，同時土拱后側也會承受來自坡體的抵抗力，我們可以將推力工作P，將抵抗力當作P′這兩個力相反，同時作用在土拱上可以互相抵消。土拱上部來承受推力的同時，求下部還要抵抗來自坡體的抵抗力以及滑面和土拱之間形成的抗滑力，這兩個地結合在一起共同作用在土拱上，需要抗滑樁同時向其提供一個滑坡推力，那可以看作為F′，當滑坡推力產生并作用在土拱上以后又出現一個側摩擦阻力，我們可以將這個側摩擦阻力作為T。然后就可以結合土拱和抗滑樁之前的各種作用力建立一個模型，然后計算靠化妝在什么樣的距離下這種累才會保持平衡，從而使土拱效應得到充分發揮，達到防止滑體坍塌的目的。（見下圖）。

圖2 抗滑樁間距模型

4 抗滑樁的合理設置

一般在坡體厚度薄、推力小的邊坡工程中會應用抗滑樁，應用最廣泛的地段為嵌巖段等高強度地基地段，抗滑樁有兩個部分組成，這兩部分通過滑面進行區分，處在滑面之下的樁體為嵌固長度，處在滑面以上的樁體為非嵌固長度，其中嵌固長度對邊坡的影響比較大，這種影響和滑床底層、滑坡推力、抗滑樁間距、抗滑樁截面形式以及抗滑樁的剛度有關。嵌固長度需合理控制，過長或過短都會影響抗滑樁的作用，如果過短就會影響抗滑樁的穩定性，如果過長施工難度就會非常高，而且也會提升施工成本。非嵌固長度和看抗滑樁置、坡體的物質成分、含水量等因素有關，非嵌固長度的長短也需要進行控制，長度不足的話就會導致抗滑樁失去作用，坡體會直接越過抗滑樁，如果過長就會出現特別大的彎矩，會改變整體的受力情況，并且會導致坡體出現過大位移，甚至會令邊坡工程嚴重損毀。

通常在設置抗滑樁時都會采用單排布置的形式，為了避免樁體出現過大的彎矩，可以在設置抗滑樁的同時使用預應力錨。抗滑樁的整體長度一般在35m以下，對滑帶在25m以上的邊坡工程開展抗滑樁施工時，應以實際情況為基礎對抗滑樁的長度進行設置。通常情況下抗滑樁都不能發揮理想作用，而結合相關資料可以得知，一般應用在邊坡工程中的抗滑樁長度在5m和10m之間，這個范圍內的抗滑樁使用頻率最高，使用過程中需要在滑床中埋嵌固斷，埋入長度為看化妝整體的1/3，但不能超過2/5。當抗滑樁嵌固段埋入結束以后，需要在林慶的抗滑樁之間設置鋼筋砼或者拱形擋板，如果邊坡工程處在重要的建筑區，還可以在抗滑樁之間設置鋼筋砼聯系梁，從而進一步加強抗滑樁的穩定性，避免坡體從兩個抗滑樁之間向外擠出。

5 抗滑樁施工的注意事項

結合相關資料可以得知，在分析抗滑樁間距過程中，一般以下兩個因素必須進行考慮：第一，如果抗滑樁的間距過小，可能會導致無法充分發揮土拱效應，雖然也可以穩固坡體，單和預期效果相差較大，而且會造成很大的成本浪費。第二，如果抗滑樁的間距過大，就會嚴重削弱抗滑樁的作用，導致坡體大量脫落，無法返回土拱效應的作用，甚至還會出現坡體坍塌，這樣邊坡施工就遭遇了失敗，前期投入的成本會被完全浪費，而且變破一旦坍塌還有可能損害施工人員的生命安全。在邊坡工程中應用抗滑樁之前，需要有專業的技術人員對施工地點開展全面考察，詳細記錄所有和邊坡工程有關的數據，然后對這些數據進行全面分析，同時再結合抗滑樁的距離計算模型算出最合理的間距，然后制定抗滑樁的施工方案，最后才可以正式開始施工。在這個過程中需要充分考慮抗滑樁之間的靜力平衡條件、跨中截面強度、拱腳處的截面強度，只有全面考慮這些因素才可以計算抗滑樁的間距。另外在實際的施工中，由于環境是不斷變化的，因此同樣的抗滑樁施工方案不能使用在不同的邊坡工程當中，這就要求相關企業在開展邊坡工程時必須依據實際情況作出合理判斷，嚴禁使用過去的方案進行施工，這樣才能在抗滑樁的作用下令邊坡保持穩定。

6 抗滑樁施工案例

某邊坡工程的滑坡體總長度為360m，寬度為115m，放量為41.4萬m3，滑面為巖土接觸面，局部有滲水，為了保證生層設施的安全，決定針此段滑坡開展治理。結合邊坡的實際情況以及抗滑施工要求，首先利用CAD技術分析了每個樁孔的位置，以此確定了樁與樁之間的距離，然后決定分別使用5根B型抗滑樁和5根A型抗滑樁，施工過程中先挖掘B型抗滑樁的1號、3號、5號樁孔，然后然后挖掘B型抗滑樁的2號、4號樁孔，同時挖掘A型抗滑樁的6號、8號、10號樁孔，最后再挖掘A型抗滑樁的7號和9號樁孔，挖掘完畢后搭設了防雨棚，以避免樁孔受雨水侵襲，隨后開始護壁、清孔、制作鋼筋籠、關注混凝土等操作（見下圖）。

圖3 某邊坡工程抗滑樁施工

7 結語

綜上所述，為了領邊坡工程更加穩定，需要在邊坡工程的施工中設置抗滑樁，而若想充分發揮抗滑樁的作用，就必須對間距進行合理控制，這一點也是在抗滑樁施工過程中經常遇到的問題，相關人員對此人提高重視，這樣才能提升抗滑樁施工的合理性。前面已經提到，抗滑樁間距和很多因素有關，比如靜力平衡條件、跨中截面強度、拱腳處所在截面強度等，同時也提到了抗滑樁處的土拱效應，在實際施工中需要全面考慮這些因素，進而合理設置抗滑樁的間距，這樣才能抗滑樁的作用得到充分發揮，最終達到穩固邊坡的目的。