抗滑桩支护效果分析及应用
2016-11-24何鹏
何鹏
摘要:地质灾害对于国家而言,是难于避免的一种意外损失,尤其在我国的西部地域,滑坡地质灾害尤为频繁,随着我国工程建设的不断推进和发展,土木工程建设也对地质环境造成了一定的破坏,诱发了地质滑坡灾害。为此,我国土木工程也采取了滑坡灾害防治措施,其中抗滑桩具有抗滑效果好、桩位的设置灵活等特点,适用于对地质滑坡治理工程之中,本文重点分析抗滑桩的支护效果,并对其应用进行探讨。
关键词:抗滑桩;支护;效果;应用
我国遭受地质灾害较为严重,其中尤以滑坡灾害最甚,如:滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝等,这些土体或岩体在河流冲刷、地下水、地震、人工切坡等因素下,会产生向下滑动的自然现象,随着现代工程建设的不断拓展,存在诸多的自然边坡或人工边坡,而滑坡是边坡失稳的重要形态,造成了极为严重的损失。为此,采用了抗滑桩工程措施,用于土木工程中的滑坡治理,它具有自身的优势,因而具有广泛的应用性。
一、滑坡及其防治措施综述
边坡是自然或人工形成的斜坡,是常见的岩土工程形式,边坡有不同的分类,有:(1)天然边坡和人工边坡。(2)粘性土边坡、碎石边坡、黄土边坡、岩石边坡。(3)稳定性边坡、基本稳定边坡、欠稳定边坡、不稳定边坡。(4)高边坡、一般边坡。(4)直立式边坡、倾斜式边坡、台阶式边坡。(5)临时性边坡、永久性边坡。
滑坡与边坡直接相联,它也分为不同的类型:(1)堆积层滑坡、残积层滑坡、黄土滑坡、粘性土滑坡、破碎岩石滑坡。(2)浅层滑坡、中层滑坡、深层滑坡。(3)接触面滑坡、层面滑坡、构造面滑坡。(4)牵引式滑坡、推移式滑坡、整体式滑坡。
出现滑坡的影响因素较为复杂,总括来说,主要有以下内容:(1)边坡体材料的物理力学性质,如:抗剪强度、容重等。(2)边坡的几何形状和尺寸。通常是指边坡的断面形状、边坡坡度、总高度等。(3)作业条件。在边坡上的作业如汽车荷载、人行荷载、水压力等。(4)边坡加固。这是使边坡处于一种新的平衡状态的加固措施。
滑坡防治措施主要是减少滑坡的下滑力,增加土体或岩体的抗滑力,其主要可以分为以下几类:(1)几何措施。这种方法是对下滑段进行削减,并增加阻滑段的重量。(2)水文地质措施。由于滑坡通常发生于雨季,由于雨水渗入而使土体滑动,因而,可以采用水文地质措施进行整治,如:地表排水、地下疏干、坡体内部加固、支挡结构物等方法。
二、抗滑桩支护类型及其效果
由于抗滑桩可以将桩身上部的滑坡推力转移给桩下部的侧向土体,可以依靠推力的传递,起到对边坡的平衡和稳定效果,因而,在滑坡治理工程中被广泛应用。
抗滑桩的类型主要可以分为以下几种:(1)单排抗滑桩。这是应用最为普遍的结构,类似于梁的结构,它可以通过对载荷的传递和相互作用,减少下滑力,从而增强边坡的平衡和稳定。(2)椅式桩墙。它采用拱板对滑体进行支撑,将推力传递到内部和外部的桩上,刚性承台则将桩连成框架,可以承受较大的滑坡推力和弯矩,从而保持平衡和稳定。(3)门型钢架桩。这是依靠内桩承受拉力,外桩承受压力,保持稳定。(4)排架抗滑桩。它与门型钢架桩类似,用于保持平衡。(5)h型排架抗滑桩。它主要是将内桩向上延长,可以用于对路堤的滑坡整治。(6)微型桩群加锚索。这是一种轻型的抗滑支挡结构。(7)底部加设锚杆抗滑桩。(8)预应力锚杆抗滑桩。
抗滑桩的支护设计要满足其应用效果,要考虑加固边坡的需要,并考虑自身的受力情况,达到如下应用效果,主要是:
(1)抗滑桩必须达到规定的安全系数,在桩的作用下,将滑体的剩余下滑力传递到滑动面以下的稳定地层之中,要确保滑体不能超过桩顶,同时也不能从桩的边侧挤出,这样,才能保证整个滑坡的稳定性。
(2)桩的锚固段必须传递地层所允许的最大压应力值,要使桩的地基抗力与滑体变形控制在允许范畴之内,从而确保滑体的稳固。
(3)桩身符合足够的强度和稳定性要求,并设置在阻滑段,不宜设置在滑体的下滑段,这样,就可以保证桩的应力和变形效果。
三、抗滑桩支护应用实践分析
以西部地域的某高速公路工程为例,该土建工程滑坡的路段是分离式路基,通过对该分离式路基滑坡的检测结果,主要表现为以下两点:(1)左方挖方路基的滑坡现象:护面墙出现开裂、坡顶截水沟破坏,地表部分出现裂缝。(2)右方填方路基的滑坡现象:路基多处裂缝并伴随有下沉现象,弃土堆场右下侧前方挡土墙及前缘有鼓胀型的裂缝,水平位移的现象较为明显。根据分析,这段失稳的滑坡地段分为上、下两个独立滑坡,平面形态呈现出“舌”状。
1、滑坡的原因分析
路基半填部分修筑在陡坡部位,这种贴坡的方式具有一定的稳定性,然而,由于上方路面和路基排水沟渗入了雨水,存在滑坡隐患,同时,在开挖路堑边坡的过程中,也形成了较为陡峭的临空面,破坏了原有的边坡平衡,使坡体的抗滑能力下降,产生滑动。
该段滑坡位于土层剥蚀地段,表层的土体由于干旱出现了垂直的裂缝,土层结构松散,一旦遇到雨水渗入就会快速软化,致使其强度急剧下降,在持续下雨的过程中,地表水渗透进入了附近的岩土体,地下水沿着这个界面渗流,出现滑坡问题。
2、滑坡桩的治理应用方案
对于填方路基地段,可以在滑坡中部设置一排A型抗滑桩,这个抗滑桩的横截面尺寸设计为200cm×300cm,长度设计为27m,抗滑桩设置的深度要求嵌入基岩不小于10m,桩间距要设计为6m。
对于挖方路基地段,可以在滑体的下部设置一排B型抗滑桩,这个抗滑桩的横截面尺寸可以设计为150cm×200cm,长度设计为20.5m,其深度要求不小于5m,各桩之间的间距设计为6m。同时,还要在坡体的外缘处,设计梯形的截水沟,这个梯形的截水沟要距离5m左右的范围,用于排出坡顶的地面来水,并在滑坡下部的1m处设计两排横纵向的盲沟,起到辅助排水的功用,这样,在路堑边沟、平台边沟、截水沟和盲沟的完整设计之下,可以起到畅通排水的作用,起到稳固边坡的作用,实现100%的加固处理。
四、结束语
综上所述,由于我国地质滑坡灾害严重,造成巨大的损失,因而,要关注滑坡灾害问题,采用抗滑桩支护的加固措施,根据不同的地质条件和状态,选取不同类型的抗滑桩应用类型,在对边坡实施抗滑桩支护后,可以显著地降低滑体平移的状况,在单排桩、双排桩的布设之下,可以起到支挡作用,传递滑坡的推力,有效地防治边坡失稳破坏,尤其是双排桩,可以更为有效地减少滑体的位移状况,而且双排桩的排间距越小,抗滑的功能就越显著,在滑带平缓的部位设置双排桩,可以承受较大的滑坡推力,从而实现更好的抗滑效果。
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