抗滑桩抗滑机理及其工程应用探讨

2018-02-15侯青宏冯亚飞

建筑与装饰 2018年18期

关键词：锁口抗滑桩滑动

侯青宏冯亚飞

1. 四川职业技术学院四川遂宁 610092；2. 重庆房地产职业学院重庆 400000

前言

抗滑桩是一种有效的加固措施，抗滑作用显著，施工操作安全易行。通过将抗滑桩柱穿透基础结构中，可达到促进土壤、石块的平衡作用，能够充分发挥稳定作用，被广泛应用于工程项目施工中。因此，对抗滑桩施工技术在工程项目中的应用要点进行深入研究迫在眉睫。

1 抗滑桩抗滑机理

1.1 抗滑桩特点

普通支护的悬臂锚固梁柱的结构形式类似于弹性支座简支梁柱，而抗滑桩的结构形式有较大改变，其能够保证桩身受力合理，能够对滑动边坡起到主动加固作用。

1.2 抗滑机理

（1）前期滑坡推力作用。在抗滑桩施工过程中，在完成桩身灌注后，在施加桩头锚索预应力前，如果滑坡体已经出现较为明显的变形，则必须对滑坡推力进行仔细分析，对滑坡设计推力进行计算分析。在实际工作中，可以综合考虑以往的施工经验以及施工现场实际情况，对外荷载进行准确计算。外荷载指的是前期滑坡推力作用，在滑坡面上，当桩后滑坡推力大于桩前滑坡总抗力时，即可发挥抗滑效果。

（2）后期滑坡推力作用。在抗滑桩施工中，在完成预应力锚索施工后，抗滑桩还需要承受滑坡的推力作用，直至达到设计推力。外荷载即全部荷载，具体包括滑坡抗力、滑坡推力和桩头锁定预应力[1]。

2 抗滑桩施工要点

2.1 抗滑桩桩位

抗滑桩桩位的确定，应该根据设计计算所得出的滑坡推力而确定。在抗滑段上，滑坡推力逐渐降低；在主滑段上，滑坡推力保持着强劲的势头；当抗滑桩被打入地层之后，滑动面的应力必然发生了变化，一般会产生一个相应上移的应力指向。因此，综合考虑推力与应力的综合影响，可以得知，在坡底打入抗滑桩并非最合理位置。为了充分利用滑体的抗滑力，同时考虑应该把抗滑桩布置在滑动推力最小的位置，因此，在滑坡推力拐点位置到滑坡出口段布桩是比较合理的。

2.2 抗滑桩桩间距

桩间距直接影响着抗滑成功与否，如果间距过大，桩间土体会从相邻桩间滑出，达不到防滑效果；如果间距过小，可以增强防滑效果，但是在经济性方面是不划算的，很不经济。在实际施工之中，要考虑相邻桩的侧面产生的摩擦力以及抗滑桩的埋设深度，在此摩擦力与土块应力的共同作用下，对不同土质的地层而言，砂性土层，滑动面的深度与桩间距的比值为2；黏性土层，滑动面的深度与桩间距的比值为2.5。

2.3 抗滑桩截面和宽度

圆形桩与矩形桩是抗滑桩的两种不同形式。考虑到抗滑桩的实际受力以及工程施工的方便性，目前使用矩形桩的情况比较多。根据试验表明，当桩间土体应力达到极限状态时，边长为0.9d的矩形桩与边长为1d的圆形桩是等同的。由此可知，圆形桩的形状换算系数为0.9，矩形桩为1.0。需要注意的是，若是人工开挖埋孔，桩宽应该不小于1.5m。

2.4 抗滑桩的锚固深度

抗滑桩的锚固深度，是防治滑坡的最关键的要素。埋置深度太浅，桩体很容易被滑动面岩土拔出；埋置太深直接造成施工难度成倍增加，造价大幅上升。而且，锚固深度不是越深越好，当突破某一数值之后，锚固效果变化不大。为了简化设计与施工，目前通用的测算方法是：依据锚固段桩周地层的强度来确定锚固深度，即抗滑桩传递给稳定地层的侧壁应力必须小于桩体侧向的抗压强度。

2.5 抗滑桩桩底支承条件

抗滑桩的底支承共有三种：固定支承、铰支承和自由支承。当地层坚硬，桩底岩层完整且抗滑桩嵌入较深，可视为固定支承。当地层坚硬，桩底岩层完整但抗滑桩嵌入较浅，可视为铰支承。当地层为破碎岩土层，抗滑桩受滑坡推力作用，桩底发生了较大的位移或扭动，可视为自由支承[2]。

3 抗滑桩在工程建设中的应用实例

3.1 工程概况

在某公路工程施工中，首先对施工区域进行现场勘察，在K1428+000-300段存在滑坡地质灾害，滑坡长60～70m，宽130m，面积为7800m2，主滑方向是290度，滑体厚度平均是7～9m，滑体体积在48600m3左右，滑坡高度差在25～35m之间，为中型滑坡。在自重力的影响下，坡面表层的积土结构的软弱处出现应力松弛，从而导致坡体下滑。综合考虑该工程项目施工要求以及地质环境，采用抗滑桩施工技术。

3.2 排水孔施工

在有孔滑坡地带，首先需要处理的就是排水孔。根据工地出水量，设计排水孔位置、标高以及仰角间距，对滑坡的前缘位置进行设计，不可贸然对滑坡体前缘进行规模性开挖，否则容易导致发生滑坡体失稳等次生灾害。正确的做法是：先将路堤提升到满足工程基本要求的高度再进行开挖。

3.3 护壁锁口施工

在锁口施工之前，必须做好清洁工作。护壁锁口一般为梯形，在施工现场使用钢筋绑扎而成，使用方木作为加固环，把5块梯形模板按照图纸组合成型。采用现场拌和和人工入模的方式进行混凝土浇筑，并使用插入式振捣棒振捣密实。主要的技术参数包括：锁口中心和桩孔中心的偏差额度在±50mm，竖向倾斜偏差为±1%，为了防止雨水、杂物等落入桩孔，锁口底部必须超出地面30cm。

3.4 桩身混凝土浇筑

待孔桩满足设计要求后，清除杂物与松土，监理工程师核对断面尺寸和桩底高程，确认其符合设计要求后，放出桩底十字线。在钢筋的绑扎和焊接阶段，必须按照钢筋间距设计值进行绑扎，钢筋的截面接头必须控制在50%以内。监理单位和建设单位应该一起对绑扎的钢筋做彻底细致的检查，尤其是对较为隐蔽的位置。在混凝土浇筑阶段，在管顶加盖覆盖物，防止尘土等杂物落入，在钢筋笼四周埋设声测管，安排专业人员对桩身混凝土的龄期进行声波检测。埋设声测管在抗滑桩的钢筋笼周围，及时加盖管顶，这样可以有效避免混杂物落入，专业人员在抗滑桩桩身混凝土达到一定的龄期后对其进行声波检测[3]。