浅谈地质灾害防治工程中抗滑桩设计关键要点

杜旭

辽宁省第一水文地质工程地质大队有限责任公司 辽宁锦州 121000

1 抗滑桩的布置

一般情况下，抗滑桩布设时其长轴方向下与滑坡的主滑方向平行，以获得更大的结构抗弯和抗剪能力；而当抗滑桩的桩前承载力不足成为控制抗滑桩稳定性的主要因素时，则可加大抗滑桩的宽度以提高抗滑桩的锚固力，甚至有时造成垂直于主滑方向的抗滑桩宽度超过平行于主滑方向抗滑桩长度的情况。

2 抗滑桩间距

抗滑桩的桩间距主要由滑坡的下滑力、单桩抗滑能力、滑体与桩体的土拱效应等共同决定，一般情况下桩间距为5-10m 之间灵活选择。对于滑体完整性较好的地段，其桩间距往往可适当加大，对滑体性质较差的地段，一般可取桩间距的小值[1]。

3 抗滑桩截面尺寸

为获得更大的抗滑桩抗弯能力，一般情况下要求抗滑桩的长边要尽量增大。但长边过大而宽度过小，否侧易出现抗扭能力不足而造成桩体失稳。故结合房建和桥梁结构工程的抗弯梁体尺寸选取，并考虑到抗滑桩的桩周岩土体的限制作用，一般情况下抗滑桩的长宽比为1．5：1 为宜。且对于人工开挖的抗滑桩，其边长不宜小于1．25m，以利于工程施做。

4 抗滑桩的锚固段

桩体的锚固段主要依据抗滑桩的抗滑能力、滑床的岩土体性质和桩上锚索工程共同决定。一般情况下，对于普通抗滑桩的锚固段为全桩长的1/2 左右，对于锚索抗滑桩，锚固段多为全桩长的1/3左右。

对于陡坡地段，为确保抗滑桩锚固段的有效性，一般情况下要求将水平距离5-10m 范围内的滑床以下岩土体抗力不予计入桩体的锚固长度段。

5 抗滑桩的悬臂段

抗滑桩的悬臂长度主要由滑体的厚度、滑坡越顶“检算”、桩体截面和抗滑桩上的预应力锚索等外力结构综合确定。

一般情况下，对于路堑坡脚抗滑桩或路堤抗滑桩，考虑到环保、行车舒适性要求，其悬臂长度一般不超过10．0m。对于路堤抗滑桩考虑到工程造价要求，当抗滑桩悬臂长度超过10．0m 仍不能满足工程要求时，往往在桩顶设置抗滑挡墙而与桩体形成桩基托梁挡墙进行支挡；对于高边坡具有的“收坡” 特殊要求时，则往往结合锚索工程而形成较大的悬臂。这时抗滑桩表现为“梁式抗滑桩”的特点。

6 抗滑桩与边坡锚固工程设置

对于抗滑桩与锚索、锚杆等锚固工程联合加固的滑坡或边坡，考虑到受力协调，一般情况下要求普通抗滑桩多与锚杆这种全粘接的被动受力锚固工程相搭配，锚索抗滑桩则多与预应力锚索这种主动受力的锚固工程相搭配。从而达到抗滑桩与锚固工程协调受力，防止锚固工程或抗滑桩变形不协调而造成其中一种工程受力过大而存在安全隐患[2]。

根据大量工程实践经验、试验和计算，笔者建议锚索一般宜承担整个滑坡下滑力的20% 左右、抗滑桩承担整个滑坡下滑力的80% 左右时，工程的应用效果和经济效果较好。如果锚索承担的滑坡下滑力过大，不能有效发挥抗滑桩的受力效果，也宜造成锚索预应力过高而造成预应力损失或应力腐蚀过大；如果锚索承担的滑坡下滑力过小，如有的抗滑桩上只布置一孔锚索，则往往难以达到优化抗滑桩结构受力和减小抗滑桩的桩前承载力的目的。

7 抗滑桩的埋深设置

对于一些滑体厚较大的滑坡体，在抗滑桩布设不存在“越顶”的前提下，可通过设置埋入式抗滑桩或全埋式抗滑桩对滑坡下滑力进行支挡。它可有效减小抗滑桩的悬臂长度和抗滑桩的结构弯矩，从而有效减小了工程规模。尤其对于一些下滑力较大、滑面埋深较大的滑坡，若在全埋式抗滑桩设置多点锚索而形成内锚全埋式锚索抗滑桩，形成“桩梁式”锚索桩，则可更进一步优化抗滑桩的规模[3]。

8 抗滑桩的应用范围

抗滑桩在下滑力较大的大、中型滑坡治理中应用较为广泛，但对于滑坡下滑力不大于300KN/m 的小型滑坡中，一般情况下不建议采用抗滑桩工程进行治理，而宜尽量采用挡墙工程进行治理，以有效减小施工难度、提高处治工程的性价比。

9 抗滑桩前抗力

当桩前滑体出现滑移时，一般不考虑滑面以上的桩前抗力。只有当桩前滑体没有出现整体位移时，可适当滑面以上的考虑桩前抗力。桩前抗力可根据桩前滑坡的剩余下滑力（负值）与桩前土压力综合考虑，并取两者的最小值予以应用。

对于滑面以上部分的桩前土压力，由于要使桩前土体产生被动土压力，则所需要的抗滑桩位移量，这对于抗滑桩，尤其是锚索抗滑桩工程显然是不能允许的。因此，抗滑桩前部的土压力宜为被动土压力的1/4-1/2，或为静止土压力为宜。

10 不同截面形状抗滑桩的抗弯能力

在抗滑桩结构设计时，一方面要使桩体具有足够的强度，以保证抗滑桩能够安全正常地工作；另一方面又要使抗滑桩的材料充分发挥其作用，以便节省材料，尽可能提高梁的弯曲强度。在抗滑桩的支承条件都已确定的情况下，选择抗滑桩截面的合理形状，能有效地提高抗滑桩的强度。

由抗滑桩的弯曲正应力强度条件可知，在弯矩一定的条件下，抗滑桩的工作应力与抗弯截面模量成反比。即是说抗弯截面模量越大，抗滑桩的承载能力就越高。因此，抗滑桩的合理截面应是在截面面积相同的条件下，具有较大抗弯截面模量的截面形式。

一般来说，抗弯截面模量与截面高度h 的平方成正比。所以，合理的截面形式应该使抗弯截面模量尽可能增大，使截面面积尽可能分布在距中性轴较远处。同时，从抗滑桩横截面上的正应力分布规律来看，抗滑桩横截面上距中性轴最远处，各点正应力分别为最大拉应力或最大压应力。由此可见，为了充分发挥材料的潜力，就应使截面上最大拉应力和最大压应力，同时达到材料相应的许用应力。

从抗弯构件的受力效果来说，矩形优于正方形，正方形优于圆形，工字形比矩形截面更为合理。