高速公路边坡加固处治中抗滑桩设计分析

李中奎，许涵

（1.山东省公路设计咨询有限公司，济南250102；2.济宁市鸿翔公路勘察设计研究院有限公司济南分公司，济南250014）

1 引言

本文所选某高速公路位于斜坡之上，呈长方形形态，后缘高程为932m 左右，前缘高程914m 左右，其中，高度差18m，纵向长度、横向宽度分别为35m 和80m，平面面积约为2 300m2。经现场地质勘察，发现本项目公路左侧路肩位置恒重状态，建筑形式主要为浆砌条结构，高度最低6m，最高12m，该地区暴雨频率较大，容易导致斜坡结构上出现张拉缝，不仅会造成墙底结构遭受破坏，同时也会导致浆砌条石结构容易被剪断。经过现场勘察及相关地质结构分析，得出本高速公路项目容易导致斜坡不稳现象，因此，抗滑桩设计至关重要。

2 抗滑桩加固土质边坡的机理及使用条件

2.1 机理

从施工角度进行分析，在边坡区域地层结构进行挖孔或者钻孔施工后，将钢筋、型钢结构置于孔内，再选择使用一定目标强度的混凝土进行浇筑，就地形成的灌注桩即抗滑桩【1，2】。如图1 所示。

图1 挖孔施工示意图

所浇筑混凝土中的水泥砂浆通过渗透的方式，到达桩体周边的土层结构中。这种动态性的渗透变化可以提升土层结构的整体强度及稳定性，同时，边坡土层中的孔壁结构是粗糙的，能够加强桩体结构与地层之间的紧密度，桩体结构通过调动桩宽范围内的地层结构抵抗力，使得同一桩体结构进行相互黏合，与桩保持一定的抗滑能力。同时桩体结构之间可形成土拱，两桩体结构间的滑坡推理结构可由对应的土拱和桩体结构共同承担。产生的滑坡推力传递到桩体结构后，又沿着桩体结构进行下滑处理，以保持土体结构的稳定性。因此，为有效地保障土体结构、桩间协调化工作，需充分保障土体结构的稳定性，只有这样，才能够完善滑坡治理施工。土拱的形成条件中，应以两桩体结构间距大于某临界值为主，如“临界桩距”的形成。

桩体结构设置后，可通过加强抵抗力，促进滑体结构处于继续下滑的趋势，同时可对产生的侧向扩张力进行分析，在拱轴方向，原下滑力经桩体结构向下传递至稳定地层结构中，侧向扩张力传至滑体两侧的结构中，并且拱脚结构的水平反力可经过桩基础进行传递，加强抗滑稳定性。

2.2 使用条件

作为一种侧向特殊承受荷载桩体结构，抗滑桩可依靠加强滑动面以下部分的锚固作用，同时提升滑动面以上部分的桩前滑体的被动抗力维持。因此，抗滑桩使用条件主要包含2个：一是滑动面要明显存在；二是在滑动面以上部分应设计坚固的基石结构。如果在抗滑桩体结构下部有稳固的基石承载，则抗滑桩作用的效果会更好【3，4】。

3 高速公路边坡加固处治中抗滑桩设计

本文所选案例项目中，边坡加固的组合方式为：“抗滑桩、格构锚杆、旋喷桩”组合结构，抗滑桩数量28 根，共分为3 种类型，每种类型的具体参数见表1。

其中，B 型抗滑桩嵌入岩层的厚度为6m，C 型抗滑桩的长度达到12m，同时梁结构的内侧和原有的挡土墙结构的墙面结构相互贴合在一起。本项目案例工程中，施工之前，需要由施工技术人员首先进行桩体结构的定位，同时，在桩基础挖掘的过程中，应按照施工规范的相关标准，科学合理地编制地质资料，并将相关资料进行整合打包发给施工设计单位，重点对项目施工信息、抗滑桩的施工长度、基岩深入等参数进行调整和分析，同时，要结合新的施工技术，符合高速公路抗滑桩施工要求。

3.1 桩孔挖掘

1）开孔前首先测量定位桩，并在桩体结构的外部设置标准的定位基准桩，施工之前应由专业施工技术人员进行桩体结构的垂直定位确认。

2）对孔口位置整平处理。首先应及时安放安全标志，施工技术人员应反复检查地表截水、桩区间围栏等结构的渗水现象，做好防渗处理工作。尤其是雨季，必要情况下，可抬高孔口位置，设计高度适宜的围堰结构。

3）依据实际设计资料，对工程施工中所需要的建筑材料、型号及规格进行标准化匹配，并依据施工质量标准，出具对应质检单。类似于钢筋水泥等建材，可专门设置储存库，避免建筑材料受污染及受潮、防锈蚀等，提高施工质量。

4）施工进程中，应按照跳槽设计开挖方式，设置1～2 个孔，并且按照由浅入深、由两侧向中间的顺序开展作业，同时，施工技术人员要严格按照图纸的要求，及时开展施工图纸的编录，并借助信息化技术，保证施工技术质量。

5）制作以C20 为主材的护壁支护结构，应用于破碎岩层，孔口结构处应设置对应的锁扣处理，保证最大开挖深度，明确护壁结构的单次浇筑，护壁1 节的工程施工要求开挖1～1.5m。护壁的厚度应按照施工设计的要求，对围岩接触是否良好的标准进行设定，护壁结构成孔以后，要保证垂直度及对应的光滑性。为实现拆卸便利，达到长期稳定使用的效果，护壁模板结构应以钢模为主。同时，对应的模板支架结构应加以支撑，并在12h 时间段，如果没有不稳定现象发生，则可顺利拆除。

6）对孔内结构进行定期检查，确定孔内有害气体浓度，如发现有超标现象，则应利用相关措施向孔内送风处理。送风量应≥25L/s，施工技术人员下井之前，要保证送风时间＞10min。

7）在开挖工作开展过程中，必然会产生废弃渣，可选择使用卷场机吊装，起吊量≤0.2m3。对应吊斗活门应设置保险装置，同时废渣吊出以后要立即运出，并将其置于安全低洼区域，可有效地防止废渣及其周边生态系统遭到破坏。

8）井体内部应选择使用低压灯泡。

9）桩孔挖掘施工的过程中，要合理控制地下水位，水量较大的情况可选择使用潜水泵抽水处理。本项目中桩孔开挖。

3.2 混凝土浇筑

混凝土浇筑的过程中应关注以下内容：

1）施工材料的使用量、材质等参数设置下应满足单桩连续浇筑，粗骨料结构可选择使用卵石、碎石，同时可选择粗骨料，其粒径大小应大于钢筋间最小间距1/3 处。

2）混凝土浇筑前，应由施工技术人员对孔底结构中残存的杂物及时清理，排空孔内积水。

3）桩身混凝土浇筑过程中，应单独设置串筒结构，与混凝土面层的距离应大于2m，若桩身结构过大，则需要多下料。

4）混凝土结构在浇筑过程中，应保持连续，为保证没有施工缝，施工过程中连续浇筑混凝土在0.5～0.7m 时，应选择设立有效的振动器，加快混凝土的振捣施工，保证混凝土的密实度符合规范设计要求。

5）加强对多排受力钢筋位置的混凝土振捣工作的监督管理工作。

6）应将混凝土试块制作成10 块，台班数和每白盘应大于1组。

7）混凝土正式浇筑施工前，应首先在抗滑桩结构内部预埋3 根检测管体，并严格对抗滑桩结构质量进行检测。对应的预埋管结构应相互平行，并分别绑扎于钢筋的内侧结构中，上端体系应超出桩顶结构20cm，并做好封闭处理工作。

8）对已完成的抗滑桩，应及时进行养护处理，周期应大于7d。

4 结语

综上所述，对于高速路边坡加固处理来说，抗滑桩起到至关重要的作用，不仅可实现边坡加固作用，同时能够有效地提升项目施工质量，保证施工技术人员的安全。因此，在高速公路建设中，应注重对抗滑桩的结构设计，对施工要点进行细化，加强对施工技术的深入研究。