圆形截面抗滑桩在某滑坡治理中的应用

2020-07-04王永成李文涛闻芳芳

中国金属通报 2020年4期

王永成，李文涛，闻芳芳

（浙江省工程物探勘察设计院有限公司，浙江杭州 310005）

在我国，抗滑桩是目前治理滑坡的主要工程措施之一，广泛应用于铁路、公路、水利、房建等部门。按截面形状可分为矩形和圆形，矩形截面钢筋混凝土挖孔桩因其有效截面惯性矩大，受力性能好而使用最多。然而由于挖孔桩护壁、通风等措施往往容易忽视，施工事故频发，部分地区甚至已从政策层面限制了人工挖孔桩的使用。另外，炸药使用、爆破施工的限制给硬质岩地区挖孔效率带来了较大的阻碍。随着大直径机械成孔技术的迅速发展，圆形机械成孔抗滑桩的使用将越来越广泛。

本文以浙江安吉某公路滑坡为例，介绍了圆形截面旋挖抗滑桩的设计方法和施工心得，对今后类似工程施工有一定的参考和指导意义。

1 工程概况

2012年8月，在台风“海葵”及其带来的连续暴雨后，浙江安吉某K0+778-K0+833段南侧山体前缘发生了滑坡。滑坡后缘宽约30m，前缘宽约60m，最大高差29m，厚度6.2m～8.1m，主轴方向长约68m。经设计分析计算，采用了圆形截面旋挖抗滑桩，对滑坡进行了有效的治理。

2 滑坡特征

滑坡体为残坡积层④1含角砾粉质黏土、④2含黏性土碎石。其中碎石、角砾粒径以0.5m～8cm为主，个别大于10cm，呈棱角状、次棱角状，成分为中等风化灰岩，表面和内部被铁锰质渲染，含量15%～65%不等。粉质黏土呈可塑～硬塑状态，干或稍湿，土体结构较松散，空隙度较大，中压缩性，工程力学性质一般，有地表水渗入形成上层滞水。从钻探施工经验来看，这种土体遇水极易软化崩解，含水量较高时易垮塌。局部夹④2夹块石，结构松散，钻探时漏水严重。

滑动带为④3含砾黏土，灰黑色，可塑，局部软塑，含少量砾，粒径以0.5cm～2cm为主，角砾呈棱角状、次棱角状，成分为中等风化灰岩，含量5%～25%不等。从野外岩性鉴别和室内土工试验来看，其土体结构松散，空隙度较大（孔隙比可达1.648），含水量高（可达56.2），工程力学性质相对较差。

滑床为⑨3中等风化灰岩，形态中部较缓，上、下部较陡。

3 滑坡形成机制

岩层因素：山体斜坡上部第四系残坡积含角砾粉质黏土、含黏性土碎石厚度较大，组成物质结构松散，滑动带含砾黏土孔隙比大，含水量高，抗剪强度低，长时间浸泡下易软化崩解，发生破坏形成滑动面。

人为因素：道路建设开挖边坡坡角较陡，形成临空面，破坏了坡体的自然平衡条件，为剪切滑动提供了可能。另外，由于人工边坡开采使边坡岩土体应力重新分布，增加了土体的卸荷裂隙和拉张裂隙。

降雨及地下水因素：当雨水渗入土层后，不但增大了土的下滑力，而且水的浸润、潜蚀作用可以迅速改变土的性质，降低其抗剪强度，起到“润滑剂”的作用。同时，坡面上形成的拉张裂隙又加剧了地下水的下渗，暴雨时整个坡体呈饱和状态，容易诱发滑动破坏。

4 地基土物理力学参数确定

滑坡剪出口和后缘贯穿裂缝明显，滑坡周界及滑面比较明确，以K0+810主滑断面为计算断面，取安全系数0.98，采用传递系数法，对滑坡进行反算，并结合室内土工试验，取滑动面抗剪参数：c=10.0kPa，φ=12.5°。

5 滑坡治理方案

设计时考虑坡体自重+暴雨工况，由于勘查时斜坡地下水位埋深较深，浅表未形成统一的潜水位，但考虑区内易遭台风暴雨，故按2/3坡体饱水状态考虑。安全系数按1.25考虑，采用传递系数法计算剩余下滑力，绘制了剩余下滑力和主滑轴线方向距离的关系图。

图1 主滑坡线方向距离

根据剩余下滑力曲线，综合地质条件，定于滑坡前缘偏上地段设置抗滑桩。该地段剩余下滑力相对较小，土层厚度相对较小，治理较为经济，施工难度相对较小。经过计算，抗滑桩全断面进入中等风化灰岩需3m以上，有效桩长7m～14m。

若采用矩形截面抗滑桩支挡，受力性能固然好，但受施工工艺、机械的影响，只能进行人工挖孔。由于（1）正值雨季，覆盖层遭水浸泡，含水量大，滑坡仍处于蠕动阶段，人工挖孔速度慢，抗滑桩护壁容易受剪破坏；（2）滑坡体以④1含角砾粉质黏土、④2含黏性土碎石为主，碎石等粗颗粒含量较高，土体结构松散，空隙度较大，易塌孔；（3）下伏基岩为⑨3中等风化灰岩，属硬质岩，单轴饱和抗压强度＞70MPa，施工区距离民宅不远，严禁爆破，人工开挖入岩难度极大，工期会很漫长，同时会对护壁提出更高的要求；（4）当地建设主管部门有明确规定，尽量淘汰人工挖孔桩施工工艺。

如采用圆形截面抗滑桩进行支挡，可以采用机械成孔。机械成孔可以采用钻孔成孔、冲击成孔或旋挖成孔三种方式。由于旋挖成孔具有不需要泥浆护壁、污染小且成孔快的优点，经过工期与技术经济必选，最终采用旋挖成孔圆形截面抗滑桩。

经计算对比，最终采用桩径1.8m，中对中间距3m，全埋式抗滑桩，坡脚采用浆砌块石挡土墙。