边坡工程中抗滑桩合理桩间距的探讨

田 虎

（江西省地质矿产勘查开发局九一六大队，江西 九江 332100）

若想充分发挥抗滑桩的做作用就必须合理控制间距，而在控制抗滑桩间距过程中需同时考虑抗滑桩之间的土拱效应，在此之后应以抗滑桩之间的静力平衡条件、跨中截面强度、拱脚处的截面强度等为基础判断每个抗滑桩的间距。但为了进一步提升抗滑桩间距的合理性，还需要结合公式展开计算，计算过程中的可先不考虑其他因素，同时结合桩后土体的粘聚力、内摩擦角、桩后坡体推动力，然后就可给出实际间距。获得抗滑桩具体间距以后就可以正式开展施工，并为边坡工程的顺利开展提供充分保障。

1 抗滑桩

抗滑桩是一种深埋在边坡内的桩体，在抗滑桩的作用下，坡体的滑动可以被有效支档，进而令边坡保持稳定。但抗滑桩一般只在浅层和中厚层的联合工程中适用，如果边坡的厚度较大抗滑桩无法起到主导作用。抗滑桩材料一般有木桩、钢桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩等，需要依据实际的施工需求进行选择。在抗滑桩的作用下，边坡内部会产生一种能够对抗滑动的力，使边坡整体保持稳定，这样边坡就不会因为滑动而发生坍塌（见下图）。在抗滑桩的施工中有以下要求需要遵守：第一，开挖桩孔之前要平整场地，同时设置截排水和通风设施。第二，钻孔的第一节高出地面，具体高度应大于20厘米，同时为了防止地面坍塌需要设置孔口护壁和井口锁口。第三，在施工过程中货币应使用混凝土，灌注混凝土之前应将石块和浮土等杂物清除，同时加强滑动面的护壁，如果需要承受较大的作用力，那么可以在混凝土中添加钢筋。第四，开挖钻孔过程中对地质剖面和滑动面的位置进行记录，然后结合实际情况设置支护。如果存在土层变化要对支付进行加强。第五，桩孔的高度达到设计标准以后，需要由艺术人员、施工人员以及监理人员同时检验，并对孔底高程进行确定。第六，为了保证抗滑桩骨架不上浮，可以在安装骨架时进行固定。第七，如果在施工过程中出现了地下水发育，可以选择水下灌注法。第八，在地面设置排水纵坡，并将水引入到路基主排水沟内。第九，抗滑桩断面尺寸要大于桩身设计断面尺寸。

图1 抗滑桩

2 土拱效应

抗滑桩的作用在边坡支档施工结束之后开始发挥，坡体位移便不会的发生，但此时抗滑桩由于承受了很大的力，桩体会因此发生的变形，而在抗滑桩之间的坡体会向外突出，开外桩体过程中会坡体突出更加明显。一般来讲，在横向上抗滑桩不会发生大于坡体的位移，这样坡体的压力就会全部落在抗滑桩上，抗滑桩便因此起到了防止坡体脱落的作用，但由于桩体之间坡体仍然会脱落，且距离抗滑桩越远脱落越明显。因此抗滑桩处的坡体就会在桩后土体抗剪力的作用下出现土拱，土拱效应也就因此而形成[1]。土拱效应可有效遏制桩体间坡体脱落的问题，这是因为形成土拱以后，桩后坡体的大量压力就会分散到土拱两侧的桩体上，剩余压力不会再导致桩体脱落。通常土拱效应会受抗滑桩后坡体的土拱效应都在一定范围内，但不是全部范围的土拱都有研究价值，因此为了更好地开展研究，并以此为控制抗滑桩间距提供参考，大多都会选择桩顶和桩体下部的土拱。

3 抗滑桩间距的控制模型

实际应用抗滑桩过程中可以依据截面形状对其进行分类，大体有圆形抗滑桩、方形抗滑桩、矩形抗滑桩等，这几种抗滑桩的原理基本类似，这里我们以矩形抗滑桩为例对其模型控制进行分析。通常施工环境都是在不断变化的，因此对于抗滑桩合理间距无法给出一个合理的标准，为了便于分析和增强本次分析的说服性，在分析抗滑桩间距控制模型之前首先提出几点假设：第一，抗滑桩的施工结束以后，两个桩体之间的颇体会发生脱落，进而形成土拱，但脱落状况是不一致的，土拱并不是标准的抛物线，为了方便分析，我们可以假设两个桩体坡体可以按照标准抛物线脱落，同时忽略小范围内的多余土块和不规则的土拱。第二，土拱在形成之后是具有一定厚度的，而厚度增加也会提升土拱自身的重量，所受到自身重量的影响，但土拱整体比较大，所以因厚度产生的质量可以不必计算，分析图控制模型过程中可以忽略自重。另外，土拱效应是可以发生变化的，变化过程为自上而下的递减，分析过程中也可以忽略这种递减的变化，只考虑沿着桩体方向上的平面。第三，我们都知道抗滑桩需要承受来自桩后坡底的压力，但这种压力并不是均匀的，分析过程中存在一定困难，因此为了便于分析，我们可以假设桩后坡体的压力可以平均分布在桩体上，这样关于压力状态的分析就变得非常简单，而且抗滑桩拱脚的重要得到了体现。确定这几点假设之后就可以开始分析，首先抗滑桩上部只要承受，来自坡体的推力，这个力会同时作用在土拱前方，同时土拱后侧也会承受来自坡体的抵抗力，我们可以将推力工作P，将抵抗力当作P′这两个力相反，同时作用在土拱上可以互相抵消。土拱上部来承受推力的同时，求下部还要抵抗来自坡体的抵抗力以及滑面和土拱之间形成的抗滑力，这两个地结合在一起共同作用在土拱上，需要抗滑桩同时向其提供一个滑坡推力，那可以看作为F′，当滑坡推力产生并作用在土拱上以后又出现一个侧摩擦阻力，我们可以将这个侧摩擦阻力作为T。然后就可以结合土拱和抗滑桩之前的各种作用力建立一个模型，然后计算靠化妆在什么样的距离下这种累才会保持平衡，从而使土拱效应得到充分发挥，达到防止滑体坍塌的目的。（见下图）。

图2 抗滑桩间距模型

4 抗滑桩的合理设置

一般在坡体厚度薄、推力小的边坡工程中会应用抗滑桩，应用最广泛的地段为嵌岩段等高强度地基地段，抗滑桩有两个部分组成，这两部分通过滑面进行区分，处在滑面之下的桩体为嵌固长度，处在滑面以上的桩体为非嵌固长度，其中嵌固长度对边坡的影响比较大，这种影响和滑床底层、滑坡推力、抗滑桩间距、抗滑桩截面形式以及抗滑桩的刚度有关。嵌固长度需合理控制，过长或过短都会影响抗滑桩的作用，如果过短就会影响抗滑桩的稳定性，如果过长施工难度就会非常高，而且也会提升施工成本。非嵌固长度和看抗滑桩置、坡体的物质成分、含水量等因素有关，非嵌固长度的长短也需要进行控制，长度不足的话就会导致抗滑桩失去作用，坡体会直接越过抗滑桩，如果过长就会出现特别大的弯矩，会改变整体的受力情况，并且会导致坡体出现过大位移，甚至会令边坡工程严重损毁。

通常在设置抗滑桩时都会采用单排布置的形式，为了避免桩体出现过大的弯矩，可以在设置抗滑桩的同时使用预应力锚。抗滑桩的整体长度一般在35m以下，对滑带在25m以上的边坡工程开展抗滑桩施工时，应以实际情况为基础对抗滑桩的长度进行设置。通常情况下抗滑桩都不能发挥理想作用，而结合相关资料可以得知，一般应用在边坡工程中的抗滑桩长度在5m和10m之间，这个范围内的抗滑桩使用频率最高，使用过程中需要在滑床中埋嵌固断，埋入长度为看化妆整体的1/3，但不能超过2/5。当抗滑桩嵌固段埋入结束以后，需要在林庆的抗滑桩之间设置钢筋砼或者拱形挡板，如果边坡工程处在重要的建筑区，还可以在抗滑桩之间设置钢筋砼联系梁，从而进一步加强抗滑桩的稳定性，避免坡体从两个抗滑桩之间向外挤出。

5 抗滑桩施工的注意事项

结合相关资料可以得知，在分析抗滑桩间距过程中，一般以下两个因素必须进行考虑：第一，如果抗滑桩的间距过小，可能会导致无法充分发挥土拱效应，虽然也可以稳固坡体，单和预期效果相差较大，而且会造成很大的成本浪费。第二，如果抗滑桩的间距过大，就会严重削弱抗滑桩的作用，导致坡体大量脱落，无法返回土拱效应的作用，甚至还会出现坡体坍塌，这样边坡施工就遭遇了失败，前期投入的成本会被完全浪费，而且变破一旦坍塌还有可能损害施工人员的生命安全。在边坡工程中应用抗滑桩之前，需要有专业的技术人员对施工地点开展全面考察，详细记录所有和边坡工程有关的数据，然后对这些数据进行全面分析，同时再结合抗滑桩的距离计算模型算出最合理的间距，然后制定抗滑桩的施工方案，最后才可以正式开始施工。在这个过程中需要充分考虑抗滑桩之间的静力平衡条件、跨中截面强度、拱脚处的截面强度，只有全面考虑这些因素才可以计算抗滑桩的间距。另外在实际的施工中，由于环境是不断变化的，因此同样的抗滑桩施工方案不能使用在不同的边坡工程当中，这就要求相关企业在开展边坡工程时必须依据实际情况作出合理判断，严禁使用过去的方案进行施工，这样才能在抗滑桩的作用下令边坡保持稳定。

6 抗滑桩施工案例

某边坡工程的滑坡体总长度为360m，宽度为115m，放量为41.4万m3，滑面为岩土接触面，局部有渗水，为了保证生层设施的安全，决定针此段滑坡开展治理。结合边坡的实际情况以及抗滑施工要求，首先利用CAD技术分析了每个桩孔的位置，以此确定了桩与桩之间的距离，然后决定分别使用5根B型抗滑桩和5根A型抗滑桩，施工过程中先挖掘B型抗滑桩的1号、3号、5号桩孔，然后然后挖掘B型抗滑桩的2号、4号桩孔，同时挖掘A型抗滑桩的6号、8号、10号桩孔，最后再挖掘A型抗滑桩的7号和9号桩孔，挖掘完毕后搭设了防雨棚，以避免桩孔受雨水侵袭，随后开始护壁、清孔、制作钢筋笼、关注混凝土等操作（见下图）。

图3 某边坡工程抗滑桩施工

7 结语

综上所述，为了领边坡工程更加稳定，需要在边坡工程的施工中设置抗滑桩，而若想充分发挥抗滑桩的作用，就必须对间距进行合理控制，这一点也是在抗滑桩施工过程中经常遇到的问题，相关人员对此人提高重视，这样才能提升抗滑桩施工的合理性。前面已经提到，抗滑桩间距和很多因素有关，比如静力平衡条件、跨中截面强度、拱脚处所在截面强度等，同时也提到了抗滑桩处的土拱效应，在实际施工中需要全面考虑这些因素，进而合理设置抗滑桩的间距，这样才能抗滑桩的作用得到充分发挥，最终达到稳固边坡的目的。