地质灾害滑坡治理工程中抗滑桩的应用优势分析

李正忠，杨 俊

（1.贵州省地质矿产勘查开发局114地质大队，贵州 遵义 563000；2.贵州地矿局第二工程勘察院有限公司，贵州 遵义 563000）

我国幅员辽阔，山区面积大、地形地质复杂，各种地质灾害频发，尤其是随着工程建设规模的不断增加，地质灾害发生频率越来越大，其中滑坡灾害广泛发生。据统计，我国新老滑坡共计约30多万处，每年发生的滑坡数以万计，经济损失巨大，目前抗滑桩作为治理滑坡的最有效手段得到了广泛采用，其结构形式简单、抗力大、施工便利，本文主要围绕此展开详细分析。

1 地质灾害滑坡概述

滑坡是三大地质灾害（崩塌、滑坡、泥石流）中较为频发的一种，指的是斜坡受到地震、河流冲刷、雨水浸泡、地下水活动以及人工开挖等因素的影响，岩土体在自重下沿一个或多个破裂滑动面往下滑动。一旦发生滑坡灾害，极易导致严重后果，近百年来全球因自然或是人类活动诱发的滑坡现象所致的损失，每年高达数百亿美元。

根据我国自然资源部最新报告显示，2020年地质灾害共发生7840起，各种灾害统计数据如下表1所示，共造成139人死亡（失踪），58人受伤，直接经济损失达50.2亿元。从上述数据分析可知，滑坡灾害数量最大，占比达61.35%，我国是一个多山的国家，山地、丘陵、高原在国土面积中的占比达69%，受滑坡威胁与存在潜在破坏的地区在国土面积中占比20%～25%，多分布在西南、西北地区，给人们的生命安全与财产带来巨大威胁。

从滑坡灾害实际发生情况来看，一大发生滑坡将导致河道堵塞、交通中断，甚至可能摧毁村镇、厂矿等，带来巨大损失。为此，如何有效治理滑坡成为业内一大研究重点，正确判断滑坡类型、规模、产生条件、主要作用、诱发因素、滑动机理、发育程度以及稳定程度等，合理选择滑坡治理方案，保证技术可行性、稳定性、经济性。抗滑桩作为滑坡治理主要支挡结构，凭借着抗滑能力好、工程量少、桩位布置灵活、施工方便、安全可靠以及投资少等优点得到了广泛应用，本文主要围绕此技术展开详细分析。

2 地质灾害滑坡治理工程中抗滑桩应用原理与优势

2.1 应用原理

抗滑桩是防治滑坡的一种支挡抗滑结构物，尤其是在浅中层滑坡治理中效果显著。地质灾害滑坡治理工程中抗滑桩的基本应用原理，主要是将抗滑桩通过滑体嵌入滑床内一定深度，对上部滑体传递下的滑动力进行支挡，提高滑坡稳定性。在滑坡治理工程中，需查明滑坡实际情况，将抗滑桩布置在合适位置，可出露地面、也可埋置于地面下。

抗滑桩类型较多，有不同的划分依据，一般情况下，需根据滑坡情况选择抗滑桩，或是采用多种抗滑桩进行组合，如：中小型滑坡，多选择单排抗滑桩进行治理；大型滑坡的下滑推力较大，单排桩治理难度较大，往往需选择双排抗滑桩、多排抗滑桩

表2 抗滑桩类型

2.2 应用优势

近年来，抗滑桩在滑坡治理中应用广泛，主要利用深部稳定地层的嵌固作用、桩体抗力平衡滑坡推力，以此达到加固、稳定滑坡的目的。抗滑桩具有施工简便安全、适用性好、抗滑能力强等诸多优点，具体应用优势可归纳如下：

（1）抗滑效果好，可解决抗滑挡土墙无法克服的问题，对于滑动带较深、滑坡推力大的情况应用效果较好。

（2）施工便利且安全性高，对滑体稳定性扰动较小。

（3）钢筋布置灵活，可根据计算所得弯矩在抗滑桩中合理布置钢筋，因此在其他条件一致的情况下，抗滑桩比不可分段布筋的桩更为经济。

（4）桩位布置灵活，可在查明滑坡基本情况的基础上，分析计算滑坡体中抗滑效果最好的部位设置抗滑桩，保证滑坡稳定性。

（5）适用性较广，抗滑桩形式多样，可成群布置，适用于不同的地形、地质条件，发展潜力巨大。

3 实例探析地质灾害滑坡治理工程中抗滑桩的应用

3.1 工程概况

此滑坡位于某城市道路段，滑坡发生后道路出现不同程度的破坏，交通受阻。此滑坡体平面呈不规则弧状，滑坡体前、后缘宽度为95m、40m，轴向长度40m，滑坡体具体情况如下表3所示。

表3 滑坡体情况

3.2 滑坡原因

发生滑坡灾害后，采用综合勘察方法对滑坡发生原因进行分析，包括工程地质测绘、高密度电法、地质雷达、探井方法等。经综合分析可得，此次滑坡发生的诱因是城市建设消坡与连续降雨；滑坡发生主因是岩石内部节理裂隙发育，降雨后节理面粘性土夹层强度下降。

3.3 工程地质条件

根据勘察显示，场地内填土层厚度1.5m～3.5m，下伏下白垩统青山群（K1q）安山岩，强风化岩、中风化岩厚度分别为9m、3m，其下为微风化安山岩。各岩层主要参数如下表4所示。

表4 各岩层主要参数

3.4 抗滑桩的应用

3.4.1 滑坡推力计算

本工程拟将抗滑桩布置在滑坡后缘11.5m，如下图1所示。采用不平衡推力法，对滑坡推力进行计算，考虑滑坡体与道路相距较近，计算时考虑路面超载30kPa。滑坡体部分破坏，处于临界状态，安全系数1.0，与此反算得到滑裂面（泥化夹层）综合内摩擦角Φ'，当滑坡体下滑力接近0时，Φ'=23.7°。

图1 滑坡纵向主滑面示意图

根据设计要求滑坡治理安全系数1.25，计算可得此时坡体单位长度滑坡推力313kN/m，按规范取荷载分项系数1.3，故取荷载设计值407kN/m，计算时滑坡推力按矩形分布考虑。

3.4.2 抗滑桩结构形式

本项目采用悬臂抗滑桩支挡，结构形式如下图2所示。抗滑桩长17m、直径3.0m;滑面以上桩长9m，人工挖孔灌注桩，桩身进入滑动面下1m，灌注桩总长10m。由于嵌岩段人工开挖难度较大，而场地不允许爆破，因此滑动面以下嵌固段设置15根微型钢管桩，由此组成钻孔钢管组合桩。单根钢管桩钻孔直径220mm，钢管采用φ127×10；钢管桩长度10m，进入灌注桩身内3m；钢管桩内压力灌注M20纯水泥浆。

图2 抗滑桩结构形式

3.4.3 抗滑桩内力变形分析

出于安全考虑，忽略桩前滑体抗力。6m内滑坡总推力2442kN，按矩形分布考虑，滑动面以上抗滑桩单位高度滑坡推力271kN/m；滑动面以下按弹性地基梁计算模式分析桩的内力与变形，采用有限元法进行计算。

经计算显示，桩顶最大水平位移19.49mm；最大弯矩11888kN·m，与桩顶相距10m；最大剪力2706kN，与桩顶相距13m。基岩侧壁最大压应力670kPa，远低于侧壁容许抗压强度。

3.4.4 滑坡体监测

本项目在滑坡体外稳定地段布设1个基点，滑移体布设5个观测点，采用GPS全球定位系统对滑坡体进行监测，监测频率为前5d每日监测1次，并由监测结果确定后期监测周期，如出现降雨等情况增大监测频率。

本项目大直径人工挖孔桩+钢管桩组合桩型的组合模式，有效缩短了工期，施工速度加快，且避免了在人口密集区域爆破。根据后期监测情况分析显示，滑坡治理效果较好，保障了周边环境安全。

4 结语

综上所述，滑坡是一种常见且危害较大的地质灾害类型，对周边道路、建筑以及人们的生命财产安全产生巨大威胁。对此，必须重视滑坡灾害的地址类型、变形破坏情况与稳定性分析，合理制定治理方案，抗滑桩是一种有效的且常见的治理手段，施工便利且抗滑效果较好，需根据实际情况科学选择抗滑桩类型，也可科学组合配置，切实提高滑坡体稳定性，真正达到减灾防灾效果。