某大型滑坡下滑力分布对多排桩布设位置的影响分析

罗大庆，李璐杰，冯 海

(广西交科集团有限公司，广西 南宁 530007)

0 引言

目前，广西高速公路建设正处于高速发展阶段，随着山区高速公路的不断增加，公路路线不可避免地经过一些大型滑坡或不稳定坡体，边坡稳定性问题也越来越受到重视，在对滑坡、不稳定坡体进行加固处治时常常选择抗滑桩作为滑坡防治的主要防护方案。抗滑桩在处理大型滑坡时，往往需要双排桩或多排桩处治，需根据滑动面的影响范围及下滑力分布情况来确定采用何种抗滑桩的布置方案。本文结合新柳南高速公路长弄屯滑坡治理工程，根据大型滑坡剩余下滑力分布对优化多排抗滑桩的布置方案进行研究分析。

1 滑坡工程案例

1.1 工程概况

长弄屯滑坡位于柳州市柳南区境内，高速公路以路堑方式从山坡穿过，路基宽度为26.5 m，中线最大挖深约21.4 m，右侧路堑边坡最大挖深为24.3 m，原设计采用抗滑桩+锚杆格梁进行防护，在高速公路边坡开挖至第二级时部分民房及地面出现细小裂缝，至当年雨季时，滑坡后缘村庄部分房屋及地面裂缝增多，原有裂缝加深加宽，地面沉降，滑坡处于缓慢变形阶段。该滑坡特点是后缘有村庄，前缘有高速公路，后缘对滑动位移较为敏感，需考虑对后缘村庄和前缘高速公路同时支护治理。

1.2 滑坡工程地质

经滑坡勘查报告结论可知，长弄屯滑坡左右长约280 m，上下长270 m，滑坡形态呈圈椅状，滑体厚度为10～30 m，评价厚度为20 m，滑坡方量约120 万m3，属深层推移式大型滑坡。滑坡岩土体主要为第四系残坡积黏土层、崩积层块石、石炭系下统大塘阶全风化页岩和强风化页岩组成，各参数如表1～2所示。

表1 滑体物理力学参数表

2 分析模型与算法

选取该滑坡勘查报告中的典型地质剖面，由地质剖面可知滑动面属于折线滑坡面，采用不平衡推力法计算整个滑坡剖面的滑坡推力。选取在最不利的暴雨工况下该滑坡发生整体滑动，选用表1、表2里的饱和参数，根据滑动面的角度及特征，将滑体条块划分为9段，剖面条块划分图如图1所示。

表2 滑带土抗剪强度指标表

图1 剖面条块划分图

经传递系数法计算分析各条块下滑力和抗滑力，求得出整体滑动时滑坡前缘的剩余下滑力为2 345.5 kN/m(见表3)，滑坡处于不稳定状态。

表3 各块下滑力和抗滑力计算表

由于滑坡后缘有村庄，前缘有高速公路，考虑两者皆要处治，需分级支挡防护，该滑坡上下长270 m，属于间距较大的抗滑排桩，假设各级抗滑桩满足各级的支挡要求，即后排桩对其后部的滑坡下滑力进行完全支挡，因后排桩前部产生被动土压力需要的位移量很大，而后缘的村庄房屋对位移较为敏感，容易使后排桩的防护效果失效，故不考虑桩前抗力。

为了研究不同位置处的滑坡推力分布情况，在滑坡前缘处前排桩位置不改变，选取相对前排桩每隔15 m处位置分析该处的剩余下滑力及前排桩的剩余下滑力，共选取14种计算工况，模型如图2所示。

图2 计算模型图

3 结果及分析

通过建立以上模型，计算后排桩相对前排桩不同间距位置的剩余下滑力结果如图3所示。

图3 后排不同间距下滑力分布图

不同间距位置下的滑坡前缘下滑力结果如表4所示。

表4 不同间距位置下的滑坡前缘下滑力结果表

通过对不同位置的剩余下滑力计算可知，距前缘75 m处至后缘滑体范围属于下滑段，前缘至距前缘75 m处为阻滑段。该滑坡的下滑力主要来自后缘的下滑力，治理时可在后缘处重点设置抗滑桩，前缘只需保证阻滑段不开挖卸荷或设置较后缘抗滑桩结构较小的桩也可保证公路边坡安全，如图4所示。

图4 下滑段与阻滑段分界图

根据所计算的不同位置剩余下滑力可以明确后缘村庄附近的滑坡推力，提供为保护后缘村庄所需的设计参数，而后进行精准设计。

4 结语

(1)本文为优化大型滑坡抗滑桩治理的布置方案和结构设计，通过分析不同位置的剩余下滑力分布，优化分配前后排桩所支挡的滑坡推力，优化抗滑桩的布置方案及结构，节省造价。

(2)针对大型滑坡大间距多排抗滑桩布设，本文计算只考虑了两排桩的下滑力分布，亦可推广至三排桩或多排桩分段独立支挡时的下滑力分布，“化整为零”，达到可靠、经济、实用的治理效果。

(3)本文针对长弄屯滑坡后缘有村庄的情况，为保护村庄安全采取不考虑后排桩的桩前被动土压力的计算模型，这是一种偏保守的模型。目前，对于多排桩间距的选择以及下滑力的分配，其设计方法及相关理论还处于不成熟的阶段，主要通过主观确定，与实际有出入。对于大型滑坡的治理，还需进一步研究多排桩各桩承担的滑坡推力及桩土之间的共同作用分布规律。