圆形抗滑桩在滑坡治理中的应用研究

刘鹏辉

摘要：滑坡治理是个综合治理的过程，应根据滑坡类型、规模、稳定性，结合滑坡区工程地质条件、建筑类型及分布情况、施工设备和施工季节等条件，选用多种形式综合治理，目的是将各种整治措施组合成为最有效的工程措施，降低整治滑坡的工程造价。在各种滑坡的治理中，方形抗滑桩由于强大的抗弯性能和抗剪性能使用最多，圆形抗滑桩使用较少。在特殊条件下，可以采用圆形桩的支护方式。通过在广东某个工程中的试验研究，发现圆形抗滑桩也能较好的应用。

关键词：滑坡；圆形抗滑桩

1.前言

山区开发，开挖山体形成人工边坡，由于坡体地质条件不同，若在施工过程中对地质条件没有给予足够的重视，就会发生滑坡现象。滑坡对坡体上缘及下缘的构筑物都会造成危害，滑坡体上的建筑物由于根基不稳造成人员伤亡和财产损失。因此，一旦出现滑坡，就需要快速的进行边坡治理。

滑坡治理是个综合治理的过程，应根据滑坡类型、规模、稳定性，并结合滑坡区工程地质条件、建筑类型及分布情况、施工设备和施工季节等条件，选用抗滑桩、预应力锚索、格构锚固、挡土墙、注浆、截排水、减载压脚等多种形式综合治理，要把“方案优化、经济合理、技术可行、不留后患”作为滑坡防治的总体方针，做到具体问题具体分析，目的是将各种整治措施组合成为最有效的工程措施，降低整治滑坡的工程造价，最大限度地减少经济损失和人员伤亡。在各种综合整治工程中一定要注意地表排水，以减少水对滑坡的危害。

在常规的滑坡治理中，抗滑桩特别是方桩被大量地应用于实践中。由于圆形桩抗弯和抗剪切强度相对于方桩较低，并未大量地应用于滑坡治理。本文对圆形抗滑桩在滑坡中的应用进行了研究，并取得了良好的效果[1-3]。

2.工程概况

本工程位于某公园的门口，施工单位由于超挖边坡，发生了滑坡。经过现场地质调查，滑坡长约56m，宽约38m～ 67m，坡度10°～25°，滑坡前缘与后缘高差约22m，滑坡后缘在坡腰的知青楼处，房屋有开裂现象，后缘有拉张裂缝，裂缝沉降约30cm，水平距离约5cm；滑坡侧面台阶及边坡有张拉开裂，裂缝约5cm～30cm；滑坡前缘新挡土墙（2.5m高的砌石挡土墙）有凸起，墙顶凸出变形约20cm，前缘空地（挡土墙与正在建设的绿化广场项目的房屋）出现隆起变形，建筑内钢筋混凝土地梁发生变形，有裂缝，地梁前的水泥地面开裂，裂缝宽约2cm。

该地质灾害已经影响到了滑坡前缘正在施工项目的建设。虽未造成人员伤亡或重大经济损失，但是处于公园门口，公园门口一般是人员的聚集地，此边坡位置重要，存在重大安全隐患。故该边坡潜在不稳定性和危害性，若不处理对游客、建（构）筑及工作人员存在重大威胁。

3.工程地质条件和水文地质条件

滑坡地质灾害发生的区域地处丘陵山区，坡度较缓，东侧高，西低，最大高差22m；邊坡为土质边坡，灾害区边坡宽约38m～67m，长约56m，坡度10°～25°，此边坡整体植被良好，多被植被覆盖，植被主要包括乔木、杂草、杂树、灌木等，目前区内植被生长正常。

根据项目的勘察报告，揭露深度范围内，区内岩土层按其地质年代和成因类型自上而下可划分为：素填土（Qml）、风化残积土层（Qel）等二大类，各岩土层的分布和特征如下：

素填土层：呈褐黄色、灰褐色、红褐间灰白色等，湿，松散—密实状，在所有钻孔中均有分布，成分不均匀主要由黏性土、混碎石和块石组成，块石含量约有10%～40%，块径约2cm～40cm，岩质较硬，厚度5.10m～12.30m，平均厚度9.41m。堆填时间超过30年，为矿石的弃土场。

该层取土样7组，其主要物理力学性质指标平均值为：ω=43.8%，eo=1.276，a1-2=0.497MPa-1，Es=4.64MPa，直接剪切标准值：C=9.6kPa，φ=14.1°。按照Es查得地基土承载力特征值fak=125kPa。标贯试验8次，实测击数N’=6～9击，平均8.0击，修正击数N=5.1～7.7击，平均值为6.9击，查表得地基土承载力特征值fak取250kPa。

残积土层：土性为粉质黏土，黄褐色，红褐色，黄褐间灰白，红褐间灰白，紫红间灰白等，湿，可塑状，遇水易软化，厚度19.80m～26.90m，平均厚度22.24m。

该层取土样52组，其主要物理力学性质指标平均值为：ω=45.9%，eo=1.314，Il=0.55，a1-2=0.555MPa-1，Es=4.21MPa，直接剪切标准值：C=16.8kPa，φ=13.9°，按eo和Il指标查得基土承载力特征值fak=130kPa；标贯试验51次，实测击数N’=10～17击，平均13击，标准值为13.0击，修正击数N=8.1～12击，标准值为9.6击，查表得地基土承载力特征值fak取330kPa。

根据勘察报告和调查，地下稳定水位埋深0.00m～ 4.80m，边坡坡面在雨后局部区域有地下水涌出，该边坡地下水丰富，该场区地下水位变幅在1.00m～3.00m之间，水位和涌水量较大，对人工挖孔桩的施工影响较大。

4.滑坡的形成条件

4.1地质条件

岩土体是产生滑坡的物质基础。勘查中揭露此边坡上方松散体较厚，组成物质主要以素填土（1）、残积土（2-1）为主。

4.2地貌条件

边坡属于土质边坡，场地位于丘陵地带，树木植被较发育。滑坡区边坡高差约为22m，山体坡度约为10°～25°左右，边坡下部为一砌石挡墙，最高处约5.5m。挡墙后方并未填实，表面土层裸露，未修筑排水沟等，造成雨水的汇集，增大了挡墙的压力。

4.3水文地质条件

在滑坡形成中起着主要作用。它的作用主要表现在：软化岩、土，降低岩、土体的强度，产生动水压力和孔隙水压力，潜蚀岩、土，增大岩、土容重，对透水岩层产生浮托力等。

5.抗滑桩支护的原理

抗滑桩是防治工程中常采用的一种方法，适用于深层滑坡和各类非塑性流滑坡，对处理正在活动的滑坡，更为适宜。抗滑桩是利用深入滑动面的混凝土桩基础和周围的土层、岩层产生相互作用产生的抗滑力，以抵抗滑坡土体的下滑力。抗滑桩还可以和锚索相结合，利用锚索的锚固力增加整体的抗滑力，抗滑桩和锚索一起作用共同提高整体的稳定性[1～3]。

如果滑坡土体下滑力过大，土体的弯矩过大，在桩基础设计时可能会造成钢筋密度过大，抗滑桩的尺寸过大，对施工都不利，如果结合预应力锚索，则可以适当降低配筋比。

在工程实践中抗滑桩桩长宜小于35m。抗滑桩间距（中对中）宜为5m～10m。抗滑桩嵌固段应嵌入滑床中的长度宜为桩长的1/3～2/5。在重要建筑区，抗滑桩之间应用钢筋混凝土连系梁连接，以增强整体稳定性[1]。

传统抗滑桩一半采用方形桩，其缺点：施工工期长、事故发生率较高（由于采用人工挖孔，速度慢），采用传统手段治理时易出现边坡失稳的现象，危及工人生命安全。同时本项目由于水位较高，在开挖时需要不停地抽水降低水位，也会影响工期，同时对工人的安全也有较大的隐患。

随着国家现代化的进展，机械水平的发展，施工工艺和技术水平都有了很大的提高，抗滑桩的应用得到了快速发展，其中方形和圆形抗滑桩都得到了发展。截面直径也在不断增大，抗滑性能也有了大幅度提升，越来越能够适应复杂的地质环境。圆形桩施工有以下优点：施工简单，效率高，施工安全，机械化施工速度快，成孔安全性高等。

本项目在充分考虑了地质情况和周边环境以及施工进度要求，在保障安全和边坡稳定的前提下，拟采用圆形抗滑桩进行支护。

6.工程应用

根据地质情况，推测滑动面在10m左右，由于场地水位较高，采用人工挖孔桩危险系数高，工期慢，采用圆形冲孔桩。桩径1.0m，桩间距3.22m，采用冠梁连接，同时采用锚拉的方式进行综合治理。图纸如下：

6.1抗滑桩的成孔

（1）抗滑桩的机具可以根据场地的类型、空间选择不同的机具，成孔护壁采用全长护筒。

（2）成型后必须清除孔底沉渣，清孔后沉渣厚度不得大于100，并应立即灌注混凝土。

（3）抗滑桩应采取隔桩施工，抗滑桩间隔可以每间隔两根施工一根，在相邻桩混凝土达到70%的设计强度后，再进行其他抗滑桩的成孔施工。

6.2钢筋笼制作及安装

（1）钢筋笼的制作应根据设计要求，采用相适应的钢筋。

（2）钢筋笼外侧需设混凝土垫块或采用其他有效措施，以保障钢筋保护层厚度的准确性。

6.3施工容许偏差

施工的容许偏差应满足规范和规定要求：

（1）钢筋保护层偏差不宜大于20。

（2）钢筋笼直径偏差不宜大于10，钢筋笼长度偏差不宜大于50。

（3）垂直度容许偏差为1%。

（4）桩身直径容许偏差为±50mm。

（5）主筋间距偏差不宜大于10，箍筋间距偏差不宜大于20。

6.4注意事项

（1）抗滑桩施工放线时，应综合考虑放线误差及抗滑桩施工误差等。

（2）抗滑桩的定位要准确。

（3）在施工抗滑桩时，先要进行成孔施工。

（4）成孔时必须保证孔径、垂直度、孔壁稳定和沉渣等检测指标满足设计要求，沉渣的厚度是桩基础抽芯检测的一个重要指标，沉渣厚度不能超过要求，因此在清理沉渣的过程中要注意泥浆的配比和浓度。

（5）清孔应在成孔完毕后立即进行。

（6）在进行混凝土灌注时应特别注意防止钢筋笼上浮。

（7）应注意进行抗滑桩检测其他小应变片的安装等。

6.5预应力锚索设计

（1）预应力锚索采用3x7Φ5钢绞线，长度L=32m，其中自由段8m，预应力100KN，施工按《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS22：2005）进行。

（2）钢绞线杆体居中，应间隔2m设置对中支架一个，以保证钢绞线顺直。自由段与锚具间采用PVC过渡管连接。

（3）锚索成孔孔径为180mm，遇到砂层或淤泥层采用套管跟进。

（4）钢绞线不可切断驳接，为保证钢绞线杆体顺直，杆体居中，应间隔2m设置对中支架一个。

（5）锚索的注浆材料用普通硅酸盐水泥配制的水泥净浆，水灰比0.50～0.55，每米水泥用量≥40kg。注浆采用二次注浆工艺：一次注浆压力为0.5MPa～1.0MPa；二次注浆注浆压力为2MPa～5MPa。二次注浆工艺在广东地区得到了大量的有效证明，能够大幅度的提高锚索的抗拔力和锚固力。

（6）放置錨索时，若发现孔壁坍塌，应重新透孔、清孔至干净。

7.结语

综上所述，圆形抗滑桩也能较好的应用于滑坡治理中，其良好的安全性能，施工速度快的特点，成孔质量高，护壁好，而且能够快速的应对施工过程中的其他变化，对某些滑动方面不明朗的滑坡有更好的应用价值。只要合理的利用抗滑桩的原理，并针对每个工程的特征，就可以充分发挥圆形抗滑桩的优势，充分利用其优点，为滑坡治理奠定坚实基础。

参考文献：

[1]华建新，郑建国.工程地质手册（第五版）[M].中国建筑工业出版社， 2018年4月.

[2]建筑边坡工程技术规范（GB50330-2013）[M].中国建筑工业出版社， 2013年11月.

[3]郑颖人，陈祖煜，王恭先，等.边坡与滑坡工程治理[M].北京：人民交通出版社， 2007.