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浅析抗滑桩的类型和应用_徐德龙

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1、概述
随着公路工程建设的不断发展,滑坡治理方案多种多样,抗滑桩是滑坡治理中应用最多的工程结构物。

它是凭借桩与周围岩、土的共同作用,把滑坡推力传递到稳定地层,即利用稳定地层的锚固作用和被动抗力,来平衡滑坡推力;桩在滑坡中,在一定程度上改善了滑坡状态,促使滑坡向稳定转化的一种抗滑结构。

国内于20世纪50年代开始使用以来,抗滑桩得到广泛的应用和发展。

它具有抗滑能力强、桩位灵活、施工方便、经济安全等优点。

目前,我省使用最多的是钢筋砼桩。

在公路工程实践中,由于地形地貌、地质条件、滑坡类型的差异,采用不同的抗滑桩形式,其治理效果和工程造价也有所不同。

2、抗滑桩的类型
2.1 单桩
单桩为独立一根桩,按桩埋置情况分为全埋式和悬臂式。

当桩前滑坡体能保持稳定,抗滑桩按全埋式考虑;而当桩前滑体不能保持稳定可能滑走的情况下,按悬臂桩考虑(见图1)。

单桩在工程实践中使用较为广泛。

它的适用条件为经济桩长在10~20米,抵抗滑坡推力在500~1800 KNm的情况下。

2.2 预应力锚索抗滑桩由预应力锚索(杆)组成,主要由锚索(杆)受力,改变了悬臂的受力状态和单纯靠桩侧向地基反力抵抗滑坡的推力机理(见图2)。

其在工程使用中补填了单桩悬臂端过长带来的高风
浅析抗滑桩的类型和应用
徐德龙 贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司,贵州 贵阳 550001
险、不经济的问题。

适用条件即经济桩长在20~25米,抵抗滑坡推力在1800~2200KN/m的情况。

2.3 椅式桩墙
椅式桩墙由内桩、外桩、承台、上墙和拱板五部分组成。

其工作原理为:用拱板支承滑坡体,将推力通过内外两桩传至稳定地层。

在软弱地层中使用具有优越性。

2.4 h形排架抗滑桩
内桩受拉、外桩受压,每排由两根竖向桩和一根横梁组成,内桩较外桩向上延长,起到收坡作用,适合于整治路堤滑坡。

适用条件为抵抗滑坡推力在2000~5000 KN/m的情况下。

2.5 排架抗滑桩
排架抗滑桩为内桩受拉、外桩受压,每排由两根竖向桩和一根横梁组成,下横梁可按隧道掘进法施工。

2.6 微型桩群加锚索
微型桩群加锚索为轻型抗滑结构,由预应力锚索、微型桩(每根桩内放钢筋或钢轨,桩内注水泥砂浆)和桩顶混凝土L形压顶梁组成。

3、抗滑桩的共性
在公路工程建设中无论使用何种形式的抗滑桩,设计抗滑桩都应该满足以下要求:1、当设计抗滑桩之后,整个滑坡要有足够的稳定性,保证滑体不冒顶,不从桩间挤出;2、桩身要有足够的稳定性;3、桩身要有足够的强度;4、保证安全、施工方便、经济、合理。

工程实践中抗滑桩设计主要确定桩的平面布置,桩的锚固深度、截面尺寸和结构强度等。

3.1 桩的平面位置及间距
抗滑桩的平面位置和间距主要根据滑坡的地层性质、推力大小、滑动面坡度、滑体厚度和施工条件等因素来综合考虑决定。

桩一般布设在滑体前缘,因其滑动面较缓,下滑力较小。

确定桩间距在抗滑桩设计中是一个关键因素。

现在国内尚无很成熟的计算方法。

在工程设计中主要考虑桩间滑体获得足够的稳定性,满足滑体不从桩间挤出。

通过大量的工程实例证明,目前常用桩间距为5~8米。

3.2 桩的锚固深度
桩的锚固深度需考虑很多因素,如稳定地层的强度,滑坡推力,桩的刚度、截面和间距等。

稳定的地层需要掌握详细的地质勘察资料,根据地质勘察资料计算滑体下滑力,通过下滑力来确定桩的刚度、截面和间距。

通过多年工程实践来看,在确定桩的长度方面锚固深度跟地层息息相关。

一般土层或软质岩层约为1/3~1/2桩长。

对于完整、较坚硬的岩层则桩的锚固深度不能小于1/4桩长。

4、抗滑桩的应用
综合上述对抗滑桩的基本认识,现对抗滑桩在工程应用中举例说明:贵州省三穗至凯里高速公路第十一合同段K115+272~+385段右侧边坡在施工中发生下滑破坏。

第二级以上的边坡按设计文件已施工完成,现对第一级边坡进行治理(见图3)。

图3 工地照片
4.1 地质概况
经施工开挖揭示第一级边坡坡面存在一岩层不整合面,岩层不整合面倾向路基,上层为紫红色砾岩,下层为灰色板岩,灰色板岩节理裂隙发育,岩体破碎。

岩层产状:335°∠37°,岩层走向与路线方向交角为45°。

4.2 治理措施
首先,分析滑坡的形成机制,路基深挖方后滑坡并没有滑动前的征兆,坡面二级以上加固防护已施工完成。

滑动前下了一场雨,雨水的下渗降低岩土体的物理力学性质,路基开挖后第一级边坡处于临空面,且滑体正处于岩层不整合接触面下部,岩层不整合面倾向路基,导致了滑坡的形成。

其次,根据地勘资料,选取滑带土综合物理力学参数γ=19 KN/m3,综合内摩擦角φ=21°。

按照《公路路基设计规范》要求,选取边坡在正常工况条件下稳定性安全系数K=1.25,经计算边坡需要支挡的剩余下滑力为703KN/m(水平分力为586KN/m)。

场区地震动峰值加速度≤0.05g,相应地震基本烈度≤6度,地震荷载可不予考虑。

一般挡墙无法抵挡较大的下滑推力,现采用抗滑桩加挡墙支挡。

通过对抗滑桩的计算,桩截面采用1.7m×2.7m,抗滑桩长18m,抗滑桩桩间距7m(中对中),共布置13根。

抗滑桩平面布置及桩间距图(见图4)。

三穗至凯里高速公路现已通车营运,K115+272~+385段边坡变更设计治理安全可靠。

图4 抗滑桩平面及间距布置图
5、结束语
本文对抗滑桩的类型、共性先做了简要的归纳和说明,在掌握了抗滑桩的基本知识后,通过工程实例举例说明抗滑桩在工程中的应用。

以对今后公路工程建设边坡治理中抗滑桩的实际运用提供一定的设计参考。

DOI:10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.056。

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