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滑坡治理中抗滑桩的设计施工与监测


第 35 卷 第 10 期 2 0 0 9 年 4 月 文章编号 : 1009 -6825( 2009) 10 -0095 - 02



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AR CH ITECTU R E

V ol. 35 N o.

10 A pr. 2009

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滑坡治理中抗滑桩的设计施工与监测
刘建吾
摘 要 : 以现场滑坡治理为工程背景 , 介绍了滑坡治理工程中抗滑桩的设计 、 施工 、 监测 , 监测结果表明 , 抗滑桩都处 于安 全稳定的支挡状态 , 滑坡稳定 , 对山区高速公路工程中出现的滑坡综合治理具有重要意义 。 关键词 : 抗滑桩 , 滑坡治理 , 设计 , 监测 中图分类号 : T U 473. 1 滑坡是山区线路施工中经常遇到的一 种自然灾 害 , 大 的滑坡 灾害使交通中断、 河流堵塞 , 甚至掩埋村庄 , 造成极大 的生命财产 损失 [ 1] 。某线路滑坡的 治理 项目 , 综合 了多 种支护 结构 , 采 用了 防与治相结合、 排水与抗滑相结合、 抗滑与卸 荷相结合的方案 , 对 不同地段采取相应的最合适的治理措施 , 通过优 化设计解 决了路 基边坡稳定性问题。本文拟对该滑坡整 治工程中的 抗滑桩设 计、 施工与监测进行探讨 , 从而为同类工程提供有 效参考。 文献标识码 : A 桩与桩之间设置压 顶梁 以连成 整体 , 如 图 1 所示。上 部 区 ( 二 次滑动区 ) 清方后 锚杆加 固。分别 在自 然坡、 清方 后坡 面设 置肋 梁和网格梁 , 与锚杆形成组合支护形式。

1 工程概况和地质条件 1. 1 工程概况
该滑坡发生地 段属 于构 造剥蚀 的丘 陵区 , 位于 斜坡 之上 , 坡 顶高程 282 m, 坡脚高程 125 m 左右。山 坡上桔 林、 水 田、 菜 田构 成阶梯状斜坡地形 , 斜坡坡度 10 ~ 20 。其地层岩性 如下 : 1) 第四系全新统 ( Qh ) 。 填筑土 : 其 成分 为粉砂 岩路 基填 料 , 厚度约 1. 00 m~ 15. 00 m 。种植土 : 松软 , 分布 于农田 和山坡 上 , 厚约 0. 30 m~ 0. 40 m 。亚黏土 : 褐黄色、 褐 红色 , 硬塑状 , 厚度约 : 1. 60 m~ 2. 00 m, 主要分布于边坡后面的农田。 2) 白垩系上统 ( K 2) 。钙质砂 岩与钙泥质粉砂岩、 粉砂 质泥岩 互层 : 浅灰色、 紫红色 , 中厚层状 ; 钙泥 质粉砂 岩、 粉 砂质泥岩遇水 易软化。各岩性单层厚度一般 2 m~ 4 m, 钙质砂岩主要存在两层。 3) 滑动带 : 主要为粉砂质泥岩 或层间错动带遇水 软化后的软 弱夹层及泥化夹层 , 厚度约 0. 5 m~ 2. 0 m 。
滑坡区域 桩型 截面形式 桩距 桩长 根数 A 2. 0 3. 5 5. 0 20~ 24 51

抗滑桩的推 力计算根 据现 场该路 段路 基边坡 地形 和勘 察所 得的地质资料 , 选取典型的横断面反 算潜在滑动 面的抗剪 强度参 数 , 计 算出 滑坡推 力。滑 坡治理 中的 抗滑桩 设计 及布置 见表 1 。 抗滑桩皆采取人工 挖孔 桩 , 桩体、 护壁 和压 顶梁混 凝土 强度 等级 C25, C20 和 C25 。所有抗滑桩桩体的锚固深度与滑动面上部桩体 长度的比例约为 1 1, 且在桩顶设置压顶梁。
表 1 滑坡治理中抗滑桩的设计
区 A1 2. 0 3. 0 5. 0 20~ 24 41 区 B 2. 0 3. 0 5. 0 16 5 B 2. 0 3. 0 6. 0 17~ 20 21 C 1. 5 2. 0 5. 0 16 7

1. 2 滑坡原因分析
根据工程地质勘察 结果 , 结合 该滑坡滑动后所形 成的地表形 态 , 可 以把 它分 为 3 个区 域。如 图 1 所示 , 左 下 区 ( 剧 烈滑 动 区) 、 右下 区 ( 侧滑动区 ) 和上部 区 ( 二次滑动区 ) 。 2007 年 7 月中下旬连降暴雨 , 地表雨水下渗 , 地下水位上 升 , 大大降低了边坡土体的力学强度 , 且 由于边坡坡 脚在该边 坡凹岸 部位 , 受河水 冲蚀作 用最为 强烈。同时 , 由于 边坡坡 体岩层 倾角 范围在 14 ~ 30 , 因而造成左下 区于 7 月 27 日剧烈下滑。在左 下 区滑动带作用下 , 右下 区 发生滑动。最 终 , 由于 下部 区、 区下滑在其滑坡后缘造成陡坎 , 给 上部边坡坡 体进一步 滑动提 供了临空面 , 导致上部 区坡体发生二次滑动 。

3 抗滑桩的监测 3. 1 监测的目的
通过支挡结构 受力 监测 , 及时 地对 边坡的 稳定 性进行 评价 , 检验加固工程的安全 性以及 对边 坡加固 的有 效性。通 过桩 侧土 体对抗滑桩侧土压 力的 监测 , 了解 滑坡 坡体 的活动 规律 , 为 滑坡 区治理措施的综合评价提供依据。尤其 对于此类重 大工程 , 加强 现场观测 , 不但能保证工程的安全 , 又能减少不必要的工程投资。

3. 2 监测的方法
抗滑桩的监测主要是监测桩前、 桩后的土 压力。土压力 是抗 滑桩周 围土体介质传送给抗滑桩的水平力 , 土压 力的大小 直接决 定着抗 滑桩的稳定性。由于朱雀洞滑坡 地区土质复 杂 , 各 物理力 学参数变化大 , 仅从理论上分析土压 力沿深度变 化规律是 不全面 的。在选择的 5 根抗滑 桩中 , 沿桩身 方向大 致隔 3 m ~ 5 m 埋设 2 个土压力盒 , 迎土面和背土面各一个。 抗滑桩的结构受力 监测 可通过 压力 盒和 钢筋计 量测。在 此 工程中 采用钢弦式压力盒。在需要安装 土压力盒的 护壁上 , 凿一

2 滑坡治理及抗滑桩设计
左下 区 ( 剧 烈滑动 区 ) 进行清 方卸载 , 减 小滑体 重量 ; 清除 区 前缘河道范围内塌方后 , 沿河 一线 设置 防冲刷 挡墙 ; 在 右下

( 侧滑动区 ) 滑坡体内滑面以下设置一道排 水廊道 , 降低洪 水期时 滑坡体的洪 水位 , 降低滑 坡体 下滑 力 ; 在左下 区 ( 剧烈滑 动区 ) 中部设置一排 A1 型 抗滑 桩 , 并在 左下 区 ( 剧 烈滑 动区 ) 、 右下 区 ( 侧滑动区 ) 沿河设置一排抗滑桩 ( B 型、 A 型两种桩型 ) , 并在
收稿日期 : 2008 -12 -07

作者简介 : 刘建吾 ( 1969 - ) , 男 , 助理工程师 , 广州铁路集团公司娄底工务段 , 湖南 长沙

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个比土压力盒稍大的 孔 ( 150 mm ) , 凿穿 护壁直 至土体。土 压力 盒埋设时 , 保证其测试面垂直 , 用短钢 筋将土 压力盒顶 紧土体 , 钢 筋的另一端点 焊在钢筋 笼上。土压力盒埋 设完毕后 , 土压 力盒导 线按设计引至地表。抗滑桩浇筑完成 , 桩身达到龄期时 , 测一次初 始读数。对抗滑 桩的桩身进 行应力监 测。施 工期间 , 一般 情况每 月测试 3 次 ~ 4 次。施工结束后 , 每月测试 1 次 ~ 2 次 , 雨季加密。

3. 3 监测数据及分析
表 2 是左下 区 A7 号抗滑桩 ( 桩长 24 m) 2008 年 7 月 8 日~ 2008 年 11 月 7 日 的土 压力 监测 数 据。其 中 , 正值 表 示压 力 , 取 2008 年 7 月 8 日的数据 作为初始读数 , 以后每次皆为所测 数据与 初始读数的差值。

表 2 抗滑桩桩侧土压力监测数据
土压力盒 读数/ kPa 读数时期( 2008 年) 埋深 m 7 月 8 日 7 月 15 日 7 月 22 日 7 月 30 日 8 月 7 日 8 月 15 日 8 月 22 日 8 月 27 日 9 月 5 日 9 月 10 日 9 月 26 日 10 月 30 日 11 月 7 日 3 4. 3 6. 1 - 0. 5 - 0. 8 - 2. 4 - 3. 8 - 5. 1 - 4. 4 - 4. 9 - 4. 8 - 5. 5 - 7. 8 - 6. 8 7 11 15 19 3 7 桩前 11 15 19 541. 5 311. 2 50. 0 0. 0 - 4. 0 21. 3 12. 4 101. 0 351. 0 526. 1 314. 2 57. 0 - 6. 0 - 10. 4 23. 6 14. 5 102. 3 381. 0 498. 9 317. 2 78. 0 - 9. 0 - 4. 2 24. 1 16. 3 106. 1 396. 0 535. 0 317. 4 85. 0 - 10. 0 - 4. 2 22. 8 14. 4 116. 0 401. 0 575. 4 318. 7 99. 0 - 10. 0 - 6. 6 22. 2 12. 1 124. 0 401. 0 546. 9 326. 7 106. 0 - 13. 0 - 8. 6 25. 0 14. 3 124. 0 416. 0 491. 3 328. 3 113. 0 - 14. 0 - 9. 8 28. 1 19. 7 116. 0 421. 0 453. 7 329. 4 120. 0 - 16. 0 2. 8 29. 2 22. 9 116. 0 431. 0 549. 2 330. 2 141. 0 - 13. 0 1. 8 25. 1 23. 6 140. 0 416. 0 565. 3 335. 9 148. 0 - 13. 0 0. 0 25. 6 24. 6 140. 0 416. 0 575. 3 339. 4 162. 0 - 16. 0 - 7. 5 33. 1 35. 4 124. 0 431. 0 591. 3 341. 8 190. 0 - 16. 0 1. 0 35. 6 38. 4 132. 0 431. 0 599. 3 345. 9 197. 0 - 13. 0 7. 0 30. 6 36. 9 148. 0 416. 0

桩后

现场监测得到的典型土压力随时间的分布曲线如图 2 所示。

抗滑桩沿桩身各截面处所受土压 力值在 不同月 份变化 不同 , 所受 滑坡推力发展趋势是逐步增大到 逐渐稳 定 , 可 以判定 左下 区抗 滑桩处于安全稳定 的支 挡状 态。同 时 , 由监 测数 据可 知 , 桩前 土 体急剧变化点出现 在桩 顶以下 15 m 左右 的滑 动面处 , 正 好是 开 挖时滑动面土体破碎带的位置。 2) 右下 区 ( 侧滑动区 ) 。与左下 区相比 , 右下 区未 在其中 部布 置一 排抗 滑桩 , 因 而上 部土 体 对右下 区前缘抗滑桩产生了相 对较大 的推力 作用 , 从而使 得桩 后土压力增大 , 如 A22 号、 A52 号 抗滑 桩。但该 土压 力值 在设 计 考虑的安全范围之内。 3) 上部 区 ( 二次滑动区 ) 。

4 结语
1) 分析抗滑桩应力监测数据 可知 : 桩前土 体急剧 变化点 出现 在桩顶以下 15 m 左右 的滑动 面处 , 正好 是开 挖时 滑动面 土体 破 碎带的位置。 2) 由于滑动面上的岩层相对比较破碎 , 桩后滑坡推力 分布符合抛物线图式 , 桩前 土体抗力上小下大 , 在滑动面处急剧变 化 , 且结果表明 , 抗滑桩都处 于安全稳定的支挡状 态。 3) 到 目前为 止 , 滑坡体未发生进一步的变形 , 各项指标均达到预期目的。 参考文献 : [ 1] [ 2] [ 3] [ 4] 现场实测得到的土压力是动态 变化的 , 而非 理论意 义上的静 止土压力 , 土压力的变化在很 大程度上 受滑坡 变形的 影响。实测 土压力的大小与 理论 计算 值有较 大的 差异 , 影 响因 素有 : 跳 桩开 挖 , 因此相邻抗滑桩开挖对土体的扰动 ; 监测设备的精度等。 针对抗滑桩桩身土 压力变 化并 结合 其他 监测 数据 综合 分析 如下 : 1) 左下 区 ( 剧烈滑动 ) 。从观测获得的数据可知, 左下 区 [ 5] [ 6] 郑颖人 , 陈祖煜 . 边坡 与滑坡 工程治理 [ M ] . 北京 : 人民 交通 出版社 , 2007. 刘新荣 , 梁 宁慧 , 黄金国 , 等 . 抗 滑桩在边 坡工程中的 研究进 展及应用 [ J] . 中国地质灾害与防治学报 , 2006, 17( 1) : 56 -62. 李海光 . 新型支挡结构设计与工程实例 [ M ] . 北京 : 人 民交通 出版社 , 2004. 张景奎 . 抗滑桩在滑坡治理 中的应用研 究 [ D] . 合肥 : 合肥工 业大学硕士学位论文 , 2007. 韩艳芬 , 赵蔚东 . 八 尺门滑 坡锚索抗 滑桩施 工与监 测 [ J] . 公 路 , 2005( 1) : 97 - 100. 杨 恒 , 牛治 亮 , 朱 斌 . 预应力 锚索 抗滑 桩在 边坡 加固 工 程中的应用 [ J] . 山西建筑 , 2008, 34( 4) : 128 - 129.

Design, construction and monitoring of the anti slippery pile in landslide treating
LIU Jian - wu Abstract: T aking the landslide treating on site as project background, it introduces the desig n, constr uction and monitoring o f the anti slipper y pile in landslide tr eating. T he monitor ing result shows that all the anti slippery piles are in a safe and stable suppo rting state and the landslide body is stable, which is significant to the compr ehensive tr eating of landslide on the fr eeways of mountainous area. Key words: anti slippery pile, landslide treating, design, monitoring


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