h型桩在云贵高原堆积层滑坡体治理中的应用

杨红忠

摘  要：昭泸高速公路牛场互通紧邻一中型堆积层滑坡体，滑坡体主要成分为碎石土。采用h型桩对该滑坡体进行治理，对类似地层的滑坡治理有一定的工程借鉴意义

关键词：堆积层;h型组合抗滑桩;稳定性分析;滑坡处治;综合治理;应用

1.引言

桩板墙在边坡支挡防治中应用较为广泛，桩的抗弯能力主要取决于桩的刚度，而仅靠加大截面所能增加的刚度是有限的，而且截面越大，造价越高、施工越不安全。因此近些年来，对于下滑力较大的路堑边坡，采用h型组合桩板墙、门型钢架桩、排架桩等新型的结构形式越来越受到广泛应用。他们共同的特点是：所有的基桩截面较小，前后排之间用系梁联成整体形成框架结构，使其抗弯刚度大大增加;桩基截面受力较小，能够节省较多的钢筋;对锚固段岩体的承载力要求较低;能够承受较大的坡体推力。h型桩为前后两排桩作用在滑坡体上，所有的前后排桩用横向系梁连成一体，系梁与前排桩在桩顶处进行连接，与后排桩在桩顶以下适当部位连接，每一列组合抗滑桩在坡体横断面上似汉语拼音字母“h”，故称其为h型组合抗滑桩，简称h型桩，如图1所示。h型桩结构由于前后排桩间有横系梁连为一体，整体刚度极大，可提供较大抗力，因而在大型滑坡治理工程中较为常见。但是若滑坡体为松散的残积土或堆积土，桩坑开挖难度较大，护壁变形严重，施工进度缓慢，施工安全难以得到保证。

昭泸高速公路牛场互通为典型的堆积层滑坡，滑坡体主要成分为碎石土。考虑到滑坡体较为松散，采用h型桩对该滑坡体进行处治。

2.工程概况

经钻孔揭示整个路堑边坡地质处于含水量较高碎石角砾土中，基岩面在路面标高以下14米之外。由于该滑坡体为碎石堆积层，坡体极为松散。若采用常规支挡方式抗滑桩+锚索，抗滑桩开挖安全风险极大，且锚索钻不到基岩进行锚固，所以考虑采用h型抗滑桩的方案对该滑坡体进行治理。该滑坡的主滑断面采用“h”型抗滑桩支挡，路堑边坡坡脚设置锚固桩，悬臂段8米（因开挖路堑边沟及其下盲沟基坑，实际悬臂段10米）。锚固段位于碎石角砾土中，地基设计参数m=8000Kpa/㎡。桩截面 3.0m×2.0m，桩间距（中-中）纵向5m，桩长 27～35m。桩短边沿线路方向布置，采用C35砼灌注。为避免桩后开挖挡土板形成凌空面，桩前设置纵向现浇挡土板。

3.边坡稳定性简算

采用简化Bishop法进行稳定性验算，正常工况下路堑边坡稳定安全系数 K=1.357，非正常工况（暴雨或连续降雨）下 K=1.068 不满足规范要求，对桩顶第一级、第二级路堑边坡采用钢锚管加固，加固后非正常工况（暴雨或连续降雨）下 K=1.142。

3.1若取计算参数r=19 C=25 φ=20，锚固段按弱化的碎石土，m=8000 kPa/㎡，按土体抗剪强度相等的原则计算内摩擦角为24.047，按土压力相等的原则计算内摩擦角为33.641，综合内摩擦角：取两种方法的平均值28.8。

土压力：取2300kN/m，作用在悬臂端上的土压力按三角形分布，纵向桩间距5m，则悬臂段顶部荷载0，悬臂端底部荷载1438kN/m

3.2若取计算参数r=19 C=5 φ=30，锚固段按弱化的碎石土，m=8000 kPa/㎡，按土体抗剪强度相等的原则计算内摩擦角为30.667，按土压力相等的原则计算内摩擦角为32.722，综合内摩擦角：取两种方法的平均值31.7。

4.h型桩施工工艺

先进行边坡施工，开挖土石方采用 "随挖随支"的施工工序，确保高边坡稳定。即自上而下分级开挖土石方，分级施工拱形骨架（钢锚管框架梁）→测量放线准确定出桩孔的开挖尺寸线→核实无误后隔桩进行桩孔开挖，并设置锁口、护壁，在护壁上开孔预留连接筋位置→绑扎并放入桩基钢筋笼，同时于四个角上的主筋或者架立钢筋处绑扎金属管用于桩检测用→插入连接挡土板的钢筋，并与桩基主筋连接→灌注桩身混凝土→分层绑扎挡土板钢筋→立模浇筑挡土板混凝土。

锚固桩施工注意事项

1.抗滑桩开挖要求必须采用隔桩施工，开挖前首先设置锁口，然后分节段逐级开挖，单节开挖深度不宜大于2m，并逐级设置钢筋混凝土护壁，在土石变化处不得分节，每开挖一节及时支护一节，待上一节护壁混凝土终凝后方可进行下一节开挖。抗滑桩开挖过程中应进行地质核对、每节段编录地质情况，土石分界处单独分开编录。

2.施工过程随时检测井内有害气体含量，当二氧化碳的浓度超过0.3%时，增加通风设备。

3.按挡土板与桩连接钢筋的要求进行放点定位，在锁口、护壁进行钻孔。

4.在钢筋笼四角绑扎Φ57mm 无损检测金属管。钢筋笼放入孔位后， 应安排施工人员进入孔内插入连接钢筋并与钢筋笼进行连接。

5.检查断面净空，钢筋笼定位，一次性连续灌注桩身混凝土并进行捣固，不得形成施工缝，桩身粗骨料最大粒径不得大于 5cm。

6.桩施工完毕后均需进行声波透射成桩检测。

7.当挖孔桩的地质与设计不符时，应通知相关单位。

8.桩板式挡土墙桩及锚固桩施工完成后应进行位移观测，发现异常立即通知有关单位进行处理。

5.其他处理措施

5.1应急处理工程

施工过程中若产生裂纹，应立即进行反压处理。反压土体的宽度和高度根据监测情况作调整，特别是雨季时考虑加大反压断面尺寸，确保滑坡体的暂时稳定，确保h型桩等支挡工程的质量。

5.2.坡顶土质路堑边坡采用缓边坡、宽平台原则放坡，当采用 1：2 坡率时路堑边坡无法与地面线相交，因此路堑边坡坡率为 1：1.5，第三级路堑边坡设置8米宽平台，其余路堑平台宽2 米。

5.3.桩顶路堑边坡采用钢锚管框架梁加固，第一级加固长度 15米，第二级加固长度 21米。

5.4截排水工程

设置截水沟

滑坡周界前侧台地设树枝状排水沟，与坡顶截水沟相接。

坡体第一阶设一排排水平孔，间距6m，长度15-20m为便于坡体内渗水尽快排出在每级边坡坡脚处沿纵向间隔5米设置一处。排水斜孔孔口在坡体有加固工程时，一般设于框架的最下一级横梁下部，以利于排水;无加固工程时， 孔口位于坡脚或边坡平台以上1.0m以内。排水孔径 130mm，孔内填充∅110mm 硬塑透水管，里端及渗水管段采用渗水土工布包裹。坡体第一阶挡墙下采用透水材料基礎，形成一道纵向渗沟，以排除地下水。

结束语

与单排抗滑桩+锚索支挡加固边坡相比，h型组合抗滑桩单桩截面小，施工速度快，安全能够得到保证，对锚固岩体要求不是很高。目前，该段h型组合抗滑桩施工完毕，经观测，该边坡没有继续发生位移，数据稳定，该段滑坡体治理取得了良好效果;对于主滑段为类似地质的中型堆积层滑坡体，可采用h型桩支挡加固边坡，不仅施工工艺简单，而且治理效果明显。

参考文献

[1] h型桩板墙桩土相互作用数值分析，作者：马青力，年份：2006，机构：成都理工大学

[2]《边滑坡治理中h型组合抗滑桩的分析方法及工程应用》肖世国 - 《岩土力学》- 2010

[3] 《高速公路高填深挖路段设计方案的探讨》孙德荣 - 《北方交通》- 2015

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