张银兴 聂 磊

(1.云南省安泰建设工程施工图设计文件审查中心，云南 昆明 650228； 2.云南建工集团有限公司，云南 昆明 650021)

抗滑桩在复杂边坡中的应用研究

张银兴1聂 磊2

(1.云南省安泰建设工程施工图设计文件审查中心，云南 昆明 650228； 2.云南建工集团有限公司，云南 昆明 650021)

以大理某项目为例，分析了锚拉式抗滑桩及悬臂式抗滑桩在复杂边坡实际应用中各自的优点，并对不同桩端约束条件下支护方案的内力、位移情况进行对比，为以后抗滑桩在类似边坡工程中的应用提供参考。

锚拉式抗滑桩，悬臂式抗滑桩，桩顶位移，桩端

1 概述

边坡的稳定直接关系到整个建筑建设与运营的安全，而云贵高原地形复杂，山地丘陵居多，高大边坡的处理更为复杂。根据《建筑边坡工程技术规范》当岩质边坡高度大于30 m，土质边坡高度超过15 m，则应进行专项设计，并采取有效、可靠的加强措施。因此，在处理高大复杂边坡时，对的支护形式的选择、设计尤为重要，合理的支护形式不仅是支挡结构稳定性的重要保障，且能有效降低成本、缩短工期。

在《建筑边坡工程技术规范》条文说明中提到，当采用锚拉式抗滑桩作为边坡支护结构时，可有效控制边坡变形，因而是高大边坡、坡顶附近有建筑物的边坡的较好的支护形式。该条文还对抗滑桩的桩端边界条件进行了说明，约束条件应根据桩端土、岩相对刚度进行确定，桩端约束形式的不同对抗滑桩的内力、位移分析有一定影响。本文以大理某项目中坡顶有重要建筑物的边坡工程为例，对锚拉式、悬臂式两种抗滑桩应用在复杂边坡中的优缺点进行了分析比较。

2 工程实例

项目位于大理市洱海东岸的某区域内，该区域上部为拟建的双向四车道的次干道与多栋3层加1层地下室的重要建筑群，下部为已建双向四车道的道路。该坡底标高为2 091.47 m，坡顶场平标高为2 147.15 m，边坡安全等级划分为一级。

2.1 地质及水文情况

坡体岩土体结构上部土体以素填土为主，填土主要为新近填土，极少部分为粉质粘土、下覆基岩为全～强风化粉砂质泥岩地层。根据地下水赋存及运营空间，区内地下水划分为孔隙水、裂隙水两大类，钻孔揭露深度内无地下水位分布，如表1所示。

表1 土层物理力学参数

根据边坡专项勘查资料和野外调查情况，各地层岩性分述如下：

①层素填土：褐黄、灰黄为主，少量褐灰、褐红色，由混碎石角砾的粉质粘土组成，为大理该区域建设时场地平整时就地堆填或修筑公路之弃土，堆填时间不到2年的新近填土，欠固结。

②含碎石粉质粘土：褐黄、褐红、褐灰、棕灰等色，具条带状或团块状结构；可～硬塑状，硬塑状为主，中压缩性。建议承载力特征值fak=150 kPa。

3)奥陶系下统向阳组(O1x3)。

③1全风化粉砂质泥岩：褐黄、灰黄夹灰及褐红色，岩芯呈含(混)砾粉质粘土夹碎石土状，岩体组织结构基本破坏或大部分破坏，可干钻。建议承载力特征值fak=170 kPa。

③2强风化粉砂质泥岩：褐黄、灰黄色，泥质结构，岩体破碎，岩体结构呈碎裂状，干钻较难，属极软岩，岩体破碎，建议承载力特征值fak=280 kPa。

场地内坡体顶部存在3层建筑以及道路，故计算时考虑工程荷载，拟建建筑为3层，建筑工程荷重45 kN/m；车辆活载30.0 kN/m。

2.2 方案内力位移情况对比

图1中上排桩计算桩长32 m，不考虑填土的嵌固作用的情况下，外伸段长为14 m，截面尺寸为2.0 m×3.0 m，桩间距为6.0 m，计算得出下滑力的水平分力为1 175 kN/m。下排桩计算桩长为22 m，悬臂段长为12.5 m，截面尺寸为2.0 m×2.5 m，桩间距为6.0 m，计算得出下滑力的水平分力为651 kN/m，桩端暂都按自由端考虑，嵌固点位置按零点考虑。在进行方案比选时，按是否施加锚索为划分依据，桩顶位移按支护高度的0.5%进行控制。

从图2～图4中可以得出：

在未施加锚索的情况下，上排桩最大位移比施加锚索时接近1.8倍且远超桩顶位移限值；最大弯矩、剪力接近1.8倍，未施加锚索时抗滑桩迎土面纵筋配筋率达1.2%，当支挡超过一定高度时，在不施加锚索的情况下既不安全也不经济。

从图5～图7中可以得出：

在未施加锚索的情况下，上排桩最大位移与施加锚索时之比为1.9倍但小于超桩顶位移限值；最大弯矩之比为1.9倍，在未施加锚索时迎土面纵筋配筋率0.9%，当支挡低于一定高度时，可以不施加锚索以免耽搁工期，又造成浪费。

从上述工程中可以看出当采用锚拉式抗滑桩时，钢筋用量及桩顶位移都控制得比较合理，但锚拉式挡墙中包括锚索工程，有一

定的施工难度并需要做抗拔试验验证相关参数。方案对比应综合考虑多因素，包括技术的可行性、经济的合理性、施工的难易程度等。最终确定上排桩采用锚拉式抗滑桩，下排桩采用悬臂式抗滑桩。

2.3 桩端约束条件分析

该剖面抗滑桩桩端设置在强风化粉砂质泥岩中，桩端支撑条件分别按自由端与铰支端进行计算，铰支点约束了位移，不可以传递弯矩，但可以传递剪力，上排桩采用锚拉式抗滑桩，下排桩采用悬臂式抗滑桩进行分析。

从图8～图13中可以得出无论是锚拉式还是悬臂式不同的桩端约束形式对桩端剪力有一定的影响，但因抗滑桩截面一般比较大，对箍筋的影响几乎可以忽略，对弯矩与位移也有一定的影响，但对截面选型及纵向配筋影响不大。最终得出不同的桩端约束形式，对本支护方案的选定不起决定性的作用。

3 结语

1)对于坡顶有重要建筑物的复杂填土边坡，在边坡蠕动阶段之前就应进行支护，及时处理、提前预防，以免造成滑坡等工程地质灾害。2)锚拉式抗滑桩相对于悬臂式抗滑桩结构而言，其受力方式更加合理。在桩顶及以下设置锚索后，桩身受力状况可产生较大的优化，其力学模型类似于简支梁或其他超静定结构。随着约束的增加，桩顶位移相对容易控制，进而其桩身的弯矩、剪力也在相当程度上得以减小。简言之，预应力锚索抗滑桩变一般抗滑桩的被动受力为主动受力。当支护结构桩顶位移超0.5%时，建议采用锚拉式抗滑桩这种主动受力的支护形式。3)当位移控制可以适当放大，且支护高度较低时，尽量采用受力明确、传力途径清晰、计算简便、施工工艺简单、工期较短的悬臂式板桩墙这一支护形式。4)抗滑桩桩端为强风化岩时，因抗滑桩截面大，不同的桩端约束条件对弯矩、剪力、位移虽有一定的影响，但对抗滑桩截面尺寸、桩长、桩配筋影响可以忽略。

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[4] 曹兴松,周德培.软岩高边坡预应力锚索抗滑桩的设计计算[J].山地学报，2005,7(23):447-452.

Study on application of anti slide pile in complex slope

Zhang Yinxing1Nie Lei2

(1.YunnanAntaiCheckingCenterofConstructionProjectDrawingDocuments，Kunming650228，China; 2.YunnanConstructionEngineeringGroupCo.,Ltd，Kunming650021，China)

Taking a project in Dali as an example, the author analyzed the anchor anti slide pile and cantilever anti slide pile in the practical application of complex slope in their respective advantages, the paper also compared the internal force and displacement of the support scheme under different pile end constraints. It also provides reference for the application of anti slide piles in similar slope engineering.

anchor anti slide pile, cantilever anti slide pile, displacement of pile tip, pile end

1009-6825(2017)20-0064-02

2017-04-13

张银兴(1984- )，男，硕士，工程师； 聂 磊(1970- )，男，硕士，工程师

P642.2

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