第三章39 抗滑樁工程設(shè)計(jì)

抗滑樁工程設(shè)計(jì)一概述樁是深入穩(wěn)定土層或巖層的柱形構(gòu)件?；轮卫砉こ讨械目够瑯妒峭ㄟ^樁身將上部承受的坡體推力傳給樁下部的穩(wěn)定巖土體，依靠樁下部的錨固作用和側(cè)向阻力來承擔(dān)邊坡的下推力，而使滑坡保持平衡或穩(wěn)定。國外20世紀(jì)30年代開始應(yīng)用抗滑樁治理滑坡。我國1954年首次用于治理寶成線史家壩滑坡獲得成功

。抗滑樁作為治理滑坡的主要技術(shù)措施，近幾十年來已在鐵路、公路、水電、礦山、國土等部門廣泛采用?？够瑯对谥卫砘轮芯哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)：①抗滑樁可以充分發(fā)揮抗滑結(jié)構(gòu)物的材料強(qiáng)度；②和抗滑擋墻相比，具有圬工量少，施工擾動破壞小的優(yōu)勢；③施工方便，設(shè)備簡單，布置靈活，適用性強(qiáng)；④抗滑能力大，抗滑效果顯著，能客服抗滑擋土墻難以客服的困難；⑤通過開挖樁孔，能夠直接校核地質(zhì)情況，進(jìn)而進(jìn)行檢驗(yàn)和修改原來的設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)問題，易于補(bǔ)救。⑥間隔跳挖，對滑坡擾動小，不易惡化滑坡狀態(tài)，有利于搶修工程?？够瑯栋l(fā)展：施工方式打入樁鉆孔樁挖孔樁材料木樁鋼樁鋼筋混凝土樁截面形態(tài)圓形樁管形樁矩形樁剛度剛性樁彈性樁結(jié)構(gòu)形式排式單樁承臺式樁排架樁……抗滑樁分類：樁型特點(diǎn)適用條件優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)按材質(zhì)分木樁就地取材、方便、易于施工樁長有限、樁身強(qiáng)度不高用于淺層滑坡的治理、臨時(shí)工程、或搶險(xiǎn)工程鋼樁強(qiáng)度高、施工容易、快速、接長方便受樁身斷面尺寸限制，橫向剛度小，造價(jià)偏高

鋼筋混凝土樁樁斷面剛度大，抗彎能力高，施工方式多樣混凝土抗力能力有限

按成樁方法分類打入式施工簡單、工期短施工振動對邊坡影響全埋式抗滑樁或填方邊坡，同時(shí)下臥地層應(yīng)有可打性極限鉆孔速度快、樁基可大可小對較陡邊坡機(jī)械架設(shè)困難，鉆孔時(shí)水對邊坡有影響適用于各種地質(zhì)條件人工挖孔方便、簡單、經(jīng)濟(jì)速度慢、勞動強(qiáng)度高，遇不良地層處理困難對地質(zhì)條件要求較高，樁徑應(yīng)在1m以上按結(jié)構(gòu)形式分類單樁簡單、受力和作用明確承載力較小

排架樁轉(zhuǎn)動慣量大，抗彎能力強(qiáng)，樁身應(yīng)變小

在軟弱地層有明顯的優(yōu)越性有錨樁改善樁的受力狀態(tài)，樁身應(yīng)力狀態(tài)和樁頂位移得到改善錨桿（索）的錨固端需要較好的地層或巖層邊坡的推力較大，對邊坡的變形有要求各類樁的特點(diǎn)及適用條件抗滑樁的結(jié)構(gòu)形式：抗滑樁的結(jié)構(gòu)形式抗滑樁結(jié)構(gòu)形式的選擇取決于滑坡規(guī)模大小、滑坡厚度、滑坡推力大小，設(shè)樁位置以及施工條件等因素。同時(shí)要考慮邊坡支擋防護(hù)時(shí)，采用樁拱墻，樁基擋墻，椅樁墻或錨索樁等形式樁拱墻樁基擋墻椅樁墻拉桿錨固樁二抗滑樁設(shè)計(jì)的基本假定條件作用于抗滑樁的外力包括：滑坡推力、受荷段地層（滑體）抗力、錨固段地層抗力、樁側(cè)摩阻力和粘著力，以及樁底應(yīng)力。這些力均為分布力。（一）作用在樁上的力系樁側(cè)摩阻力和粘著力:抗滑樁截面大，樁周面積大，樁與地層間的摩擦力、粘著力大，由此產(chǎn)生的平衡彎矩對樁有利，但其計(jì)算復(fù)雜，一般未予考慮。基底應(yīng)力:抗滑樁的基底應(yīng)力，主要是由自重引起。樁側(cè)摩阻力、粘著力又抵消了大部分自重。實(shí)測資料表明，樁底應(yīng)力一般相當(dāng)小。為簡化計(jì)算，通常忽略不計(jì)，計(jì)算稍偏安全，對整個(gè)設(shè)計(jì)影響不大。巖土抗力:樁受到滑坡推力后發(fā)生變形，從而引起巖土的抗力作用，一般將樁周巖土視為彈性介質(zhì)，以winkler彈性地基的假設(shè)作為計(jì)算理論基礎(chǔ)?；峦屏?采用不平衡推力傳遞系數(shù)法計(jì)算，作用在滑動面以上的樁背上，方向與滑動面平行。推力大小與滑坡的性質(zhì)，滑體厚度以及樁的位置、間距等條件有關(guān)。PnP1P2T上述取值是考慮了樁前抗力的，但實(shí)際設(shè)計(jì)中有些情況下是不應(yīng)考慮抗力的由于的對于樁間土拱對滑坡推力的影響沒有完全弄清，通常假定每根樁所承受的滑坡推力等于樁間距范圍之內(nèi)的滑坡推力。阻滑工程設(shè)計(jì)荷載尚存爭議：1）將剪出口的推力差值作為設(shè)計(jì)推力2）將設(shè)樁處的推力差值作為設(shè)計(jì)推力3）將設(shè)樁處的推力差值與剪出口的推力差值比較，取其大者作為設(shè)計(jì)推力關(guān)于滑坡推力的分布形式，國內(nèi)與國外有區(qū)別，國外多將滑坡體視為散體，用三角形分布，合理作用點(diǎn)為滑面以上的下三分點(diǎn)。國內(nèi)常采用的滑坡推力和土體抗力分布圖式有三角形，矩形和梯形分布三種模式在鐵道部《抗滑樁設(shè)計(jì)計(jì)與計(jì)算》中建議如果滑體的變形是均勻往下蠕動，當(dāng)滑體是一種粘聚力較大的地層（如粘土、土夾石等），其推力分布圖形可近似按矩形考慮。如果滑體是一種以內(nèi)摩擦角為主要抗剪特性的堆積體，其推力分布圖形可近似按三角形考慮，甚至按二次曲線考慮，介于以上兩者間的情況，可假定為梯形。（二）滑坡推力的分布一些學(xué)者分別從滑坡體的巖土體物質(zhì)（如粘土、砂土、巖石、土夾石等）、地基系數(shù)、液性指數(shù)等指標(biāo)來定義推力的分布，采用的方法有滑坡現(xiàn)場試樁實(shí)測、抗滑樁室內(nèi)模型試驗(yàn)、有限元應(yīng)力法等?；峦屏υ跇侗成系姆植己妥饔命c(diǎn)位置，與滑坡的類型、滑面傾角、地層性質(zhì)、變形情況及地基反力系數(shù)等因素有關(guān)。所以精確的計(jì)算方法還須做進(jìn)一步研究。戴自航分析試驗(yàn)和抗滑試樁實(shí)測資料，建立了相應(yīng)的滑坡推力和土體抗力分布函數(shù)模型滑坡推力的分布:《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》TB10025-2006）（三）樁側(cè)巖土抗力彈性階段：抗力=地層的抗力系數(shù)×變形量。塑性階段：抗力=地層的抗力系數(shù)×彈性極限狀態(tài)的變形量；或?yàn)樵摰貙拥膫?cè)向容許承載力破壞階段：極限平衡法計(jì)算巖土抗力；或?yàn)樵摰貙拥膫?cè)向極限承載力抗滑樁受到滑坡推力后，通過抗滑樁將滑坡體推力傳遞到滑動面以下樁周巖土中，此時(shí)樁的下部的巖土受力后產(chǎn)生變形，當(dāng)應(yīng)力與變形成正比例增加時(shí)，屬于彈性階段；超過彈性極限狀態(tài)后，應(yīng)力增加不多而變形劇增時(shí)，屬于塑性階段；當(dāng)應(yīng)力不再增大而變形不止時(shí)，則達(dá)到破壞階段容許承載力（三）樁側(cè)巖土抗力由于滑動面的存在，滑動面處的抗剪強(qiáng)度比滑體和滑床小得多，滑體易沿改面滑動，而使樁前滑動面以上的滑體不能充分發(fā)揮其彈性抗力。因此樁前滑動面處的剩余抗滑力常是樁前滑體所能提供抗力的控制值。若樁前滑動面以上的滑體可能滑走（無剩余抗滑力），則樁上部受荷段假定無抗力作用。若樁前滑動面以上的滑體基本穩(wěn)定（有剩余抗滑力），則樁上部受荷段有抗力作用，但假定此抗力不應(yīng)大于樁前滑體的剩余抗滑力或被動土壓力。（三）樁側(cè)巖土抗力在彈性限度內(nèi)，樁周巖土體抗力與變形成正比，屬于彈性抗力?？沽τ?jì)算方法一般是將巖土體視為彈性介質(zhì)，應(yīng)用彈性地基梁的計(jì)算原理，以捷克學(xué)者winkler提出的“彈性地基”的基本假說作為計(jì)算的理論基礎(chǔ)。作用于樁側(cè)的任一點(diǎn)y處的彈性抗力σy，用公式表示，即：--地基系數(shù)--樁的計(jì)算寬度，m--地層y處的水平位移值，m式中：（四）計(jì)算寬度抗滑樁受滑坡推力的作用產(chǎn)生位移，則樁側(cè)巖土對樁產(chǎn)生抗力。當(dāng)巖土變形處于彈性變形階段時(shí)，樁受到巖土的彈性抗力作用。巖土對樁的彈性抗力，與巖土的變形大小有關(guān)，也與巖土變形的范圍有關(guān)。試驗(yàn)研究表明，樁在水平荷載作用下發(fā)生產(chǎn)生位移，不僅樁身寬度內(nèi)的樁側(cè)巖土體受擠壓，而且在樁身寬度以為的一定范圍內(nèi)的巖土體也受影響，受擠壓土體的范圍與樁身的截面形狀有關(guān)。為了將空間的受力簡化為平面受力，并考慮樁截面形狀的影響，計(jì)算巖土反力時(shí)，將樁的設(shè)計(jì)寬度（或直徑）換算成相當(dāng)于實(shí)際工作條件下巖土的變形寬度，記為Bp，稱為樁的計(jì)算寬度。試驗(yàn)表明，對不同尺寸的圓形樁和矩形樁施加水平荷載時(shí)，直徑為d的圓形樁與正面邊長為0.9d的矩形樁，在其兩側(cè)土體開始被擠出的極限狀態(tài)下，其臨界水平荷載值相等。所以圓形樁的形狀換算系數(shù)為Kf=0.9。由于將空間受力狀態(tài)簡化成為平面受力狀態(tài)，在決定樁的計(jì)算寬度時(shí)，應(yīng)將實(shí)際寬度乘以受力換算系數(shù)KB。由試驗(yàn)資料可知，對于正面邊長b≥1m的矩形樁受力換算系數(shù)為1+1/b，對于直徑d≥1m的圓形樁受力換算系數(shù)為1+1/d。故樁的計(jì)算寬度應(yīng)為：矩形樁：圓形樁：（四）計(jì)算寬度（五）地基系數(shù)目前常采用的有三種假設(shè)：①假設(shè)地基系數(shù)不隨深度而變化，即地基系數(shù)為常數(shù)的K法；②假定地基系數(shù)隨深度而呈直線變化的m法；③地基反力系數(shù)沿深度按凸拋物線增大的C法地基系數(shù)K，或稱彈性抗力系數(shù)、地基反力系數(shù)；其物理意義是：使單位面積的地層，變形1單位值所需要的力，kN/m3。根據(jù)一些試驗(yàn)資料，目前多假設(shè)地基系數(shù)隨深度x按冪函數(shù)規(guī)律變化，其表達(dá)式為當(dāng)n=1時(shí)，K值與深度成正比例增加，若地基系數(shù)在地面處的

x0

=0時(shí)，則K=my，適用于一般硬塑~半堅(jiān)硬的砂粘土、碎石土或風(fēng)化破碎成土狀的軟質(zhì)巖層，以及密實(shí)度隨深度增加而增加的地層。當(dāng)n

=0時(shí)，K值為常數(shù)，其圖形為矩形，這種地基系數(shù)為常數(shù)的假定，適用于完整的硬質(zhì)巖層、未擾動的硬粘土或性質(zhì)相近的半巖質(zhì)地層，如圖(a)。當(dāng)0＜m＜1時(shí)，K值隨深度為外凸的拋物線變化，我國公路部門用試樁的實(shí)測資料，反算求得m值在0.5、0.6之間，建議采用0.5。通常按這種規(guī)律變化的計(jì)算方法，稱為“C”法，如圖(b)。（五）地基系數(shù)（五）地基系數(shù)地基系數(shù)與地層的物理力學(xué)性質(zhì)有關(guān)，隨深度變化的規(guī)律比較復(fù)雜，變化幅度大，如何確定地基系數(shù)有待進(jìn)一步研究?！惰F路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10025-2001）《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10025-2001）（五）地基系數(shù)（六）剛性樁和彈性樁抗滑樁受到滑坡推力后，將產(chǎn)生一定的變形，根據(jù)樁和樁周巖、土的性質(zhì)，其變形有兩種情形：（1）樁的位置發(fā)生了偏離，但樁軸線仍保持原有線形（仍然是直線），抗滑樁猶如剛體一樣，僅發(fā)生了轉(zhuǎn)動，變形是由于樁周土的變形所致，故稱其為剛性樁，如圖（a）；（2）樁的位置和樁軸線同時(shí)發(fā)生改變，樁軸線由直線變成了曲線，樁和樁周土同時(shí)發(fā)生了變形，如圖（b）。（六）剛性樁和彈性樁試驗(yàn)表明，當(dāng)埋入滑動面以下的計(jì)算深度（樁的錨固深度h2與樁的變形系數(shù)α或β的乘積）小于某一臨界值時(shí)，可視樁的剛度為無限大，其水平荷載作用下的極限承載能力，只取決于樁周巖土體彈性抗力的大小，而與樁的剛度無關(guān)，若對計(jì)算深度小于臨界值的樁，分別按彈性樁和剛性樁計(jì)算，結(jié)果二者水平承載力及傳遞到地層的壓力圖形均比較接近。為此，通常將這個(gè)臨界值作為判斷剛性樁或彈性樁的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)地基系數(shù)的不同形式，臨界值規(guī)定如下：對于“K”法可視為剛性樁對于“m”法可視為剛性樁α、β稱為樁的變形系數(shù)三抗滑樁設(shè)計(jì)（一）使用條件抗滑樁是一種特殊的側(cè)向受荷樁，在滑坡推力作用下，樁依靠埋入滑動面以下部分的錨固作用和被動抗力，以及滑動面以上樁前滑體的被動抗力來維持穩(wěn)定。因此使用抗滑樁最基本的條件應(yīng)該是：滑坡具有明顯的滑動面，滑動面以上為非塑流性地層，能被樁所穩(wěn)定；滑動面以下為完整的基巖或密實(shí)的土層，能夠提供足夠的錨固力；在可能條件下，盡量充分利用樁前地層的被動抗力，以期效果最顯著，工程最經(jīng)濟(jì)三抗滑樁設(shè)計(jì)（二）抗滑樁設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求1、整個(gè)滑坡體要具有足夠的穩(wěn)定性。保證滑體不越過樁頂，不從樁間擠出。2、樁身要有足夠的穩(wěn)定性。樁的截面、間距、埋深適當(dāng)，錨固段的側(cè)壁應(yīng)力在容許值之內(nèi)。3、樁身要有足夠的強(qiáng)度。樁的斷面和配筋合理，內(nèi)力和變形滿足要求。4、保證安全、施工方面，經(jīng)濟(jì)合理5、注意與環(huán)境的協(xié)調(diào)性。為此，抗滑樁設(shè)計(jì)內(nèi)容就是根據(jù)以上要求，確定樁的平面布置，樁錨固深度、截面尺寸、配筋、材料和施工要求等。整個(gè)設(shè)計(jì)過程，涉及的問題復(fù)雜，必須做好各項(xiàng)調(diào)查，分析和研究工作，對重大滑坡更要多方比較，做出正確合理的設(shè)計(jì)方案。（三）抗滑樁設(shè)計(jì)步驟1、首先查明滑坡的成因機(jī)制、動力條件、誘發(fā)因素、巖土參數(shù)等基本條件，分析滑坡的穩(wěn)定性狀態(tài)、發(fā)展趨勢。2、根據(jù)滑坡地質(zhì)剖面及滑動面處巖土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，計(jì)算滑坡推力。3、根據(jù)地形地貌、滑坡體厚度、滑體形態(tài)、錨固段地質(zhì)條件、施工條件、滑坡變形和穩(wěn)定性情況、推力曲線形態(tài)等條件，確定設(shè)樁的位置及范圍。4、根據(jù)滑坡推力大小、地形及地層性質(zhì)，擬定樁長、錨固深度、截面尺寸及樁間距等樁參數(shù)。（三）抗滑樁設(shè)計(jì)步驟5、確定樁的計(jì)算寬度、地基系數(shù)、樁底支承條件、推力分布形式；計(jì)算樁的變形系數(shù)α或β、計(jì)算深度，判斷是否可視為剛性樁。6、選取合適的計(jì)算方法和相應(yīng)的公式，計(jì)算樁的變形、內(nèi)力以及樁側(cè)巖土應(yīng)力。7、校核地基強(qiáng)度,若樁側(cè)應(yīng)力超過地層容許值，應(yīng)調(diào)整樁的埋深或截面、樁間距，重新計(jì)算，直至符合要求。8、結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計(jì)。9、樁孔護(hù)壁設(shè)計(jì)，施工組織設(shè)計(jì)。（四）抗滑樁平面位置及其間距樁的平面位置和間距，一般應(yīng)根據(jù)滑坡的地層性質(zhì)，推力大小，滑動面坡度，滑坡厚度，施工條件、樁截面大小以及錨固深度等因素綜合決定。1、設(shè)樁的位置：滑體的上部，滑動面陡，張拉裂縫多，不宜設(shè)樁；中部滑動面往往較深，且下滑力大，不宜設(shè)樁；下部滑動面較緩，下滑力較小，一般為抗滑地段，能提供一定的樁前抗力，一般是設(shè)樁的較好位置。2、樁間距：樁間距目前尚無成熟計(jì)算方法。合適的樁間距應(yīng)該使樁間滑體具有足夠的穩(wěn)定性。一般情況，滑體完整、密實(shí)或下滑力較小，樁間距可取大一些；反之應(yīng)取小一些。也可在滑坡主軸附近樁間距小，兩側(cè)樁間距大。一般樁間距取4~8m。（四）平面位置和間距樁一般應(yīng)在同一軸線上，如地形轉(zhuǎn)折限制，可以考慮分段設(shè)樁，但每段范圍內(nèi)樁軸心應(yīng)在同一軸線上。對于較潮濕的滑體和較小截面的樁，也可布置成2~3排，按品字形或梅花形交錯(cuò)布置。一般上下排間距可以樁截面寬度的2~3倍。目前，我國抗滑樁施工多采用人工半機(jī)械化施工，一般不宜使用特別深的樁。對軸向很長的多級滑坡，或推力很多的滑坡，宜設(shè)二排、三排抗滑樁，分級設(shè)置。（五）錨固深度樁埋入滑面以下穩(wěn)定地層內(nèi)的適宜錨固深度，與該地層的強(qiáng)度、樁所承受的滑坡推力、樁的相對剛度、樁的截面大小、樁間距以及樁前滑面以上滑體對樁的反力等有關(guān)。錨固深度不足，易引起樁效用的失敗；但錨固過深則將導(dǎo)致工程量的增加和施工的困難。有時(shí)可適當(dāng)縮小樁的間距以減小每根樁所承受的滑坡推力，有時(shí)可調(diào)整樁的截面以增大樁的相對剛度，從而達(dá)到減小錨固深度的目的確定標(biāo)準(zhǔn)：原則上由樁的錨固深度傳遞到滑面以下地層的側(cè)向壓應(yīng)力不得大于該地層的容許側(cè)向抗壓強(qiáng)度，樁基底的最大壓應(yīng)力不得大于地基的容許承載力來決定。常用的錨固深度，錨固段嵌入滑床約為1/3~2/5樁長。---《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》；從多年的工程實(shí)踐看，常用錨固段對土層或軟質(zhì)巖層約為1/3~1/2，但對于完整、較堅(jiān)硬的巖層可采用1/4樁長---《抗滑樁的設(shè)計(jì)與計(jì)算》三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治實(shí)踐中一般建議值為進(jìn)入中風(fēng)化基巖1/3樁長。（五）錨固深度《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》TB10025-2006）（五）錨固深度《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》TB10025-2006）（五）錨固深度計(jì)算結(jié)果若不滿足要求，則調(diào)整樁的錨固深度或截面尺寸、間距，直至滿足為止。（五）樁底支承條件樁頂：自由支承底端：由于錨固程度不同，可以分為自由支承、鉸支承、固定支承通常采用前兩種自由支承：當(dāng)錨固段地層為土體、松軟破碎巖時(shí)，現(xiàn)場試驗(yàn)表明，在滑坡推力作用下，樁底有明顯的位移和轉(zhuǎn)動。這種條件，樁底可按自由支承處理，即令QB=0、MB=0。鉸支承：當(dāng)樁底巖層完整，并較AB段地層堅(jiān)硬，但樁嵌入此層不深時(shí)，樁底可按鉸支承處理，即令xB=0，MB=0。固定支承：當(dāng)樁底巖層完整、極堅(jiān)硬，樁嵌入此層較深時(shí)，樁身B點(diǎn)處可按固定端處理，即令xB=0、φB=0。但抗滑樁出現(xiàn)此種支承情況是不經(jīng)濟(jì)的，故應(yīng)少采用。支承條件邊界條件適用條件自由支承（a）a、滑動面以下地層為土體，或松軟破碎巖b、樁底有軟弱層時(shí)c、地層巖性相同或雖然不同但巖土剛度相差不大鉸支承（b）a、當(dāng)樁底巖層完成，并較h段地層堅(jiān)硬，但樁嵌入此層不深時(shí)b、樁底附近巖土體的水平地基系數(shù)遠(yuǎn)大于垂直方向的地基系數(shù)時(shí)固定支承（c）a、當(dāng)樁底巖層完整、極堅(jiān)硬、樁嵌入此層較深時(shí)b、滑動面以下地層巖性相同，但沿樁軸水平地基系數(shù)急劇增大c、滑動面以下地層巖性不同，巖土剛度比較大于10倍以上，樁底嵌入該層之內(nèi)有一定深度萬州二層巖滑坡3-3’剖面抗滑樁布置圖設(shè)計(jì)參數(shù)：C1、C2、C3抗滑樁設(shè)計(jì)樁長h=15m，其中自由段樁長h1=10m，嵌巖段樁長h2=5m；樁間距6m；樁截面2×2.5m；樁體采用C30的混凝土澆筑E=3×104Mpa，抗滑樁上滑坡推力916kN/m，推力按梯形分布；嵌巖段內(nèi)力按線彈性地基系數(shù)m法計(jì)算，m=150?！惰F路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》TB10025-2006）（三）抗滑樁的計(jì)算方法抗滑樁的計(jì)算方法國內(nèi)大體有兩種：懸臂樁法、地基系數(shù)法；國外主要有彈性理論的Midlin方法和地基系數(shù)法。目前有限元等數(shù)值計(jì)算方法，為樁的設(shè)計(jì)與計(jì)算提供了新途徑。由于滑坡體中樁、土間的相互作用非常復(fù)雜，目前各種方法均有其局限性。樁的破壞機(jī)理、設(shè)計(jì)參數(shù)的選取、樁間距及埋置深度等問題均在進(jìn)行研究，尚不成熟。盡管如此，在滑坡治理工程中，抗滑樁仍是普遍公認(rèn)的一種有效措施。懸臂樁法：即將滑動面以上的樁身所承受的滑坡推力和樁前滑體所產(chǎn)生的剩余抗滑力或被動土壓力視為已知外力，并假定兩力分布規(guī)律相同，將此兩力作為作用在滑動面以上樁身的設(shè)計(jì)荷載。然后根據(jù)滑動面以下巖土的地基系數(shù)計(jì)算錨固段的樁側(cè)壓力及樁身各截面的位移、內(nèi)力。樁的模型相當(dāng)于錨固在滑動面以下的懸臂結(jié)構(gòu)，股稱為懸臂裝法。該法計(jì)算簡單實(shí)用，在實(shí)際中應(yīng)用較為廣泛。h1h2滑動面滑體滑床h2h1TRK地基系數(shù)法：即將滑動面以上樁身所承受的滑坡推力視為已知外力，然后根據(jù)滑動面上下巖土的地基系數(shù)，把整根樁當(dāng)作彈性地基上的梁來計(jì)算，因而對滑動面的存在及影響沒有考慮。這種算法，只有當(dāng)求出的樁前土體彈性抗力小于等于樁前土體實(shí)際就有的剩余下滑力時(shí)才可以，否則極不合理。應(yīng)改用換算地基系數(shù)重新計(jì)算，直至樁前土體彈性抗力等于或近似等于樁前土體實(shí)際剩余抗滑力為止。h1h2滑動面滑體滑床h2h1TK1K2四懸臂樁法內(nèi)力計(jì)算（一）受荷段內(nèi)力計(jì)算1、樁前巖土體可能滑走時(shí)（無剩余抗滑力，或樁前臨空，無抗力作用）四懸臂樁法內(nèi)力計(jì)算（一）受荷段內(nèi)力計(jì)算2、樁前巖土體穩(wěn)定時(shí)（有剩余抗滑力）四彈性樁內(nèi)力計(jì)算由微元體的靜力平衡條件得：略去二階微量得：根據(jù)材料力學(xué)，豎向彈性樁各物理量有如下關(guān)系式：對于樁截面承受的地基反力有：對于樁截面承受的地基反力有：（二）錨固段內(nèi)力計(jì)算彈性樁撓度微分方程（三）“m”法當(dāng)n=1時(shí)，K值與深度成正比例增加，若地基系數(shù)在地面處的

y0

=0時(shí)，則K=my，適用于一般硬塑~半堅(jiān)硬的砂粘土、碎石土或風(fēng)化破碎成土狀的軟質(zhì)巖層，以及密實(shí)度隨深度增加而增加的地層。引入變形系數(shù)這是一個(gè)四階線性齊次微分方程，用冪級數(shù)展開后進(jìn)行近似求解設(shè)微分方程解為：展開為麥克-勞林級數(shù)由材料力學(xué)可知：①②③將式③代入式①，并進(jìn)一步推導(dǎo)，可得其通解：（三）“m”法

樁身錨固段任一截面y處的水平位移x

、轉(zhuǎn)角φ

、彎矩M

、剪力

Q及地基反力σ

按下式計(jì)算：（三）“m”法④式中

--m法影響函數(shù)值，按下式計(jì)算以上各式中，為運(yùn)算符號（三）“m”法④④式中--為滑動面處的剪力及彎矩，按懸臂構(gòu)件計(jì)算

--為滑動面處的水平位移及轉(zhuǎn)角，根據(jù)樁底支承條件確定：（三）“m”法（1）當(dāng)樁底為固定端時(shí)，（2）當(dāng)樁底為鉸支端時(shí)，（3）當(dāng)樁底為自由端時(shí)，地質(zhì)災(zāi)害防治行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（送審稿）（四）“k”法引入變形系數(shù)當(dāng)n

=0時(shí)，K值為常數(shù)，其圖形為矩形，這種地基系數(shù)為常數(shù)的假定，適用于完整的硬質(zhì)巖層、未擾動的硬粘土或性質(zhì)相近的半巖質(zhì)地層。樁身錨固段任一截面y處的水平位移x

、轉(zhuǎn)角φ

、彎矩M

、剪力

Q及地基反力σ

按下式計(jì)算：（四）“k”法⑤（四）“k”法式中

--K法影響函數(shù)值，按下式計(jì)算（1）當(dāng)樁底為固定端時(shí)，（2）當(dāng)樁底為鉸支端時(shí)，（3）當(dāng)樁底為自由端時(shí)，④式中--為滑動面處的剪力及彎矩，按懸臂構(gòu)件計(jì)算

--為滑動面處的水平位移及轉(zhuǎn)角，根據(jù)樁底支承條件確定：⑤（四）“k”法五剛性樁內(nèi)力計(jì)算剛性樁的計(jì)算方法較多，目前常用的方法是：滑面以上抗滑樁受荷段所有的力均當(dāng)做外荷載看待，折算成在滑面上作用的彎矩和剪力。而抗滑樁的錨固段，則把樁周巖土是為彈性體計(jì)算側(cè)向應(yīng)力和土的抗力，從而計(jì)算樁的內(nèi)力。當(dāng)樁埋入土層或軟質(zhì)巖層中時(shí)，將繞樁身某點(diǎn)轉(zhuǎn)動；當(dāng)樁埋入完整、堅(jiān)硬巖層的表層時(shí)，將繞樁底轉(zhuǎn)動。樁身內(nèi)力的計(jì)算，根據(jù)滑動面以下地層情況不同而有區(qū)別。這里就樁身埋入一種地層，樁底為自由端條件的計(jì)算做介紹。樁錨固段為單一地層當(dāng)

時(shí)位移：樁側(cè)應(yīng)力：剪力：彎矩：當(dāng)

時(shí)位移：樁側(cè)應(yīng)力：剪力：彎矩：靜力平衡由上兩式聯(lián)立可得：①②③當(dāng)時(shí)，由式③采用試算法解得，代入式①解當(dāng)時(shí)，、可按下式計(jì)算當(dāng)且時(shí)，、可按下式計(jì)算K為常數(shù)六結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》TB10025-2006）三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)技術(shù)要求滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范DZT0219-2006滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范DZT0219-2006（一）正截面抗彎縱筋計(jì)算≤C50C55C60C65C70C75C80a11.00.990.980.970.960.950.94b10.80.790.780.770.760.730.74等效矩形應(yīng)力圖混凝土受壓區(qū)等效矩形應(yīng)力圖系數(shù)表防止超筋破壞的限制條件防止少筋破壞的限制條件種類≦C50C60C70C80鋼筋強(qiáng)度等級300MPa0.5760.5560.5370.518335MPa0.5500.5310.5120.493400MPa0.5180.4990.4810.463500MPa0.4820.4640.4470.429相對界限受壓區(qū)高度（二）斜截面抗剪箍筋計(jì)算(a)斜壓破壞；(b)剪壓破壞；(c)斜拉破壞斜截面破壞的F-f曲線對于斜壓破壞，通常用控制截面的最小尺寸來防止；對于斜拉破壞，則用滿足箍筋的最小配筋率條件及構(gòu)造要求來防止；對于剪壓破壞，因其承載力變化幅度較大，必須通過計(jì)算，使構(gòu)件滿足一定的斜截面受剪承載力，從而防止剪壓破壞。對于剪壓破壞對于斜壓破壞當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)按線性內(nèi)插法確定對于斜拉破壞（三）構(gòu)造要求三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)技術(shù)要求三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)技術(shù)要求《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》TB10025-2006）《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》TB10025-2006）滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范DZT0219-2006滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范DZT0219-2006七施工及檢測抗滑樁施工多采用機(jī)械成孔或人工成孔，現(xiàn)場灌注混凝土施工。灌注樁是一項(xiàng)質(zhì)量要求高，施工工序較多，并須在一個(gè)短時(shí)間內(nèi)連續(xù)完成的地下隱蔽工程。因此，施工應(yīng)按程序進(jìn)行。備齊技術(shù)資料，編制施工組織設(shè)計(jì)，做好施工準(zhǔn)備。應(yīng)按設(shè)計(jì)要求、有關(guān)規(guī)范、規(guī)程及施工組織設(shè)計(jì)，建立各工序的施工管理制度。施工、監(jiān)理、設(shè)計(jì)和業(yè)主各方管理到位、監(jiān)控到位、技術(shù)服務(wù)和技術(shù)跟蹤到位。保證施工有序、快速、高質(zhì)地進(jìn)行。灌注樁施工一般應(yīng)先進(jìn)行試成孔施工，試成孔的數(shù)量不少于兩個(gè)，以便核對地質(zhì)資料，檢驗(yàn)所選的設(shè)備、施工工藝以及技術(shù)要求是否適宜，同時(shí)檢驗(yàn)并修正施工技術(shù)參數(shù)。如出現(xiàn)縮頸、坍孔、回淤、吊腳或出現(xiàn)流沙、地下水量大等情況，不能滿足設(shè)計(jì)要求，或增加了施工難度、達(dá)不到工期要求時(shí)，應(yīng)重新制定施工方案，考慮新的施工工藝，甚至選擇更適合的樁型。設(shè)樁工藝又稱成孔方法或成孔工藝。灌注樁施工的類型較多，抗滑樁施工常用的主要為非擠土灌注樁類型。正確、恰當(dāng)?shù)剡x擇設(shè)樁工藝，才能保證施工質(zhì)量和施工工期。各種設(shè)樁工藝適用范圍及特點(diǎn)見表5．14。設(shè)樁工藝選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體的地質(zhì)情況、樁徑和樁長、工期要求，并結(jié)合機(jī)具設(shè)備供應(yīng)情況和各種設(shè)樁(成孔)工藝的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，靈活、正確地選用。測量放樣平場地截排水清刷坡安裝井架、卷揚(yáng)機(jī)及通風(fēng)設(shè)備施工準(zhǔn)備樁身開挖出渣檢查井壁地質(zhì)編錄護(hù)壁樁底到達(dá)鋼筋制作安裝混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)檢測井內(nèi)通風(fēng)照明井內(nèi)排水拆?？够瑯妒┕すに嚵鞒虉D1場地平整：根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)，結(jié)合現(xiàn)有原地面標(biāo)高，將場地開挖至最低樁板墻板底部位置，地面寬度以滿足孔口作業(yè)需要為前提。場地平整后壓實(shí)，砂漿抹面封層，保證孔口鎖口質(zhì)量，2測量放線:依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算各樁位的坐標(biāo)，并確定每個(gè)樁孔與相鄰控制點(diǎn)的位置關(guān)系。經(jīng)復(fù)核無誤后在場區(qū)內(nèi)實(shí)地放出，樁位經(jīng)監(jiān)理工程師復(fù)核并簽字同意后方可進(jìn)行下步施工。3開挖第一節(jié)樁孔土方:

樁位測量放樣后，全面開挖第一節(jié)，先挖中間部分的土方，然后擴(kuò)及周邊，按設(shè)計(jì)樁直徑及地質(zhì)情況護(hù)壁厚度按20cm控制開挖樁孔的截面尺寸，允許尺寸誤差±5mm。每節(jié)的高度要根據(jù)土質(zhì)好壞、操作條件而定，一般0.9m～1.2m為宜。采用短把的鎬、鍬等簡易工具進(jìn)行人工挖土，遇到比較硬的巖層時(shí)，可用風(fēng)鎬或爆破施工。開挖以3人為一個(gè)小組配合，地面派專人修通排水溝，及時(shí)排掉樁孔內(nèi)抽出的水，從樁孔內(nèi)挖出的廢土或石碴由專人負(fù)責(zé)及時(shí)運(yùn)出場外。4支護(hù)壁模板和附加鋼筋：護(hù)壁模板采用定型內(nèi)模分節(jié)支設(shè)，度1.0m，每節(jié)有四塊組成，上小下大，（下口直徑大150mm）,模板之間用U形卡具、扣件連接固定，模板厚度不小于6mm的鋼板加工制而成。每節(jié)模板的上下端用鋼管或木塊各設(shè)一道內(nèi)側(cè)支撐，防止內(nèi)模因受漲力而變形。不設(shè)水平支撐，以方便操作。5、鎖口施工：為了確?？卓诘姆€(wěn)定，按照施工圖設(shè)計(jì)先進(jìn)行孔口鎖口施工，做好井口的防護(hù)方能進(jìn)行深孔開挖。先綁扎好鎖口鋼筋和第一模護(hù)壁混凝土護(hù)壁鋼筋，并將鎖口鋼筋與護(hù)壁鋼筋連接處焊牢，再澆筑鎖口混凝土和第一模護(hù)壁混凝土6架設(shè)垂直運(yùn)輸架、安裝電動葫蘆（卷揚(yáng)機(jī)）、吊桶、照明、活動蓋板、水泵、通風(fēng)機(jī)等設(shè)施

6.1架設(shè)垂直運(yùn)輸架：第一節(jié)樁孔成孔以后，即著手在樁孔上口架設(shè)垂直運(yùn)輸鋼管吊架。吊架要搭設(shè)穩(wěn)定、牢固。6.2安裝電動葫蘆或卷揚(yáng)機(jī)：在垂直運(yùn)輸架上安裝滑輪組和穿卷揚(yáng)機(jī)的鋼絲繩，選擇適當(dāng)位置安裝卷揚(yáng)機(jī)。安裝吊桶、照明、活動蓋板、水泵和通風(fēng)機(jī)6.2.1在安裝滑輪組及吊桶時(shí)，注意使吊桶與樁孔中心位置重合，作為挖土?xí)r直觀上控制樁位中心和護(hù)壁支模的中心線6.2.2井底照明必須用低壓電源、防水帶罩的安全燈具。樁口上設(shè)圍護(hù)欄。6.2.3當(dāng)樁孔深大于10m時(shí)，應(yīng)向井下通風(fēng)，加強(qiáng)空氣對流，通風(fēng)采用1.5KW鼓風(fēng)機(jī)，配有100mm塑料送風(fēng)管。當(dāng)檢測出有毒氣體時(shí)向井下輸送氧氣，必要時(shí)撤出人員，操作時(shí)上下人員輪換作業(yè)，樁孔上人員密切注視觀察樁孔下人員的情況，互相響應(yīng)，切實(shí)預(yù)防安全事故的發(fā)生·6.2.4當(dāng)?shù)叵滤坎淮髸r(shí)，隨挖隨將泥水用吊桶運(yùn)出。地下滲水量較大時(shí)，吊桶已滿足不了排水，先在樁孔底挖集水坑，用高程水泵沉入抽水，邊降水邊挖土，水泵的規(guī)格按抽水量確定。應(yīng)日夜三班抽水，使水位保持穩(wěn)定6.2.5樁孔口安裝水平推移的活動安全蓋板，當(dāng)樁孔內(nèi)有人挖土?xí)r，應(yīng)掩好安全蓋板，防止雜物掉下砸人。無關(guān)人員不得靠近樁孔口邊。吊運(yùn)土?xí)r，再打開安全蓋板。7開挖吊運(yùn)第二節(jié)樁孔土方：從第二節(jié)開始，利用提升設(shè)備運(yùn)土，樁孔內(nèi)人員應(yīng)戴好安全帽，地面人員應(yīng)拴好安全帶。吊桶離開孔口上方1.5m時(shí)，推動活動安全蓋板，掩蔽孔口，防止卸土的土塊、石塊等雜物墜落孔內(nèi)傷人。樁孔挖至規(guī)定的深度后，用直桿檢查樁孔的直徑及井壁圓弧度，上下應(yīng)垂直平順，修整孔壁。8先拆除第一節(jié)再支第二節(jié)護(hù)壁模板，放附加鋼筋，護(hù)壁模板采用拆上節(jié)支下節(jié)依次周轉(zhuǎn)使用。模板上口留出高度為100mm的混凝土澆筑口，接口處應(yīng)搗固密實(shí)。拆模后用混凝土或砌磚堵嚴(yán)，水泥砂漿抹平，拆模強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa9澆筑第二節(jié)護(hù)壁混凝土：混凝土用串桶送來，人工澆筑，人工插搗密實(shí)。混凝土可由試驗(yàn)確定摻入早強(qiáng)劑，以加速混凝土的硬化。1、爆破方案選擇

根據(jù)巖石力學(xué)性質(zhì)、樁徑尺寸、巖石開挖粒徑大小、施工進(jìn)度要求以及施工周邊環(huán)境因素影響，人工挖孔樁采用周邊眼光面控制爆破法施工開挖。采用嚴(yán)格控制周邊界限光面爆破方法。使用毫秒電雷管，限制最大單響裝藥量，保證護(hù)壁、鄰樁及附近建筑物的安全。開挖樁孔應(yīng)從上到下逐層進(jìn)行，先挖樁心中間部分的土方，然后擴(kuò)及周邊，有效地控制開挖孔的截面尺寸。對硬塑粘性土、強(qiáng)、中風(fēng)化巖層，采用空氣壓縮機(jī)配合風(fēng)鎬作業(yè)掘進(jìn)，如遇中、微風(fēng)化的硬質(zhì)巖石或孤石則考慮采用風(fēng)鉆成孔，必要時(shí)采用爆破作業(yè)掘進(jìn)或水磨鉆施工。2、爆破設(shè)計(jì)原則：

2.1、根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，炮孔深度L=0.9～1.0m之間為宜，炮孔直徑為Ф42mm，藥卷直徑Ф32mm，選用乳化炸藥。起爆順序?yàn)橄忍筒垩?，后輔助眼，最后周邊眼。

2.2、挖孔樁平均單位耗藥量與爆破的孔樁直徑、巖石的力學(xué)性能、巖石的風(fēng)化程度、巖石的結(jié)構(gòu)組分、內(nèi)聚力、裂隙性、特別是巖石的變形性及其動力特性、以及所用炸藥的性能來確定，施工時(shí)應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)選定。單孔裝藥設(shè)計(jì)：掏槽孔最多，輔助孔次之，周邊孔最少，其比例一般取8：6：5。

2.3、鉆孔分掏槽眼，輔助眼、周邊眼。掏槽孔一般呈錐形布孔，孔深比周邊孔深10～20cm；周邊孔向外傾斜，其孔底一般到達(dá)開挖線（軟巖）或超過開挖線10cm左右（硬巖）。

2.4、循環(huán)進(jìn)尺一般控制在1m之內(nèi)，炮孔利用率按75%～85%考慮。

2.5、炮孔間距布置要考慮周邊孔內(nèi)最小抵抗線不大于鄰樁石壁厚度的

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2/3。

2.6、爆破巖石粒徑符合開挖要求，最大粒徑不大于20cm。微差減震，確保護(hù)壁、鄰樁及附近建筑物的安全。3、爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

3.1、炮孔直徑：Ф42mm

3.2、炮眼間距：500-800mm。

3.3、炮眼深度與循環(huán)進(jìn)尺

：炮孔深度周邊眼和輔助眼為1.0m，掏槽眼為1.3m，每茬炮掘進(jìn)進(jìn)度大約在0.7m。

3.4、微差時(shí)間：為50ms。

4、炮眼布置

4.1、掏槽眼布置：掏槽眼采用圓錐形掏槽眼，圓錐形掏槽眼與工作面夾角70°～80°，掏槽眼布置在斷面的中央位置，為了提高爆破效果，在掏槽孔中心布置1個(gè)不裝藥的空孔加以輔助，在孔內(nèi)r=40cm的環(huán)向布置4個(gè)。4.2、周邊孔布置：周邊孔采用少裝藥、光面爆破技術(shù)，以減少對圍巖的擾動。周邊孔間距為47cm，與工作面垂直布置，各炮孔之間相互平行，孔底落在同一平面上，在孔內(nèi)周邊布置周邊孔8個(gè)。周邊孔鉆孔時(shí)要安排熟練的司鉆手操作，提高鉆孔精度，以減少超欠挖。周邊孔爆破時(shí)要電同時(shí)

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起爆，確保爆破質(zhì)量。4.3、輔助孔布置：布置好周邊孔和掏槽孔后再布置輔助孔，輔助孔以槽腔為自由面層垂直布置，均勻的分布在被爆巖體上，輔助孔間距按45cm控制，輔助孔布置6個(gè)。按此方案爆破后，如效果不理想，再做其調(diào)整。

5、裝藥結(jié)構(gòu)與堵塞：掏槽眼、輔助眼、周邊眼均采用連續(xù)反向裝藥結(jié)構(gòu)。炮孔填塞是很重要的工序，填塞可以使炸藥爆炸完全，改善爆破效果。填塞材料用砂、黏土或砂和黏土的混合物，其配比是砂：黏土：水=4：5：1；填塞材料事先拌好，做成泥條備用。

6、起爆網(wǎng)絡(luò)

引爆方式和連線方式：運(yùn)用電雷管微差起爆,采用孔內(nèi)毫秒起爆網(wǎng)絡(luò)?？變?nèi)采用不同段別毫秒雷管依序起爆。毫秒雷管用并聯(lián)方式連接。

起爆順序：起爆順序按先掏槽眼后輔助眼，最后周邊眼起爆，掏槽眼采用瞬爆電雷管，輔助眼采用3段毫秒電雷管，周邊眼采用5段毫秒電雷管。7、爆破施工技術(shù)要點(diǎn)

7.1、布孔：在樁孔內(nèi)用紅油漆標(biāo)出炮眼位置，記錄并標(biāo)明孔號、深度、裝藥量。布孔方式采用環(huán)向布置。

7.2、鉆孔：采用手風(fēng)鉆鉆孔。并按“