海峡（福建）交通工程设计有限公司 福州 350004
摘要：抗滑桩是滑坡治理中最常用的一种工程措施，它通过自身强度及地基抗力的共同作用来抵消或减小滑坡土体的位移及下滑趋势，达到预期的滑坡治理效果。抗滑桩具有自身强度高、设桩灵活、形式多样、能快速产生抗滑作用等优点。本文结合既有杭深线田螺大桥温州端桥台锥坡滑动治理工程实例，介绍了抗滑桩在既有线堆积体滑动病害治理中的设计方法，为抗滑桩在同类病害治理中的应用提供借鉴和经验参考。
关键词：抗滑桩；既有线；锥坡滑动治理；堆积体
引言
受强降雨及运行车辆动荷载作用影响，既有线边坡常常出现开裂下挫、浅层溜坍、深层滑动等病害，严重影响既有线的行车安全。对局部开裂下挫、浅层溜坍等病害，目前主要通过采用框架梁锚杆（锚索）、挡墙及注浆等措施进行加固，这种方式经济合理、施工简便，能有效抑制边坡的进一步开裂下挫和滑动。但是对于自然坡度较陡、工程地质条件较差、滑动面较大、堆积体深厚的边坡滑动病害情况，采用挡墙、框架锚杆（锚索）等措施往往很难达到预期效果，这种情况下抗滑桩是最常用、最合理的一种加固措施。抗滑桩通过其自身强度及地基抗力的共同作用，来抵消或减小滑坡体的位移及下滑趋势，达到预期的滑坡治理效果。抗滑桩具有自身强度高、设桩灵活、形式多样、能快速产生抗滑作用等优点[1]。
本文结合既有杭深线田螺大桥温州端桥台锥坡滑动治理工程实例，介绍了抗滑桩在既有线堆积体滑动病害治理中的设计方法，为抗滑桩在同类病害治理中的应用提供借鉴和经验参考。
1工程概况
既有杭深线田螺大桥温州端，位于福建省宁德市云淡门岛南端，桥台下行锥坡为三级浆砌片石护锥，一级锥坡高约3.8m，坡率1：1，平台宽1.2m；二级锥坡高约4.0m，坡率1：1，平台宽1.1m；三级锥坡高约4.5m，坡率1：1，坡脚平台宽1.1m，平台外侧为防护栅栏；坡脚为浆砌片石脚墙，高1.0m。护锥底部至海岸为自然边坡无防护。
受降雨影响，该下行锥坡底部自然边坡冲刷严重，局部坍塌，护锥基础失稳，导致上部护锥开裂下滑。局部护锥下沉开裂段长达5.5m，缝宽最大处为3cm。如病害进一步发展，将严重威胁行车安全，急需进行治理加固。
2工程地质
该桥台下行锥坡位于海湾岸坡上，地形以斜坡为主，坡度25°~30°，坡面未见地表水及地下水出露。护锥上部主要为砂黏土、花岗岩全风化等回填堆积土，结构较为松散，湿度较大；下部为含砾粉质黏土（厚0.8m~2.0m）、花岗岩全风化层（厚3.0m~4.0m）、强风化层。锥坡滑动面主要位于填土与花岗岩全风化层接触面上。主要地层物理力学参数见表1。
3 病害成因分析
既有杭深线田螺大桥温州端位于海岸丘坡上，自然坡度较陡，坡面为浅层含砾粉质黏土及厚层花岗岩全风化层。受强降雨入渗影响，锥坡坡脚土体发生坍塌滑动，锥坡上部出现开裂下滑，其主要成因为：（1）土体结构差。锥坡回填土主要为含砾粉质黏土、花岗岩全风化土，施工回填过程压实度不足，结构较为松散，且位于斜坡上，自身稳定性差，易渗水下滑。锥坡下部自然边坡为含砾粉质黏土及花岗岩全风化层，降雨入渗后发生坍塌滑动，导致上部锥坡基础失稳而发生开裂下滑。（2）地下水作用。在短时间强降雨作用下，下部强风化花岗岩层相当于隔水层，导致上部土体入渗水不能及时排出，造成土体含水量大大增加。在水的浸泡作用下，土体趋于饱和状态，导致其抗剪强度大幅度下降而失稳。（3）动荷载作用。动车长期运行产生的震动作用，也会导致锥坡土体结构越来越松散，因此动荷载作用也是诱发锥坡开裂下滑的因素之一。
4抗滑桩设计
4.1剩余下滑力计算
采用《铁路路基支挡结构设计规范》（TB10025-2006）推荐的传递系数法计算锥坡剩余下滑力。安全系数取1.25，设计荷载主要考虑滑体重力、地下水压力、锚固地层抗力等因素，不考虑地震力及桩侧摩阻力。锥坡滑体及滑动面的岩土体抗剪强度指标采用综合内摩擦角，通过反算法并结合工程经验确定。反算综合内摩擦角时，安全系数取0.99，土体容重取18.0kN/m3。经反算，确定锥坡滑体及滑动面的综合内摩擦角φ=23.2°。剩余下滑力计算模型见图1。经计算，剩余下滑力为218.10kN。
图1 剩余下滑力计算模型
4.2桩身受力计算
抗滑桩采用矩形截面，截面尺寸2.0m×2.0m，桩间距（桩中-桩中）为5.0m，设置于锥坡坡脚脚墙外侧，桩长12m，桩身外露1.0m，桩身内力及变形计算采用地基系数法。桩身材料采用C30钢筋混凝土。假设桩底边界条件为铰支端，桩身受力为矩形分布，水平土压力取68.2kN/m2，抗弯安全系数取1.4。土层内桩身计算采用m法，地基系数取6.0MPa/ m2；岩层内桩身计算采用K法，地基系数取80.0 MPa/ m2。抗滑桩桩身按受弯构件进行设计，计算结果见表2。
4.3抗滑桩设计
（1）一般构造：抗滑桩采用矩形截面，截面尺寸2.0m×2.0m，桩间距（桩中-桩中）为5.0m，桩长12m，桩身外露1.0m，桩身材料采用C30钢筋混凝土。
（2）桩身配筋：桩背一侧纵向受力主筋采用φ=28mm的HRB400螺纹钢筋，单排设置，共14束，每束由3根φ=28mm螺纹钢筋组成，束筋钢筋之间应紧贴，沿纵向每隔1m~2m点焊成束。为满足抗滑桩受力要求，桩两侧及正面设置φ=18mm的HRB400螺纹钢筋作为纵向受力钢筋。箍筋间距0.4m，采用φ=18mm的HRB400螺纹钢筋。桩身配筋详见桩截面钢筋布置示意图（图2）。
（3）锁口与护壁：桩孔设C15钢筋混凝土护壁，护壁节长1.0m，土石分界及滑动面处不能分节。桩井口设置C15钢筋混凝土锁口，高1.2m。
（4）桩间圈梁：为增强抗滑桩作用的整体性，桩间设置圈梁连接，圈梁与桩等宽，高1.0m，圈梁受力主筋及分布筋与桩相连接，采用C30钢筋混凝土与桩身同时浇筑。
5结论与建议
本文结合既有杭深线田螺大桥温州端桥台锥坡滑动治理的工程实例，分析了病害成因，进行了抗滑桩设计计算，并通过观测现场抗滑桩施工及治理效果，得到以下结论和建议：
（1）对于自然坡度较陡、工程地质条件较差、滑动面较大、堆积体深厚的边坡滑动病害情况，采用抗滑挡墙、框架锚杆（锚索）等措施往往很难达到预期效果，这种情况下抗滑桩是最经济合理、效果最好的一种加固措施。
（2）桩间设置圈梁能更好的发挥桩的整体性作用，减小桩顶及桩间土的位移。
（3）堆积体滑坡治理中，桩孔开挖往往容易坍塌，设置护壁是非常有必要的，应当引起足够重视。
参考文献
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论文作者:华威
论文发表刊物:《防护工程》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/28
标签：病害论文; 桥台论文; 圈梁论文; 钢筋论文; 截面论文; 作用论文; 滑坡论文; 《防护工程》2017年第36期论文;