对当前抗滑桩设计中的问题探讨

摘要：文章重点对在滑坡治理方面涌现的一系列抗滑桩类型加以比较和分析，提出了不同类型抗滑桩设计使用过程中存在的几个问题。

关键词：抗滑桩；悬臂式抗滑桩；设计问题

一、抗滑桩在设计使用过程中存在的问题探讨

（一）悬臂式抗滑桩

传统抗滑桩利用桩身的大悬臂受力，通过地基抗力抵抗强大的滑坡推力，因此又被称为悬臂式抗滑桩，如图l。但是实际上，桩基承受侧向载荷的能力非常低，只有垂直载荷的1/10～1/13。这是因为两种力对桩产生了两种截然不同的受力机制。当垂直荷载作用时，桩基能够发挥桩端反力和桩壁摩阻力共同作用，而且还能够充分利用混凝土良好的抗压性能，而当侧向荷载作用时，桩基作为受弯构件，而混凝土的抗拉强度却非常小。而强大的滑坡推力往往使桩的配筋和直径大大增加，抗滑桩的横截面积也会随着滑坡治理规模的增大而增大，所以对于滑体厚度较厚士质边坡中，悬臂式抗滑桩就显得不十分经济。另一方面，悬臂抗滑桩属于被动型的受力机制，只有当施工后在滑坡推力的继续作用下发生偏移，桩才能逐渐发挥抗滑的能力，但是这对滑体上已有建筑物却非常不利。此外悬臂式抗滑桩一般设计者只能利用现有资料选择参数进行设计，而桩的实际抗滑能力大小却无法直接验证与计算。

图1 悬臂式抗滑桩受力简图

（二）预应力锚索抗滑桩

预应力锚索抗滑桩，作为一种联合抗滑支挡结构，它将锚索一桩相瓦联合作用，属于抗滑支挡结构中的优化组合，如图2。它具有桩基嵌固抗滑效果好、支挡面积大等优点，但是同样存在悬臂能力差的缺点；而预应力锚索由于良好的抗拉性能，预应力锚索加固技术己广泛应用于建筑结构物加固、大型地下洞室及深基坑支护、边坡治理等工程。

预应力锚索抗滑桩通过在抗滑桩顶部施加强劲有力的锚索，而锚索另一端穿过滑坡体后锚固于滑坡基床内，将预应力锚索―桩组成了一个联合受力体系，锚索拉力平衡了滑坡推力，彻底改变了一般悬臂式抗滑桩悬臂的被动的受力状态，改变了抗滑桩利用基岩内的嵌固段的地基抗力抵抗滑坡推力的受力机制，这使得桩身截面弯矩大大减小，桩的埋置深度变浅、桩径变细，结构受力变得合理，不仅降低工程的费用，而且也起到缩短工期的目的。预应力锚索抗滑桩为主动受力，当预应力施加后，滑体受到反推力，止滑作用就可以立即发挥，同时，滑体上已有建筑物也不会由于滑坡作用而变形，个别情况下还会使得原有变形裂缝宽度逐渐减小。预应力锚索抗滑桩的钻孔为机械化施工，降低劳动强度，缩短工期。此外，预应力锚索抗滑预应力为初始张拉，其抗滑能力可确切求得，这起到了既经济合理又准确可靠的作用。然而，针对近几年来预应力锚索在我国应用情况分析来看，锚索在高拉应力作用下，预应力筋难免会出现腐蚀，由于设计、使用施工过程中一定的随意性，而且各行业部门的规定不同，然而由于锚杆（索）所在的特定介质环境中高拉应力的特点，使未经防腐处理的锚杆（索）极易发生腐蚀，并最终导致支护结构的破坏。由上可以得知，预应力锚索抗滑桩支挡结构，受力上有了很大的改善，然而桩与锚索之间的内力分配上仍然是一个难以确定的难题，而且锚索防腐蚀问题也难以得到解决，因此对于土质滑坡中不宜采用锚拉抗滑桩支挡结构。

（三）锚杆抗滑桩

为增人抵抗力矩，减少悬臂长度，亦可采用锚杆抗滑桩。而在土质滑坡中应用锚拉桩作为抗滑支挡体系时，拉杆横向受力问题至今尚未得到明确解决，因此实际工程中，以钢筋为拉杆的锚拉体系常常出现拉杆与立柱的节点破坏或拉杆被剪断的事故。而且强大的滑坡推力作用下，锚杆锚固力受到长度与直径的限制，从而使得锚杆抗滑桩无法改变悬臂被动受力的状况。

（四）下沉式抗滑桩

下沉式抗滑桩的桩顶标高低于滑坡体表面一定深度，实际上也是一种悬臂式抗滑桩，悬臂长度的缩短使得桩身弯矩也随之减小，它的材料消耗量比一般的抗滑桩经济，特别是当下沉式抗滑桩沿多排布置时，其下沉深度可随滑坡高度变小而相应变小。分层抵挡式沉式抗滑桩在较厚的土质边坡治理中是一项非常值得推广的技术，然而在还有很多问题值得解决，比如下沉式抗滑桩受力等资料至今还小充分，特别是当多排集中布置时，现行规范中还存在着较大空白，这还有待进一步去深入探讨。

（五）新型抗滑桩

随着科学技术的不断发展，在滑坡治理方面又涌现出了一系列新型抗滑桩，比如：（1）承台式抗滑桩，它将3～4根抗滑单桩在桩顶利用承结，共同抵抗滑体推力，该结构具有较好整体性；（2）抗滑键，也被称作键式抗滑桩，它充分利用了岩体整体特性，将抗滑桩的长度限制在滑面附近，上部采用充填岩土，将滑床和滑坡体栓在一起。该结构多被应用于顺层岩坡；（3）抗滑刚架桩，它将前后两桩用一横梁联结成一整体的刚架，共同抵抗滑坡推力。

二、结语

滑坡治理是一项技术复杂、耗资巨大、施工困难而危险的工程，对于抗滑桩的研究任务不仅严峻而且必要。本文重点对在滑坡治理方面涌现的一系列抗滑桩类型加以比较和分析，提出了不同类型抗滑桩的在设计使用过程中存在的几个问题。从上分析可以看出，在当今滑坡治理中，抗滑桩的设计使用还不是一个完整有机的整体系统，抗滑桩自身存在的许多不足与弊端还需很长时间去供学者研究。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。