王勇，杨全忠，张元元，王业
某悬臂式抗滑桩倾斜原因分析及处置
王勇，杨全忠，张元元，王业
（四川省地质工程集团有限责任公司，成都 610017）
通过对某悬臂式抗滑桩发生倾斜过程分析，从桩身结构强度、桩嵌入长度、桩后工程加载、桩前土体水平承载力、桩前开挖扰动等方面剖析了抗滑桩倾斜原因；
桩后超载、桩前临空导致桩倾斜，采用预应力锚索加固的处置方案，为类似工程处置提供参考。
滑坡；
抗滑桩；
倾斜；
悬臂桩；
锚索加固；
水平承载力
1.1 滑坡形态及地质条件
滑坡位于地质灾害多发的四川省平武县（李永建等，2020），平面形态呈“圈椅”状，宽104m，长68m，平均厚9m，属于中型推移式浅层土质滑坡。滑体主要为第四系崩坡积含粉质黏土碎块石层，碎块石含量50%～60%，粒径20～210mm，下伏志留系茂县群第一组（Smx21）灰色、绿色千枚岩，岩层产状195°∠83°（图1）。
图1 滑坡区剖面示意图
1.2 工程治理概况
滑坡治理工程：16根抗滑桩+桩间挡土板+40m钢筋混凝土挡土墙。抗滑桩型及参数见表1。采用C30钢筋混凝土悬臂式桩板墙结构；
下部地层依次为含粉质黏土碎块石层、强风化千枚岩；
桩采用底端铰接m法进行验算，验算满足要求；
完工后，桩身质量检测合格（为I、II类桩）。
表1 抗滑桩设计指标表
1.3 桩倾斜变形演变过程
2013年治理工程完工后，后侧水厂项目平整场地，在A型、C型抗滑桩桩顶增加3m高浆砌石挡墙，高度与B型抗滑桩顶齐平，填方高出桩顶3m，增加填方最高达6m。桩后形成悬臂13m高土体，加载并增大桩后土压力荷载，使A型、B型抗滑桩发生倾斜，桩顶偏移50cm。后立即清方卸载，对抗滑桩造成变形已无法恢复。滑坡体上水厂已修建完成，桩后滑坡体上修建梯级建筑，未蓄水投入运行。
经几年监测，A型和B型桩测得桩身悬臂段倾斜3°～5°，悬臂段桩顶偏移50～70cm（水厂修建期间形成，水厂修建完成后桩顶位移变化不大）；
桩前水沟完整，无明显变形；
桩后桩顶平台已硬化，在A型桩区域可见砼地面裂缝，长15m，平行桩布置方向，距桩3m，张开1cm；
半填半挖平台后方斜坡沿填方边界出现平行于坡顶线裂缝，长20m，张开1～2cm；
除A5抗滑桩出现裂纹，其余基本完好；
桩间板除B2两侧接缝处出现裂缝，其它基本完好。根据监测和巡视检查，无其他裂缝发育，桩顶累计位移量基本无明显变化。
表2 各桩加载后累计位移统计表
取样检测桩身混凝土强度合格，为I、II类桩，倾斜后检测桩身基本完整，基本排除桩强度因素（李铁洪等，2009；
刘洪佳等，2013；
陈中学等，2016；
田义斌等，2007）。抗滑桩穿过滑动面长度大于桩长1/2，滑面以下桩长达67%～70%（2/3以上），嵌固段进入基岩5.5m～6m深，嵌入深度大于规范要求（陈林等，2014）。本例中抗滑柱倾斜主要为桩后加载和桩前土体变形原因所导致。
2.1 桩后加载形成超载导致桩体变形过大
填土加高导致的桩后土压力增大，加大了下滑推力。滑体重度γ=20kN/m3，粘聚力c=18.0kp，内摩擦角φ=21.5°，按照朗肯土压力进行计算（扰动后考虑c=5）结果见下表。原来A型桩、C型桩悬臂7m，增加到13m，高度增加85.7%，土压力增大273.6%，原B型桩悬臂10m，增加到13m，高度增加30%，土压力增大70.9%，土压力显著增大（表3）。
A型和C型桩区域土压力增大已超过滑坡推力值，A型桩区域大大超过设计允许值，土压力达到滑坡推力139.1%。A型桩影响最大，变形最大；
B型桩受A型桩变形影响，变形量增大，仅次于A型桩，与现场情况基本相符。
表3 桩后加载前后荷载对比表
2.2 被动土压力不足导致桩前土体变形
滑坡桩前土体为含碎石粉质黏土，滑床土体承载力150kpa，水平抗力系数10MN/m4。粉质黏土呈可塑状，塑性指数Ip=12.88，液性指数IL=0.43，含水率20.94%，孔隙度0.68，饱和度84.6%，压缩模量3.25Mpa。按照《滑坡防治设计规范》（GB∕T38509 -2020）水平承载力的计算公式，可以测算出各型桩在计算点（滑面以下h2/3位置）水平承载力许用值[σH]（表4），当计算点土反力小于许用值[σH]则满足要求。A型桩在h2/3位置（滑面以下5.7m）的承载力为270.4kpa。根据桩身受力计算，加载前后土反力分别为346.6kpa和490.9kpa（均超过许用值），土反力增大至141.6%，并且超过许用值81.5%；
B型桩、C型桩加载后土压力增大尚未超过推力值，加载的不利影响不明显，但土反力均高于许用值，水平承载力略显不足。从水平承载力对比来看，A型桩变形最大，B型桩变形次之，C型桩变形最小，这与现场情况基本相符。
表4 桩后加载前后（h/3处）桩前土反力值对比表（kpa）
综合分析，滑坡桩身倾斜的主要原因是桩后加载导致土压力增大，并超过设计推力值，桩前土体被动土压力不足，桩身发生超标倾斜。
3.1 削方减载
桩发生倾斜后应急处置对桩后回填土体进行清运，拆除了桩顶增加挡土墙。根据监测，实施削方后，稳定坡体起到了立竿见影的效果。
图2 锚索加固前后弯矩对比图
3.2 桩顶增加锚索
由于悬臂结构受力条件较简支结构差，利用原有抗滑桩顶增加锚索加固，改善悬臂桩受力条件（桂树强，2005；
刘小丽等，2004）。按照滑坡推力分布形态，采用梯形分布（戴自航，2002），系数取0.5，经过计算，在A型、B型桩上部设置单根680kN锚索，使得最大弯矩分别降低了23.1%、13.6%，最大剪力分别降低了19.1%、11.5%，桩前土反力分别降低了20.4%、22.1%，基本满足要求（表5和图2）。
表5 锚索加固前后（h/3处）桩前土反力及内力对比表
图3 补强工程布置剖面图
3.4 加固处置效果
2019年对抗滑桩进行了锚索加固。锚索加固后，经一个水文年运行，桩顶位移变形0～3mm，坡体无明显变形，运行效果尚需进一步监测。
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Tilting Cause Analysis and Disposal of a Cantilever Anti - Slide Pile
WANG Yong YANG Quan-zhong ZHANG Yuan-yuan WANG Ye
(Sichuan Geological Engineering Group Co., LTD., Chengdu 610017)
By analyzing the tilting process of a cantilever anti-slide pile, the reasons for the tilting of anti-slide pile are analyzed from the aspects of pile structural strength, pile embedding length, post-pile engineering loading, horizontal bearing capacity of soil in front of pile and excavation disturbance in front of pile. Pile tilt is caused by overload after pile and air in front of pile The solution of prestressed anchor cable reinforcement is adopted to provide reference for similar engineering disposal.
landslide; anti-slide pile; lilt; cantilever pile; anchor cable reinforcement; horizontal bearing capacity
P642.22
A
1006-0995（2022）04-0611-04
10.3969/j.issn.1006-0995.2022.04.013
2021-12-03
王勇（1981— ），男，四川广汉人，高级工程师，主要从事地质灾害防治与岩土工程方面的工作
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