梅文杰

（廣東城華工程咨詢有限公司，廣東 廣州 510660）

1 工程概況

某典型復(fù)合多層滑床的滑坡體位于河岸下游，經(jīng)歷多次暴雨后，發(fā)生了較大變形，尤其在滑坡的后緣出現(xiàn)了很多裂縫，寬約30 cm；通過工程地質(zhì)勘察，大致確定了滑坡的邊緣范圍，根據(jù)實(shí)際測(cè)量，該滑坡的面積6 320 m2，體積約1.68×105m3；根據(jù)滑坡體積劃分，該滑坡屬于大中型滑坡，從上至下分別為土夾石滑體部分，砂巖、泥巖、砂巖以及基巖，見圖1。

圖1 復(fù)合多層滑床的滑坡圖

2 模型建立及參數(shù)選擇

為了對(duì)該滑坡支護(hù)，防止滑坡滑動(dòng)造成災(zāi)害，選取該滑坡主截面采用Geostudio 中的SEEP/W 模塊建立數(shù)值模型。模型水平寬度1 100 m，垂直高度260 m，共劃分15 760 個(gè)單元，采用三角形和四邊形相結(jié)合的網(wǎng)格進(jìn)行劃分，模型兩側(cè)地下水位以下采取定水頭邊界，底部設(shè)置為不透水邊界。

滑坡坡體由四種不同的材料組成，最上面的部分為滑體，由土夾石構(gòu)成。抗滑樁的固定段主要由砂巖和泥巖組成，固定段以下為滑床下基巖?；w土夾石主要部分為粉質(zhì)粘土和碎石，滑床下的基巖主要以長(zhǎng)石英巖和粉質(zhì)泥巖互層為主，巖體的傾向與滑體方向一致?；聨r土物理力學(xué)參數(shù)如表1所示。

表1 巖土物理力學(xué)參數(shù)表

3 不同抗滑樁的承載性能研究

暴雨對(duì)滑坡的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重的影響，對(duì)該滑坡進(jìn)行抗滑樁加固和坡體表面排水等措施，防止坡體滑動(dòng)，但地表仍有變形?，F(xiàn)計(jì)劃采用單排抗滑樁、雙排抗滑樁進(jìn)行加固，比較不同樁型的承載性能，選取最合適的加固措施。為保證模擬試驗(yàn)的準(zhǔn)確，設(shè)定兩種樁型所用的混凝土體積相同，單排抗滑樁截面尺寸寬度2.40 m，高度3.50 m，樁長(zhǎng)22.50 m，雙排抗滑樁截面尺寸寬度1.40 m，高度3 m，樁長(zhǎng)22.50 m，排距6 mm。

3.1 單排抗滑樁支護(hù)承載性能分析

采用單排抗滑樁，建立了相應(yīng)的計(jì)算模型，使用FLAC3D中的pile 單元對(duì)抗滑樁進(jìn)行了模擬計(jì)算。由于在坡腳部位設(shè)置抗滑樁會(huì)受到水位變化的影響，增加施工難度，因此選擇在坡體中部植入單排抗滑樁，數(shù)值模擬計(jì)算經(jīng)抗滑樁加固的邊坡安全系數(shù)1.23，此時(shí)邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。

據(jù)模擬數(shù)據(jù)得到的單排抗滑樁位移曲線見圖2?？够瑯妒芰ψ陨隙拢x樁底越高，頂部位移越大，22.50 m 時(shí)頂部位移最大0.17 m，10 m 處，頂部位移0.03 m，15 m 時(shí)，頂部位移0.07 m。因受力位置離樁底高度大于10 m時(shí)，抗滑樁水平位移快速增大，說明滑動(dòng)面以上的抗滑樁是整體變形，小于10 m時(shí)，抗滑樁水平位移增加緩慢，樁底時(shí)抗滑樁水平位移基本為零?？够瑯对娇拷瑒?dòng)面，樁體受力越大，樁身變形隨之越大；當(dāng)抗滑樁受到滑坡推力時(shí)，位于滑面上的抗滑樁將推力傳遞到樁身，產(chǎn)生擠壓形變，水平位移隨之增加。

圖2 抗滑樁水平位移圖

根據(jù)模擬數(shù)據(jù)，可得單排抗滑樁的彎矩和剪力分布情況。結(jié)果顯示抗滑樁在滑坡推力作用下樁身會(huì)產(chǎn)生形變?？够瑯对谑艿交峦屏?，一側(cè)會(huì)受到拉力，隨著抗滑樁在滑坡的深度的增加，抗滑樁的彎矩先增大再減小，抗滑樁在滑坡深度14.10 m處彎矩最大，為8.90×107N·m，抗滑樁在深度22 m處彎矩為0?？够瑯对诨律疃?7.50 m 處，抗滑樁受到的剪力為0，抗滑樁在深度20 m處，抗滑樁受到的剪力最大，為3.40×107N。結(jié)合抗滑樁的受力特性，抗滑樁的受力極限值大于抗滑樁受力的最大值，這表明抗滑樁在受力后，能夠承受較大的彎矩和剪力，有效地抵抗滑坡的推力，確保邊坡的穩(wěn)定性。

3.2 雙排抗滑樁支護(hù)承載性能分析

在同種工況情況下，用同等體積的混凝土，改用雙排抗滑樁來支護(hù)滑坡，雙排抗滑樁的截面尺寸為寬度為1.40 m，高度為3 m，樁長(zhǎng)為22.50 m，樁間距為6 m，在坡體中部植入雙排抗滑樁。通過數(shù)值模擬計(jì)算，經(jīng)過抗滑樁的加固，邊坡的安全系數(shù)為1.32，邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。

通過模擬數(shù)據(jù)，可得雙排抗滑樁水平位移情況，見圖3。結(jié)果顯示離樁底距離越遠(yuǎn)，抗滑樁受到滑坡推力越大，前排樁和后排樁的水平位移隨之增大。距離樁底10～12 m 處，抗滑樁的前排樁和后排樁水平位移基本相同。距離樁底22.50 m處，前排樁和后排樁水平位移最大，前排樁最大值0.103 m，后排樁最大位移0.132 m，最大位移出現(xiàn)在樁頂，說明雙排抗滑樁在受到滑坡推力后也會(huì)發(fā)生整體變形，但前排樁和后排樁頂部位移差異較大，因沒有橫梁連接，樁間土體承受的擠壓作用不同。由此可知，抗滑樁離底部的距離越小，受到滑坡推力產(chǎn)生的水平位移越小，樁離底部大于12 m時(shí)，后排樁和前排樁的水平位移均快速增大，后排樁的水平位移較前排樁大。

圖3 位移曲線圖

通過模擬數(shù)據(jù)，可得雙排抗滑樁的彎矩受力情況，前排樁和后排樁均未出現(xiàn)反彎點(diǎn)，隨著抗滑樁在滑坡中深埋距離增加，前排樁和后排樁的彎距先增大再減小，前排樁在滑坡中深埋距離為6.20 m 處，前排樁的彎距最大，最大值為4.00×107N·m，后排樁在滑坡中深埋距離為8.10 m處，后排樁的彎矩最大，最大值為6.75×107N·m。結(jié)合抗滑樁的受力特性，前排樁和后排樁的受力許可值大于前排樁和后排樁的最大值。

通過模擬數(shù)據(jù)，可得雙排抗滑樁的彎矩剪力情況。結(jié)果表明前排樁和后排樁受到的剪力趨勢(shì)基本相同，前排樁在滑坡中深埋距離為15.50 m 處剪力為0，后排樁在滑坡中深埋距離為18.20 m處剪力為0，前排樁在滑坡中深埋距離為18 m處，前排樁受到的剪力最大，為1.51×107N,后排樁在滑坡中深埋距離為20 m處，后排樁受到的剪力最大，為2.50×107N，根據(jù)抗滑樁的材質(zhì)屬性，結(jié)合模擬數(shù)值，前排樁和后排樁均未超過其許可值，由此可知，雙排抗滑樁的支護(hù)對(duì)滑坡的治理有顯著成效。

3.3 抗滑樁不同樁型的支護(hù)效果對(duì)比

在對(duì)復(fù)合多層滑床滑坡采取加固措施后，對(duì)單排抗樁及雙排抗滑樁支護(hù)時(shí)最大水平位移及樁身彎矩和受到的剪力進(jìn)行了分析，對(duì)比兩種抗滑樁的位移和受力，可得結(jié)果見表2。

表2 兩種抗滑樁的位移和受力對(duì)比表

由表2 可知，雙排抗滑樁安全系數(shù)較單排抗滑樁增加了7.30%，最大水平位移減小了20%，彎矩減小了24.10%，剪力減小了26.40%。由此可知，兩種抗滑樁對(duì)同一邊坡加固，雙排抗滑樁治理效果更好，邊坡穩(wěn)定系數(shù)更高。

4 結(jié)語(yǔ)

①單排抗滑樁加固滑坡時(shí)，受力位置離樁底高度大于10 m 時(shí)，抗滑樁水平位移快速增大，受力位置離樁底高度小于10 m 時(shí)，水平位移增加緩慢，抗滑樁越靠近滑動(dòng)面，樁體受力越大，樁身變形越大。單排抗滑樁在受到滑坡推力后，抗滑樁可抵抗滑坡體推力彎矩和剪力均未超過抗滑樁許可值，加固效果較好。②雙排樁對(duì)滑坡加固后，離樁底距離越遠(yuǎn)，抗滑樁受到滑坡推力越大，前排樁和后排樁的水平位移隨之增大。距離樁底10～12 m 處，抗滑樁的前排樁和后排樁的水平位移基本相同，離底部大于12 m 時(shí)，水平位移均快速增大，后排樁水平位移較前排樁的位移大。隨著抗滑樁在滑坡中深埋距離增加，前排樁和后排樁彎距均先增大再減小，彎矩和剪力均未超過抗滑樁許可值，加固效果較好。