锚拉桩在万源市某大型滑坡治理中的应用

锚拉桩在万源市某大型滑坡治理中的应用

杜康

四川蜀东地质勘察设计研究院有限公司 四川 达州 635000

摘要：在收集了滑坡原始资料的基础上，对滑坡进行稳定性计算分析，并提出了锚拉桩的设计方案。

关键词：滑坡 锚索 抗滑桩 锚拉桩

0 前言

万源市境内山高坡陡、地质结构复杂，属自然灾害易发、多发地区，由于连续多天暴雨，万源市某隧道出口处发生滑坡地质灾害，6户民屋直接倒塌，国道被阻断，对附近居民出行以及正常生产带来很大阻碍，同时周边将近1000户居民供电以及通讯受到影响。为尽快使周边居民生活恢复正常，对该滑坡采用经济合理、工期较短的治理措施是十分必要的。本文以该滑坡为例，介绍了锚拉桩在大型滑坡治理中的实际应用。

1 滑坡区地质环境特征

该滑坡区内上覆地层主要为第四系坡残积层(Q₄^dl+el)、滑坡堆积层（Q₄^del）、崩坡积层(Q₄^c+dl)，下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组（J₂s）地层。

滑坡区地层产状231°∠39°，与斜坡呈小角度相交，为切向坡。受地质构造影响，区内浅部节理裂隙极发育，主要有两组节理裂隙(J₁、J₂)和一组软弱结构面(S₁)。J1呈NW-SE走向，倾向193～202°，倾角60～80°，面见少量擦痕，延伸切割长1～2m，少开度1～5mm，间距0.20～0.80m，微张，未充填或泥质半充填。J2呈NS-SW走向，倾向338～349°，倾角65～80°，节理面多呈阶梯状，面见少量擦痕，延伸长0.5～2.0m，少数达5m以上，开度1～3mm，未充填或少量泥质充填。软弱结构层理面(S₁)：区内地层岩性为紫红色泥岩和灰色砂岩，层理发育，层间结合一般～较差，受构造及浅部风化作用，层间结构遭破坏，层面裂隙发育，据调查，层面间距一般0.2～1.0m，闭合～微张，部分由泥质充填。由于地层产状与地形坡向大体相近，因此，浅部强风化层层理面成为外倾软弱结构面，桃树坪滑坡的滑带(面)便是沿此结构面形成的。

区内岩体受层理和节理共同切割后，多呈镶嵌碎裂结构，整体强度很低，地层浅部和陡坡地段稳定性极差，尤其受前述S₁和J₁、J₂节理面控制影响较严重，形成楔形体，稳定性变差，在坡度和降雨后土体自重加大的情况下，向南西方向滑动的趋势极强，在而导致了斜坡失稳。

2 滑坡基本特征

该滑坡在整体向前滑移距离30～50m，两侧形成高约5～15m的滑坡壁，其周界清晰、滑坡特征表现明显。该滑坡主滑方向264°，后部受地形影响，滑动方向273°，纵向长450m，横向宽约60～200m，平面形态呈不规则锥形，面积达0.06km²，滑体土均厚约22m，方量达130×10⁴m³，为大型滑坡；滑坡后缘标高1070m，前缘剪出口标高906m，相对高差约164m；坡体滑移后地面坡度5～32°，中前部与中后部形成缓坡平台，中部民宅被夷为平地，滑移距离约50m。

滑坡后缘位于涂家梁山岭鞍部位置，略呈弧形展布，并形成台阶状错落坎和滑坡壁，错落台坎高约0.3～1m；滑坡壁高约5~8m，整体倾向约280°，整体上较光滑、平直。

右侧缘整体呈直线型展布，高5～8m，侧缘壁为泥岩，可见新鲜擦痕及镜面，擦痕方向275～282°

左侧缘的表现特征主要分为两部分，左后侧缘位于一山脊处，上部将一处坟推移约20m，下错高差达20m，下部将G347国道公路剪断，形成多级台阶式的侧壁，以公路内侧为界，可分为两级，上部为岩质侧壁，多沿J₂组节理面破裂发育，壁高6～18m；下部为土层台阶，高2～4m，公路上可见沿220°方向展布、可见深度1.0～2.5m、宽0.1～0.2m的侧缘羽状裂缝。

前缘剪出口位于坡脚公路内侧，由于上部公路弯道内侧次级剪出，使坡体松散层部分堆积于公路，迫使上部公路整体向外推移10～20m，下错10m，堵塞坡脚沟道；前缘土体受挤压变形，并形成滑坡鼓丘和竖向鼓胀裂缝。

3 滑坡稳定性计算

斜坡发生滑移后，滑体以块石土为主，空隙由粉质粘土充填，局部较富集，依据滑面形态、地形地貌特征等，本次采用传递系数法进行稳定性评价和推力计算。本次勘查沿滑坡主轴线方向布置了3条纵向勘探线，编号为1-1′～3-3′，作为滑坡稳定性计算剖面，进行了滑坡稳定性验算及推力计算，为滑坡稳定性评价及防治提供依据。

根据计算结果，天然状态下，1-1＇、2-2＇、3-3＇剖面呈稳定状态；饱和状态下，1-1＇、2-2＇、3-3＇呈欠稳定状态。说明桃树坪滑坡自然状态整体继续滑移的可能性小，而在持续降雨条件下整体稳定性变差，呈欠稳定状态，有发生继续滑移的可能。

桃树坪滑坡防治工程等级属Ⅱ级，当安全系数Fs=1.1时，1-1＇剖面支挡位置处的推力为598.33kN/m，2-2＇剖面支挡位置处的推力为588.28kN/m，3-3＇剖面支挡位置处的推力为677.73kN/m，支挡位置为倒数第二个滑块末端，故本次未考虑剩余滑块的抗滑力，直接以支挡位置处的推力作为锚拉桩的设计荷载。

4 锚拉桩设计

在滑坡前缘（倒数第二个滑块末端）设一排抗滑桩，抗滑桩共41根，桩心距5m，长24～30m，截面尺寸为1.8×2.2m，桩身采用C30混凝土浇筑，距桩顶1m处加一根预应力锚索，倾角为25°。采用理正岩土软件计算抗滑桩和锚索内力。计算结果如下：

根据计算结果，抗滑桩主筋采用36～40根HRB400Φ32钢筋，箍筋采用HRB400Φ16@200，锚索倾角为25°，则各剖面锚索的轴向拉力为1166.801kN、1222.471kN、1297.710kN，考虑一定的安全系数，则桩顶预应力锚索轴向设计拉力取1500kN，锚拉桩允许桩顶产生一定的位移，故锚索锁定力小于设计锚固力，本次锁定力取80%的锚固力，即1200kN。

锚孔直径取150mm，砂浆强度取M30，根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）8.2.1～8.2.3公式可得，钢绞线为12根Φ15.2，锚固段长度为7m，锚索自由端应超过滑面1.5m，则锚索长度为自由端长度+1.5m+锚固段长度，故锚索长度为35～45m。

5 结语

在大型滑坡治理中，往往由于滑坡推力大，滑体厚，设计的抗滑桩尺寸较大，投资较多。对于承受推力大、受荷段长的抗滑桩，在桩的顶段加设预应力锚索，复合而成锚拉桩。桩顶锚索构成支点，使桩形成似简支结构，其计算弯矩变小，桩长和截面得以优化，从而可节省投资，缩短工期。

参考文献：
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[2]四川达川地质灾害现状及影响因素分析[J]. 刘德兵.  四川地质学报. 2014(11)

[3] 预应力锚索在滑坡治理上的应用[J]. 詹少文.  建材发展导向. 2010(12)