摘 要： 抗滑桩在常见的滑坡治理方法, 其作用效果优越, 本文以内昆铁路线两碗滑坡为依托, 详细介绍了该滑坡治理的抗滑桩施工方案和施工注意措施, 选取合理截面分析抗滑桩的理论计算结果, 同时采用FLAC3D数值模拟分析施工抗滑桩前后的滑坡位移情况, 对比分析, 得出了抗滑桩在内昆铁路线两碗滑坡中的有效加固效果。
关键词： 滑坡; 抗滑桩; 滑坡推力; 滑坡位移; 加固效果;
1、 工程概况
1.1、 滑坡概况
依托项目为两碗滑坡治理工程, 该滑坡位于内昆铁路线安边 (水富) 至梅花山段横江左岸, 滑坡体宽162m, 长约220m, 滑体厚5～22m。滑体为砂黏土和块石土, 下伏基岩为泥岩夹砂岩, 滑动面为土岩接触面。该滑坡形态明显, 后缘形成陡壁, 高15m左右, 前沿虽长期遭受河水冲刷, 但隆起的滑坡舌仍隐约可见, 两侧以沟谷分界外形呈圈椅状。
1.2、 治理措施
(1) DK171+579～DK171+730段, 线路右侧102.2～70.1m设置第一排抗滑桩, 桩长10～29m。 (2) DK171+561～DK171+715段, 线路左侧10m设置第二排抗滑桩, 桩长15.5～25.5m。
1.3、 施工注意事项
(1) 抗滑桩的施工应在旱季中进行, 桩孔开挖应隔桩进行, 并及时作好锁口、护壁, 保证施工安全。 (2) 应经常检查桩井内有害气体含量, 当二氧化碳的浓度超过0.3%时, 应增加通风设备。当桩身大于20m时, 开挖桩井易缺氧, 为确保施工安全, 应对机坑送风。 (3) 桩身混凝土必须连续灌注, 以免形成施工缝。 (4) 各桩必须作好施工记录, 若与设计情况不符, 应及时同设计单位联系。
2 、理论计算
选取滑面厚度为7.5m的断面, 滑体为砂黏土和块石土, 下伏基岩为泥岩夹砂岩, 滑动面为土岩接触面。两排抗滑桩均采用3×3的截面形式, 桩间距取6m, 桩长15m, 打入稳定土体长度为7.5m, 采用C30混凝土。物理参数选取当地的经验参数值计算。
通过相应规范计算, 取滑体Ψ=35°, 计算可得滑面处抗滑桩的受力, 桩身应力在滑面处最大, , 此时, , 取安全系数F=1.25, 经验算, 满足稳定条件, 在滑面以下5m处桩身剪力为0, 随着深度的增加, 出现负应力, 滑面以下的桩身应力变化呈增长性下降趋势;桩身剪力最大值为滑面处, 大小约为3188KN, 滑面以下5m位置, 出现最大反向剪力, 大小约为-2350KN, 滑面以下的剪力沿桩身变化呈抛物线变化趋势;滑面以下的桩身弯矩变化形势呈反向抛物线趋势, 在滑面以下2m位置出现最大值, 最大弯矩为1038kN.m。
桩身受力变化如图1-图3所示:
图1 桩身侧应力
图2 桩身剪力
图3 桩身弯矩
3、 数值模拟结果分析
运用FLAC3D有限元软件进行数值模拟分析, 数值模型采用工程概况的情况, 选取7.5m厚的滑坡体, 滑体宽162m, 滑坡长220m, 抗滑桩加固方案采用工程实际的双排桩加固, 相关计算参数采用第2节的内容。分别分析滑坡体在加固前的滑坡稳定状态和抗滑桩加固后的滑坡稳定状态, 从滑坡出现的最大位移为出发点, 分析抗滑桩加固效果。数值模拟计算结果如图4所示:
图4 加固后滑坡位移云图
由计算结果可知, 抗滑桩加固前的滑坡最大位移约为7cm, 表明并没有发生明显的滑坡。但由等值线图显示, 边坡表面及一定深度的土体呈现出整体移动的现象, 可以推测边坡已经处于临界状态, 如果遇上降水或者其他使条件恶化的情况, 非常有可能形成大规模的滑坡。由图4可知, 可以观察到, 抗滑桩限制了滑坡体的整体位移, 避免了大规模滑坡的发生。边坡坡顶局部地区仍有一定位移, 最大位移为3.7cm。
4、 结论
抗滑桩在常见的滑坡治理方法, 其作用效果优越, 本文以内昆铁路线两碗滑坡为依托, 详细介绍了该滑坡治理的抗滑桩施工方案和施工注意措施, 选取合理截面分析抗滑桩的理论计算结果, 同时采用FLAC3D数值模拟分析施工抗滑桩前后的滑坡位移情况, 对比分析, 得出了抗滑桩在内昆铁路线两碗滑坡中的有效加固效果。
参考文献
[1]谢文亭.抗滑桩支护结构设计与数值模拟研究[D].重庆大学, 2012.
