第三章 抗滑桩设计

第一节 概述

抗滑桩又称阻滑桩，是一种大截面侧向受荷桩。其基本原理是在滑坡体中的适当位置设置一系列桩，桩身穿过滑面进入下部稳定滑床中，利用锚固段向滑坡体提供一个抗力，以阻止坡体的滑动。国外在20世纪30年代就开始应用，我国1954年首次用于整治宝成线史家坝滑坡工程获得成功。近几十年来已在铁路、公路、水电和煤矿等领域广泛采用。欧美国家和苏联多用钻孔钢筋混凝土灌注桩，直径1.0~1.5m，深20~30m。日本则多用钻孔钢管桩，钻孔直径400~500mm，深20~30m，孔中放入直径318.5~457.2mm，壁厚10~40mm的钢管，钢管内外灌入混凝土或水泥砂浆，为增加桩的抗剪断能力，有时在钢管中再放入H形钢。桩间距1.5~4.0m，且以2.0~2.5m者居多。为了增加桩的抗弯能力和桩壁受力，国外常将两排或三排桩顶用承台连接，形成刚架受力，也有少数用打入桩的。20世纪70年代后期，在日本开始应用直径1.5~3.5m的挖孔抗滑桩。我国为了解决抗滑挡土墙基础的困难，曾在贵昆线二梯岩滑坡治理中采用沉井式挡土墙。同时在成昆线建设中，成功地应用大截面挖孔钢筋混凝土抗滑桩，由于它抗滑能力大，破坏滑坡体稳定性小，施工方便，很快在滑坡治理中被广泛应用，在治理大、中型滑坡中几乎取代了抗滑挡土墙。已使用的抗滑桩截面有1.2m×2.0m、1.8m×2.4m、2.0m×2.0m、2.0m×3.0m、3.0m×4.0m、3.0m×5.0m、3.5m×7.0m，长度一般在15~35m，大者达50m以上。70年代中后期，在深入研究抗滑桩受力状态和设计理论的同时，又研究开发了排架桩、刚架桩、椅式桩等新的结构形式，改变了抗滑桩的受力状态，节省圬工和钢材。抗滑桩通过桩与桩周岩（土）体的相互嵌制作用把滑坡推力传递到稳定地层中，从而利用稳定地层的锚固作用和被动抗力，提高滑坡体的稳定性。

抗滑桩计算的主要内容是确定抗滑桩由于滑坡体移动所承受的桩内力及弯矩值，并确定由于抗滑桩作用使边坡稳定程度的增加值。一般将地基视为弹性介质，应用弹性地基学的原理进行计算，目前常用的抗滑桩设计方法有单纯抗剪计算、静力平衡法、弹性地基梁法及布鲁姆法等。弹性地基梁法是国内抗滑桩设计的最常用方法，目前对抗滑桩的设计通常采用该方法，按桩与周围介质的刚度，分别采用弹性桩与刚性桩推导出计算公式。其基本假定是抗滑桩桩身任一点处的抗力与该点的位移成正比。具体解法有解析法、有限差分法和有限元法三种，本教材主要介绍弹性地基梁法的应用。