高永涛等：土质边坡抗滑桩机理分析 。119。 Vol.25 No.2 抗滑桩受到的剪应力可以由下式表示： spring)的内聚力，a:表示抗滑桩的法向应力，可以 F,=Lk,(up-um) (10) 由式(I2)求出，p表示系统的内摩擦角，P表示抗 式中，L表示抗滑桩单元的长度，k表示抗滑桩的 滑桩的周长， 剪切刚度，4，表示抗滑桩的轴向位移，4表示周围 g=-色mtot2 ,nnto4p (12) 22 土体沿抗滑桩的轴向位移 式中，，表示单位矢量，P,表示土体中的孔隙压 抗滑桩单位长度的最大剪切应力可以由下 力 式表示： 根据上述假设，利用FLAC”可以比较容易地 F.mr=L(ce+po.tanp） (11) 建立抗滑桩和加固体的计算模型. 式中，c表示抗滑桩偶合弹性系统(coupling 图2抗滑桩单元节点及剪切力和轴向位移关系的表示方法 Fig.2 Nomenclature and shear force vs displacement for a pile element 3事例分析 外移达25mm之多，从而对车辆的安全运行构成 了比较严重的威胁，为了施工方便，在边坡加固 3.1施工方案 中采用了一种比较新颗的“微型抗滑桩”加固技 位于山东省泰安市境内的104国道高峪铺公 术.并利用抗滑桩的钻孔对边坡的坡体进行了 铁立交桥是鲁中地区的交通咽喉，每昼夜的通行 多次高压注浆，从而大大提高了边坡的自稳能 车辆达7000余辆.立交桥一侧桥台的挡土墙构 力. 筑在平均坡度为20-25°的土质边坡上（如图3)， 根据现场的实际情况，抗滑桩自上而下设计 在外部载荷和地表水的长期作用下，边坡出现明 为36排，前后排之间呈“梅花桩”形布置.抗滑 显的滑移，其中有两条较大的滑移带平均宽度达 桩钻孔的直径≥110mm,每个抗滑桩由3根直径 40mm,平均长度达22m,致使大桥两侧的挡土墙 为32mm的螺纹钢通过固定环固定而成，桩体的 直径为76mm,平均高度为8.5m.设计要求每个 路面 抗滑桩下端进入基岩的深度不小于2m. 3.2计算模型 根据勘察报告，边坡的土质比较均匀，主 要由含砂砾的亚粘土组成.亚粘土呈粉粒和粘 粒，砂砾含量较高，局部达到15%，平均为5%.砾 微型抗滑桩 石的主要成分为花岗岩、泥岩和灰岩碎块.基岩 /挡士墙基础 为页岩，呈层状构造中等风化，利用螺旋钻钻进 基岩 20-25° 非常困难，合金钻头钻进也比较困难.其中各种 材料的力学计算参数选取如表1. 图3边坡加固方式 模型中每一个网格边长的实际尺寸为0.5m, Fig.3 Reinforcement of the unstable wall soil slope system 每一抗滑桩划分为20个计算单元（见图4），抗滑V 6 1 . 2 5 N 0 . 2 高永 涛等 : 土质 边 坡抗 滑桩 机 理分 析 一 11 9 - 抗 滑 桩 受 到 的剪应 力 可 以 由下 式 表示 l0] : 只 = Lks ( u p一 u m ) ( 10 ) 式 中 , L 表 示抗 滑桩 单 元 的 长度 , 反表 示抗 滑 桩 的 剪切 刚度 , 价表 示抗 滑桩 的轴 向位 移 , u 。 表 示周 围 土 体 沿抗 滑 桩 的轴 向位 移 . 抗 滑 桩 单 位 长 度 的 最 大 剪 切 应 力 可 以 由下 式 表 示 : 只 , , ax 二 L( e : +cP 。 段叨切) (川 式 中 , 仇 。 表 示 抗 滑 桩 偶 合 弹 性 系 统 ( co uP li n g sP ir gn ) 的 内聚 力 , 试表示 抗 滑桩 的法 向应 力 , 可 以 由式 ( 12 ) 求 出 , 切表 示 系 统 的 内摩 擦 角 , p 表 示 抗 滑 桩 的 周长 . (仄斌十氏刀弓+ 2 口” ” I n , + 氏 , 。 、 a 。 一t— ` 一丁一一一一仃 S J 、 “ , 式 中 , 茂表 示 单 位 矢 量 , 只 表 示 土 体 中的孔 隙 压 力 . 根 据 上述 假 设 , 利 用 F L A C Z” 可 以 比较容 易地 建立 抗 滑 桩和 加 固 体 的 计算 模 型 . 只 L/ 份p 一况伯 图 2 抗 滑桩 单 元节点 及 剪切 力和 轴 向位 移关 系 的表 示方 法 Fig . 2 N o m e n e l a tu er a n d s h e a r fo cer v s d is P l a e e m e n t fo r a p i cl e le m e n t 3 事 例 分 析 .3 1 施 工 方案 位 于 山 东 省泰 安市 境 内的 10 4 国道 高峪 铺 公 铁 立 交桥 是鲁 中地 区的交 通 咽 喉 , 每 昼 夜 的通行 车辆 达 7 0 0 余 辆 . 立 交 桥 一侧 桥 台 的挡 土 墙 构 筑 在 平 均坡 度 为 20 一2 50 的土质 边 坡 上 ( 如 图 3) , 在外 部载 荷和 地表 水 的长 期作 用 下 , 边坡 出现 明 显 的滑移 , 其 中有两 条较 大 的滑 移 带平 均 宽度 达 4 0 ~ , 平 均长 度 达 2 m , 致使 大 桥 两侧 的挡 土墙 冷 土 墙基菇 图 3 边 坡 加 固方式 F i g · 3 R e i n fo r e e m e n t o f t h e u n s t a b l e w a l l s o il s l o P e s y s t e m 外移 达 25 m m 之 多 , 从 而 对 车辆 的 安全 运 行 构成 了比较 严 重 的威 胁 . 为 了施 工 方 便 , 在边 坡 加 固 中采 用 了一 种 比较新 颖 的 “ 微 型 抗 滑 桩 ” 加 固技 术`,” . 并利 用 抗滑 桩 的钻 孔对 边 坡 的坡 体 进 行 了 多 次 高 压注 浆 , 从而 大 大 提 高 了边 坡 的 自稳 能 力 . 根据 现 场 的 实 际情 况 , 抗 滑桩 自上 而下 设 计 为 3一6 排 , 前 后排 之 间 呈 “ 梅 花 桩 ” 形 布 置 . 抗 滑 桩 钻 孔 的直 径 ) 1 10 m m , 每个 抗 滑 桩 由 3 根 直 径 为 3 2 m m 的 螺纹 钢 通 过 固定 环 固 定而 成 , 桩 体 的 直 径 为 76 ~ , 平 均 高度 为 .8 5 m . 设 计 要求 每 个 抗 滑 桩 下端 进 入 基岩 的深度 不 小于 Z m . 3 .2 计 算模型 根 据 勘察 报 告 `121 , 边坡 的 土质 比较均 匀 , 主 要 由含 砂 砾 的 亚 粘土 组 成 . 亚粘 土 呈 粉 粒 和 粘 粒 , 砂 砾含 量 较高 , 局 部达 到 巧% , 平均 为 5% . 砾 石 的主 要成 分 为 花 岗岩 、 泥 岩 和 灰岩 碎 块 , 基 岩 为页 岩 , 呈层 状 构 造 中等 风 化 , 利用 螺 旋 钻钻 进 非常 困难 , 合 金 钻 头 钻进 也 比 较 困 难 . 其 中各种 材 料 的力 学计 算 参 数选 取 如 表 1 . 模 型中每 一 个 网格 边长 的 实际 尺 寸为 .0 5 m , 每 一抗 滑 桩 划分 为 20 个 计 算单 元 ( 见 图 4 ) , 抗滑