赵厥瑞
(桐城市机电排灌管理所，安徽 桐城 231400)
堤防边坡不稳定时，常用的治理措施有放缓边坡、下部压重、锚杆加固等。涡阳船闸与涡河三桥之间的涡河右岸堤防因地质条件差、边坡较陡等原因，产生了大面积的滑坡，由于空间及地质条件的限制，情况较为特殊，无法采用常规措施进行治理，采用灌注桩抗滑是理想的治理方案。
涡阳右岸堤防修复工程位于涡阳船闸与涡河三桥之间的涡河右岸，此段堤防为三级堤防，因堤顶右侧为城市道路及住宅区，提防无法削坡退建；
提防左侧为航道，不能侵占，也就不能采用抛石固脚措施加固；
又航道常年通航要求，不能设置围堰，航道部分常水位25.34m，50年一遇设计洪水位分别为30.87m；
水下部分回填不能压实，也不能采取锚杆加固措施；
堤防及基础上部分为粉质壤土，基础底部为粉细砂，粘结性小。综合以上原因，滑坡段不能采用常规的整治措施，决定采用抗剪桩防止堤防滑坡的发生。
按施工方法，抗剪桩有打入式钢筋混凝土桩和灌注式钢筋混凝土桩两种。因打入式钢筋混凝土桩在施工时产生振动，会引起新的滑坡，所以本次加固采用旋挖钻孔灌注桩。
由于场地的限制，堤防整治后将恢复到原始断面，堤顶高程31.60m，边坡系数1:2.5，河底高程21.0m。
2.1 灌注桩位置
对于粉质壤土滑动面为圆弧形，上部土体产生滑动趋势，下部土体产生抗滑力，为了保持提防边坡的稳定，灌注桩应设置在中下部(25.0m～26.0m高程处)；
常水位在25.34m，为了不在水下施工，确定抗剪灌注桩设置在26.0m高程线与边坡的交汇处，如图1所示。
图1 设计断面与灌注桩位置图
2.2 灌注桩设计参数
(1) 长度。由于滑动面以上抗滑桩长度为4.0m，对于土基，伸入滑动面以下长度一般为抗滑段长度的1.5～2.0倍，现取8.0m，则桩总长为12.0m。
(2) 直径。受施工机械的限制，旋挖钻孔灌注桩直径在310mm～870mm之间，灌注桩长12m，为中等长度的抗滑桩，直径暂定500mm。
(3) 间距。根据工程经验，灌注桩轴心间距取1.5m。
2.3 灌注桩结构设计与计算
(1)结构设计。灌注桩采用C30钢筋混凝土结构，沿周长配置12根直径18mm的Ⅲ级纵向钢筋，钢筋保护层厚度50mm。设计如图2所示 。
(2)荷载计算。按照不考虑条块间作用力的瑞典圆弧条分法(总应力法)计算作用在灌注桩上的最大弯矩和剪力采用如下公式：
∑M=(∑Wicosβitanφ+∑cili-∑Wisinβi)R
(1)
Q=(∑M/R)cosβ
(2)
其中,Wi为单宽土条的重量;βi为土条中心线半径与竖直线夹角;β灌注桩与滑动面交点半径与竖直线夹角;φ为土体内摩擦角,14.7°;ci为土体的粘结强度,18.5 kPa;li土条的接触地面积。如图3所示。
按每个灌注桩承担土体宽度1.5m计算,水上土体为自然重度,水下为保饱和重度,滑动面半径13.5m,经计算∑M=89.6kN·m,∑Q=6.64kN。
图2 灌注桩配筋图
(3)抗弯强度校核。将圆形灌注桩简化成宽b=400mm,高h=450mm的矩形钢筋混凝土柱进行计算,AS=1018mm2,h0=400mm,fc=14.3N/mm2,抗弯受力筋3根直径18mm的Ⅲ级钢筋,fy=400N/mm2,安全系数K=1.2。
(3)
M=fcbx(h0-x)/K=111.6kNm89.6kN·m
(4)
抗滑灌注桩抗弯满足要求。
(4)抗剪强度校核。箍筋直径10mm间距s=200mm的Ⅰ钢筋混凝土抗拉强度设计值ft=1.43N/mm2。
(5)
灌注桩的施工流程为：场地清理→测量定位→桩机就位→钻孔取土成孔→清除孔底沉渣→成孔检查验收→吊放箍筋笼→灌注孔内混凝土。
为保证灌注桩的质量，施工时应注意以下几点：①埋设钢护筒定位并防止顶部粉质壤土塌孔；
②保持钻杆垂直，防止钻杆晃动增多孔底虚土；
③因为地层底部存在粉细砂层，泥浆密度控制在1.2 g/cm3；
④灌注混凝土时防止混凝土管出口抽出，形成断桩。
在堤防滑坡治理时，灌注桩的应用避免了空间和施工条件限制的难题，发挥了抗滑的作用。本工程已经实施，在洪水期过后，对治理段进行了检查和观测，坡面及堤顶未发现滑坡裂缝，也没有明显的位移，说明本次滑坡体治理安全可靠。
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