抗滑桩的安全性评估研究.docx

抗滑桩的安全性评估研究史修银（长沙理工大学交通运输工程学院，湖南长沙410004）摘要:抗滑桩是工程建设中防治滑坡的一种重要措施。本文通过对抗滑桩的安全性评估指标以及评估中的指标权重进行探讨，并且结合工程实例进行分析，得出了一定的安全性评估建议。关键词: 抗滑桩;安全性评估; 评估指标; 指标权重; 安全等级中图分类号: U213.1+52.1文献标识码: A引言抗滑桩是防治滑坡的一种工程建筑物，它是借助桩与周围岩土共同作用，把滑坡推力传递到稳定地层的一种抗滑结构。作为滑坡治理中主要的技术措施之一，已在边坡施工中得到广泛的应用。但是，抗滑桩的设计仍然存在很多问题，结果仍然存在很多的不确定性。抗滑桩的安全与否对经济建设以及人民生命财产安全有重要影响，因此，对于抗滑桩的安全性进行评估已成为工程建设中重要的研究问题之一。1抗滑桩安全性评估指标（1）桩结构的尺寸抗滑桩的尺寸对滑坡稳定性影响较大，抗滑桩的尺寸设计必须符合规范的要求，当抗滑桩的尺寸不合理时，可能导致抗滑桩倾覆，滑坡体下滑。（2）抗滑桩的结构强度 抗滑桩的结构强度对抗滑力的大小和桩的刚度有很大影响。当抗滑桩结构强度不符合要求时，就会影响滑坡体的整体稳定性。（3）锚固长度抗滑桩的锚固长度对抗滑桩能提供的抗滑力有直接影响。锚固长度不够会造成抗滑桩被拔出或倾覆。（4）抗滑桩间距的布置桩间距的布置对滑坡体的稳定性有重要影响，桩间距过大会导致滑坡土体重桩间挤出，破坏桩体和滑坡体的稳定性。（5）桩周排水设施桩周排水设施影响边坡的稳定性。没有按规范要求设置排水设施，岩土体因饱和而降低其强度和滑带土的粘结力，导致边坡下滑力增大。（6）降雨降雨对土压力和地基承载力有较大影响，如果边坡为岩体，土压力变化较小，如果开挖边坡为松散土质时，土压力变化较大，粘结力下降。（7）动应力、离心力和摇摆力及车辆荷载动应力、离心力和摇摆力及车辆荷载主要是作用在路基上的，对边坡抗滑桩的影响很小。（8）地震地震对边坡整体稳定性有较大影响。地震烈度越大，边坡整体稳定性容易遭受到破坏，同时，地震也会造成桩结构的破坏，使抗滑力下降。2评估指标权重的确定（1）类指标层权重的确定已建抗滑桩安全性主要受设计和施工因素和环境因素作用影响。当抗滑桩受到设计、施工和环境因素中一种因素的破坏作用时都有发生破坏的可能性。根据安全度指标对于抗滑桩破坏作用影响程度的大小，从而判断其在抗滑桩安全性评估中权重的大小。依据此思路，通过专家判定法来确定评价指标的权重数，再根据权重数来确定抗滑桩安全性评估指标。类指标层指标的权重数与权重系数如下表1所示：类指标内因作用外因作用权重数11权重系数0.50.5表1 权重数与权重系数（2）基础指标权重的确定根据基础指标的影响程度来确定评价指标的权重数和权重系数，如表2、表3所示： 基础指标抗滑桩强度桩体变形和位移坡面排水设施桩身尺寸权重数3221权重系数0.3750.250.250.125表2 设计和施工因素基础指标桩周土体车辆荷载降雨地震权重数3321权重系数0.3330.3330.2220.112表3环境因素（3）抗滑桩安全性评估指标权重值如表4所示目标类指标类指标权重分配基础指标基础指标权重分配各参评指标权重已建抗滑桩安全性评估设计和施工因素0.5抗滑桩强度0.3750.1875桩体变形和位移0.250.125坡面排水设施0.250.125桩身尺寸0.1250.0625环境因素0.5桩周土体0.3330.1665坡面荷载0.3330.1665降雨0.2220.111地震0.1120.056表4 安全性评估指标权重值3 安全等级的确定通过抗滑桩安全性模糊综合评价模型,得出抗滑桩安全性评估值,再根据抗滑桩的实际情况,将抗滑桩的安全性分为以下五个等级:很安全、安全、较安全、不安全和很不安全,各等级对应的安全性综合评估值及含义见表5，上述五个等级的确定主要依据危险性评价的五级分级标准而确定的。安全等级评估值含义很安全0.81.0实际工况和各种功能达到了现行“标准”和设计的要求. 不需要维修养护即可保证其安全运行，不存在安全隐患。安全0.60.8实际工况和各种功能达到了现行“标准”和设计的要求. 只需正常的维修养护即可保证其安全运行，暂无问题。较安全0.40.6实际工况和各种功能基本达到了现行“标准”和设计的要求. 需要常规的维护和检查可保证其安全.存在一定不安全因素。不安全0.20.4功能和实际工况不能满足现行的“标准”和设计的要求,在正常使用期间将出现较多险情,需要在安全性检查基础上,通过局部加固或维修来解决.很不安全00.2按现行“标准”和设计要求,存在危及安全的严重缺陷,在正常使用期间将可能出现较多的重大危险,必须采取除险加固措施.表5抗滑桩安全等级及其含义4焦柳线罗依溪滑坡评估（1）工程概况罗依溪滑坡位于湖南省古丈县半溪河东岸枝柳铁路罗依溪贮木场专用线左侧之缓山坡上。滑坡横向宽270m（K1038+730K1039+000）,轴向长250350m，相对高差约90m，滑坡体积约100120。1976年贮木场场地施工中，引起山体滑动。1980年雨季连降暴雨，滑坡加速发展已直接危及正在施工中的枝柳线罗依溪大桥和贮木场专用线一号桥的安全。枝柳线施工中对其进行了整治，稳定了滑坡。时隔20余年，1999年6月暴雨后，滑坡又出现滑动变形迹象，枝柳铁路石怀复线工程勘察设计中对其进行了进一步勘察和稳定性评价。这次勘察发现，滑坡范围、规模显著扩大，主滑区西移，滑坡体积约15250。（2）抗滑桩安全性评估的指标分述. 抗滑桩的防腐满足规范和设计要求，安全系数较大，定量赋值取1.0。. 桩材料桩强度能得到保证，满足规范和设计要求，安全系数较大，定量赋值取0.9。. 设计参数的选择设计计算所采用的值略小于试验所测数据， 满足规范和设计要求，定量赋值取0.8。. 岩土裂缝少许微裂缝，岩土基本完整，定量赋值取0.8。. 岩体的强度岩土体能满足规范和设计要求，与桩有较好摩擦，但排水较通畅，定量赋值取0.8。. 排水设施设置有排水缝，排水设施一般，设置封水层、反虑层、隔水层，排水较通畅，定量赋值取0.8。. 桩的预应力施工保护好桩张拉时，张拉后的预应力损失很小。满足设计规范定量赋值取0.9. 动应力抗滑桩受动荷载影响较小，取定量赋值0.9。. 车辆荷载以防车辆超载，所以取值0.6。. 地震地震对抗滑桩安全性有较大影响。地震烈度越大，抗滑桩越容易遭受到破坏。该处地震基本烈度为57度，定量赋值取0.6. 降雨该地区24h最大降雨量较大，定量赋值取0.4。. 落石冲击及岩崩该工程所处有高边坡，且岩层有发育趋势，定量赋值取0.6由上可知，安全系数的计算公式为：P=0.061.0+0.10.9+0.040.8+0.040.8+0.120.8+0.120.8+0.040.8+0.081.0+0.10.6+0.10.9+0.040.6+0.060.6+0.060.6+0.041.0=0.455由上计算出的安全系数，结合表5，得出抗滑桩的为较安全等级。5 结语根据上述计算安全系数可知，抗滑桩为较安全等级。为防止滑坡再次大规模滑动，建议相关部门翻挖夯实新出现的裂缝，对破坏的截水沟进行修整，退耕还林，减少降雨下渗于滑坡体内。由于该滑坡为巨型厚层滑坡，为确保滑坡整治的彻底性，可以设立地表观测网，埋设深层测斜仪、侧向土压力盒等监测措施，监测滑坡的发展，得出其变形规律，对滑坡进行有效彻底整治。抗滑桩的安全性评估的相关因素较多，要全面、客观、准确地测定也很困难。如检验抗滑桩稳定系数和强度时，对墙背岩土物理参数的选择就不能套用设计资料，应根据抗滑桩的的现状，采用反算法求出岩土的物理参数后进行检算。再如钢拉杆最外层护理情况中的严实，局部锈蚀，严重锈蚀等的判断没有一个确定的标准，个人主观的判断将会有很大的差异。所以，对抗滑桩进行安全性评估时，应综合考虑实际情况，全面、客观、细致地分析相关数据，才能准确