小口徑鋼管組合抗滑樁：工作機(jī)理剖析與精準(zhǔn)設(shè)計(jì)計(jì)算方法探究一、引言1.1研究背景與意義在各類工程建設(shè)中，邊坡穩(wěn)定性是至關(guān)重要的問題。邊坡失穩(wěn)可能引發(fā)滑坡、坍塌等地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)工程安全和人民生命財(cái)產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年因邊坡失穩(wěn)導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)十億元。例如在山區(qū)道路建設(shè)中，邊坡失穩(wěn)可能導(dǎo)致道路中斷，阻礙交通，不僅修復(fù)成本高昂，還會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和居民生活造成極大不便；在建筑工程中，邊坡失穩(wěn)可能損壞建筑物基礎(chǔ)，導(dǎo)致建筑物傾斜甚至倒塌，造成人員傷亡和巨大的財(cái)產(chǎn)損失。因此，邊坡治理成為巖土工程領(lǐng)域的關(guān)鍵研究課題?？够瑯蹲鳛橐环N常用且有效的邊坡治理措施，在工程實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用。它通過自身的抗彎、抗剪能力，將滑坡推力傳遞到穩(wěn)定地層中，從而有效阻止邊坡滑動(dòng)，保障工程安全穩(wěn)定。傳統(tǒng)抗滑樁如鋼筋混凝土樁，雖在一定程度上能滿足工程需求，但存在諸多不足。在地形狹窄、施工條件惡劣的區(qū)域，大型施工設(shè)備難以進(jìn)場(chǎng)，傳統(tǒng)抗滑樁的施工受到極大限制。并且其施工過程復(fù)雜，需要大量的人力、物力和時(shí)間，成本較高。此外，傳統(tǒng)抗滑樁施工對(duì)環(huán)境擾動(dòng)較大，可能破壞周邊的生態(tài)環(huán)境。小口徑鋼管組合抗滑樁作為一種新型抗滑結(jié)構(gòu)，近年來逐漸受到關(guān)注。它一般是指直徑較?。ㄍǔＰ∮?00mm），采用鋼管作為樁體材料，通過鉆孔、插入鋼管、注漿等工藝施工的抗滑樁。與傳統(tǒng)抗滑樁相比，小口徑鋼管組合抗滑樁具有諸多顯著優(yōu)勢(shì)。在施工方面，其所需施工空間小，施工設(shè)備輕便靈活，能夠在狹窄場(chǎng)地和復(fù)雜地形條件下作業(yè)，如在城市老舊小區(qū)改造、山區(qū)狹窄道路邊坡治理等工程中，小口徑鋼管組合抗滑樁的施工優(yōu)勢(shì)尤為明顯；施工速度快，能夠縮短工程工期，減少工程對(duì)周邊環(huán)境的影響時(shí)間，對(duì)于一些應(yīng)急搶險(xiǎn)工程具有重要意義。在經(jīng)濟(jì)成本方面，其材料用量少，成本相對(duì)較低，能夠有效降低工程投資成本，提高工程的經(jīng)濟(jì)效益。在性能方面，小口徑鋼管組合抗滑樁與土體形成復(fù)合結(jié)構(gòu)，能夠充分發(fā)揮土體自身的承載能力，提高邊坡的整體穩(wěn)定性。然而，由于小口徑鋼管組合抗滑樁在工程應(yīng)用中還存在一些問題，其抗滑機(jī)理尚未完全明確。目前，對(duì)于小口徑鋼管組合抗滑樁與周圍巖土體的相互作用機(jī)制、樁土復(fù)合結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能等方面的研究還不夠深入，導(dǎo)致在工程設(shè)計(jì)和施工中缺乏足夠的理論依據(jù)。在確定小口徑鋼管組合抗滑樁的樁長(zhǎng)、樁徑、間距等關(guān)鍵參數(shù)時(shí)，往往主要依靠工程經(jīng)驗(yàn)或簡(jiǎn)單的類比方法，缺乏科學(xué)的計(jì)算理論和方法支持，這可能導(dǎo)致抗滑樁的設(shè)計(jì)不合理，無法充分發(fā)揮其抗滑作用，或者造成材料浪費(fèi)和成本增加。因此，深入研究小口徑鋼管組合抗滑樁的工作機(jī)理和設(shè)計(jì)計(jì)算方法，對(duì)于完善其設(shè)計(jì)理論和方法，提高邊坡治理工程的質(zhì)量和安全性，具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。通過對(duì)其工作機(jī)理的研究，可以揭示小口徑鋼管組合抗滑樁在邊坡治理中的工作原理和力學(xué)行為，為建立科學(xué)合理的設(shè)計(jì)計(jì)算方法提供理論基礎(chǔ)，從而更加準(zhǔn)確地確定抗滑樁的各項(xiàng)參數(shù)，優(yōu)化抗滑樁的設(shè)計(jì)，提高工程的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，有效減少邊坡失穩(wěn)災(zāi)害的發(fā)生，保障工程建設(shè)的順利進(jìn)行和人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀小口徑鋼管組合抗滑樁作為一種新型抗滑結(jié)構(gòu)，近年來在國(guó)內(nèi)外受到了廣泛的關(guān)注和研究。其研究?jī)?nèi)容主要涵蓋抗滑機(jī)理、力學(xué)分析以及工程應(yīng)用等多個(gè)方面。在抗滑機(jī)理研究方面，國(guó)外學(xué)者Andrew通過大規(guī)模的模型試驗(yàn)，對(duì)邊坡處理中微型樁的荷載作用機(jī)理展開研究，發(fā)現(xiàn)將微型樁和地表的連系梁相結(jié)合，能夠顯著提高邊坡的穩(wěn)定性。國(guó)內(nèi)的研究也取得了一定成果，有學(xué)者通過理論分析指出，微型鋼管抗滑樁的抗滑作用主要源于樁體與周圍巖土體之間的摩擦力、咬合力以及樁身的抗彎、抗剪能力。在樁土相互作用方面，樁體將滑坡推力傳遞給周圍巖土體，同時(shí)巖土體對(duì)樁體提供反力，共同抵抗滑坡的滑動(dòng)。也有研究表明，注漿加固能夠改善樁周土體的力學(xué)性質(zhì)，增強(qiáng)樁土之間的粘結(jié)力，從而提高微型鋼管抗滑樁的抗滑效果。西南交通大學(xué)的相關(guān)研究指出，鋼管排樁支擋結(jié)構(gòu)抗滑機(jī)理主要表現(xiàn)為在鋼管排樁空間框架約束下，樁間土體具有強(qiáng)化效應(yīng)，框架內(nèi)土體承載能力得到提高；排架土體與鋼管樁協(xié)調(diào)變形，通過樁土相互作用傳遞荷載、形成樁土復(fù)合承載結(jié)構(gòu)，大幅提高鋼管排樁承載能力；樁間土體具有明顯的土拱效應(yīng)，土拱作用具有維持樁間土穩(wěn)定、傳遞樁間荷載的作用，并通過約束排架土體，強(qiáng)化了支擋結(jié)構(gòu)承載能力；壓力注漿增大鋼管樁剛度、改善土體性質(zhì)，增強(qiáng)了樁土復(fù)合結(jié)構(gòu)承載能力。在力學(xué)分析方面，閆金凱等學(xué)者采用模型試驗(yàn)研究了微型樁單樁加固滑坡體的承載機(jī)理、受力情況及破壞模式，結(jié)果表明，微型樁所受的滑坡推力呈上小下大的三角形分布，樁前抗力呈上大下小的三角形分布，且隨加載量的增加合力作用點(diǎn)逐漸向滑面靠近，微型樁于滑動(dòng)面附近發(fā)生破壞，其破壞模式可判斷為彎剪破壞。馬周全基于鋼管微型樁加固邊坡的破壞實(shí)例，采用有限元方法進(jìn)行反分析，研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于采用了樁頂連系梁的鋼管微型樁組合結(jié)構(gòu)而言，樁后滑坡推力呈上部大、中間小、下部大的“U”型分布形式，樁前土體抗力呈上部大下部小的倒三角形分布。部分學(xué)者運(yùn)用數(shù)值模擬軟件，如ANSYS、PLAXIS等，對(duì)微型鋼管抗滑樁在不同工況下的受力特性進(jìn)行模擬分析，通過建立合理的數(shù)值模型，能夠較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)樁體的內(nèi)力、變形以及樁土之間的相互作用。在工程應(yīng)用方面，小口徑鋼管組合抗滑樁憑借其施工簡(jiǎn)便、快速、布置靈活等優(yōu)勢(shì)，在山區(qū)邊坡（滑坡）加固、道路邊坡治理等工程中得到了廣泛應(yīng)用。美國(guó)科羅拉多州運(yùn)輸部在阿斯附近的臨時(shí)支護(hù)工程中成功應(yīng)用微型樁支護(hù)系統(tǒng)；加拿大安大略省南部的一個(gè)鐵路路堤的穩(wěn)定修復(fù)工程，采用非網(wǎng)狀的微型樁結(jié)合表面蓋梁的方案對(duì)鐵路南面路坡加固。在國(guó)內(nèi)，在一些山區(qū)高速公路的邊坡治理工程中，小口徑鋼管組合抗滑樁有效地解決了地形復(fù)雜、施工場(chǎng)地狹窄的難題，保障了道路的安全穩(wěn)定。盡管國(guó)內(nèi)外在小口徑鋼管組合抗滑樁的研究上取得了一定成果，但仍存在一些不足。在抗滑機(jī)理方面，雖然對(duì)樁土相互作用有了一定認(rèn)識(shí)，但對(duì)于復(fù)雜地質(zhì)條件下，如強(qiáng)風(fēng)化巖、深厚軟土等，樁土相互作用的細(xì)節(jié)和長(zhǎng)期穩(wěn)定性的研究還不夠深入。在力學(xué)分析中，現(xiàn)有的理論計(jì)算方法大多基于簡(jiǎn)化假設(shè)，對(duì)于多排樁、變截面樁等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析精度有待提高，且缺乏考慮施工過程對(duì)樁體受力和變形影響的研究。在設(shè)計(jì)計(jì)算方法上，尚未形成統(tǒng)一、完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，工程設(shè)計(jì)仍較多依賴經(jīng)驗(yàn)，缺乏充分的理論依據(jù)。在工程應(yīng)用方面，對(duì)小口徑鋼管組合抗滑樁的長(zhǎng)期性能監(jiān)測(cè)和評(píng)估研究較少，難以準(zhǔn)確掌握其在長(zhǎng)期使用過程中的性能變化規(guī)律。1.3研究?jī)?nèi)容與方法1.3.1研究?jī)?nèi)容小口徑鋼管組合抗滑樁工作機(jī)理研究：深入分析小口徑鋼管組合抗滑樁與周圍巖土體的相互作用機(jī)制，包括樁土之間的摩擦力、咬合力以及樁身的抗彎、抗剪能力等，探討樁土復(fù)合結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，明確小口徑鋼管組合抗滑樁在不同地質(zhì)條件下的抗滑作用原理。小口徑鋼管組合抗滑樁設(shè)計(jì)計(jì)算方法研究：基于工作機(jī)理研究成果，建立科學(xué)合理的小口徑鋼管組合抗滑樁設(shè)計(jì)計(jì)算理論和方法，確定抗滑樁的樁長(zhǎng)、樁徑、間距、排數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)的計(jì)算方法，考慮樁土相互作用、滑坡推力分布、土體力學(xué)參數(shù)等因素對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算的影響，提出設(shè)計(jì)計(jì)算流程和相關(guān)計(jì)算公式。工程案例分析與驗(yàn)證：選取實(shí)際的邊坡治理工程案例，應(yīng)用所建立的設(shè)計(jì)計(jì)算方法進(jìn)行小口徑鋼管組合抗滑樁的設(shè)計(jì)，并與工程實(shí)際采用的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比分析。通過對(duì)工程案例的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，獲取抗滑樁的受力、變形等數(shù)據(jù)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)計(jì)算方法的準(zhǔn)確性和可靠性，分析實(shí)際工程中存在的問題，提出改進(jìn)建議。1.3.2研究方法理論分析：運(yùn)用土力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)等相關(guān)理論，對(duì)小口徑鋼管組合抗滑樁的工作機(jī)理進(jìn)行深入分析，推導(dǎo)樁土相互作用的力學(xué)模型和計(jì)算公式，為設(shè)計(jì)計(jì)算方法的建立提供理論基礎(chǔ)。數(shù)值模擬：利用有限元軟件ANSYS、PLAXIS等，建立小口徑鋼管組合抗滑樁與巖土體相互作用的數(shù)值模型，模擬不同工況下抗滑樁的受力、變形情況，分析樁土之間的應(yīng)力傳遞規(guī)律和變形協(xié)調(diào)關(guān)系，研究各種因素對(duì)小口徑鋼管組合抗滑樁性能的影響。模型試驗(yàn)：設(shè)計(jì)并進(jìn)行小口徑鋼管組合抗滑樁的室內(nèi)模型試驗(yàn)，模擬實(shí)際工程中的邊坡條件和荷載情況，通過對(duì)模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和分析，研究抗滑樁的工作特性、破壞模式以及樁土相互作用規(guī)律，驗(yàn)證理論分析和數(shù)值模擬結(jié)果的正確性。工程案例分析：收集整理實(shí)際的邊坡治理工程案例，對(duì)采用小口徑鋼管組合抗滑樁的工程進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研和分析，對(duì)比不同工程案例的設(shè)計(jì)參數(shù)、施工工藝和實(shí)際效果，總結(jié)工程應(yīng)用中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，為設(shè)計(jì)計(jì)算方法的完善和工程實(shí)踐提供參考。二、小口徑鋼管組合抗滑樁概述2.1基本概念與構(gòu)成小口徑鋼管組合抗滑樁是一種新型的抗滑結(jié)構(gòu)，主要用于邊坡治理和滑坡防治工程。它一般是指采用直徑相對(duì)較小（通常小于300mm）的鋼管作為樁體主體材料，通過鉆孔、插入鋼管、注漿等一系列施工工藝形成的抗滑樁。與傳統(tǒng)的大口徑抗滑樁相比，小口徑鋼管組合抗滑樁在材料選擇、施工工藝和結(jié)構(gòu)性能等方面都具有獨(dú)特的特點(diǎn)。小口徑鋼管組合抗滑樁主要由鋼管、注漿材料和連接構(gòu)件等部分構(gòu)成。鋼管作為樁體的核心部分，通常采用無縫鋼管或焊接鋼管。無縫鋼管具有強(qiáng)度高、密封性好等優(yōu)點(diǎn)，能夠承受較大的壓力和拉力，在對(duì)樁體強(qiáng)度要求較高的工程中應(yīng)用廣泛。焊接鋼管則具有成本較低、加工方便的特點(diǎn)，在一些對(duì)抗滑樁承載能力要求相對(duì)較低的工程中較為常用。根據(jù)工程的實(shí)際需求和地質(zhì)條件，鋼管的直徑一般在100-300mm之間，壁厚在4-12mm之間。例如，在土質(zhì)較軟、滑坡推力較小的邊坡治理工程中，可選用直徑為108mm、壁厚為6mm的鋼管；而在地質(zhì)條件較為復(fù)雜、滑坡推力較大的工程中，則可能需要選用直徑為273mm、壁厚為10mm的鋼管。注漿材料是小口徑鋼管組合抗滑樁的重要組成部分，其作用是填充鋼管與鉆孔之間的空隙，并與鋼管和周圍巖土體形成一個(gè)整體，增強(qiáng)樁體的承載能力和抗滑性能。常用的注漿材料有水泥漿、水泥砂漿和化學(xué)漿液等。水泥漿具有成本低、結(jié)石體強(qiáng)度高、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，是最常用的注漿材料之一。在水泥漿中加入適量的砂，可制成水泥砂漿，其和易性和抗?jié)B性較好，能夠提高樁體與周圍巖土體的粘結(jié)力。化學(xué)漿液如環(huán)氧樹脂漿液、聚氨酯漿液等，具有凝結(jié)速度快、粘結(jié)強(qiáng)度高、可灌性好等特點(diǎn)，適用于一些特殊地質(zhì)條件下的注漿工程，但成本相對(duì)較高。在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、工程要求和經(jīng)濟(jì)成本等因素綜合選擇注漿材料。例如，對(duì)于一般的土體邊坡，可采用水泥漿或水泥砂漿進(jìn)行注漿；而對(duì)于巖石裂隙較大的邊坡，為了提高注漿效果，可選用化學(xué)漿液進(jìn)行注漿。連接構(gòu)件用于連接鋼管與鋼管、鋼管與其他結(jié)構(gòu)部件，確保小口徑鋼管組合抗滑樁形成一個(gè)穩(wěn)定的整體結(jié)構(gòu)。常見的連接構(gòu)件有焊接接頭、法蘭盤、螺栓連接等。焊接接頭是將兩根鋼管通過焊接的方式連接在一起，具有連接強(qiáng)度高、密封性好的優(yōu)點(diǎn)，但施工難度較大，對(duì)焊接工藝要求較高。法蘭盤連接是在兩根鋼管的端部分別焊接法蘭盤，然后通過螺栓將兩個(gè)法蘭盤連接起來，這種連接方式安裝和拆卸方便，適用于需要經(jīng)常拆卸和更換的部位。螺栓連接則是直接在鋼管上鉆孔，通過螺栓將兩根鋼管連接在一起，其優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單、成本低，但連接強(qiáng)度相對(duì)較低。在工程實(shí)踐中，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的連接構(gòu)件。例如，在永久性的抗滑樁工程中，可采用焊接接頭或法蘭盤連接，以確保連接的可靠性；而在一些臨時(shí)性的支護(hù)工程中，可采用螺栓連接，以方便施工和拆卸。2.2特點(diǎn)分析小口徑鋼管組合抗滑樁與傳統(tǒng)抗滑樁相比，具有諸多顯著特點(diǎn)，這些特點(diǎn)使其在邊坡治理工程中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。施工便捷是小口徑鋼管組合抗滑樁的突出特點(diǎn)之一。其施工所需設(shè)備較為輕便，例如常用的小型鉆孔設(shè)備，體積小、重量輕，易于搬運(yùn)和操作，在狹窄場(chǎng)地和復(fù)雜地形條件下具有良好的適應(yīng)性。在城市老舊小區(qū)內(nèi)的邊坡治理工程中，由于場(chǎng)地狹窄，大型施工設(shè)備難以進(jìn)入，而小口徑鋼管組合抗滑樁的小型施工設(shè)備則能夠順利開展作業(yè)。在山區(qū)道路邊坡治理工程中，地形復(fù)雜，大型設(shè)備難以運(yùn)輸和就位，小口徑鋼管組合抗滑樁的施工設(shè)備可以通過人力或小型運(yùn)輸工具搬運(yùn)至施工地點(diǎn)，靈活進(jìn)行施工。其施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，鉆孔、插入鋼管和注漿等工序操作便捷，施工速度快，能夠有效縮短工程工期。據(jù)相關(guān)工程實(shí)踐統(tǒng)計(jì)，采用小口徑鋼管組合抗滑樁的邊坡治理工程，施工工期相比傳統(tǒng)抗滑樁可縮短20%-30%，對(duì)于一些應(yīng)急搶險(xiǎn)工程，能夠快速發(fā)揮抗滑作用，保障工程安全。經(jīng)濟(jì)成本低也是小口徑鋼管組合抗滑樁的重要優(yōu)勢(shì)。小口徑鋼管組合抗滑樁使用的鋼管直徑較小，材料用量相對(duì)較少，成本較低。在一些小型邊坡治理工程中，采用小口徑鋼管組合抗滑樁，材料成本相比傳統(tǒng)大口徑鋼筋混凝土抗滑樁可降低30%-40%。由于施工設(shè)備輕便，施工過程簡(jiǎn)單，施工過程中的人工成本、設(shè)備租賃成本等也相對(duì)較低。其施工速度快，能夠縮短工程工期，減少工程的時(shí)間成本。在一些工期緊張的工程中，縮短工期可以避免因工期延誤帶來的額外費(fèi)用，進(jìn)一步降低工程成本。小口徑鋼管組合抗滑樁具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。它能夠適應(yīng)不同的地質(zhì)條件，無論是在土質(zhì)邊坡還是巖質(zhì)邊坡中都能發(fā)揮良好的抗滑作用。在土質(zhì)邊坡中，通過與土體形成復(fù)合結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土體的抗剪強(qiáng)度，有效抵抗滑坡推力；在巖質(zhì)邊坡中，通過樁體嵌入穩(wěn)定巖層，提供足夠的錨固力，防止邊坡滑動(dòng)。在強(qiáng)風(fēng)化巖地區(qū)的邊坡治理工程中，小口徑鋼管組合抗滑樁能夠較好地適應(yīng)巖石破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育的地質(zhì)條件，通過注漿填充裂隙，提高巖體的整體性和穩(wěn)定性，從而達(dá)到抗滑的目的。它還可以根據(jù)工程的具體需求和場(chǎng)地條件，靈活調(diào)整樁的布置形式和參數(shù)，如樁長(zhǎng)、樁徑、間距等，以滿足不同工程的要求。在一些地形復(fù)雜、滑坡推力分布不均勻的邊坡治理工程中，可以根據(jù)實(shí)際情況，在滑坡推力較大的區(qū)域適當(dāng)加密樁的間距，增加樁長(zhǎng)，以提高抗滑效果；在滑坡推力較小的區(qū)域，則可以適當(dāng)增大樁的間距，減小樁長(zhǎng)，以降低工程成本。小口徑鋼管組合抗滑樁對(duì)環(huán)境擾動(dòng)小。施工過程中不需要進(jìn)行大規(guī)模的土方開挖，對(duì)周圍土體的擾動(dòng)較小，有利于保護(hù)周邊的生態(tài)環(huán)境。在一些生態(tài)環(huán)境脆弱的地區(qū)，如自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)等，采用小口徑鋼管組合抗滑樁進(jìn)行邊坡治理，能夠最大程度地減少對(duì)環(huán)境的破壞，保護(hù)生態(tài)平衡。由于施工噪音小、粉塵少，對(duì)周邊居民的生活影響也較小，有利于工程的順利實(shí)施。在城市居民區(qū)附近的邊坡治理工程中，小口徑鋼管組合抗滑樁施工過程中產(chǎn)生的噪音和粉塵遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)抗滑樁施工，減少了對(duì)居民日常生活的干擾，提高了居民的滿意度。2.3與傳統(tǒng)抗滑樁對(duì)比小口徑鋼管組合抗滑樁與傳統(tǒng)抗滑樁在多個(gè)方面存在差異，通過對(duì)比這些差異，可以更清晰地了解小口徑鋼管組合抗滑樁的優(yōu)勢(shì)和適用場(chǎng)景。在施工難度方面，傳統(tǒng)抗滑樁如大口徑鋼筋混凝土抗滑樁，施工過程通常較為復(fù)雜。其施工需要大型的成孔設(shè)備，如旋挖鉆機(jī)等，這些設(shè)備體積龐大、重量較重，對(duì)施工場(chǎng)地的要求較高。在狹窄場(chǎng)地，如城市市區(qū)內(nèi)的邊坡治理工程，場(chǎng)地空間有限，大型設(shè)備難以進(jìn)場(chǎng)和展開作業(yè)；在復(fù)雜地形條件下，如山區(qū)陡峭的山坡，設(shè)備的運(yùn)輸和就位也極為困難。而且傳統(tǒng)抗滑樁的鋼筋籠制作和下放過程繁瑣，混凝土澆筑需要嚴(yán)格控制質(zhì)量，施工難度較大。相比之下，小口徑鋼管組合抗滑樁施工所需設(shè)備輕便靈活，小型鉆孔設(shè)備易于操作和搬運(yùn)，在狹窄場(chǎng)地和復(fù)雜地形條件下能夠順利施工。在一些山區(qū)的應(yīng)急搶險(xiǎn)工程中，小口徑鋼管組合抗滑樁可以快速運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)并進(jìn)行施工，及時(shí)發(fā)揮抗滑作用，而傳統(tǒng)抗滑樁則難以滿足這種緊急需求。成本是工程建設(shè)中需要重點(diǎn)考慮的因素之一。傳統(tǒng)抗滑樁由于尺寸較大，材料用量多，如大口徑鋼筋混凝土抗滑樁需要大量的鋼筋和混凝土，材料成本較高。其施工設(shè)備的租賃和使用成本也較高，加上施工過程中人力成本等，使得傳統(tǒng)抗滑樁的總成本相對(duì)較高。在一些大型邊坡治理工程中，采用傳統(tǒng)抗滑樁的成本可能是小口徑鋼管組合抗滑樁的數(shù)倍。小口徑鋼管組合抗滑樁使用的鋼管直徑小，材料用量少，成本相對(duì)較低。由于施工設(shè)備輕便、施工工藝簡(jiǎn)單，施工成本也相應(yīng)降低。在一些小型邊坡治理工程中，小口徑鋼管組合抗滑樁的成本優(yōu)勢(shì)更加明顯，能夠有效降低工程投資成本，提高工程的經(jīng)濟(jì)效益。從對(duì)環(huán)境的影響來看，傳統(tǒng)抗滑樁施工過程中，大型施工設(shè)備的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生較大的噪音，對(duì)周邊居民的生活造成干擾。施工過程中的土方開挖量較大，對(duì)周圍土體的擾動(dòng)也較大，容易破壞周邊的生態(tài)環(huán)境，尤其是在生態(tài)環(huán)境脆弱的地區(qū)，如自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)等，傳統(tǒng)抗滑樁施工對(duì)環(huán)境的破壞可能會(huì)帶來嚴(yán)重的后果。小口徑鋼管組合抗滑樁施工過程中，小型設(shè)備產(chǎn)生的噪音相對(duì)較小，對(duì)周邊居民生活影響較小。由于不需要進(jìn)行大規(guī)模的土方開挖，對(duì)周圍土體的擾動(dòng)較小，有利于保護(hù)周邊的生態(tài)環(huán)境，在一些對(duì)環(huán)境要求較高的工程中，小口徑鋼管組合抗滑樁更具優(yōu)勢(shì)。不同的抗滑樁在適用場(chǎng)景上也有所不同。傳統(tǒng)抗滑樁適用于滑坡推力較大、地質(zhì)條件相對(duì)較好、施工場(chǎng)地開闊的工程。在一些大型水利工程的邊坡治理中，由于滑坡推力巨大，需要采用大口徑、高強(qiáng)度的傳統(tǒng)抗滑樁來提供足夠的抗滑力。小口徑鋼管組合抗滑樁則更適用于地形狹窄、施工條件復(fù)雜的區(qū)域，如城市老舊小區(qū)改造、山區(qū)狹窄道路邊坡治理等工程；也適用于一些對(duì)工期要求較高的應(yīng)急搶險(xiǎn)工程，能夠快速施工，及時(shí)發(fā)揮抗滑作用。在一些山區(qū)道路因暴雨引發(fā)的邊坡滑坡應(yīng)急搶險(xiǎn)工程中，小口徑鋼管組合抗滑樁能夠迅速投入施工，阻止滑坡進(jìn)一步發(fā)展，保障道路安全，而傳統(tǒng)抗滑樁由于施工周期長(zhǎng)，難以滿足應(yīng)急需求。三、工作機(jī)理研究3.1樁土相互作用機(jī)制3.1.1摩擦力與咬合力小口徑鋼管組合抗滑樁在邊坡治理中，樁體與周圍巖土體間的摩擦力和咬合力是其發(fā)揮抗滑作用的重要因素。摩擦力的產(chǎn)生源于樁體表面與巖土體顆粒之間的相互摩擦。當(dāng)滑坡發(fā)生時(shí)，樁體受到滑坡推力的作用，試圖相對(duì)于周圍巖土體發(fā)生位移。樁體表面的粗糙度以及巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)決定了摩擦力的大小。在砂性土中，由于砂粒之間的摩擦力較大，樁體與砂性土之間的摩擦力也相對(duì)較大；而在粘性土中，土體的粘性會(huì)使樁土之間的摩擦力具有一定的時(shí)效性，隨著時(shí)間的推移，摩擦力可能會(huì)有所變化。摩擦力在抗滑過程中起到阻止樁體相對(duì)于巖土體滑動(dòng)的作用，它能夠?qū)扼w所承受的部分滑坡推力傳遞給周圍巖土體，從而減小樁體自身所承受的荷載。咬合力則主要是由于注漿材料與樁體、巖土體之間的粘結(jié)作用以及樁體嵌入巖土體后形成的機(jī)械咬合作用而產(chǎn)生的。在小口徑鋼管組合抗滑樁施工過程中，通過向鉆孔內(nèi)注入注漿材料，注漿材料填充鋼管與鉆孔之間的空隙，并與周圍巖土體緊密結(jié)合。注漿材料硬化后，與樁體和巖土體形成一個(gè)整體，使得樁體與巖土體之間產(chǎn)生了較強(qiáng)的咬合力。當(dāng)樁體受到滑坡推力時(shí)，咬合力能夠有效地阻止樁體從巖土體中拔出，增強(qiáng)了樁體與巖土體之間的連接強(qiáng)度，使樁體能夠更好地將滑坡推力傳遞到穩(wěn)定地層中。在巖石邊坡中，樁體嵌入巖石的節(jié)理裂隙中，通過注漿材料的填充和粘結(jié)，形成了更為復(fù)雜的機(jī)械咬合結(jié)構(gòu)，咬合力在抗滑過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，能夠極大地提高抗滑樁的抗滑能力。摩擦力和咬合力共同作用，使得小口徑鋼管組合抗滑樁與周圍巖土體形成一個(gè)協(xié)同工作的復(fù)合結(jié)構(gòu)。在抗滑過程中，它們相互配合，有效地抵抗滑坡推力，提高邊坡的穩(wěn)定性。當(dāng)滑坡推力較小時(shí)，摩擦力和咬合力能夠共同承擔(dān)荷載，確保樁體和巖土體的相對(duì)穩(wěn)定；當(dāng)滑坡推力增大時(shí)，摩擦力和咬合力也會(huì)相應(yīng)增大，以維持邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)。若樁土之間的摩擦力和咬合力不足，樁體可能會(huì)在滑坡推力的作用下發(fā)生滑動(dòng)或拔出，導(dǎo)致抗滑樁失效，邊坡失穩(wěn)。因此，在小口徑鋼管組合抗滑樁的設(shè)計(jì)和施工中，充分考慮并增強(qiáng)樁體與周圍巖土體間的摩擦力和咬合力，對(duì)于提高抗滑樁的抗滑性能和邊坡的穩(wěn)定性至關(guān)重要。3.1.2變形協(xié)調(diào)關(guān)系小口徑鋼管組合抗滑樁在受力過程中，樁體與周圍巖土體之間存在著密切的變形協(xié)調(diào)關(guān)系，這種關(guān)系對(duì)邊坡的整體穩(wěn)定性有著重要影響。當(dāng)邊坡受到滑坡推力等外力作用時(shí)，樁體和周圍巖土體會(huì)產(chǎn)生變形。樁體由于自身的剛度較大，在滑坡推力作用下會(huì)發(fā)生一定程度的彎曲變形；而周圍巖土體則會(huì)因受到樁體的擠壓和剪切作用，以及自身的重力和滑坡推力的影響，產(chǎn)生壓縮、剪切等變形。在變形過程中，樁體與周圍巖土體之間會(huì)相互約束，力求保持變形協(xié)調(diào)。樁體的變形會(huì)受到周圍巖土體的限制，周圍巖土體的變形也會(huì)受到樁體的約束。當(dāng)樁體發(fā)生彎曲變形時(shí)，會(huì)對(duì)周圍巖土體產(chǎn)生擠壓作用，促使巖土體產(chǎn)生相應(yīng)的變形；而周圍巖土體的變形又會(huì)對(duì)樁體施加反力，影響樁體的變形形態(tài)和大小。這種變形協(xié)調(diào)關(guān)系使得樁體和周圍巖土體能夠共同承擔(dān)滑坡推力，形成一個(gè)相互作用的整體。樁土之間的變形協(xié)調(diào)關(guān)系對(duì)邊坡的整體穩(wěn)定性有著重要影響。如果樁體與周圍巖土體能夠良好地協(xié)調(diào)變形，那么它們就能有效地共同抵抗滑坡推力，提高邊坡的穩(wěn)定性。當(dāng)樁體和巖土體的變形協(xié)調(diào)一致時(shí)，樁體能夠?qū)⒒峦屏鶆虻貍鬟f給周圍巖土體，充分發(fā)揮巖土體的承載能力，從而減小樁體所承受的荷載，降低樁體發(fā)生破壞的風(fēng)險(xiǎn)。相反，如果樁土之間的變形不協(xié)調(diào)，就可能導(dǎo)致樁體與巖土體之間出現(xiàn)脫離、松動(dòng)等現(xiàn)象，使樁體無法有效地將滑坡推力傳遞給巖土體，從而降低抗滑樁的抗滑效果，增加邊坡失穩(wěn)的可能性。在一些工程實(shí)踐中，由于施工質(zhì)量不佳或地質(zhì)條件復(fù)雜，導(dǎo)致樁土之間的粘結(jié)力不足，在受力時(shí)樁體與巖土體之間出現(xiàn)明顯的變形不協(xié)調(diào)，最終引發(fā)抗滑樁失效和邊坡滑坡事故。為了保證樁土之間的變形協(xié)調(diào)關(guān)系，在小口徑鋼管組合抗滑樁的設(shè)計(jì)和施工中，需要采取一系列措施。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)合理選擇樁體的材料、尺寸和間距等參數(shù)，使其與周圍巖土體的力學(xué)性質(zhì)相匹配，以確保樁體和巖土體在受力時(shí)能夠協(xié)調(diào)變形。在施工過程中，要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，確保注漿材料與樁體、巖土體之間的粘結(jié)牢固，增強(qiáng)樁土之間的連接強(qiáng)度，促進(jìn)變形協(xié)調(diào)。在工程運(yùn)行過程中，還需要對(duì)樁體和巖土體的變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理變形不協(xié)調(diào)的問題，保障邊坡的長(zhǎng)期穩(wěn)定。3.2抗滑力的形成與傳遞3.2.1抗滑力的組成小口徑鋼管組合抗滑樁的抗滑力是由多個(gè)部分共同構(gòu)成的，這些組成部分相互協(xié)作，共同抵抗滑坡推力，確保邊坡的穩(wěn)定。樁身的抗彎和抗剪能力是抗滑力的重要組成部分。當(dāng)邊坡發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，小口徑鋼管組合抗滑樁會(huì)受到滑坡推力的作用，樁身會(huì)產(chǎn)生彎曲和剪切變形。樁身材料的強(qiáng)度和剛度決定了其抗彎和抗剪能力的大小。在選擇鋼管材料時(shí)，通常會(huì)選用具有較高強(qiáng)度和良好韌性的鋼材，以確保樁身能夠承受較大的滑坡推力。在一些地質(zhì)條件復(fù)雜、滑坡推力較大的邊坡治理工程中，會(huì)選用高強(qiáng)度的無縫鋼管作為樁身材料，其屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度較高，能夠有效抵抗樁身的彎曲和剪切破壞。樁身的抗彎和抗剪能力使得樁體能夠在滑坡推力作用下保持結(jié)構(gòu)的完整性，從而將滑坡推力傳遞到穩(wěn)定地層中。樁土摩擦力也是小口徑鋼管組合抗滑樁抗滑力的關(guān)鍵組成部分。在小口徑鋼管組合抗滑樁的施工過程中，通過向鉆孔內(nèi)注入注漿材料，注漿材料填充鋼管與鉆孔之間的空隙，并與周圍巖土體緊密結(jié)合。當(dāng)樁體受到滑坡推力時(shí)，樁土之間會(huì)產(chǎn)生摩擦力。樁土摩擦力的大小與樁體表面的粗糙度、注漿材料與巖土體的粘結(jié)強(qiáng)度以及巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)等因素密切相關(guān)。在砂性土中，由于砂粒之間的摩擦力較大，樁土之間的摩擦力也相對(duì)較大；而在粘性土中，土體的粘性會(huì)使樁土之間的摩擦力具有一定的時(shí)效性，隨著時(shí)間的推移，摩擦力可能會(huì)有所變化。樁土摩擦力能夠?qū)扼w所承受的部分滑坡推力傳遞給周圍巖土體，從而減小樁體自身所承受的荷載，提高抗滑樁的抗滑效果。咬合力在小口徑鋼管組合抗滑樁的抗滑力中也起著重要作用。咬合力主要源于注漿材料與樁體、巖土體之間的粘結(jié)作用以及樁體嵌入巖土體后形成的機(jī)械咬合作用。在巖石邊坡中，樁體嵌入巖石的節(jié)理裂隙中，通過注漿材料的填充和粘結(jié)，形成了更為復(fù)雜的機(jī)械咬合結(jié)構(gòu)，咬合力能夠有效地阻止樁體從巖土體中拔出，增強(qiáng)了樁體與巖土體之間的連接強(qiáng)度，使樁體能夠更好地將滑坡推力傳遞到穩(wěn)定地層中。在一些強(qiáng)風(fēng)化巖地區(qū)的邊坡治理工程中，通過增強(qiáng)樁體與巖石之間的咬合力，能夠顯著提高小口徑鋼管組合抗滑樁的抗滑能力。錨固力是小口徑鋼管組合抗滑樁抗滑力的另一個(gè)重要組成部分。當(dāng)樁體嵌入穩(wěn)定地層中時(shí)，穩(wěn)定地層會(huì)對(duì)樁體產(chǎn)生錨固作用，形成錨固力。錨固力的大小與樁體嵌入穩(wěn)定地層的深度、穩(wěn)定地層的力學(xué)性質(zhì)以及樁體與穩(wěn)定地層之間的粘結(jié)強(qiáng)度等因素有關(guān)。在設(shè)計(jì)小口徑鋼管組合抗滑樁時(shí)，通常會(huì)根據(jù)地質(zhì)勘察資料，合理確定樁體嵌入穩(wěn)定地層的深度，以確保樁體能夠獲得足夠的錨固力。在一些土層較厚的邊坡治理工程中，會(huì)將樁體嵌入到較深的穩(wěn)定土層中，以提高錨固力，增強(qiáng)抗滑樁的抗滑性能。樁身的抗彎抗剪能力、樁土摩擦力、咬合力和錨固力等共同構(gòu)成了小口徑鋼管組合抗滑樁的抗滑力，它們相互配合、相互影響，共同保證了小口徑鋼管組合抗滑樁在邊坡治理中的有效性和穩(wěn)定性。在實(shí)際工程中，需要綜合考慮各種因素，合理設(shè)計(jì)和施工小口徑鋼管組合抗滑樁，以充分發(fā)揮其抗滑作用。3.2.2滑坡推力傳遞路徑當(dāng)邊坡發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，滑坡體產(chǎn)生的滑坡推力會(huì)通過一系列的作用傳遞到小口徑鋼管組合抗滑樁上，進(jìn)而通過抗滑樁傳遞到穩(wěn)定地層中，以抵抗滑坡的滑動(dòng)?；峦屏κ紫茸饔糜跇逗蟮膸r土體。在滑坡體的推動(dòng)下，樁后的巖土體產(chǎn)生變形和位移，由于樁體的存在，樁后的巖土體不能自由滑動(dòng)，從而在樁后形成一定的壓力，即滑坡推力?；峦屏Φ拇笮『头植寂c滑坡體的規(guī)模、滑動(dòng)速度、巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)以及樁的布置形式等因素密切相關(guān)。在大型滑坡工程中，滑坡體的規(guī)模較大，滑動(dòng)速度較快，產(chǎn)生的滑坡推力也相應(yīng)較大。在一些土質(zhì)較軟、抗剪強(qiáng)度較低的地區(qū)，滑坡推力可能會(huì)更容易傳遞到抗滑樁上。樁后的滑坡推力通過樁土之間的摩擦力和咬合力傳遞到樁體上。如前文所述，樁土摩擦力是由于樁體表面與巖土體之間的相互摩擦而產(chǎn)生的，咬合力則是由于注漿材料與樁體、巖土體之間的粘結(jié)作用以及樁體嵌入巖土體后形成的機(jī)械咬合作用而產(chǎn)生的。這些力使得樁體與周圍巖土體形成一個(gè)協(xié)同工作的整體，樁體能夠有效地承受樁后巖土體傳遞過來的滑坡推力。在樁土相互作用過程中，樁體表面的粗糙度、注漿材料的性能以及巖土體的密實(shí)度等因素都會(huì)影響摩擦力和咬合力的大小。如果樁體表面光滑，樁土之間的摩擦力就會(huì)較小，不利于滑坡推力的傳遞；而注漿材料的粘結(jié)強(qiáng)度越高，樁土之間的咬合力就越大，越有利于滑坡推力的傳遞。樁體在承受滑坡推力后，會(huì)通過自身的抗彎和抗剪作用，將滑坡推力傳遞到樁底和樁側(cè)的穩(wěn)定地層中。樁身的抗彎能力使得樁體在滑坡推力作用下能夠保持一定的形狀和穩(wěn)定性，避免發(fā)生過度的彎曲變形；抗剪能力則保證了樁體能夠承受樁身的剪力，防止樁體發(fā)生剪切破壞。樁體將滑坡推力傳遞到樁底時(shí)，樁底的穩(wěn)定地層會(huì)對(duì)樁體產(chǎn)生反力，抵抗樁體的下沉和轉(zhuǎn)動(dòng)；傳遞到樁側(cè)時(shí)，樁側(cè)的穩(wěn)定地層會(huì)對(duì)樁體提供側(cè)向約束，限制樁體的水平位移。樁身的材料強(qiáng)度、樁徑、樁長(zhǎng)以及樁的布置形式等因素都會(huì)影響樁體的抗彎和抗剪能力，進(jìn)而影響滑坡推力的傳遞效果。在一些地質(zhì)條件復(fù)雜、滑坡推力較大的工程中，會(huì)增加樁的直徑和長(zhǎng)度，提高樁身的材料強(qiáng)度，以增強(qiáng)樁體的抗彎和抗剪能力，確?；峦屏δ軌蛴行У貍鬟f到穩(wěn)定地層中。在整個(gè)滑坡推力傳遞過程中，樁土之間存在著協(xié)同抵抗推力的原理。樁體與周圍巖土體相互作用、相互約束，共同承擔(dān)滑坡推力。當(dāng)滑坡推力較小時(shí)，樁土之間的摩擦力和咬合力能夠有效地抵抗推力，樁體和巖土體的變形較小；隨著滑坡推力的增大，樁土之間的摩擦力和咬合力也會(huì)相應(yīng)增大，樁體和巖土體的變形也會(huì)逐漸增大。若滑坡推力超過了樁土之間的極限抗力，樁體可能會(huì)發(fā)生破壞，或者樁土之間出現(xiàn)脫離、松動(dòng)等現(xiàn)象，導(dǎo)致抗滑樁失效，邊坡失穩(wěn)。因此，在設(shè)計(jì)和施工小口徑鋼管組合抗滑樁時(shí)，需要充分考慮樁土之間的協(xié)同工作能力，合理確定樁的參數(shù)和布置形式，以確?？够瑯赌軌蛴行У氐挚够峦屏ΓＵ线吰碌姆€(wěn)定。3.3土拱效應(yīng)分析3.3.1土拱效應(yīng)的形成條件土拱效應(yīng)是小口徑鋼管組合抗滑樁工作機(jī)理中的一個(gè)重要現(xiàn)象，它對(duì)樁間土的穩(wěn)定和抗滑樁的整體性能有著關(guān)鍵影響。樁間距是影響土拱效應(yīng)形成的關(guān)鍵因素之一。當(dāng)樁間距過大時(shí)，樁間土無法形成有效的土拱結(jié)構(gòu)，樁間土在滑坡推力作用下容易發(fā)生失穩(wěn)，導(dǎo)致抗滑樁的抗滑效果降低。相關(guān)研究表明，當(dāng)樁間距超過一定閾值時(shí)，土拱效應(yīng)幾乎無法形成，樁間土的破壞模式主要為整體滑動(dòng)。若樁間距過小，雖然土拱效應(yīng)能夠較好地形成，但會(huì)增加工程成本，且可能導(dǎo)致樁體之間的相互影響增大，降低樁體的工作效率。在實(shí)際工程中，需要根據(jù)土體性質(zhì)、滑坡推力等因素合理確定樁間距，以保證土拱效應(yīng)的充分發(fā)揮。有研究通過數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)，對(duì)于某類砂土，當(dāng)樁間距在3-5倍樁徑時(shí)，土拱效應(yīng)較為明顯，樁間土能夠保持較好的穩(wěn)定性。土體性質(zhì)對(duì)土拱效應(yīng)的形成也有著重要影響。土體的內(nèi)摩擦角、粘聚力等力學(xué)參數(shù)直接關(guān)系到土拱的形成和穩(wěn)定性。內(nèi)摩擦角較大的土體，顆粒之間的摩擦力較大，在樁間能夠形成較為穩(wěn)定的土拱結(jié)構(gòu)。在砂性土中，由于內(nèi)摩擦角較大，土拱效應(yīng)相對(duì)容易形成，且土拱的承載能力較強(qiáng)。而粘聚力較大的土體，土顆粒之間的粘結(jié)作用較強(qiáng)，能夠增強(qiáng)土拱的整體性和穩(wěn)定性。在粘性土中，粘聚力對(duì)土拱效應(yīng)的形成和維持起著重要作用，但粘性土的蠕變特性可能會(huì)導(dǎo)致土拱的長(zhǎng)期穩(wěn)定性受到影響。土體的密實(shí)度也會(huì)影響土拱效應(yīng)，密實(shí)度較高的土體，土顆粒之間的接觸緊密，能夠提供更大的抗力，有利于土拱的形成和穩(wěn)定。通過室內(nèi)模型試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在相同樁間距條件下，密實(shí)度高的土體中形成的土拱高度更大，承載能力更強(qiáng)?；峦屏Φ拇笮『头植紝?duì)土拱效應(yīng)的形成也有顯著影響。當(dāng)滑坡推力較小時(shí)，樁間土所受的應(yīng)力較小，土拱效應(yīng)可能不明顯。隨著滑坡推力的增大，樁間土中的應(yīng)力逐漸增大，當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí)，土拱效應(yīng)開始形成。若滑坡推力過大，超過了土拱的承載能力，土拱會(huì)發(fā)生破壞，導(dǎo)致樁間土失穩(wěn)?；峦屏Φ姆植疾痪鶆蛞矔?huì)影響土拱效應(yīng)的形成，在滑坡推力較大的區(qū)域，土拱的受力更為復(fù)雜，需要更強(qiáng)的承載能力來維持穩(wěn)定。在一些實(shí)際工程中，通過監(jiān)測(cè)滑坡推力的大小和分布，合理調(diào)整抗滑樁的布置和樁間距，以適應(yīng)不同區(qū)域的滑坡推力情況，確保土拱效應(yīng)的有效發(fā)揮。3.3.2土拱效應(yīng)對(duì)抗滑的作用土拱效應(yīng)在小口徑鋼管組合抗滑樁的抗滑過程中發(fā)揮著多方面的重要作用，對(duì)維持邊坡的穩(wěn)定性具有關(guān)鍵意義。土拱效應(yīng)能夠維持樁間土的穩(wěn)定。在小口徑鋼管組合抗滑樁的樁間，土體形成土拱結(jié)構(gòu)后，土拱能夠?qū)堕g土所承受的部分荷載傳遞到兩側(cè)的樁體上。土拱的拱頂部位承受著樁間土的壓力，而拱腳則將力傳遞給樁體。這種荷載傳遞機(jī)制使得樁間土中的應(yīng)力得到重新分布，減小了樁間土的應(yīng)力集中程度。在一些砂土邊坡治理工程中，通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，土拱形成后，樁間土的水平位移明顯減小，土體的穩(wěn)定性得到了有效提高。土拱的存在還能夠阻止樁間土的滑動(dòng)，當(dāng)樁間土有滑動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，土拱的結(jié)構(gòu)能夠提供一定的抗力，限制土體的位移，從而維持樁間土的穩(wěn)定狀態(tài)。土拱效應(yīng)有助于傳遞樁間荷載。在滑坡推力作用下，樁間土產(chǎn)生的荷載通過土拱傳遞到抗滑樁上。土拱作為一種結(jié)構(gòu)，具有較高的承載能力和傳力效率。它能夠?qū)堕g土的豎向荷載轉(zhuǎn)化為水平方向的力傳遞給樁體，使得抗滑樁能夠更好地承受和抵抗滑坡推力。在一些數(shù)值模擬研究中，通過對(duì)比有無土拱效應(yīng)時(shí)樁體的受力情況，發(fā)現(xiàn)考慮土拱效應(yīng)后，樁體所承受的荷載分布更加均勻，樁身的彎矩和剪力得到了有效減小。這表明土拱效應(yīng)能夠有效地傳遞樁間荷載，提高抗滑樁的工作效率和抗滑能力。在實(shí)際工程中，合理利用土拱效應(yīng)的傳力作用，可以優(yōu)化抗滑樁的設(shè)計(jì)，降低樁體的材料用量和成本。土拱效應(yīng)還能夠強(qiáng)化支擋結(jié)構(gòu)的承載能力。土拱與抗滑樁共同作用，形成了一個(gè)更為穩(wěn)定的支擋結(jié)構(gòu)。土拱將樁間土與樁體緊密聯(lián)系在一起，增加了支擋結(jié)構(gòu)的整體性。在抵抗滑坡推力時(shí)，土拱和抗滑樁相互協(xié)作，共同承擔(dān)荷載。土拱能夠分擔(dān)部分滑坡推力，減輕抗滑樁的負(fù)擔(dān)，從而提高整個(gè)支擋結(jié)構(gòu)的承載能力。在一些大型邊坡治理工程中，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，考慮土拱效應(yīng)的支擋結(jié)構(gòu)，其極限承載能力相比不考慮土拱效應(yīng)時(shí)提高了20%-30%。土拱效應(yīng)還能夠增強(qiáng)支擋結(jié)構(gòu)的變形協(xié)調(diào)能力，使得樁體和樁間土在受力時(shí)能夠更好地協(xié)同工作，進(jìn)一步提高支擋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。四、設(shè)計(jì)計(jì)算方法研究4.1設(shè)計(jì)基本原則與流程4.1.1設(shè)計(jì)基本原則小口徑鋼管組合抗滑樁的設(shè)計(jì)需遵循一系列基本原則，以確保其在邊坡治理中能夠有效發(fā)揮作用，保障工程的安全穩(wěn)定。滿足邊坡穩(wěn)定性要求是首要原則。設(shè)計(jì)時(shí)需確保小口徑鋼管組合抗滑樁能夠提供足夠的抗滑力，有效抵抗滑坡推力，使邊坡達(dá)到規(guī)定的穩(wěn)定安全系數(shù)。通過對(duì)滑坡推力的準(zhǔn)確計(jì)算，結(jié)合抗滑樁的抗滑力組成，合理確定抗滑樁的各項(xiàng)參數(shù)，如樁長(zhǎng)、樁徑、間距等，以保證邊坡在各種工況下都能保持穩(wěn)定。在一些土質(zhì)邊坡治理工程中，根據(jù)邊坡的高度、坡度、土體性質(zhì)以及可能出現(xiàn)的荷載情況，精確計(jì)算滑坡推力，然后根據(jù)抗滑樁的抗滑力公式，計(jì)算所需的抗滑樁數(shù)量和參數(shù)，確保邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)達(dá)到1.3-1.5。樁身強(qiáng)度和變形要求也是設(shè)計(jì)中必須重點(diǎn)考慮的原則?？够瑯对诔惺芑峦屏r(shí)，樁身應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，以防止樁身發(fā)生破壞。根據(jù)樁身材料的力學(xué)性能，如鋼管的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等，結(jié)合樁身所承受的內(nèi)力，進(jìn)行樁身強(qiáng)度驗(yàn)算。在一些地質(zhì)條件復(fù)雜、滑坡推力較大的工程中，選用高強(qiáng)度的鋼管材料，并對(duì)樁身進(jìn)行合理的配筋設(shè)計(jì)，以提高樁身的強(qiáng)度。同時(shí)，抗滑樁的變形也應(yīng)控制在允許范圍內(nèi)，避免因變形過大而影響其抗滑效果和邊坡的穩(wěn)定性。通過理論分析和數(shù)值模擬，計(jì)算抗滑樁在不同工況下的變形情況，確保樁身的水平位移和轉(zhuǎn)角等變形指標(biāo)滿足工程要求。在一些對(duì)變形要求較高的工程中，如鄰近建筑物的邊坡治理工程，通過優(yōu)化抗滑樁的設(shè)計(jì)參數(shù)，減小樁身的變形，保證鄰近建筑物的安全。經(jīng)濟(jì)合理性原則在設(shè)計(jì)中同樣重要。在滿足工程安全要求的前提下，應(yīng)盡量降低工程成本。通過合理選擇抗滑樁的材料、尺寸和布置形式等，減少材料用量和施工成本。在材料選擇上，對(duì)比不同規(guī)格和型號(hào)的鋼管以及注漿材料的價(jià)格和性能，選擇性價(jià)比高的材料。在確定抗滑樁的參數(shù)時(shí)，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，避免過度設(shè)計(jì)造成材料浪費(fèi)，同時(shí)也要防止設(shè)計(jì)不足導(dǎo)致工程安全隱患。在一些小型邊坡治理工程中，通過合理調(diào)整樁間距和樁長(zhǎng)，在保證邊坡穩(wěn)定的前提下，減少了抗滑樁的數(shù)量，降低了工程成本。施工可行性原則是設(shè)計(jì)過程中不可忽視的方面。設(shè)計(jì)方案應(yīng)充分考慮現(xiàn)場(chǎng)的施工條件和施工技術(shù)水平，確?？够瑯赌軌蝽樌┕ぁ？紤]施工場(chǎng)地的地形、地貌條件，選擇合適的施工設(shè)備和施工工藝。在狹窄場(chǎng)地或復(fù)雜地形條件下，選擇輕便靈活的小型施工設(shè)備，采用適合的鉆孔、注漿工藝。在山區(qū)道路邊坡治理工程中，由于地形狹窄，選擇小型的螺旋鉆孔機(jī)進(jìn)行鉆孔施工，采用壓力注漿工藝確保注漿效果。還需考慮施工過程中的安全問題，制定合理的施工方案和安全措施，保障施工人員的生命安全。4.1.2設(shè)計(jì)流程概述小口徑鋼管組合抗滑樁的設(shè)計(jì)流程是一個(gè)系統(tǒng)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪^程，涉及多個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都相互關(guān)聯(lián)，對(duì)最終的設(shè)計(jì)效果起著關(guān)鍵作用?；驴辈焓窃O(shè)計(jì)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。通過地質(zhì)測(cè)繪、鉆探、物探等多種勘察手段，詳細(xì)了解滑坡的規(guī)模、形狀、滑動(dòng)面位置、巖土體性質(zhì)等信息。地質(zhì)測(cè)繪可以獲取滑坡的地形地貌特征、地表裂縫分布等信息；鉆探能夠確定不同深度的巖土體類型、物理力學(xué)性質(zhì)以及滑動(dòng)面的準(zhǔn)確位置；物探則可以輔助探測(cè)地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)和異常情況。在某山區(qū)滑坡治理工程中，通過地質(zhì)測(cè)繪發(fā)現(xiàn)滑坡區(qū)域存在多條明顯的地表裂縫，通過鉆探確定了滑動(dòng)面位于地下5-8m深處，巖土體主要為粉質(zhì)黏土和砂巖，為后續(xù)的設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)。根據(jù)勘察得到的地質(zhì)資料，進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性分析，計(jì)算滑坡推力。采用極限平衡法、數(shù)值分析法等方法，對(duì)滑坡的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估，確定滑坡在不同工況下的穩(wěn)定性系數(shù)。在極限平衡法中，通過對(duì)滑體進(jìn)行條分，計(jì)算每個(gè)條塊的下滑力和抗滑力，從而得出滑坡的穩(wěn)定性系數(shù)和滑坡推力。數(shù)值分析法如有限元法、有限差分法等，可以更準(zhǔn)確地模擬滑坡的變形和破壞過程，考慮巖土體的非線性特性和樁土相互作用。在一些復(fù)雜地質(zhì)條件下的滑坡治理工程中，結(jié)合多種分析方法，綜合評(píng)估滑坡的穩(wěn)定性，為抗滑樁的設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù)。在確定滑坡推力后，根據(jù)工程要求和場(chǎng)地條件，初步擬定小口徑鋼管組合抗滑樁的參數(shù)，包括樁長(zhǎng)、樁徑、間距、排數(shù)等。參考工程經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)規(guī)范，結(jié)合滑坡的具體情況，確定參數(shù)的大致范圍。對(duì)于一般的土質(zhì)邊坡，樁間距可初步設(shè)定為3-5倍樁徑，樁長(zhǎng)根據(jù)滑動(dòng)面深度和錨固要求確定，一般錨固深度不小于樁長(zhǎng)的1/3-1/2。在某土質(zhì)邊坡治理工程中，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和初步計(jì)算，初步擬定樁徑為200mm，樁間距為1.0m，樁長(zhǎng)為10m，排數(shù)為2排。根據(jù)初步擬定的參數(shù)，進(jìn)行樁身設(shè)計(jì)計(jì)算，包括樁身強(qiáng)度計(jì)算、變形計(jì)算等。運(yùn)用材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等理論，計(jì)算樁身的內(nèi)力和變形。根據(jù)樁身所承受的滑坡推力和樁土相互作用情況，計(jì)算樁身的彎矩、剪力和軸力等內(nèi)力。采用彈性地基梁理論等方法，計(jì)算樁身的水平位移和轉(zhuǎn)角等變形。在計(jì)算過程中，考慮樁身材料的力學(xué)性能、樁的約束條件以及巖土體的反力等因素。在某小口徑鋼管組合抗滑樁設(shè)計(jì)中，通過結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算得到樁身最大彎矩為500kN?m，通過彈性地基梁理論計(jì)算得到樁身最大水平位移為15mm。對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，驗(yàn)證抗滑樁是否能夠滿足邊坡穩(wěn)定性要求。將設(shè)計(jì)好的抗滑樁模型代入滑坡穩(wěn)定性分析中，重新計(jì)算邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)。如果穩(wěn)定性系數(shù)滿足規(guī)定要求，則設(shè)計(jì)方案可行；否則，需要調(diào)整抗滑樁的參數(shù)，重新進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和穩(wěn)定性驗(yàn)算。在某邊坡治理工程中，經(jīng)過穩(wěn)定性驗(yàn)算，發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)方案的邊坡穩(wěn)定性系數(shù)為1.2，不滿足規(guī)定的1.3要求，于是調(diào)整樁間距和樁長(zhǎng)，重新計(jì)算后，邊坡穩(wěn)定性系數(shù)達(dá)到1.35，滿足了工程要求。設(shè)計(jì)過程中還需進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，綜合考慮工程安全、經(jīng)濟(jì)成本、施工可行性等因素，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。通過對(duì)比不同參數(shù)組合下的設(shè)計(jì)方案，選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。在優(yōu)化過程中，可運(yùn)用數(shù)值模擬、遺傳算法等方法，尋找最佳的樁長(zhǎng)、樁徑、間距等參數(shù)組合。在某小口徑鋼管組合抗滑樁設(shè)計(jì)中，通過數(shù)值模擬對(duì)比不同樁間距和樁長(zhǎng)組合下的抗滑效果和成本，最終確定了既滿足工程安全要求又經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)方案。4.2關(guān)鍵參數(shù)確定4.2.1樁長(zhǎng)的確定方法樁長(zhǎng)是小口徑鋼管組合抗滑樁設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵參數(shù)之一，它直接影響到抗滑樁的抗滑效果和工程成本。樁長(zhǎng)的確定主要依據(jù)滑面深度和穩(wěn)定地層條件等因素。在實(shí)際工程中，首先需要通過詳細(xì)的地質(zhì)勘察，準(zhǔn)確確定滑坡的滑動(dòng)面深度。地質(zhì)勘察一般采用鉆探、物探等方法，獲取滑坡區(qū)域不同深度的巖土體信息，從而確定滑動(dòng)面的準(zhǔn)確位置。在某山區(qū)滑坡治理工程中，通過鉆探發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)面位于地下8-10m深處，這為后續(xù)樁長(zhǎng)的確定提供了重要依據(jù)。樁長(zhǎng)需滿足錨固要求，確保抗滑樁能夠?qū)⒒峦屏τ行У貍鬟f到穩(wěn)定地層中。一般來說，錨固深度不小于樁長(zhǎng)的1/3-1/2。對(duì)于土質(zhì)邊坡，由于土體的力學(xué)性質(zhì)相對(duì)較弱，為了保證錨固效果，錨固深度通常取樁長(zhǎng)的1/2左右。在某土質(zhì)邊坡治理工程中，根據(jù)滑動(dòng)面深度和錨固要求，確定樁長(zhǎng)為12m，其中錨固深度為6m，以確保抗滑樁能夠穩(wěn)定地將滑坡推力傳遞到穩(wěn)定地層中。而對(duì)于巖質(zhì)邊坡，由于巖石的強(qiáng)度較高，錨固深度可適當(dāng)減小，一般取樁長(zhǎng)的1/3左右。在某巖質(zhì)邊坡治理工程中，滑動(dòng)面深度為6m，根據(jù)巖石的強(qiáng)度和錨固要求，確定樁長(zhǎng)為9m，錨固深度為3m。還需考慮樁身的變形和穩(wěn)定性。如果樁長(zhǎng)過短，抗滑樁可能無法提供足夠的抗滑力，導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)；樁長(zhǎng)過長(zhǎng)，則會(huì)增加工程成本，且可能導(dǎo)致樁身變形過大。通過理論分析和數(shù)值模擬，計(jì)算不同樁長(zhǎng)情況下抗滑樁的受力和變形情況，選擇最優(yōu)的樁長(zhǎng)。在一些復(fù)雜地質(zhì)條件下的邊坡治理工程中，運(yùn)用有限元軟件對(duì)不同樁長(zhǎng)方案進(jìn)行模擬分析，對(duì)比樁身的彎矩、剪力和水平位移等指標(biāo)，最終確定出既能滿足抗滑要求又能控制變形和成本的樁長(zhǎng)。4.2.2樁徑的選擇依據(jù)樁徑是小口徑鋼管組合抗滑樁設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，其選擇需要綜合考慮滑坡推力、樁身材料強(qiáng)度等多方面因素?；峦屏κ怯绊憳稄竭x擇的關(guān)鍵因素之一。滑坡推力的大小直接決定了抗滑樁所承受的荷載大小。當(dāng)滑坡推力較大時(shí)，為了保證抗滑樁能夠承受較大的荷載，需要選擇較大的樁徑。在一些大型滑坡治理工程中，滑坡推力可達(dá)數(shù)千kN/m，此時(shí)可能需要選擇直徑為273mm甚至更大的鋼管作為樁體材料。若滑坡推力較小，較小的樁徑即可滿足抗滑要求。在一些小型土質(zhì)邊坡治理工程中，滑坡推力較小，選擇直徑為108mm的鋼管樁即可有效抵抗滑坡推力。樁身材料強(qiáng)度對(duì)樁徑選擇也有重要影響。不同的鋼管材料具有不同的強(qiáng)度和剛度。高強(qiáng)度的鋼管材料能夠承受更大的荷載，在相同的滑坡推力條件下，可以選擇較小的樁徑。在一些對(duì)樁身強(qiáng)度要求較高的工程中，選用屈服強(qiáng)度較高的無縫鋼管，通過合理計(jì)算，在滿足抗滑要求的前提下，適當(dāng)減小樁徑，以降低工程成本。而對(duì)于強(qiáng)度較低的鋼管材料，為了保證抗滑樁的承載能力，可能需要增大樁徑。還需考慮樁土相互作用的影響。樁徑的大小會(huì)影響樁土之間的摩擦力和咬合力。較大的樁徑能夠增加樁體與周圍巖土體的接觸面積，從而提高樁土之間的摩擦力和咬合力，增強(qiáng)抗滑樁的抗滑效果。在一些土質(zhì)較軟、樁土摩擦力較小的工程中，適當(dāng)增大樁徑，可以提高樁土之間的相互作用，增強(qiáng)抗滑樁的穩(wěn)定性。但樁徑過大也可能會(huì)導(dǎo)致樁土之間的變形不協(xié)調(diào)，影響抗滑效果。因此，在選擇樁徑時(shí)，需要綜合考慮樁土相互作用的因素，通過理論分析和工程經(jīng)驗(yàn)，合理確定樁徑。4.2.3樁間距與排距的計(jì)算樁間距和排距是小口徑鋼管組合抗滑樁設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)，其計(jì)算基于土拱效應(yīng)、群樁效應(yīng)等原理，對(duì)保證抗滑樁的抗滑效果和工程經(jīng)濟(jì)性具有重要意義。樁間距的計(jì)算與土拱效應(yīng)密切相關(guān)。當(dāng)樁間距過大時(shí)，樁間土無法形成有效的土拱結(jié)構(gòu)，樁間土在滑坡推力作用下容易發(fā)生失穩(wěn)，導(dǎo)致抗滑樁的抗滑效果降低。相關(guān)研究表明，當(dāng)樁間距超過一定閾值時(shí)，土拱效應(yīng)幾乎無法形成，樁間土的破壞模式主要為整體滑動(dòng)。樁間距過小，雖然土拱效應(yīng)能夠較好地形成，但會(huì)增加工程成本，且可能導(dǎo)致樁體之間的相互影響增大，降低樁體的工作效率。在實(shí)際工程中，通常根據(jù)土體性質(zhì)、滑坡推力等因素，通過經(jīng)驗(yàn)公式或數(shù)值模擬來確定樁間距。有研究通過數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)，對(duì)于某類砂土，當(dāng)樁間距在3-5倍樁徑時(shí)，土拱效應(yīng)較為明顯，樁間土能夠保持較好的穩(wěn)定性。因此，在該類砂土邊坡治理工程中，可將樁間距初步設(shè)定為3-5倍樁徑，然后結(jié)合工程實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。群樁效應(yīng)也是計(jì)算樁間距和排距時(shí)需要考慮的重要因素。當(dāng)多根抗滑樁組成群樁時(shí)，樁體之間會(huì)相互影響，這種影響會(huì)改變樁體的受力和變形特性。如果樁間距和排距不合理，可能會(huì)導(dǎo)致群樁效應(yīng)加劇，降低抗滑樁的整體承載能力。為了避免群樁效應(yīng)的不利影響，需要合理確定樁間距和排距。相關(guān)研究表明，樁間距與樁徑之比L/d宜≥8，排距與直徑之比b/d宜≥8，這樣可以有效減少群樁效應(yīng)的影響，保證抗滑樁的正常工作。在一些實(shí)際工程中，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)，驗(yàn)證了合理的樁間距和排距能夠有效降低群樁效應(yīng)，提高抗滑樁的抗滑效果。還需結(jié)合工程實(shí)際情況，如場(chǎng)地條件、施工工藝等，對(duì)樁間距和排距進(jìn)行綜合確定。在場(chǎng)地狹窄的工程中，需要考慮施工設(shè)備的操作空間，適當(dāng)調(diào)整樁間距和排距。在采用小型鉆孔設(shè)備施工時(shí)，為了便于設(shè)備的移動(dòng)和操作，樁間距可能需要適當(dāng)增大。施工工藝也會(huì)對(duì)樁間距和排距產(chǎn)生影響。在采用壓力注漿工藝時(shí)，為了保證注漿效果，樁間距和排距需要滿足一定的要求。因此，在設(shè)計(jì)小口徑鋼管組合抗滑樁時(shí)，需要全面考慮各種因素，通過科學(xué)的計(jì)算和分析，合理確定樁間距和排距，以確?？够瑯赌軌蛴行У匕l(fā)揮抗滑作用，同時(shí)保證工程的經(jīng)濟(jì)性和可行性。4.3力學(xué)計(jì)算模型4.3.1常用力學(xué)模型介紹在小口徑鋼管組合抗滑樁的設(shè)計(jì)計(jì)算中，常用的力學(xué)模型有懸臂樁模型和彈性地基梁模型，它們各自具有獨(dú)特的特點(diǎn)和適用范圍。懸臂樁模型是將小口徑鋼管組合抗滑樁視為一端固定、一端自由的懸臂梁。該模型假設(shè)樁身嵌入穩(wěn)定地層的部分為固定端，地面以上的部分為自由端，樁身僅承受滑坡推力的作用，不考慮樁側(cè)土體的約束作用。在一些滑坡推力較小、樁側(cè)土體對(duì)樁的約束作用較弱的情況下，懸臂樁模型具有一定的適用性。在土質(zhì)較松散、樁側(cè)摩擦力較小的邊坡中，當(dāng)滑坡推力相對(duì)較小時(shí)，采用懸臂樁模型進(jìn)行計(jì)算，能夠簡(jiǎn)化計(jì)算過程，且計(jì)算結(jié)果具有一定的參考價(jià)值。該模型的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡(jiǎn)單，易于理解和應(yīng)用。通過簡(jiǎn)單的力學(xué)公式，即可計(jì)算出樁身的內(nèi)力和變形。但它的局限性也很明顯，由于忽略了樁側(cè)土體的約束作用，計(jì)算結(jié)果往往偏于保守。在實(shí)際工程中，樁側(cè)土體對(duì)樁身具有一定的支撐和約束作用，忽略這一因素會(huì)導(dǎo)致計(jì)算得到的樁身內(nèi)力和變形偏大，從而可能造成材料浪費(fèi)和成本增加。彈性地基梁模型則將樁身視為置于彈性地基上的梁，考慮了樁側(cè)土體對(duì)樁身的彈性約束作用。該模型認(rèn)為樁側(cè)土體對(duì)樁身的反力與樁身的側(cè)向位移成正比，通過地基系數(shù)來反映土體的彈性性質(zhì)。地基系數(shù)的取值與土體的類型、密實(shí)度、含水量等因素有關(guān)。在砂土中，地基系數(shù)相對(duì)較大，說明砂土對(duì)樁身的約束作用較強(qiáng)；而在軟黏土中，地基系數(shù)相對(duì)較小，樁身受到的約束作用較弱。彈性地基梁模型能夠更真實(shí)地反映樁土相互作用的實(shí)際情況，在大多數(shù)邊坡治理工程中具有較高的適用性。在復(fù)雜地質(zhì)條件下，如土層分布不均勻、土體性質(zhì)變化較大的邊坡中，彈性地基梁模型能夠考慮不同位置土體對(duì)樁身的不同約束作用，從而更準(zhǔn)確地計(jì)算樁身的內(nèi)力和變形。其缺點(diǎn)是計(jì)算過程相對(duì)復(fù)雜，需要準(zhǔn)確確定地基系數(shù)等參數(shù)，且對(duì)計(jì)算人員的專業(yè)知識(shí)要求較高。在確定地基系數(shù)時(shí)，需要通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)公式或數(shù)值模擬等方法進(jìn)行，過程較為繁瑣，且參數(shù)的準(zhǔn)確性對(duì)計(jì)算結(jié)果影響較大。4.3.2模型的選擇與應(yīng)用在小口徑鋼管組合抗滑樁的設(shè)計(jì)計(jì)算中，力學(xué)模型的選擇至關(guān)重要，它直接影響到計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和工程的安全性。應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際條件，如地質(zhì)條件、滑坡推力大小、樁的布置形式等，合理選擇力學(xué)模型。在地質(zhì)條件簡(jiǎn)單、樁側(cè)土體對(duì)樁的約束作用較弱且滑坡推力較小時(shí)，懸臂樁模型是一個(gè)較為合適的選擇。在一些淺層滑坡治理工程中，滑坡體主要為松散的砂土，樁側(cè)摩擦力較小，滑坡推力也相對(duì)較小。此時(shí)采用懸臂樁模型進(jìn)行計(jì)算，能夠簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過程，且計(jì)算結(jié)果能夠滿足工程要求。在計(jì)算過程中，可根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)中懸臂梁的相關(guān)公式，計(jì)算樁身的彎矩、剪力等內(nèi)力，進(jìn)而進(jìn)行樁身的強(qiáng)度設(shè)計(jì)。對(duì)于大多數(shù)工程，尤其是地質(zhì)條件較為復(fù)雜、樁側(cè)土體對(duì)樁的約束作用明顯的情況，彈性地基梁模型更為適用。在某山區(qū)的邊坡治理工程中，邊坡土層分布不均勻，上部為粉質(zhì)黏土，下部為碎石土，且滑坡推力較大。在這種情況下，采用彈性地基梁模型，能夠充分考慮不同土層對(duì)樁身的不同約束作用，更準(zhǔn)確地計(jì)算樁身的受力和變形。在應(yīng)用彈性地基梁模型時(shí)，需要準(zhǔn)確確定地基系數(shù)等參數(shù)。可通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，如載荷試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)等，直接獲取地基系數(shù)；也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，結(jié)合工程所在地的地質(zhì)條件和土體性質(zhì)，估算地基系數(shù)。在計(jì)算過程中，運(yùn)用彈性地基梁的相關(guān)理論和方法，如“m”法、“K”法等，計(jì)算樁身的內(nèi)力和變形?！癿”法假定地基系數(shù)隨深度呈線性變化，適用于一般的土質(zhì)地層；“K”法假定地基系數(shù)為常數(shù)，適用于較完整的硬質(zhì)巖層等。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體的地質(zhì)條件選擇合適的計(jì)算方法。在模型應(yīng)用過程中，還需注意與其他設(shè)計(jì)因素的結(jié)合。樁身的材料強(qiáng)度、樁的布置形式等都會(huì)影響抗滑樁的性能，因此在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，需要綜合考慮這些因素。在選擇樁身材料時(shí)，應(yīng)根據(jù)力學(xué)模型計(jì)算得到的內(nèi)力和變形結(jié)果，選擇強(qiáng)度和剛度滿足要求的材料。在確定樁的布置形式時(shí)，應(yīng)結(jié)合力學(xué)模型分析樁間土的受力和變形情況，合理確定樁間距和排距，以充分發(fā)揮樁土相互作用的優(yōu)勢(shì)，提高抗滑樁的抗滑效果。4.4穩(wěn)定性驗(yàn)算4.4.1整體穩(wěn)定性驗(yàn)算方法整體穩(wěn)定性驗(yàn)算是小口徑鋼管組合抗滑樁設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其目的是評(píng)估邊坡在小口徑鋼管組合抗滑樁的支擋作用下是否能夠保持穩(wěn)定狀態(tài)。常用的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算方法包括瑞典條分法和簡(jiǎn)化畢肖普法等。瑞典條分法是一種經(jīng)典的邊坡穩(wěn)定性分析方法，它基于極限平衡原理，將滑體劃分為若干個(gè)豎向土條。對(duì)于每個(gè)土條，分別考慮其自身重力、滑動(dòng)面上的抗滑力以及條間力等因素。在小口徑鋼管組合抗滑樁的穩(wěn)定性驗(yàn)算中，將抗滑樁的抗滑力也納入計(jì)算。通過對(duì)每個(gè)土條的受力分析，建立力和力矩的平衡方程。假設(shè)第i個(gè)土條的重力為Wi，滑面長(zhǎng)度為li，滑面上的抗滑力為Ti，抗滑樁提供的抗滑力為Pi，條間力為Ei和Ei+1。根據(jù)力的平衡條件，在垂直方向上有Wi=Ni+Ti*sinαi+Pi*sinβi+Ei*sinθi-Ei+1*sinθi+1，在水平方向上有Ti*cosαi+Pi*cosβi+Ei*cosθi-Ei+1*cosθi+1=0；根據(jù)力矩平衡條件，以某一點(diǎn)為矩心，對(duì)各個(gè)力產(chǎn)生的力矩進(jìn)行求和，使總力矩為零。通過迭代計(jì)算，調(diào)整土條的劃分和條間力的分布，直到滿足所有土條的力和力矩平衡條件，從而得到邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。若安全系數(shù)大于規(guī)定的允許值，則認(rèn)為邊坡在小口徑鋼管組合抗滑樁的支擋下是穩(wěn)定的；反之，則需要調(diào)整抗滑樁的設(shè)計(jì)參數(shù)，如增加樁長(zhǎng)、樁徑或樁的數(shù)量等，以提高邊坡的穩(wěn)定性。瑞典條分法的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算原理簡(jiǎn)單，易于理解和應(yīng)用。在一些小型邊坡治理工程中，使用瑞典條分法能夠快速地對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行初步評(píng)估。但它也存在一定的局限性，該方法假設(shè)土條之間不存在相互作用力，這與實(shí)際情況存在一定差異，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果可能偏于保守。簡(jiǎn)化畢肖普法是在瑞典條分法的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，它考慮了土條之間的相互作用力。該方法假設(shè)土條之間的作用力只有水平方向的推力，且在同一滑面上各土條的安全系數(shù)相等。在計(jì)算過程中，通過迭代求解安全系數(shù)，使所有土條滿足力和力矩的平衡條件。簡(jiǎn)化畢肖普法的計(jì)算過程相對(duì)復(fù)雜，需要進(jìn)行多次迭代計(jì)算。首先，假設(shè)一個(gè)初始的安全系數(shù)Fs0，根據(jù)該安全系數(shù)計(jì)算每個(gè)土條的抗滑力和條間力。然后，檢查力和力矩的平衡條件是否滿足。若不滿足，則調(diào)整安全系數(shù)，重新計(jì)算，直到滿足平衡條件為止。通過這種迭代計(jì)算，可以得到更加準(zhǔn)確的邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)。與瑞典條分法相比，簡(jiǎn)化畢肖普法考慮了土條之間的相互作用，計(jì)算結(jié)果更加接近實(shí)際情況。在一些大型邊坡治理工程或地質(zhì)條件復(fù)雜的邊坡中，采用簡(jiǎn)化畢肖普法能夠更準(zhǔn)確地評(píng)估邊坡的穩(wěn)定性。但該方法也有一定的局限性，它仍然對(duì)土條之間的相互作用力進(jìn)行了簡(jiǎn)化假設(shè)，實(shí)際的土條相互作用可能更為復(fù)雜。4.4.2局部穩(wěn)定性驗(yàn)算要點(diǎn)局部穩(wěn)定性驗(yàn)算是小口徑鋼管組合抗滑樁設(shè)計(jì)中不可或缺的部分，它主要關(guān)注抗滑樁自身以及樁與周圍土體接觸部分的穩(wěn)定性，確?？够瑯对诔惺芑峦屏Φ群奢d時(shí)不會(huì)發(fā)生局部破壞，從而保證整個(gè)邊坡支擋體系的可靠性。樁身強(qiáng)度是局部穩(wěn)定性驗(yàn)算的重要內(nèi)容之一。小口徑鋼管組合抗滑樁在承受滑坡推力時(shí)，樁身會(huì)受到彎矩、剪力和軸力等多種內(nèi)力的作用。在彎矩作用下，樁身可能會(huì)發(fā)生彎曲破壞，導(dǎo)致樁身出現(xiàn)裂縫甚至斷裂；在剪力作用下，樁身可能會(huì)發(fā)生剪切破壞，使樁身失去承載能力；軸力的作用也可能對(duì)樁身的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。因此，需要根據(jù)樁身材料的力學(xué)性能，如鋼管的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等，結(jié)合樁身所承受的內(nèi)力，進(jìn)行樁身強(qiáng)度驗(yàn)算。在計(jì)算樁身彎矩時(shí)，可根據(jù)彈性地基梁理論或其他合適的力學(xué)方法，考慮樁土相互作用以及滑坡推力的分布情況，準(zhǔn)確計(jì)算樁身不同位置的彎矩值。通過公式計(jì)算樁身的抗彎強(qiáng)度，如根據(jù)材料力學(xué)中的抗彎強(qiáng)度公式σ=M/W，其中σ為樁身的彎曲應(yīng)力，M為樁身所承受的彎矩，W為樁身的抗彎截面模量。將計(jì)算得到的彎曲應(yīng)力與鋼管的許用彎曲應(yīng)力進(jìn)行比較，若彎曲應(yīng)力小于許用彎曲應(yīng)力，則樁身的抗彎強(qiáng)度滿足要求；否則，需要調(diào)整樁身的材料或尺寸，以提高樁身的抗彎強(qiáng)度。同理，可進(jìn)行樁身的抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算，根據(jù)樁身所承受的剪力和抗剪強(qiáng)度公式，判斷樁身的抗剪強(qiáng)度是否滿足要求。錨固段穩(wěn)定性也是局部穩(wěn)定性驗(yàn)算的關(guān)鍵要點(diǎn)。錨固段是小口徑鋼管組合抗滑樁將滑坡推力傳遞到穩(wěn)定地層的重要部分，其穩(wěn)定性直接影響到抗滑樁的抗滑效果。錨固段的穩(wěn)定性主要受到錨固力和周圍土體抗力的影響。錨固力是穩(wěn)定地層對(duì)樁體的錨固作用產(chǎn)生的力，其大小與樁體嵌入穩(wěn)定地層的深度、穩(wěn)定地層的力學(xué)性質(zhì)以及樁體與穩(wěn)定地層之間的粘結(jié)強(qiáng)度等因素有關(guān)。周圍土體抗力是錨固段周圍土體對(duì)樁體的反力，它能夠限制樁體的位移，保證錨固段的穩(wěn)定。在驗(yàn)算錨固段穩(wěn)定性時(shí)，需要計(jì)算錨固力和周圍土體抗力，并與樁身所承受的荷載進(jìn)行比較?？赏ㄟ^現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)公式確定錨固力和周圍土體抗力的大小。根據(jù)相關(guān)規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于某類土體，當(dāng)樁體嵌入穩(wěn)定地層的深度達(dá)到一定值時(shí)，可通過公式計(jì)算錨固力。將計(jì)算得到的錨固力和周圍土體抗力與樁身所承受的荷載進(jìn)行對(duì)比，若錨固力和周圍土體抗力能夠抵抗樁身所承受的荷載，則錨固段是穩(wěn)定的；否則，需要采取措施提高錨固段的穩(wěn)定性，如增加錨固深度、改善樁體與穩(wěn)定地層之間的粘結(jié)性能等。樁間土的穩(wěn)定性也需要進(jìn)行驗(yàn)算。樁間土在滑坡推力作用下，可能會(huì)發(fā)生滑動(dòng)或坍塌，影響抗滑樁的整體穩(wěn)定性。通過分析樁間土的受力情況，考慮土拱效應(yīng)等因素，計(jì)算樁間土的抗滑力和下滑力，判斷樁間土是否穩(wěn)定。若樁間土不穩(wěn)定，可采取增加樁間擋板、注漿加固等措施，提高樁間土的穩(wěn)定性。五、工程案例分析5.1案例一：[具體工程名稱1]5.1.1工程概況[具體工程名稱1]位于[具體地點(diǎn)]，該區(qū)域地形復(fù)雜，地勢(shì)起伏較大。工程建設(shè)過程中，由于切坡等工程活動(dòng)，引發(fā)了邊坡失穩(wěn)問題，形成了滑坡隱患?；麦w規(guī)模較大，長(zhǎng)度約為[X]m，寬度約為[X]m，厚度在[X]-[X]m之間，總體積達(dá)到了[X]m3。滑坡體主要由粉質(zhì)黏土和砂巖組成，粉質(zhì)黏土呈軟塑-可塑狀態(tài)，厚度約為[X]m，其天然含水量較高，抗剪強(qiáng)度較低；砂巖節(jié)理裂隙較為發(fā)育，巖體完整性較差，風(fēng)化程度較高。該區(qū)域的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，地下水位較高，一般埋深在[X]-[X]m之間。地下水的存在對(duì)滑坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生了顯著影響，一方面，地下水的浸泡使土體的重度增加，下滑力增大；另一方面，地下水降低了土體的抗剪強(qiáng)度，尤其是對(duì)粉質(zhì)黏土的影響更為明顯。滑坡區(qū)域內(nèi)存在多條軟弱結(jié)構(gòu)面，這些結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀與滑坡的滑動(dòng)方向基本一致，進(jìn)一步降低了邊坡的穩(wěn)定性。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，滑坡的滑動(dòng)面位于粉質(zhì)黏土與砂巖的交界面處，滑動(dòng)面較為光滑，抗滑力較小。滑坡發(fā)生后，對(duì)周邊的基礎(chǔ)設(shè)施和建筑物造成了嚴(yán)重威脅?；麦w前緣距離附近的公路僅[X]m，若滑坡繼續(xù)發(fā)展，可能導(dǎo)致公路路基垮塌，影響交通通行安全；滑坡體后緣的部分建筑物出現(xiàn)了墻體開裂、地基沉降等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。由于滑坡的存在，工程建設(shè)進(jìn)度被迫停滯，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。5.1.2小口徑鋼管組合抗滑樁設(shè)計(jì)方案針對(duì)該滑坡的具體情況，設(shè)計(jì)采用小口徑鋼管組合抗滑樁進(jìn)行治理。樁長(zhǎng)的確定綜合考慮了滑面深度和錨固要求。通過地質(zhì)勘察，確定滑動(dòng)面深度為[X]m，為了確?？够瑯赌軌蛴行у^固在穩(wěn)定地層中，將樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)為[X]m，其中錨固深度為[X]m。樁徑的選擇考慮了滑坡推力和樁身材料強(qiáng)度等因素。該滑坡推力較大，經(jīng)計(jì)算，選用直徑為[X]mm的無縫鋼管作為樁體材料，以保證樁身具有足夠的承載能力。樁間距和排距的計(jì)算基于土拱效應(yīng)和群樁效應(yīng)原理。通過數(shù)值模擬分析，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，確定樁間距為[X]m，排距為[X]m，這樣的間距既能保證樁間土形成有效的土拱結(jié)構(gòu)，又能避免群樁效應(yīng)的不利影響?？够瑯豆膊贾肹X]排，呈梅花形布置，以增強(qiáng)抗滑效果。在樁頂設(shè)置連系梁，將各樁連接成一個(gè)整體，提高抗滑樁的整體性和穩(wěn)定性。連系梁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，截面尺寸為[X]mm×[X]mm，配筋根據(jù)計(jì)算確定，以滿足強(qiáng)度和變形要求。5.1.3施工過程與監(jiān)測(cè)施工過程嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案和相關(guān)規(guī)范進(jìn)行。首先進(jìn)行場(chǎng)地平整，清理滑坡區(qū)域內(nèi)的雜物和松散土體，為后續(xù)施工創(chuàng)造條件。采用小型螺旋鉆孔機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)，鉆孔直徑比鋼管外徑大[X]mm，以保證鋼管能夠順利插入。鉆孔過程中，嚴(yán)格控制鉆孔的垂直度和深度，確保鉆孔質(zhì)量。鉆孔完成后，將預(yù)先加工好的鋼管插入孔內(nèi)，鋼管底部距孔底[X]cm，以保證注漿效果。然后進(jìn)行注漿作業(yè)，采用水泥漿作為注漿材料，水灰比為[X]。通過壓力注漿，使水泥漿填充鋼管與孔壁之間的空隙，并滲透到周圍土體中，增強(qiáng)樁土之間的粘結(jié)力。注漿壓力控制在[X]MPa-[X]MPa之間，注漿量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，確保注漿飽滿。在施工過程中，對(duì)滑坡體的位移、沉降以及抗滑樁的內(nèi)力等進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在滑坡體上布置了多個(gè)位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)和沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用全站儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)頻率為每天[X]次。在抗滑樁內(nèi)埋設(shè)了鋼筋應(yīng)力計(jì)和土壓力盒，用于監(jiān)測(cè)樁身的內(nèi)力和樁側(cè)土壓力，監(jiān)測(cè)頻率為每[X]天[X]次。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，在施工初期，滑坡體的位移和沉降有逐漸增大的趨勢(shì)，但隨著抗滑樁的施工和注漿完成，滑坡體的位移和沉降逐漸趨于穩(wěn)定。抗滑樁的內(nèi)力在施工過程中也逐漸增大，在注漿完成后，內(nèi)力基本保持穩(wěn)定。在施工過程中，某一監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移在施工前為[X]mm，施工初期增加到[X]mm，隨著抗滑樁施工的進(jìn)行，位移逐漸減小，最終穩(wěn)定在[X]mm；抗滑樁的最大鋼筋應(yīng)力在施工過程中逐漸增大，注漿完成后穩(wěn)定在[X]MPa。5.1.4效果評(píng)估與分析經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)小口徑鋼管組合抗滑樁的治理效果進(jìn)行評(píng)估。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，滑坡體的位移和沉降得到了有效控制，位移變化量在[X]mm以內(nèi)，沉降變化量在[X]mm以內(nèi)，滿足工程設(shè)計(jì)要求。周邊的基礎(chǔ)設(shè)施和建筑物的安全得到了保障，公路路基未出現(xiàn)垮塌現(xiàn)象，建筑物的墻體裂縫和地基沉降未進(jìn)一步發(fā)展。與設(shè)計(jì)預(yù)期相比，實(shí)際效果基本符合設(shè)計(jì)要求。但在施工過程中，發(fā)現(xiàn)部分抗滑樁的實(shí)際受力情況與設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果存在一定差異。通過分析，認(rèn)為主要原因是地質(zhì)條件的復(fù)雜性導(dǎo)致土體參數(shù)的取值存在一定誤差，以及施工過程中注漿質(zhì)量的不均勻性。在后續(xù)的工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)地質(zhì)勘察工作，提高土體參數(shù)的準(zhǔn)確性；同時(shí)，加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，確保注漿質(zhì)量的均勻性，以提高小口徑鋼管組合抗滑樁的設(shè)計(jì)和施工水平。5.2案例二：[具體工程名稱2]5.2.1工程概況[具體工程名稱2]位于[具體地點(diǎn)]，該區(qū)域處于山區(qū)，地形起伏較大，地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜。工程場(chǎng)地周邊存在一處滑坡體，對(duì)工程建設(shè)和周邊環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅?；麦w長(zhǎng)度約為[X]m，寬度約為[X]m，厚度在[X]-[X]m之間，總體積達(dá)到了[X]m3?；麦w主要由粉質(zhì)黏土和礫石土組成，粉質(zhì)黏土厚度約為[X]m，呈軟塑狀態(tài)，含水量較高，抗剪強(qiáng)度較低；礫石土分布在粉質(zhì)黏土下部，礫石含量約為[X]%，粒徑大小不一，結(jié)構(gòu)較為松散。該區(qū)域地下水位較高，一般埋深在[X]-[X]m之間，地下水對(duì)滑坡體的穩(wěn)定性產(chǎn)生了顯著影響。地下水的浸泡使得粉質(zhì)黏土的重度增加，下滑力增大，同時(shí)降低了土體的抗剪強(qiáng)度，導(dǎo)致滑坡體的穩(wěn)定性系數(shù)降低。滑坡區(qū)域內(nèi)存在多條軟弱結(jié)構(gòu)面，這些結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀與滑坡的滑動(dòng)方向基本一致，進(jìn)一步削弱了邊坡的穩(wěn)定性。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，滑坡的滑動(dòng)面位于粉質(zhì)黏土與礫石土的交界面處，滑動(dòng)面較為光滑，抗滑力較小?；碌拇嬖趯?duì)周邊的建筑物和道路造成了嚴(yán)重影響?；麦w前緣距離附近的一條主要道路僅[X]m，滑坡的發(fā)展可能導(dǎo)致道路路基垮塌，影響交通通行；滑坡體后緣的部分建筑物出現(xiàn)了墻體開裂、地基沉降等現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。由于滑坡的影響，工程建設(shè)進(jìn)度被迫中斷，造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。5.2.2小口徑鋼管組合抗滑樁設(shè)計(jì)方案針對(duì)該滑坡的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)采用小口徑鋼管組合抗滑樁進(jìn)行治理。樁長(zhǎng)的確定依據(jù)滑面深度和錨固要求。通過地質(zhì)勘察，確定滑動(dòng)面深度為[X]m，為確?？够瑯赌軌蛴行у^固在穩(wěn)定地層中，將樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)為[X]m，其中錨固深度為[X]m。樁徑的選擇綜合考慮了滑坡推力和樁身材料強(qiáng)度等因素。該滑坡推力較大，經(jīng)計(jì)算，選用直徑為[X]mm的無縫鋼管作為樁體材料，以保證樁身具有足夠的承載能力。樁間距和排距的計(jì)算基于土拱效應(yīng)和群樁效應(yīng)原理。通過數(shù)值模擬和工程經(jīng)驗(yàn)，確定樁間距為[X]m，排距為[X]m，這樣的間距既能保證樁間土形成有效的土拱結(jié)構(gòu)，又能避免群樁效應(yīng)的不利影響?？够瑯豆膊贾肹X]排，呈梅花形布置，以增強(qiáng)抗滑效果。在樁頂設(shè)置連系梁，將各樁連接成一個(gè)整體，提高抗滑樁的整體性和穩(wěn)定性。連系梁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，截面尺寸為[X]mm×[X]mm，配筋根據(jù)計(jì)算確定，以滿足強(qiáng)度和變形要求。5.2.3施工過程與監(jiān)測(cè)施工過程嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案和相關(guān)規(guī)范進(jìn)行。首先進(jìn)行場(chǎng)地平整，清理滑坡區(qū)域內(nèi)的雜物和松散土體，為后續(xù)施工創(chuàng)造條件。采用小型螺旋鉆孔機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)，鉆孔直徑比鋼管外徑大[X]mm，以保證鋼管能夠順利插入。鉆孔過程中，嚴(yán)格控制鉆孔的垂直度和深度，確保鉆孔質(zhì)量。鉆孔完成后，將預(yù)先加工好的鋼管插入孔內(nèi)，鋼管底部距孔底[X]cm，以保證注漿效果。然后進(jìn)行注漿作業(yè)，采用水泥漿作為注漿材料，水灰比為[X]。通過壓力注漿，使水泥漿填充鋼管與孔壁之間的空隙，并滲透到周圍土體中，增強(qiáng)樁土之間的粘結(jié)力。注漿壓力控制在[X]MPa-[X]MPa之間，注漿量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，確保注漿飽滿。在施工過程中，對(duì)滑坡體的位移、沉降以及抗滑樁的內(nèi)力等進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在滑坡體上布置了多個(gè)位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)和沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用全站儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)頻率為每天[X]次。在抗滑樁內(nèi)埋設(shè)了鋼筋應(yīng)力計(jì)和土壓力盒，用于監(jiān)測(cè)樁身的內(nèi)力和樁側(cè)土壓力，監(jiān)測(cè)頻率為每[X]天[X]次。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，在施工初期，滑坡體的位移和沉降有逐漸增大的趨勢(shì)，但隨著抗滑樁的施工和注漿完成，滑坡體的位移和沉降逐漸趨于穩(wěn)定。抗滑樁的內(nèi)力在施工過程中也逐漸增大，在注漿完成后，內(nèi)力基本保持穩(wěn)定。在施工過程中，某一監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移在施工前為[X]mm，施工初期增加到[X]mm，隨著抗滑樁施工的進(jìn)行，位移逐漸減小，最終穩(wěn)定在[X]mm；抗滑樁的最大鋼筋應(yīng)力在施工過程中逐漸增大，注漿完成后穩(wěn)定在[X]MPa。5.2.4效果評(píng)估與分析經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)小口徑鋼管組合抗滑樁的治理效果進(jìn)行評(píng)估。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，滑坡體的位移和沉降得到了有效控制，位移變化量在[X]mm以內(nèi)，沉降變化量在[X]mm以內(nèi)，滿足工程設(shè)計(jì)要求。周邊的建筑物和道路的安全得到了保障，建筑物的墻體裂縫和地基沉降未進(jìn)一步發(fā)展，道路路基未出現(xiàn)垮塌現(xiàn)象。與設(shè)計(jì)預(yù)期相比，實(shí)際效果基本符合設(shè)計(jì)要求。但在施工過程中，發(fā)現(xiàn)部分抗滑樁的實(shí)際受力情況與設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果存在一定差異。通過分析，認(rèn)為主要原因是地質(zhì)條件的復(fù)雜性導(dǎo)致土體參數(shù)的取值存在一定誤差，以及施工過程中注漿質(zhì)量的不均勻性。在后續(xù)的工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)地質(zhì)勘察工作，提高土體參數(shù)的準(zhǔn)確性；同時(shí)，加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，確保注漿質(zhì)量的均勻性，以提高小口徑鋼管組合抗滑樁的設(shè)計(jì)和施工水平。六、結(jié)論與展望6.1研究成果總結(jié)本研究深入開展了小口徑鋼管組合抗滑樁工作機(jī)理與設(shè)計(jì)計(jì)算方法的研究，取得了一系列具有重要理論和實(shí)踐價(jià)值的成果。在工作機(jī)理方面，明確了樁土相互作用機(jī)制，樁體與周圍巖土體之間通過摩擦力和咬合力協(xié)同工作，且存在著密切的變形協(xié)調(diào)關(guān)系。摩擦力源于樁體表面與巖土體顆粒間的摩擦，咬合力則由注漿材料與樁體、巖土體的粘結(jié)及機(jī)械咬合作用產(chǎn)生