工程实践对于一些大型滑坡,由于下滑力或潜在下滑力较大,可能需要设置双排桩进行支挡。但工程实践中对双排桩的设置理念上存在一定的争议,笔者结合前人的研究、工程实践和自己的一些工程经验,在此进行一些探讨和总结,供参考。1、当前、后两排抗滑桩的间距大于10倍抗滑桩的长边(桩径)时,建议安全起见,前、后两排抗滑桩宜考虑“分级支挡”的理念,不宜考虑前、后两排抗滑桩的抗力协调问题。这是因为作为滑坡的岩土体性质往往较差或松散,前、后两排抗滑桩进行抗力传递需桩间岩土体的较大变形才能协调,而作为抗滑桩,尤其是锚索抗滑桩,桩体的大变形是不容许的。如锚索抗滑桩一般要求桩顶位移不宜超过5cm,普通抗滑桩的桩顶位移不宜超过10cm等。即使前、后两排抗滑桩之间设置连系梁或连系面板,但由于间距过大,是很难起到前、后排桩体之间的协调变形的。
图1 分级支挡的双排桩工程设置
2、当前、后两排抗滑桩的间距小于抗滑桩的长边(桩径)小于2倍时,由于间距过小,且考虑到工程的安全性和施工方便性,建议采用大型单排抗滑桩进行工程应用,而不宜采用双排桩设置。3、当前、后两排抗滑桩的间距为桩的长边(桩径)小于2~6倍时,为双排桩的理想设置范畴。可以通过在桩顶、桩身连系梁形成“门形桩、椅式桩”联合进行滑坡支挡。一般情况下,后排抗滑桩需提供更大的抗力,做为主桩使用。前排抗滑桩主要对后排桩传递的下滑力和两桩之间的滑体下滑力进行支挡,故提供的抗力相对较小,应做为副桩使用。故前、后两排抗滑桩的对整个滑坡的下滑力的分配宜为3.5:6.5。
图2 正在施做的双排桩工程
对于后排抗滑桩,可根据单排桩的受力模型对桩背(后部)的推力分布依据滑体岩土体性质进行确定。如松散地层可采用“三角形”分布模型,密实的堆积体可采用“梯形”分布模型,完整基岩滑体可采用“矩形”分布模型进行计算。
对于前排抗滑桩,由于前后两排抗滑桩间距较小,且桩背受力主要由后排桩传递而来,故一般情况建议采用“矩形”分布模型进行计算。
对于后排抗滑桩,由于桩前抗力的反力为向前排桩传递的下滑力,故不建议考虑桩前抗力。对于前排抗滑桩,可根据单排桩的受力模型对桩前抗力分布依据滑体岩土体性质进行确定。如松散地层可采用“三角形”分布模型,密实的堆积体可采用“梯形”分布模型,完整的基岩滑体可采用“矩形”分布模型进行计算。4、前、后两排抗滑桩的间距为6~10倍的抗滑桩的长边(桩径)时,建议应设置强大的连系梁用于前、后排抗滑桩的协调,并进行必要的安全折减。由于桩前抗力理论上呈现“梯形”扩散,当在工程实践中,尤其前、后两排抗滑桩间距较小时,往往只考虑桩前“矩形”范围内的岩土体抗力。故为更有效的应用桩前抗力,以及减小前、后两排抗滑桩在施工过程中的扰动,建议抗滑桩宜采用“梅花形”布置,而不宜采用“矩形 ”布置的形式。为有效提高前、后两排抗滑桩之间的受力协调,建议前、后两排抗滑桩宜同时采用同一受力形式的抗滑桩。如同时采用锚索抗滑桩,或同时采用普通抗滑桩,而不宜一排采用锚索抗滑桩,另一排采用普通抗滑桩。
图3 同时采用普通桩的双排桩工程应用