探究复杂地质条件下公路桥梁基础施工中的抗滑桩设计

公路桥梁工程遇到复杂地质条件，基础施工在该因素影响下可能面临滑坡、崩塌等风险，威胁现场施工人员的人身安全。抗滑桩是公路桥梁工程比较常见的施工措施，其作用是增强边坡抗滑稳定性，保证公路桥梁工程安全。为此，本文选择某拟建公路桥梁工程，探讨复杂地质条件下基础施工中抗滑桩设计方案，评估该方案实施效果，保证公路桥梁工程质量。

1 工程概述

某拟建公路桥梁工程地处长江库岸斜坡地带，项目全长为 385m ，桥面宽度 13m，上部结构为预应力钢筋混凝土现浇连续箱梁，下部结构则是桩柱式墩和肋式台。根据该项目资料以及现场勘查结果发现，该公路桥梁工程所在地质条件比较复杂，增加了桥梁基础施工难度，采用抗滑桩设计的方式应对，本文根据复杂的地质条件拟定设计方案，希望能提高基础施工质效。

2 公路桥梁基础施工地质条件

鉴于本文所述项目地质条件复杂，为提高抗滑桩设计针对性和有效性，总结该项目地质条件如下：（1）地形地貌。该公路桥梁工程所在地为溶蚀-侵蚀浅-中切割河谷低中山地貌，最低点为河床，最高点是在斜坡坡顶处的居民区，地形有很大的起伏，也增加了基础施工难度。（2）地层岩性。按照该项目地质勘察资料，施工现场的地层结构十分复杂，按照从上到下的顺序依次是黏土层（厚度 18m ，承载力低）、强风化夹炭质板岩层（厚度 4m ，岩体结构较破碎）、中风化夹炭质板岩层（厚度 17m ，有裂隙发育）。基于上述特征，抗滑桩设计需考虑因素较多，也增加了设计难度。（3）水文条件。该项目施工现场的有较高的地下水位，而且在长江水位波动的作用下，增加了水流的复杂性，极有可能降低边坡稳定性。综合分析以上地质条件，抗滑桩设计非常重要。

表 1 典型复杂地质类型及影响

3 公路桥梁基础施工中的抗滑桩设计方案

3.1 选择抗滑桩

基于本文所述公路桥梁工程的复杂地质条件，选择抗滑桩桩型要考虑如下因素： ① 滑坡体； ② 滑动面深度； ③ 土层抗剪强度、 ④ 地下水位[1]。因为本项目所在地区的滑坡体比较深，所以最终决定采用钻孔灌注桩，施工人员可以结合地质条件对桩径、桩长做出调整，设计方案中应重点关注以下几个要点：

（1）抗滑桩设计过程中，孔口钢护筒能够保证钻孔作业稳定，如果土层较松散，或是地下水位高，此时护筒直径设计值 1000mm ，深度设计值 3-5m ，能最大程度避免孔壁坍塌。

（2）钻机钻孔到设计深度，并在桩孔附近填充足够数量的片石黏土堆积体，设计片石直径在150-300mm 。随后开始浇筑超灌混凝土，优化桩体抗滑性。

（3）基础施工中应用混凝土振捣器，优化混凝土密实度，这是提高桩体承载力、抗滑力的有效措施。抗滑桩设计中考虑施工现场各个区域条件，除了已经确定的钻孔灌注桩，若施工现场区域滑坡体浅，且地质条件均匀，此区域建议采用预制桩；地下水位高，可能承受的水平荷载大，则建议采用钢管桩。

2.2 确定嵌固深度

（1）受复杂地质条件影响，基础施工中的抗滑桩嵌固深度需要以桩体穿透滑面为依据，直至到达滑床、基岩层等比较稳定的部位，可以有效抵抗滑坡体施加的侧向压力，保证滑坡体稳定[2]。当滑面所在位置在地下 10m ，此时滑面和坡面角度应分别控制在 38°、28°-48°。

（2）为增强抗滑桩稳定性，桩体在穿透滑面之后，还需嵌入滑床之中，嵌固深度以 6m 为宜。此深度是以抗滑桩受力要求、滑坡体本身力学特性等为依据计算得出，提高桩体的承受力，能有效承受滑坡体推力，以免出现严重破坏或变形。

（3）基础施工阶段按照该公路桥梁工程施工现场地质勘察信息，在设计抗滑桩时需要灵活调整嵌固深度[3]。例如地层岩性有明显的变化，或是发现有软弱夹层、断层情况，施工人员需要适当增加嵌固深度，增强抗滑桩可靠性。基础施工过程中施工人员还需加强监测，了解抗滑桩变形情况与受力情况，这也是调整嵌固深度的关键依据[4]。

（4）为验证以上对嵌固深度设计的可行性，该项目采用有限元分析法，对几种不同的嵌固深度下桩体受力进行模拟，确定 6m 嵌固深度与该项目所面临的复杂地质条件相符。除此之外，检验时还用到旋挖钻机设备成孔，在成桩之后应用超声波检测技术检测桩体质量，最终验证桩体实际嵌固深度和抗滑桩设计标准相同。

3 公路桥梁基础施工中的抗滑桩设计方案测验

3.1 抗滑桩稳定性测验

对本文所述公路桥梁工程设计的抗滑桩方案进行测验，为验证稳定性，施工人员在线使用全站仪监测桩体的位移情况，施加侧向压力后观察桩体变形，以构建有限元模型的方式确认位移达标。随之施工人员采用钻孔取样法对滑坡体、桩体之间的接触面进行测验，采集土体物理数据，分别检查抗滑桩嵌固深度、桩体和土体黏聚力等是否符合标准。总结优化前、后抗滑桩稳定性数据如下：（1）抗滑桩最大位移优化前为 16.23mm ，优化后下降为 6.12mm；（2）抗滑桩顶部水平位移优化前为 9.02mm ，优化后下降为 2.25mm ；（3）滑体稳定系数优化前为 1.03，优化后 1.33；（4）嵌固深度优化前为 15.24m ，优化后提升为 28.36m 对比可以确定本文的抗滑桩设计具有稳定性。

3.2 抗滑桩安全性测验

对抗滑桩设计的安全性进行测验，施工人员使用应变计实施监测，了解桩体轴向应力以及剪应力是否达标。随后施工人员安排静载试验，用于评估桩基部分的承载力，确认抗压强度符合标准。整理抗滑桩安全性测验结果如下：（1）轴向应力优化前为 24.12MPa ，优化后增加为 35.24MPa ；（2）剪应力优化前为 3.14MPa ，优化后增加至 6.38MPa ；（3）承载力优化前为1045.62kN，优化后增加为 1466.39kN 施工人员在测验过程中检查了抗滑桩附近的环境，确定没有因施工导致现场形成地面裂缝或沉降等问题。经过一直以来的监测数据，复杂地质条件下抗滑桩依然能够保证稳定性，不存在明显变形、破坏，从而直接验证了此次对抗滑桩的设计具有安全性。

结束语：

综上所述，复杂地质条件下公路桥梁基础施工面临诸多挑战，为避免因复杂地质问题造成严重后果，基础施工中需要科学设计抗滑桩，选择合适桩形、设计嵌固深度，并且在设计结束之后及时安排测验，以验证设计方案符合标准要求。本文设计抗滑桩经测试与标准相符，承载力、安全性均能适应复杂的地质条件，极大的提升了公路桥梁工程稳定性。通过此次设计，一方面为公路桥梁工程提供技术方面的参考，也为其他相似地质条件下组织基础施工积累经验，增强抗滑桩设计的精准性，推动公路桥梁项目建设事业的稳定发展。

参考文献：

[1]朱何. 公路边坡抗滑桩桩宽及桩间距对土拱效应的影响[J].交通世界,2025,(22):104-106.

2]高兴杰. 公路边坡稳定性及抗滑桩加固分析[J].内蒙古公路与运输,2021,(05):33-36.

[3]凌新鹏,叶伟. 抗滑桩在高速公路与水利交叉工程中的应用[J].现代交通技术,2021,18(01):15-20.

[4] 舒海明, 王曙光. 埋式抗滑桩在高速公路桥位滑坡治理中的应用[J]. 黑龙江交通科技,2018,41(09):21-22.