公路滑坡治理中预应力锚索抗滑桩的应用分析

施春辉

摘 要：公路工程是交通运输系统的重要组成部分，为保证其建设效果必须要加强对施工质量的控制，其中滑坡是比较常见的质量问题，一直以来都是重点研究的内容。预应力锚索抗滑桩技术在公路滑坡治理中的应用，结构受力更为合理，并且各项施工材料的利用率也更高，但是其在实际应用上设计与施工存在较大的难度，受各项因素影响也比较大，需要针对施工要点来制定相应的管理方案。该文就公路滑坡治理中预应力锚索抗滑桩技术的应用进行了简要分析。

关键词：公路滑坡 预应力锚索抗滑桩 应用施工

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（b）-0082-01

就传统抗滑桩作用原理分析，其主要利用桩本身抗弯与抗剪强度来抵抗滑坡推力，但是因为悬臂式抗滑桩结构为一个单纯的抗弯构件，应用后并不能完全发挥出其混凝土抗压强度的优点。而预应力锚索抗滑桩为柔性支护结构，桩身抗滑能力更大，降低了对边坡的挠动，充分利用边坡土体自身强度来提高工程结构的稳定性。将其应用到公路滑坡治理时，需要结合边坡稳定特点，对桩身内力进行分析计算，确定合理的处理方法。

1 预应力锚索抗滑桩概述

预应力锚索抗滑桩为一种主动受力结构，可以为公路滑坡提供一个比较大的预应力，可以更快速有效的阻止正在发展的滑坡体滑动。将其应用到公路滑坡治理中，会将锚杆与锚索设置在桩顶，降低了桩身所需要承受的剪力与弯矩，受力在分布上更为均匀合理。从实际应用现状来看，与传统抗滑桩相比，预应力锚索抗滑桩可以更好的发挥出桩身混凝土强度特点，并且在经济上也更具优势，施工工艺更简单，减少了抗滑桩埋深，降低桩截面配筋与尺寸，并且将大部分的地下作业改为地上施工，施工效率大大提升。在实际施工中与传统抗滑桩相比，其可以节省大约35%～60%的水泥与钢材等材料，将工程造价降低30%～50%，提高了公路滑坡治理的综合效益[1]。预应力锚索抗滑桩现在已经被广泛的应用到公路滑坡治理中，但是其在施工中也会受到其余因素的影响，如桩与土强度、桩间距、滑动面形状以及变形特征等，工程结构整体具有比较复杂的作用力，需要从多个角度进行综合分析，提高施工方案的合理性。

2 预应力锚索抗滑桩应用内力计算分析

2.1 基本假设

假设每根锚索桩承受相邻两桩“中-中”岩土压力，即可以确定桩身所要承受力为岩土压力、锚索拉力以及锚固段桩周岩土作用力等，其中桩与岩土间摩擦力、桩底反力、桩身自重以及锚索与桩背后岩土作用力不计入计算范围。在确定作用于桩间岩土压力时，滑坡推力分布简化为梯形，如果并不能确定滑面，则计算时可以先假设坡体内潜在破裂面为库仑破裂面来做初步计算，另外土压力则可以按照主动土压力计算。另外，计算时需要将桩、锚固段桩周岩土以及锚索系统看作为一个整体，而锚索作用点的确定，则需要确保锚索伸长变形与桩位移之间的协调性，要求桩位移与锚索弹性伸长量相同。

2.2 锚索体设计

2.2.1 钢绞线承载力

公式为：P=n·p1/k

其中，n表示一束钢索中钢绞线根数；p1表示单根钢绞线极限破坏荷载；k表示钢绞线避免产生极限破断荷载安全系数。就公路滑坡治理实际情况来看，在对锚索钢绞线承载力进行设计时，一般会选择锚索钢线极限荷载的50%～60%，可以确保在施工后不会出现断裂问题，施工安全性更高[2]。

2.2.2 锚固长度

公式为：L=k1.P/π.D.C1

其中，L表示锚固段长度；k1表示安全系数；D表示锚索孔直径；将C1表示锚固浆体胶结材料与孔壁间粘结力。

2.2.3 锚索拉力计算

设计计算时将桩与锚索看作为一个整体，图1为锚索桩结构计算图示，其中0A为n次超静定结构，桩锚固段0点处剪力Qo以及弯矩Mo计算。

2.2 锚固段桩内应力

以普通抗滑桩方式计算，并综合分析锚固面受水平剪力与弯矩作用力，可得桩弹性地基梁挠曲微分方程。

3 预应力锚索抗滑桩设计施工分析

第一，成孔工艺。应结合工程施工实际情况，选择合适的成孔工艺，无论是机械成孔还是人工挖孔，均需要保证放样的精确性，按照顺序从两端向中间调控开挖。其中人工开挖时每开挖1.5m深度就需要进行一次中心轴线放样，避免中心位置偏移。同时还需要每开挖1.2m就需要进行一次护臂支护处理，当护臂混凝土强度达到要求后才可进行下一节桩孔的开挖与浇筑[4]。第二，锚索施工。主要包括成孔，锚索绑扎、推进、注浆，锚索张拉等环节，其中锚索张拉要分两步进行，即检测吨位张拉与锁定吨位张拉，在锚索施加预应力张拉前，应将路线前进方向一侧桩侧1.2m范围内的土体挖除，消除桩侧土体约束预应力。

4 结语

与传统抗滑桩相比，预应力锚索抗滑桩在公路滑坡中的应用具有更好的效果，为提高其施工效果就需要结合其特点，对桩身应力进行详细计算，提高抗滑桩施工的精确性，确保施工中各项参数的合理性，在整体上来提高工程施工效果。

参考文献

[1] 乔莉.桩、锚协同作用的预应力锚索抗滑桩设计及程序开发[D].武汉：中国地质大学，2007.

[2] 杨博铭.预应力锚索抗滑桩治理公路高陡边坡的理论与应用研究[D].长沙：湖南大学，2005.

[3] 王德权.预应力锚索抗滑桩在路堑高边坡中的应用研究[D].昆明：昆明理工大学，2007.

[4] 陈鑫.竖向预应力抗滑桩的计算与设计[D].重庆：重庆交通大学，2014.