关于公路滑坡处治中有效运用预应力锚索抗滑桩结构的分析研究

关于公路滑坡处治中有效运用预应力锚索抗滑桩结构的分

析研究

摘要：公路建设过程中常常会遇到边坡开挖和边坡防护的施工，为了更好的对开挖边坡进行保护，防止滑坡的出现造成损失，人们采用了很多种的防护措施。锚固法和抗滑桩法都是在实践中总结出来的加固方法。目前人们将这两种方法结合起来，形成了预应力锚索抗滑桩的防止边坡滑坡的技术方法，在实践中已经被证明是比较有效的一种经济性边坡治理技术。

关键词：作用机理危害成因锚索抗滑桩设计 作用效果跟踪 一、前言

在公路施工中无论是开挖的路边还是在自然环境中的高边陡坡都会存在着滑坡的危险。因此在施工中应当采取必要的措施对这种潜在的威胁进行有效的控制。而且在增加边坡稳定性的过程中需要用最小的代价换来最稳定的加固方法，这样才能实现安全和经济的双赢。

自从美国首次使用岩石锚杆以来，锚固技术得到了迅速的发展，尤其是预应力锚索技术更以其明显的深层加固优势得到了广泛的认可。在此基础上，技术人员也开发了预应力锚索和桩联合加固的新技术。这项技术就是预应力锚索和抗滑桩技术的联合使用，锚索桩是由锚索和锚固桩组成，由于在桩的上部设置了预应力锚索，限制了桩的变形，改善了桩的受力状态，减小了桩体的截面和埋深。

简化了施工的难度，提高了施工的效率，目前广泛使用的是锚索和抗滑桩的加固方法，而且已经取得了相当显著的效果。 二、预应力锚索抗滑桩的作用机理 1、预应力锚索抗滑桩的加固作用

预应力锚索抗滑桩的作用原理就是主动支护，柔性支护，其构造主要是抗滑桩、预应力锚索、锚具等部件构成。施工中位于滑面底部稳定基岩内部的锚索为锚固段，其余的部位为张拉段。对于锚索施加适当的应力后，通过锚具将其余抗滑桩相连，另一端穿过滑坡体固定在滑床上，这样就形成了抗滑桩—预应力锚索的组成的联合受力体系。用锚索的拉力和抗滑桩共同产生的张拉力平衡滑坡的推力，这就改变了以往的单一抗滑桩所承受的单一的固定推力。这样的联合作用减少了抗滑桩的弯矩，让桩径变细、埋深变浅，其优势是合理平衡受力、节省投资、减少材料、缩短了工期。 在对工程后期的观测中发现，这样的受力机理变悬臂抗滑桩的被动受力为主动受力，变原来的等待滑坡体移动为提供应力向滑坡体施加反推力，这样来阻止滑坡体产生滑动位移，甚至可以将一些裂缝逐渐的弥合起来，由此达到治理滑坡，减少其对公路造成损害的目的。

2、预应力锚索抗滑桩在使用中的变形过程

预应力锚索抗滑桩是一个整体抗滑的网状体系，其变形特征是一种动态均衡的变形，即锚索的伸长量在水平方向的分量与锚索作

用点处桩在同样力系作用下的位移量相等。这样在滑坡体发生变形前，锚索的预应力的张拉作用就会对滑坡体产生一个主动的作用力，由于锚索的反力装置是抗滑桩，抗滑桩就会产生一个对应的形变量。当滑坡体产生变形的时候，滑动力将作用在抗滑桩上，桩端固定在相对稳定的岩层上，在加上锚索的牵拉作用，二者就形成了一个相对稳定的支护体系，桩身产生的是挠去变形。 三、危害公路的滑坡产生原因 1、地质结构造成的天然滑坡体

公路的沿线存在着古滑坡体，由于岩体受到古滑坡体的影响，一方面在较大范围内产生了严重的松动和形变，另一方面在岩石松动后导致了渗入性的风化，导致了内部的岩层间断性的形成了“酥松带”。虽然内部还有原岩层理，但是其强度已经明显下降了，施工中很容易导致其滑动。 2、人为的造成边坡形变

在工程的进行过程中，一方面是路堑施工对边坡的开挖，形成了一些高陡边坡，影响了坡体原有的支持。另一方面，在施工的过程中往往需要理由炸药进行一些爆破施工，这种来自爆破的震动也可以引起边坡的松散，导致地表水的渗入，增大了坡体的下滑力。 3、地下水

如果坡体后面的山体积水量大，坡体内地下水就会向边坡两侧的已有冲沟内径流。当公路建设导致原有的径流同道改变，就会使

地下水向开挖的边坡径流，使之在隔水层汇集，蔓延导致对边坡的浸润，降低抗剪强度，产生了滑坡。 四、预应力锚索抗滑桩的应用设计 1、技术方案的分析

在施工过程中，技术人员会根据不同的地质情况采用尺寸、材料、技术参数不同的锚索抗滑桩方案，但是其特征都不尽相同。 一方面，该技术方案主要的固定方式是预应力锚索。这种预应力锚索是在滑坡前主动进行支护，在设计的过程中预应力的调整比较方便，而且预应力锚索加固技术在实践中已经成为一种比较成熟的施工工艺。所以在施工中对于设计人员和操作人员来说更容易掌握其要点，使之起到真正的作用。

另一方面，采用抗滑桩的支护是一种刚性的方式，桩体通过挡板形成类似于墙体的紧实结构，对抗侧向应力的能力强，有效的防止边坡的侧向滑移。

2、预应力锚索+抗滑桩支护施工流程简介 （1）锚索（杆）施工流程

在不同的施工条件下，应当选用适当的施工方法来进行锚索施工，在施工的过程中注意不要遗漏设计细节，如果出现与设计不符的底层应当技术汇报。其主要的施工流程是：施工准备——造孔——杆件制作——杆件安装——注浆——应力锁定——张拉这几个环节。

（2）抗滑桩施工

抗滑桩的施工应从两侧开始向中间挖，同时开挖的桩位不能超过工艺要求。开挖采用间隔布置，一般为隔2挖1。桩身开挖的过程中应注意如需用炮，采用小炮松动，且注意用药量。人工成孔后现场进行混凝土浇筑施工，在灌注成桩的过程中一定要严格把握质量要求，需要明确施工工艺，并快速连续完成。 五、锚索抗滑桩系统效果跟踪

滑坡处治完成后,通过试验跟踪,发现锚索拉力的变化有如下三个阶段:

1、锚索拉力迅速减小阶段。这是由于锁定过程中出现瞬间的应力损失所引起的，这包括：1）钢绞索回缩引起的预应力损失，这个回缩量的大小由于各个厂家的制造工艺不同导致，也和现场张拉锁定的工艺相关，因此要合理选材，完善工艺减少回缩量防止该项应力损失。2）钢绞线在张拉、锁定过程中由于受力不均产生预应力损失,主要是由于各股钢绞线在锚索孔孔口段不顺直、不对称均匀分布和错位等原因造成的，可以从这几个方面入手进行调整。 2、锚索拉力缓慢变化。1）预应力长期损失的主要内容包括钢绞索缓慢变化导致的应力损失；2）混凝土的徐变导致的应力下降，这部分损失是由于锚索孔穿过抗滑桩的那部分结构徐变导致的桩身徐变。3）在抗滑桩和锚索的作用下，岩体受到挤压，其中间的裂缝会被压实，这就导致了应力的下降，但是这个过程的作用时间

较长，从而导致了应力的缓慢下降。

3、锚索-抗滑桩预应力稳定。所作锚索和抗滑桩的作用时间增长，滑坡整体趋于稳定，这时作用在锚索-抗滑桩的推力也相对固定，锚索的拉力也就稳定在一个固定的数值，在锚索、抗滑桩、滑坡体间形成了平衡状态，这种平衡可以持续较长时间。