预应力锚索抗滑桩技术在公路滑坡中的应用分析

　　摘要：公路滑坡事故是一种常见的地质事故，而在公路中应用预应力锚索抗滑桩具有诸多的优势。文章分析了预应力锚索抗滑桩的技术特点、施工技术及应用效果三个方面，同时对预应力锚索抗滑桩存在的问题进行了一定探讨，提出了该技术的适用性。

　　关键词：预应力锚索；抗滑桩；公路滑坡

　　中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）18-0043-02

　　1 预应力锚索抗滑桩施工技术在公路滑坡中应用优势

　　公路滑坡产生的地质情况多为山坡表层土质松散、下部基岩严重风化，存在软弱结构面。在流水的侵蚀下，发生岩体失稳而沿着软弱结构面发生位移，引起滑坡。或者滑坡体范围本身是一个老滑坡形成的老岩体，而公路切割作用后形成一个较高的临空面，也容易导致滑坡。一般的公路建设中，在路线的选择多尽量地避开需深挖高填的地形，而我国公路建设发展迅速，其平、纵线形要求较高，从而局部地段不得不采用深挖高填施工，所以采用高效、经济的抗滑坡技术是公路建设中需要的。而预应力锚索抗滑桩技术恰恰具备施工速度快、材料消耗少、受力结构合理及造价低的特点，能广泛地应用在公路抗滑坡施工中。

　　2 预应力锚索抗滑桩技术分析

　　2.1 抗滑加固机理

　　预应力锚索抗滑桩的结构主要有抗滑桩、预应力锚索和锚具。滑动面以下固定在稳定的基岩内的部分，称锚固段，而其余段为张拉段。对锚索施加预应力之后，通过锚具将一端与抗滑桩相连，另一端穿过滑坡体后锚定在滑床内，使得抗滑桩和预应力锚索成为一个联合受力的整体。相对于一般抗滑桩依靠单一嵌固段地基抗力平衡滑坡体推力的受力机理，预应力锚索抗滑桩具有桩内弯矩显著减小、桩径变小及桩埋置深度浅的优势，可以达到结构受力合理、节约材料、缩短工期的效果。

　　2.2 受力特点

　　从受力机理分析，预应力锚索抗滑桩属于“主动型”，即在施加预应力后，滑体受到反推力，能够实现立即止滑的作用，而一般的悬臂抗滑桩属于“被动型”，桩的抗滑作用只有在滑坡体发生一定位移后才能起作用，而这对于滑体上已有建筑设施非常不利。

　　3 预应力锚索抗滑桩施工技术

　　3.1 抗滑桩施工

　　根据地形地貌清理出一定面积的场地，以便安装井架及铺设碴便道等。（1）在桩身的开挖时，根据桩身井口段的土质，在挖至2.0m时，即可灌注0.3m厚的护壁硅（作为第一节），同时按1.5m分节，逐步深挖，但是严禁在滑动面和土石分界处分节。当挖至10m以下时，需要在井口设置一台大功率的通风机，往井下送风，遇到地下水时，采用抽水泵及时将水抽出，同时设置钢筋梯以方便施工人员作业。（2）在桩身混凝土灌注阶段，除了做好铺底、铺轨及钢筋笼绑扎等工作外，关键是进行锚索孔导管的预埋，根据滑坡的坡度及抗滑桩受力特点，设定锚索孔的位置和锚索倾角，同时牢固地将导管固定钢筋笼上，防止在灌注混凝土时发生偏移，影响最终抗滑效果。在灌注混凝土时要连续地灌注，并且每层厚度达到50cm进行捣固，反复进行至灌注完成。

　　3.2 预应力锚索固定及预应力施加

　　（1）预应力锚索固定。首先，定位好桩身混凝土灌注时预留的锚索孔，利用液压风洞潜孔钻机钻孔，在达到一定深度后及时地将孔中的岩粉等杂物清理，以免降低浆体与孔壁的粘结强度。其次，选用高强度、低松弛预应力的钢铰线，以保证后期张拉的效果。按照设计长度准确裁制钢铰线，并均匀排列，避免弯折和机械损伤等，同时在下放锚索时要尽量避免撞击到孔壁，做到快、轻、稳、准。最后，在注浆时，采用压力注浆既可以加快施工进度，也可以使得浆体深入到地层裂缝中，起到加固作用。（2）预应力锚索张力施加。在锚索孔内浆体及抗滑桩混凝土强度达到设计要求的约70%时，即可以进行锚索的张拉。而据锚索类型及具体要求的不同可以选取整体张拉、先单根预拉后整体张拉及单根分级循环张拉等方法。在张拉时，要求缓慢地加载、及时观测张拉力及锚索伸长量，当发现实际伸长量超过预期时，应停止张拉，查明其中原因，并及时地采取措施排除问题后才能继续进行张拉。张拉完成后48h后，若发现预应力损失过大，应进行补偿张拉。

　　4 预应力锚索抗滑桩在公路滑坡中的应用效果分析

　　任何一种防治措施的实施都需要对其应用的效果进行分析，以确保措施的有效性，就滑坡而言在应用预应力锚索抗滑桩后，存在三个变化阶段。

　　（1）锚索拉力快速减小阶段。主要原因是锁定过程中出现瞬间应力损失，一方面钢绞线在张拉后出现回缩，导致预应力的损失，因此要求选择合适的材料及合理的施工工艺。另一方面在张拉过程中钢绞线受力不均导致，主要通过均匀排列钢绞线，理顺对准锚索孔口来调整。（2）锚索拉力缓慢变化。该部分主要是穿过锚索的那部分混凝土的徐变和岩体中裂缝的压实作用共同导致，此过程作用的时间相对较长。（3）抗滑桩-锚索预应力稳定。经过前期施工中应力损失和中期徐变造成的预应力变化，该阶段预应力锚索抗滑桩的预应力值及整体的稳定性都达到了一个固定的值，这种平衡在短期内不会发生大的变化，也是抗滑桩真正起作用的阶段。

　　5 存在问题与展望

　　预应力锚索抗滑桩具有良好的结构受力特性、施工速度快及工程造价低等特点，但是仍旧存在着一些不足之处：（1）理论计算尚不成熟。由于锚索固定在抗滑桩的上部，容易导致应力的集中，形成群锚效应，随着时间的延长可能会导致脱拉失效。（2）不适合于应用在大型滑坡等较为复杂的滑坡。大型滑坡中往往有滑动面处于坡面很深的位置及存在多层滑动面的情况，此时应用预应力锚索抗滑桩的效果则欠佳，所以该技术适用于公路滑坡中经常存在的小型滑坡或较简单的滑坡防治中。

　　参考文献

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　　[3] 夏飞.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[J].城市建设理论研究，2011，（17）.

　　[4] 陈锦辉.浅谈公路滑坡中抗滑桩加固施工特点[J].广东交通职业技术学院学报，2006，5（2）：52-53.

　　作者简介：王亚南，男，山西运城人，山西运城路桥有限责任公司助理工程师，研究方向：高速公路建设。