預應力錨索抗滑樁技術在公路滑坡中的應用分析

摘要：公路滑坡事故是一種常見的地質事故，而在公路中應用預應力錨索抗滑樁具有諸多的優勢。文章分析了預應力錨索抗滑樁的技術特點、施工技術及應用效果三個方面，同時對預應力錨索抗滑樁存在的問題進行了一定探討，提出了該技術的適用性。

關鍵詞：預應力錨索；抗滑樁；公路滑坡

中圖分類號：U416 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）18-0043-02

1 預應力錨索抗滑樁施工技術在公路滑坡中應用優勢

公路滑坡產生的地質情況多為山坡表層土質松散、下部基巖嚴重風化，存在軟弱結構面。在流水的侵蝕下，發生巖體失穩而沿著軟弱結構面發生位移，引起滑坡。或者滑坡體范圍本身是一個老滑坡形成的老巖體，而公路切割作用后形成一個較高的臨空面，也容易導致滑坡。一般的公路建設中，在路線的選擇多盡量地避開需深挖高填的地形，而我國公路建設發展迅速，其平、縱線形要求較高，從而局部地段不得不采用深挖高填施工，所以采用高效、經濟的抗滑坡技術是公路建設中需要的。而預應力錨索抗滑樁技術恰恰具備施工速度快、材料消耗少、受力結構合理及造價低的特點，能廣泛地應用在公路抗滑坡施工中。

2 預應力錨索抗滑樁技術分析

2.1 抗滑加固機理

預應力錨索抗滑樁的結構主要有抗滑樁、預應力錨索和錨具。滑動面以下固定在穩定的基巖內的部分，稱錨固段，而其余段為張拉段。對錨索施加預應力之后，通過錨具將一端與抗滑樁相連，另一端穿過滑坡體后錨定在滑床內，使得抗滑樁和預應力錨索成為一個聯合受力的整體。相對于一般抗滑樁依靠單一嵌固段地基抗力平衡滑坡體推力的受力機理，預應力錨索抗滑樁具有樁內彎矩顯著減小、樁徑變小及樁埋置深度淺的優勢，可以達到結構受力合理、節約材料、縮短工期的效果。

2.2 受力特點

從受力機理分析，預應力錨索抗滑樁屬于“主動型”，即在施加預應力后，滑體受到反推力，能夠實現立即止滑的作用，而一般的懸臂抗滑樁屬于“被動型”，樁的抗滑作用只有在滑坡體發生一定位移后才能起作用，而這對于滑體上已有建筑設施非常不利。

3 預應力錨索抗滑樁施工技術

3.1 抗滑樁施工

根據地形地貌清理出一定面積的場地，以便安裝井架及鋪設碴便道等。（1）在樁身的開挖時，根據樁身井口段的土質，在挖至2.0m時，即可灌注0.3m厚的護壁硅（作為第一節），同時按1.5m分節，逐步深挖，但是嚴禁在滑動面和土石分界處分節。當挖至10m以下時，需要在井口設置一臺大功率的通風機，往井下送風，遇到地下水時，采用抽水泵及時將水抽出，同時設置鋼筋梯以方便施工人員作業。（2）在樁身混凝土灌注階段，除了做好鋪底、鋪軌及鋼筋籠綁扎等工作外，關鍵是進行錨索孔導管的預埋，根據滑坡的坡度及抗滑樁受力特點，設定錨索孔的位置和錨索傾角，同時牢固地將導管固定鋼筋籠上，防止在灌注混凝土時發生偏移，影響最終抗滑效果。在灌注混凝土時要連續地灌注，并且每層厚度達到50cm進行搗固，反復進行至灌注完成。

3.2 預應力錨索固定及預應力施加

（1）預應力錨索固定。首先，定位好樁身混凝土灌注時預留的錨索孔，利用液壓風洞潛孔鉆機鉆孔，在達到一定深度后及時地將孔中的巖粉等雜物清理，以免降低漿體與孔壁的粘結強度。其次，選用高強度、低松弛預應力的鋼鉸線，以保證后期張拉的效果。按照設計長度準確裁制鋼鉸線，并均勻排列，避免彎折和機械損傷等，同時在下放錨索時要盡量避免撞擊到孔壁，做到快、輕、穩、準。最后，在注漿時，采用壓力注漿既可以加快施工進度，也可以使得漿體深入到地層裂縫中，起到加固作用。（2）預應力錨索張力施加。在錨索孔內漿體及抗滑樁混凝土強度達到設計要求的約70%時，即可以進行錨索的張拉。而據錨索類型及具體要求的不同可以選取整體張拉、先單根預拉后整體張拉及單根分級循環張拉等方法。在張拉時，要求緩慢地加載、及時觀測張拉力及錨索伸長量，當發現實際伸長量超過預期時，應停止張拉，查明其中原因，并及時地采取措施排除問題后才能繼續進行張拉。張拉完成后48h后，若發現預應力損失過大，應進行補償張拉。

4 預應力錨索抗滑樁在公路滑坡中的應用效果分析

任何一種防治措施的實施都需要對其應用的效果進行分析，以確保措施的有效性，就滑坡而言在應用預應力錨索抗滑樁后，存在三個變化階段。

（1）錨索拉力快速減小階段。主要原因是鎖定過程中出現瞬間應力損失，一方面鋼絞線在張拉后出現回縮，導致預應力的損失，因此要求選擇合適的材料及合理的施工工藝。另一方面在張拉過程中鋼絞線受力不均導致，主要通過均勻排列鋼絞線，理順對準錨索孔口來調整。（2）錨索拉力緩慢變化。該部分主要是穿過錨索的那部分混凝土的徐變和巖體中裂縫的壓實作用共同導致，此過程作用的時間相對較長。（3）抗滑樁-錨索預應力穩定。經過前期施工中應力損失和中期徐變造成的預應力變化，該階段預應力錨索抗滑樁的預應力值及整體的穩定性都達到了一個固定的值，這種平衡在短期內不會發生大的變化，也是抗滑樁真正起作用的階段。

5 存在問題與展望

預應力錨索抗滑樁具有良好的結構受力特性、施工速度快及工程造價低等特點，但是仍舊存在著一些不足之處：（1）理論計算尚不成熟。由于錨索固定在抗滑樁的上部，容易導致應力的集中，形成群錨效應，隨著時間的延長可能會導致脫拉失效。（2）不適合于應用在大型滑坡等較為復雜的滑坡。大型滑坡中往往有滑動面處于坡面很深的位置及存在多層滑動面的情況，此時應用預應力錨索抗滑樁的效果則欠佳，所以該技術適用于公路滑坡中經常存在的小型滑坡或較簡單的滑坡防治中。

參考文獻

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作者簡介：王亞南，男，山西運城人，山西運城路橋有限責任公司助理工程師，研究方向：高速公路建設。