抗滑樁在治理堆積體滑坡中的應用

摘要：滑坡作為一種較為普遍的自然災害，其產生的主要原因是人類工程（如鐵路、公路、水利、礦山、城鎮建設等）的邊坡開挖、水庫蓄水、暴雨等。文章對堆積體滑坡所具備的特征和基本要素進行了分析，探討了預應力錨索抗滑樁的特點和其計算方式，同時對抗滑樁治理堆積體滑坡的方法進行了闡述。

關鍵詞：抗滑樁；堆積體滑坡；治理措施；預應力錨索

中圖分類號：P642文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2014）24-0045-02

1堆積體滑坡的特征和基本要素

1.1特征分析

堆積體滑坡所具備的特征是非常多的（如表1）。堆積體滑坡部分的主要結構是第四系較為松散的巖石與土壤，其中土壤的組成部分是結構松散、孔隙度較大及透水性較強的堆積物。而由于堆積體物資所具有的特殊性質與物理力學性質的轉變，以及降雨入滲等因素的影響，使得堆積體的滑坡與其他滑坡在滑坡產生條件及滑移規律上面有著明顯的差異。

1.2基本要素分析

構成堆積體滑坡的基本要素主要有：滑坡體、滑坡床、滑坡面及滑坡周界等。滑坡體主要是指脫離母體經過滑動的巖土體。對均勻滑坡來說，滑坡體的特點是滑坡體整體會被移動，但是滑坡體內部的兩點因相對位移而沒有發生變化，然而由于受到土體的擾動，其會很容易產生裂縫。滑坡床是指滑坡體下沒有滑動的巖土體。在滑坡過程中，其形體基本上是保持了原有結構，沒有發生什么變化，只是前緣部分會出現少許的擠壓裂縫，滑坡壁后緣會產生弧形張裂縫，兩側會有剪裂縫發育現象出現，而且滑坡床的形態會給滑坡產生的強度與范圍造成一定的影響。滑動面是指滑坡體和滑坡床間的分界面。這個分界面也是滑坡體滑動過程中和滑坡床接觸的面。滑坡周界則是指平面上滑坡體和其周圍不動體的分界線，其限制了滑坡發生的范圍。

2預應力錨索抗滑樁的特點及其計算方式

預應力錨索抗滑樁的使用主要是在樁頂位置附近放置錨索，然后對其施加預應力，以使預應力錨索抗滑樁的受力特點就像在這個地方有個鉸性支點。預應力錨索抗滑樁的掩埋深度會比較淺，且其與一般抗滑樁有著本質的區別。比如由于推力呈矩形分布，因此懸臂桿件的彎矩最大值是在固定端Mmax=1/2ql2。而假如預應力錨索抗滑樁是一個簡易的支梁，那么其彎矩的最大值是在梁跨中間Mmax=1/8ql2。當對一端固定與另一端鉸支等情況進行考慮的時候，預應力錨索力的大小直接關系著彎矩最大值的大小和部位，然而其和懸臂樁相比，預應力錨索抗滑樁的最大彎矩要低于懸臂樁的彎矩的最大值，但是其位置比懸臂樁要高，而且預應力錨索抗滑樁的內力也會出現轉變。這種受力狀態要求預應力錨索抗滑樁必須要具備截面小、樁身短等特點。

預應力錨索抗滑樁的內力計算和一般抗滑樁的計算有一些區別，其所使用的計算方式主要是：摩根斯頓—普拉埃斯方法。即在樁的兩側使用優化與有限差分法，以使樁所處的分塊能夠形成平衡，從而計算樁和滑坡間的相互作用。預應力錨索抗滑樁的設計需要對兩種受力狀態進行考慮：一是樁只受到錨索預應力與側面土彈性抗力的作用，這種受力狀態下樁的內力與位移可以利用地基系數法進行計算；二是預應力錨索抗滑樁受到滑坡推力、錨索拉力、側面土彈性抗力及剩余抗滑力等的作用，這種狀況下樁身內力與位移的計算需要與上面最為不利的組合相結合。

預應力錨索抗滑樁的設計要合理就需要考慮多種因素。比如當樁受到設計滑坡推力的作用時，錨索拉力必須要達到設計拉力值。假如錨索拉力過小，那么錨索將不能起到支點的作用，這會使位移得不到控制，只有在樁頂加入一道較小的作用力，才能對樁身內力進行減小，從而使大多數的滑坡推力還是利用樁身傳入滑床，確保樁身的受力狀態不會高于抗滑樁的受力狀態。然而，如果錨索設計拉力過大，那么樁身在承受最大滑坡推力的情況下，錨索拉力根本達不到設計值，這會產生很大的浪費，而且對錨索的施工技術及實施也會帶來極大的影響。一般情況下，錨索的設計拉力應該是滑坡推力的1/2～4/7，而錨索結構、錨索的應力值及錨索的布置等問題也是預應力錨索抗滑樁在設計中需要考慮的問題。另外，依據Winkle彈性地基梁的計算，以單根錨索的錨固力N1=400kN為集中力，并使其作用于梁上，在計算中，將垂直于梁的分力當成設計力。由此可以計算縱梁的彎矩M、及剪力V。計算公式如下：

Vx=Vo-1/2A1Bp△Ay（2vo-v）-1/6Bpm1△Ay2（3vo-2v）

My=Mo+Voy-1/6A1Bp△Ay2（3yo-y）-1/12Bpm1△Ay3（2yo-y）

式中：Vo是滑動面處樁截面的剪力，Bp是樁的計算寬度，Mo是滑動面樁截面的彎矩，A1是樁前滑動面的地基系數，m1是第一層滑床地基系數隨深度變化的比例系數，Ay是滑動面下y處樁截面的側應力。

3抗滑樁對堆積體滑坡進行治理的方法

堆積體滑坡的特點主要是滑面較深，地下水較多。而在對其進行治理的過程中，如果利用常規抗滑樁對其進行治理，難么樁身要長達50m左右，且截面也很大，這會給工程的施工過程帶來極大的難題。但利用預應力錨索抗滑樁對治理工程進行輔助治理，則可極大的降低樁身的長度樁及截面的大小。在埋設預應力錨索抗滑樁的時候，一共要埋設14根預應力錨索抗滑樁，且樁與樁之間的距離要達到7m，設計樁頂標高應低于地面2～5m，而樁身長度要達到31～37m，樁底要深入完整基巖2～3m，滑面下的樁身長度要占樁身總長度的1/5（如圖1）。

此外，為了方便錨索的固定和拉伸，樁頭靠河側可以設計成斜面，而且要與錨索軸線垂直。為了避免錨頭下的混凝土局部應力因集中而受到破壞，錨頭下的設計需要使用一定厚度和大小的承壓鋼板。而且錨索的設計拉力要為滑坡推力的1/2，單根錨索的拉力要達到130t，預拉力要達到90t，每根錨索的長度要達到70m，且要使用鋼鉸線束。錨索固定在基巖中的長度要達到10m，錨索的傾角要達到25℃，而水平投影下錨索軸線和樁截面長軸間的夾角要達到2°。

圖1預應力錨索抗滑樁結構圖

4結語

堆積體滑坡作為一種較為常見的自然災害，對其的治理是需要被人們重視的。上文主要分析了堆積體滑坡的特征及基本要素，并探討了預應力錨索抗滑樁的特點和其計算方式，以及預應力錨索抗滑樁對堆積體滑坡進行治理的方法，從而為堆積體滑坡的治理提供一些幫助。

參考文獻

[1]?李曉娟．抗滑樁在治理堆積體滑坡中的應用[J]．城

?市建設理論研究，2013，（22）．

[2]?吳綜澤．抗滑樁在滑坡治理中的研究現狀與進展[J]．

?廣東科技，2011，（6）．

[3]?徐建新，武駿娟，王程．抗滑樁在滑坡治理工程中的

?應用[J]．科技信息，2011，（8）．

作者簡介：易祥成（1959—），男，湖南省地質礦產勘查開發局409隊工程師，研究方向：水工環（巖土工程）。

摘要：滑坡作為一種較為普遍的自然災害，其產生的主要原因是人類工程（如鐵路、公路、水利、礦山、城鎮建設等）的邊坡開挖、水庫蓄水、暴雨等。文章對堆積體滑坡所具備的特征和基本要素進行了分析，探討了預應力錨索抗滑樁的特點和其計算方式，同時對抗滑樁治理堆積體滑坡的方法進行了闡述。

關鍵詞：抗滑樁；堆積體滑坡；治理措施；預應力錨索

中圖分類號：P642文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2014）24-0045-02

1堆積體滑坡的特征和基本要素

1.1特征分析

堆積體滑坡所具備的特征是非常多的（如表1）。堆積體滑坡部分的主要結構是第四系較為松散的巖石與土壤，其中土壤的組成部分是結構松散、孔隙度較大及透水性較強的堆積物。而由于堆積體物資所具有的特殊性質與物理力學性質的轉變，以及降雨入滲等因素的影響，使得堆積體的滑坡與其他滑坡在滑坡產生條件及滑移規律上面有著明顯的差異。

1.2基本要素分析

構成堆積體滑坡的基本要素主要有：滑坡體、滑坡床、滑坡面及滑坡周界等。滑坡體主要是指脫離母體經過滑動的巖土體。對均勻滑坡來說，滑坡體的特點是滑坡體整體會被移動，但是滑坡體內部的兩點因相對位移而沒有發生變化，然而由于受到土體的擾動，其會很容易產生裂縫。滑坡床是指滑坡體下沒有滑動的巖土體。在滑坡過程中，其形體基本上是保持了原有結構，沒有發生什么變化，只是前緣部分會出現少許的擠壓裂縫，滑坡壁后緣會產生弧形張裂縫，兩側會有剪裂縫發育現象出現，而且滑坡床的形態會給滑坡產生的強度與范圍造成一定的影響。滑動面是指滑坡體和滑坡床間的分界面。這個分界面也是滑坡體滑動過程中和滑坡床接觸的面。滑坡周界則是指平面上滑坡體和其周圍不動體的分界線，其限制了滑坡發生的范圍。

2預應力錨索抗滑樁的特點及其計算方式

預應力錨索抗滑樁的使用主要是在樁頂位置附近放置錨索，然后對其施加預應力，以使預應力錨索抗滑樁的受力特點就像在這個地方有個鉸性支點。預應力錨索抗滑樁的掩埋深度會比較淺，且其與一般抗滑樁有著本質的區別。比如由于推力呈矩形分布，因此懸臂桿件的彎矩最大值是在固定端Mmax=1/2ql2。而假如預應力錨索抗滑樁是一個簡易的支梁，那么其彎矩的最大值是在梁跨中間Mmax=1/8ql2。當對一端固定與另一端鉸支等情況進行考慮的時候，預應力錨索力的大小直接關系著彎矩最大值的大小和部位，然而其和懸臂樁相比，預應力錨索抗滑樁的最大彎矩要低于懸臂樁的彎矩的最大值，但是其位置比懸臂樁要高，而且預應力錨索抗滑樁的內力也會出現轉變。這種受力狀態要求預應力錨索抗滑樁必須要具備截面小、樁身短等特點。

預應力錨索抗滑樁的內力計算和一般抗滑樁的計算有一些區別，其所使用的計算方式主要是：摩根斯頓—普拉埃斯方法。即在樁的兩側使用優化與有限差分法，以使樁所處的分塊能夠形成平衡，從而計算樁和滑坡間的相互作用。預應力錨索抗滑樁的設計需要對兩種受力狀態進行考慮：一是樁只受到錨索預應力與側面土彈性抗力的作用，這種受力狀態下樁的內力與位移可以利用地基系數法進行計算；二是預應力錨索抗滑樁受到滑坡推力、錨索拉力、側面土彈性抗力及剩余抗滑力等的作用，這種狀況下樁身內力與位移的計算需要與上面最為不利的組合相結合。

預應力錨索抗滑樁的設計要合理就需要考慮多種因素。比如當樁受到設計滑坡推力的作用時，錨索拉力必須要達到設計拉力值。假如錨索拉力過小，那么錨索將不能起到支點的作用，這會使位移得不到控制，只有在樁頂加入一道較小的作用力，才能對樁身內力進行減小，從而使大多數的滑坡推力還是利用樁身傳入滑床，確保樁身的受力狀態不會高于抗滑樁的受力狀態。然而，如果錨索設計拉力過大，那么樁身在承受最大滑坡推力的情況下，錨索拉力根本達不到設計值，這會產生很大的浪費，而且對錨索的施工技術及實施也會帶來極大的影響。一般情況下，錨索的設計拉力應該是滑坡推力的1/2～4/7，而錨索結構、錨索的應力值及錨索的布置等問題也是預應力錨索抗滑樁在設計中需要考慮的問題。另外，依據Winkle彈性地基梁的計算，以單根錨索的錨固力N1=400kN為集中力，并使其作用于梁上，在計算中，將垂直于梁的分力當成設計力。由此可以計算縱梁的彎矩M、及剪力V。計算公式如下：

Vx=Vo-1/2A1Bp△Ay（2vo-v）-1/6Bpm1△Ay2（3vo-2v）

My=Mo+Voy-1/6A1Bp△Ay2（3yo-y）-1/12Bpm1△Ay3（2yo-y）

式中：Vo是滑動面處樁截面的剪力，Bp是樁的計算寬度，Mo是滑動面樁截面的彎矩，A1是樁前滑動面的地基系數，m1是第一層滑床地基系數隨深度變化的比例系數，Ay是滑動面下y處樁截面的側應力。

3抗滑樁對堆積體滑坡進行治理的方法

堆積體滑坡的特點主要是滑面較深，地下水較多。而在對其進行治理的過程中，如果利用常規抗滑樁對其進行治理，難么樁身要長達50m左右，且截面也很大，這會給工程的施工過程帶來極大的難題。但利用預應力錨索抗滑樁對治理工程進行輔助治理，則可極大的降低樁身的長度樁及截面的大小。在埋設預應力錨索抗滑樁的時候，一共要埋設14根預應力錨索抗滑樁，且樁與樁之間的距離要達到7m，設計樁頂標高應低于地面2～5m，而樁身長度要達到31～37m，樁底要深入完整基巖2～3m，滑面下的樁身長度要占樁身總長度的1/5（如圖1）。

此外，為了方便錨索的固定和拉伸，樁頭靠河側可以設計成斜面，而且要與錨索軸線垂直。為了避免錨頭下的混凝土局部應力因集中而受到破壞，錨頭下的設計需要使用一定厚度和大小的承壓鋼板。而且錨索的設計拉力要為滑坡推力的1/2，單根錨索的拉力要達到130t，預拉力要達到90t，每根錨索的長度要達到70m，且要使用鋼鉸線束。錨索固定在基巖中的長度要達到10m，錨索的傾角要達到25℃，而水平投影下錨索軸線和樁截面長軸間的夾角要達到2°。

圖1預應力錨索抗滑樁結構圖

4結語

堆積體滑坡作為一種較為常見的自然災害，對其的治理是需要被人們重視的。上文主要分析了堆積體滑坡的特征及基本要素，并探討了預應力錨索抗滑樁的特點和其計算方式，以及預應力錨索抗滑樁對堆積體滑坡進行治理的方法，從而為堆積體滑坡的治理提供一些幫助。

參考文獻

[1]?李曉娟．抗滑樁在治理堆積體滑坡中的應用[J]．城

?市建設理論研究，2013，（22）．

[2]?吳綜澤．抗滑樁在滑坡治理中的研究現狀與進展[J]．

?廣東科技，2011，（6）．

[3]?徐建新，武駿娟，王程．抗滑樁在滑坡治理工程中的

?應用[J]．科技信息，2011，（8）．

作者簡介：易祥成（1959—），男，湖南省地質礦產勘查開發局409隊工程師，研究方向：水工環（巖土工程）。

摘要：滑坡作為一種較為普遍的自然災害，其產生的主要原因是人類工程（如鐵路、公路、水利、礦山、城鎮建設等）的邊坡開挖、水庫蓄水、暴雨等。文章對堆積體滑坡所具備的特征和基本要素進行了分析，探討了預應力錨索抗滑樁的特點和其計算方式，同時對抗滑樁治理堆積體滑坡的方法進行了闡述。

關鍵詞：抗滑樁；堆積體滑坡；治理措施；預應力錨索

中圖分類號：P642文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2014）24-0045-02

1堆積體滑坡的特征和基本要素

1.1特征分析

堆積體滑坡所具備的特征是非常多的（如表1）。堆積體滑坡部分的主要結構是第四系較為松散的巖石與土壤，其中土壤的組成部分是結構松散、孔隙度較大及透水性較強的堆積物。而由于堆積體物資所具有的特殊性質與物理力學性質的轉變，以及降雨入滲等因素的影響，使得堆積體的滑坡與其他滑坡在滑坡產生條件及滑移規律上面有著明顯的差異。

1.2基本要素分析

構成堆積體滑坡的基本要素主要有：滑坡體、滑坡床、滑坡面及滑坡周界等。滑坡體主要是指脫離母體經過滑動的巖土體。對均勻滑坡來說，滑坡體的特點是滑坡體整體會被移動，但是滑坡體內部的兩點因相對位移而沒有發生變化，然而由于受到土體的擾動，其會很容易產生裂縫。滑坡床是指滑坡體下沒有滑動的巖土體。在滑坡過程中，其形體基本上是保持了原有結構，沒有發生什么變化，只是前緣部分會出現少許的擠壓裂縫，滑坡壁后緣會產生弧形張裂縫，兩側會有剪裂縫發育現象出現，而且滑坡床的形態會給滑坡產生的強度與范圍造成一定的影響。滑動面是指滑坡體和滑坡床間的分界面。這個分界面也是滑坡體滑動過程中和滑坡床接觸的面。滑坡周界則是指平面上滑坡體和其周圍不動體的分界線，其限制了滑坡發生的范圍。

2預應力錨索抗滑樁的特點及其計算方式

預應力錨索抗滑樁的使用主要是在樁頂位置附近放置錨索，然后對其施加預應力，以使預應力錨索抗滑樁的受力特點就像在這個地方有個鉸性支點。預應力錨索抗滑樁的掩埋深度會比較淺，且其與一般抗滑樁有著本質的區別。比如由于推力呈矩形分布，因此懸臂桿件的彎矩最大值是在固定端Mmax=1/2ql2。而假如預應力錨索抗滑樁是一個簡易的支梁，那么其彎矩的最大值是在梁跨中間Mmax=1/8ql2。當對一端固定與另一端鉸支等情況進行考慮的時候，預應力錨索力的大小直接關系著彎矩最大值的大小和部位，然而其和懸臂樁相比，預應力錨索抗滑樁的最大彎矩要低于懸臂樁的彎矩的最大值，但是其位置比懸臂樁要高，而且預應力錨索抗滑樁的內力也會出現轉變。這種受力狀態要求預應力錨索抗滑樁必須要具備截面小、樁身短等特點。

預應力錨索抗滑樁的內力計算和一般抗滑樁的計算有一些區別，其所使用的計算方式主要是：摩根斯頓—普拉埃斯方法。即在樁的兩側使用優化與有限差分法，以使樁所處的分塊能夠形成平衡，從而計算樁和滑坡間的相互作用。預應力錨索抗滑樁的設計需要對兩種受力狀態進行考慮：一是樁只受到錨索預應力與側面土彈性抗力的作用，這種受力狀態下樁的內力與位移可以利用地基系數法進行計算；二是預應力錨索抗滑樁受到滑坡推力、錨索拉力、側面土彈性抗力及剩余抗滑力等的作用，這種狀況下樁身內力與位移的計算需要與上面最為不利的組合相結合。

預應力錨索抗滑樁的設計要合理就需要考慮多種因素。比如當樁受到設計滑坡推力的作用時，錨索拉力必須要達到設計拉力值。假如錨索拉力過小，那么錨索將不能起到支點的作用，這會使位移得不到控制，只有在樁頂加入一道較小的作用力，才能對樁身內力進行減小，從而使大多數的滑坡推力還是利用樁身傳入滑床，確保樁身的受力狀態不會高于抗滑樁的受力狀態。然而，如果錨索設計拉力過大，那么樁身在承受最大滑坡推力的情況下，錨索拉力根本達不到設計值，這會產生很大的浪費，而且對錨索的施工技術及實施也會帶來極大的影響。一般情況下，錨索的設計拉力應該是滑坡推力的1/2～4/7，而錨索結構、錨索的應力值及錨索的布置等問題也是預應力錨索抗滑樁在設計中需要考慮的問題。另外，依據Winkle彈性地基梁的計算，以單根錨索的錨固力N1=400kN為集中力，并使其作用于梁上，在計算中，將垂直于梁的分力當成設計力。由此可以計算縱梁的彎矩M、及剪力V。計算公式如下：

Vx=Vo-1/2A1Bp△Ay（2vo-v）-1/6Bpm1△Ay2（3vo-2v）

My=Mo+Voy-1/6A1Bp△Ay2（3yo-y）-1/12Bpm1△Ay3（2yo-y）

式中：Vo是滑動面處樁截面的剪力，Bp是樁的計算寬度，Mo是滑動面樁截面的彎矩，A1是樁前滑動面的地基系數，m1是第一層滑床地基系數隨深度變化的比例系數，Ay是滑動面下y處樁截面的側應力。

3抗滑樁對堆積體滑坡進行治理的方法

堆積體滑坡的特點主要是滑面較深，地下水較多。而在對其進行治理的過程中，如果利用常規抗滑樁對其進行治理，難么樁身要長達50m左右，且截面也很大，這會給工程的施工過程帶來極大的難題。但利用預應力錨索抗滑樁對治理工程進行輔助治理，則可極大的降低樁身的長度樁及截面的大小。在埋設預應力錨索抗滑樁的時候，一共要埋設14根預應力錨索抗滑樁，且樁與樁之間的距離要達到7m，設計樁頂標高應低于地面2～5m，而樁身長度要達到31～37m，樁底要深入完整基巖2～3m，滑面下的樁身長度要占樁身總長度的1/5（如圖1）。

此外，為了方便錨索的固定和拉伸，樁頭靠河側可以設計成斜面，而且要與錨索軸線垂直。為了避免錨頭下的混凝土局部應力因集中而受到破壞，錨頭下的設計需要使用一定厚度和大小的承壓鋼板。而且錨索的設計拉力要為滑坡推力的1/2，單根錨索的拉力要達到130t，預拉力要達到90t，每根錨索的長度要達到70m，且要使用鋼鉸線束。錨索固定在基巖中的長度要達到10m，錨索的傾角要達到25℃，而水平投影下錨索軸線和樁截面長軸間的夾角要達到2°。

圖1預應力錨索抗滑樁結構圖

4結語

堆積體滑坡作為一種較為常見的自然災害，對其的治理是需要被人們重視的。上文主要分析了堆積體滑坡的特征及基本要素，并探討了預應力錨索抗滑樁的特點和其計算方式，以及預應力錨索抗滑樁對堆積體滑坡進行治理的方法，從而為堆積體滑坡的治理提供一些幫助。

參考文獻

[1]?李曉娟．抗滑樁在治理堆積體滑坡中的應用[J]．城

?市建設理論研究，2013，（22）．

[2]?吳綜澤．抗滑樁在滑坡治理中的研究現狀與進展[J]．

?廣東科技，2011，（6）．

[3]?徐建新，武駿娟，王程．抗滑樁在滑坡治理工程中的

?應用[J]．科技信息，2011，（8）．

作者簡介：易祥成（1959—），男，湖南省地質礦產勘查開發局409隊工程師，研究方向：水工環（巖土工程）。