豎向預應力錨桿在滑坡防治工程中的應用探討

(湖南省地質院304大隊 湖南 長沙 410000)

一、前言

(一)滑坡直接防治工程措施

滑坡直接防治措施歸納起來主要為：支擋與錨固[1]。

支擋工程和錨固工程既可單獨使用，又可組合使用，其主要結構分類如下表[2]：

1、支擋結構種類擋土墻重力式擋土墻懸臂式與扶壁式擋土墻加筋土擋土墻其他形式擋土墻:托盤式擋土墻、樁板式擋土墻、錨桿擋土墻、錨定板擋土墻抗滑樁懸臂式抗滑樁錨桿抗滑樁預應力錨索結構下沉式抗滑樁其他類型抗滑樁①抗滑鍵;②承臺式抗滑樁;③抗滑剛架樁;④樁板墻;⑤椅式樁墻。2、錨固工程種類系統錨桿全長粘結型錨端頭錨固型錨桿摩擦性錨桿管式錨桿和自鉆式錨桿預應力錨桿3、支擋和錨固共同作用類結構種類錨拉樁、錨定板式擋土墻預應力格構錨土釘墻噴錨支護柔性網防護系統

二、豎向預應力錨桿在滑坡防治工程中應用探討

以往支擋和錨固共同作用類結構，錨桿都是水平或近水平設置的，錨桿提供水平向拉力，能充分發揮了其高抗拉性能。但滑坡產生的環境是非常復雜的，在工程實踐中常常有些工況下實現困難，如①錨桿較長時；②需穿越的巖土體結構松散時；③施工場地狹窄時；④穩定巖土體堅硬時等。

基于多年的防治工作經驗，下文試圖探討豎向預應力錨桿組合支擋結構形成一種組合結構的方法，解決一些工程問題。

(一)與擋土墻的組合

擋土墻抗滑能力主要取決于擋土墻基底與巖土體摩擦力和墻前少量巖土抗力，自身抗傾覆能力取決于擋土墻自重與背后部分填土重量(由擋土墻的結構形式決定)和重心到轉點的水平距離。摩擦系數由巖土物理力學性能決定，要提高擋土墻的抗滑力，就需要提高擋土墻的體量，即擋土墻需要足夠的底面面積，和足夠的重量，所以常見擋土墻往往體量龐大。

重力是豎向力，因此采用豎向預應力錨桿提供的豎向拉力替代部分強身重量，能靈活設計擋土墻，既能提高設置空間的適應性，也能不受體量約束。

可能的形式有如下幾種：

1)擋土墻底面積不變，只用預應力錨桿提供的豎向拉力替代部分擋土墻的自重，縮小擋土墻的體積。

2)在底部巖土物理力學性能允許的情況下，減小基礎底面積，即通過預應力錨桿增大豎向對地基巖土的壓力，提高抗滑能力。

3)減小基礎底面積，增加豎向預應力，但底部巖土自身承載力不夠。這種情況下，錨桿施工機具也適合施工微型樁，可以通過微型樁對基底巖土進行改造，由微型樁和巖土本身形成一種復合地基，在復合地基上設置擋土墻，豎向錨桿錨固于更堅硬的巖土體內。

4)對于鋼筋混凝土墻身一體施加豎向預應力，提高墻身抗彎能力。

豎向預應力錨桿與擋土墻組合結構，應用于山區中小型和受施工場地限制(如接近建筑物的坡體、人為切坡、道路工程等引起的滑坡)的滑坡地質災害防治工程應該是一種很好的可選方式，其受力明晰，施工方便。

(二)與抗滑樁的組合

作為支擋結構的抗滑樁是一種抗彎構件，其抗彎能力取決于自身截面、配筋及在穩定巖土體中的錨固狀態。

豎向預應力錨桿錨固于樁底穩定巖土體內，改變了樁端支承條件，由自由支承變成鉸支承或者由鉸支承變為固定支承；樁身由鋼筋混凝土構件變為預應力構件，樁身剛度顯著提高。

其作用：①能減少入巖深度縮短樁長；②能減少樁頂位移量；③能縮小樁身截面。

很多情況下設計抗滑樁需進入堅硬巖石一定深度，其成孔施工具有一定難度，機械成孔和人工爆破成孔都面臨效率低，震動大的問題，減少入巖深度，能減少施工難度；樁身剛度增大能有效控制樁頂位移，同時能控制樁身裂縫；支承條件改善、樁身抗彎能力提高在外力條件不變的情況下即可縮小構件截面，節約材料。

預應力錨桿施工根據現場條件可分樁前設置和樁后設置：樁前設置即為抗滑樁狀孔完成后，在樁孔底部進行錨桿施工，在樁孔底設置承壓鋼筋混凝土板，并對錨桿施加預應力，預應力筋進入樁身時，采用連接器連接，澆筑完樁身后，再對樁身預應力施加預應力；樁后設置，即施工抗滑樁時在樁身預留錨桿孔道，在樁身完成后再通過預留孔道施工樁底錨桿孔，完成錨桿錨固后在樁頂施加預應力。[3]

三、結束語

本文從分析傳統支擋工程結構受力出發，提出利用豎向預應力錨桿組合傳統支擋工程，使之成一種組合類結構，①能充分發揮預應力筋的高強性能；②能減少支擋工程體量，節約空間；③能改善抗滑樁受力狀態和提高抗滑樁的抗彎能力；④能擴大支擋工程適用范圍。