预应力锚索抗滑桩滑坡治理设计与稳定分析

预应力锚索抗滑桩滑坡治理设计与稳定分析

陈永超

【摘要】预应力锚索、抗滑桩在滑坡治理过程中发挥着重要作用。针对预应力锚索抗滑桩的理论研究与其实践应用略显滞后，并且，桩锚体系与滑坡之间的关系具有较高的复杂性，对预应力锚索、抗滑桩在滑坡治理过程中的应用，具有重要的意义。文章首先对边坡稳定影响因素进行分析，并针对滑坡的预防以及治理措施进行相关的探讨。

【关键词】预应力锚索；抗滑桩；滑坡治理；稳定；分析；思考

自上个世纪八十年代，预应力锚索抗滑桩作为抗滑结构开始得到广泛应用。在实际的使用过程中，通过在抗滑桩的顶部加入锚索装置，并在其上增加一个拉力。从而原普通抗滑桩悬臂受力结构得到一定程度上的改变，使工程的造价更加低廉，受力更加合理。因此，为了将预应力锚索抗滑桩在滑坡治理工程中得到更加合理的应用，针对其进行设计与分析具有重要的意义。

一、边坡稳定影响因素分析

边坡的稳定性受多种因素的影响，并且各种因素之间存在着相互影响以及相互作用的关系，其中某个要素的改变将会影响其他要素的变化。当下，针对边坡稳定影响因素的研究主要从内因与外因两个方面进行分析工作。

（一）内因

1.结构面

土层结构具有不完整性的特点，但都存在着一定的结构面。作为连续、延展隐伏破裂地质界面，结构面对于土质边坡的稳定性影响较大，尤其是在地质条件较为复杂的地带。在岩土体中，结构面降低了土体的整体强度，使土体的发生变形的可能性增加[1]。同时，结构面对于土层的不均匀性产生一定程度上的威胁。根据有关数据显示，大量的工程事故表明，多个结构面的交接部分，产生的剪切滑移以及错位变形造成了土体的失稳。因此，在进行结构面对稳定性的评价过程中，对于结构面的产出状态以及边坡面之间的相互关系应该着重讨论，针对各种边坡失稳状况进行分析与确定，最大限度减少结构面对与土层的影响。

2.地下水

地下水对边坡的影响非常活跃，在对土层的影响分析中，占据着重要的位置。在中国北方冬春之交常会出现大量土层解冻的现象，滑坡的发生几率也随之增大。水对于边坡的影响可以从化学变化与物理变化进行分析。水在进入土体中时，使土中的含水量增大，土质随之变软，水分子与土层中的化学物质发生化学变化，使土层表面具备了一定的润滑作用，进而降低了土体颗粒之间的摩阻力，并且对土体内部的凝聚力具有较大影响，降低了抗剪强度。从物理变化的角度讲，水在结冰过程中，增大10%的体积对土体产生了较大的膨胀力，使土体内部以及外部的裂隙迅速开裂与分解。地下水同时会以静水压力以及动水压力状态对土层结构产生影响，导致坡体失稳，影响工程质量。

（二）外因

1.风化作用

风化作用的展现形式通常周期极长，对于风化作用对边坡的稳定性控制也具有一定程度上的困难。风化作用降低了土层的抗剪强度，也会增大土层表面的裂隙，从而对边坡的形状以及坡度产生影响，并增加了土层的透水性，地面水较易进入土层内部，改变了地下水的运动状态。风化作用长期得不到控制，将会与其他作用一起，是岩土表面物质脱离，增大了堆积以及滑移的发生几率。

2.气候

出现强对流天气状况时，大量的降雨对于边坡具有极大的侵蚀作用，影响到边坡的稳定性。大气降雨与融雪补给了地下水源，降低了岩层的轻度，从而使土层孔隙水的眼里增大，降低了边坡的抗滑强度[2]。同时，降水也会增加土层边坡的下滑力，多种因素相互结合，对土层的稳定性是极大的破坏。另外，气温因素也会对土层的稳定性产生影响，其对众多影响因素的化学作用以及物理作用起到加速作用，从而在间接层面上影响到了边坡的稳定性。

3.不合理人为活动的影响

人类在谋求自身利益发展的同时，不合理的活动对自然破坏极大，并诱发了众多的地质问题，其中滑坡是其重要的因素。因此，很多工程活动在缺乏系统、科学论证的基础上，成为诱发土层失稳的重要因素。例如，采取不当的削坡行为，在坡顶采取不合理的加载，未经系统调研擅自在地下进行开挖作业都会造成土层的失稳，从而诱发滑坡。在其他重大工程的修建过程中，人工水库的修建、地下矿山开采等众多行为影响了地质结构，对土层的整体性影响较大，增大了滑坡的发生几率。

二、预应力锚索设计的主要内容

（一）预应力锚索材料的确定

锚索材料的选择需要充分结合工程现场的实际环境，根据《预应力混凝土用钢绞线》的相关规定，科学选择钢绞线。锚具的选择应该以锚固力以及锚索受力条件等相关要求进行选取，使其具备放松预应力筋性能。在水泥质注浆材料的选择中，将水灰比设置为0.4~0.45之间，并根据土层状况对外加剂合理选择。

（二）预应力锚索的设计步骤

1.对锚索结构物上的荷载作用力进行计算，并依据计算的结果布置锚具，从而算得锚索所能够承受的总拉力。同时，计算出锚索在使用过程中每一根所能够承受的拉力，进而对锚固、外锚结构进行设计工作，做好相关的试验以及监测。

2.在进行工程的实地调研中，对现场的地层状况进行详细考察，从而对锚索以及锚固类型尺寸进行确定，计算出锚索的锚固力以及预应力。在运用相关的公式时，应该结合具体情况，最大限度的减少差错，同时确定锚索的截面面积，针对锚固体以及锚孔壁并做好相关的防腐措施。

三、抗滑桩施工设计分析

（一）测量放样设计分析

设计人员在进行设计过程中，应该根据现场的实际状况，对现场的坐标点测放轴线，做好各轴线的控制桩设计工作，设计过程中，对于放样偏差需控制在10mm以内。确定抗滑桩的长边方向，并与主滑动方向保持平行。在进行实际的施工过程中，需要求业主与监理对相关手续进行复核，并对此步骤施工程序验收之后，才可进入下一步施工环节。

（二）施工准备

在施工准备的工作中，需要在设计工作中，对现场的电通、水通等相关设施合理设计。对现场材料的摆放、点位控制以及水准点进行确定。同时，对于材料的选择要符合市场的价格变化，控制好造价。在实际的施工环节中，要对设计图纸与实际现场状况进行比对，及时发现问题，解决问题。

（三）抗滑桩设计注意事项

在设计过程中，应对施工时间进行确定，保证施工尽量选在旱季进行，并及时采取有效措施，防止滑坡恶化[3]。桩井开挖过程中，应该从滑坡的两端向主轴方向进行，采取隔桩开挖的方式。针对现场的滑动面情况，需将实际位置与设计进行对比，并及时发现问题，并与施工人员进行协商，确定设计变更。加强在设计中的质量控制，同时设置相关的审核机制，并严格按照设计的总目标进行科学、合理设计。加强施工现场的项目管理与技术管理，并在现场的施工中，设计人员应该与施工人员以及监理人员进行有效沟通，及时了解设计中出现的问题，并加以解决。

结语

抗滑桩所具有的开挖体积小、施工速度快等多种特点，在全国范围内都得到了广泛应用。但是，在设计过程中，为了降低较大的剪力以及弯矩作用，需要将设计的截面扩大，并配以较高的配筋，使得施工工程的整体造价较高。因此，在实际的应用过程中，还需要很多的技术改进，以促进预应力锚索抗滑桩在边坡治理过程中的作用。

参考文献：

[1]赵飞，杨秋伟.滑坡治理中的预应力锚索与抗滑桩支护技术[J].企业技术开发（学术版），2014，33（10）：60-61.

[2]牟春梅，邱建国，何永超等.预应力锚索格构梁与锚索抗滑桩在滑坡治理中的比选分析[J].路基工程，2014，（4）：28-32.

[3]陶连金，沈小辉，王开源等.某大型高速公路滑坡稳定性分析及锚桩加固的模拟研究[J].工程地质学报，2012，20（2）：259-265.