论文部分内容阅读
摘要：分析了预应力锚索抗滑桩的基本构成和抗滑原理，并简要阐述了一下其施工工艺流程。
关键词：预应力锚索抗滑桩；抗滑桩构成；抗滑桩原理；施工流程
滑坡对人类工程建设的危害是世界性的，据数据显示世界各国由滑坡直接或间接造成的经济损失估计每年可达数十亿美元。在我国,滑坡更是一种非常常见的地质灾害现象，据统计我国每年会有体积达数百万甚至上亿立方米的自然滑坡。尤其在我国的西南山区，由于修建道路时的高填深挖更是容易存在潜在的滑坡灾害，一旦出现滑坡，特别是大型滑坡，往往会对行人和车辆造成毁灭性危害，产生难以估量的损失，严重危害了人民生命、财产的安全，阻碍了经济建设的顺利进行。因此，探讨开挖边坡的稳定性及其治理方法，研究滑坡治理措施，分析其机理，具有重大的实践和理论意义。
我国在50年代前，由于经济发展水平和技术水平所限，治理滑坡主要是以地表和地下排水工程为主．抗滑支挡工程主要是挡土墙。随着国民经济的不断发展，简单的挡土墙已经不能解决滑坡中出现的新问题了，于是在60、70年代出现了用抗滑桩工程以解决抗滑挡土墙施工中的困难，由于抗滑支挡建筑物具有稳定滑坡见效快，安全可靠、占地面积小等优点很快在滑坡治理中就被广泛地应用。80年代以来，在小直径抗滑桩应用的同时，为治理大型滑坡，大直径挖孔抗滑桩开始使用，后来随着锚索技术的发展，在滑坡防治中逐渐开始大量采用锚索工程。由于锚索系用高强度钢丝束锚固于滑体下的滑床中，抗拉力大，预应力锚索是一种细长的受拉杆件构件，柔度较大，且柔性可调，加固岩土体时与岩土体共同作用，充分发挥两者的强度;根据工程需要深入岩土体加固岩土体，通过施加预应力，能够主动控制岩土体的变形，调整岩土体的受力状态，有利于岩土体的稳定。不仅如此，预应力锚索还具有随机补强、施工快捷灵活、经济性较好等特点，所以目前的应用前景十分关阔广阔。
一、预应力锚索抗滑桩的基本构成和抗滑原理
预应力锚索抗滑桩是由由抗滑桩、预应力锚索、锚具等三大部分组成, 是一种联合抗滑支档结构（如下图）。首先锚索由钻孔穿过软弱岩层或滑动面，把锚索一端锚固在坚硬的岩层中，锚固在岩层的这部分结构称内锚头，在锚索另一个自由端对抗滑桩进行张拉，即对锚索施加预应力来控制岩体。锚索长度较长，锚头能穿过围岩松动范围和塑性区而锚入原岩应力区，有深且稳固的根基。锚索材料由高强钢丝、钢绞线或钢筋组成，抗拉荷载大，并在巨大预应力作用下产生弹性压缩，形成较大的“自承带”提高坡体的整体性和内在抗力，形成三维应力平衡，改善了岩体力学性能，因此能有效控制边坡变形，保持坡体稳定。预应力锚索抗滑桩与一般抗滑桩的本质的区别是在靠近桩顶部位加了锚索并施加预应力，从而使桩身的受力特点类似于在此处有一个铰性支点。而桩身在滑床内的埋置深度较浅。预应力锚索抗滑桩的优点是受力状态合理，可大幅度地节约混凝土，钢材等，降低造价，经济效益十分显著。由于对锚索施加了预拉力，使桩对滑体主动产生了部分抗力同时在滑坡推力作用下，整体结构只需产生较小的位移就可发挥出最大的抗滑支挡作用，且结构的位移较小。一般情况下，预应力锚索抗滑桩对于整治滑面深、推力大的大型滑坡具有广泛的应用前景。采用预应力锚固技术加固边坡，可以充分发挥边坡岩体的自稳能力，保证工程安全和稳定，大大减轻结构自重，节省工程材料，实现较好的社会效益和经济效益，已经成为治理大型滑坡的一种行之有效的手段。
预应力锚索抗滑桩示意图
二、预应力锚索抗滑桩的的施工工艺流程
1．施工准备。施工测量根据设计图纸测量桩位，平整场地，开挖前桩基周围的一切不安全因素必须清除。宜在旱季施工，应及时采取防止滑坡继续恶化的措施。
2．开挖。采用先中部，后边部的顺序进行跳槽开挖，并且与其它工序错开进行；在已成孔处进行灌注混泥土时，才能开挖邻孔，根据地质和护壁支护情况，分节开挖桩孔；不得在岩土层变化带和滑动面分节。下一节开挖应在上一节护壁砼终凝后进行。为了保证孔位位置准确，每天都要在挖孔前校核一次挖孔桩位置是否歪斜、移位。
3．浇筑护壁。护壁起防塌和防水两种作用，应保证一定的强度和密实性，不同深度、不同岩土状态的孔壁具有不同的围岩压力。护壁宜采用灌注混凝土护壁，灌注前应清除岩壁上的松动石块、浮土，护壁混凝土应紧贴围岩，在承受推力较大的护壁和孔口的混凝土中应加钢筋。
4．下放绑焊钢筋。由于抗滑桩钢筋笼的钢筋配置多，地面制作后吊装困难，一般采用孔内制安。
5．灌注桩身混凝土。浇注混凝土前应把积水尽可能排干。利用定位钢筋将钢筋笼与护壁点焊，以防钢筋笼移位。混凝土应严格按照试验室给出的配合比拌制。
6．锚索钻孔。钻进过程中对每个孔的地层变化，钻进状态（钻压、钻速）、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录。如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时，须立即停钻，及时进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.1～0.2MPa），待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。
7．锚索安装。安装锚索体前再次认真核对锚孔编号，确认无误后再用高压风吹孔，人工缓缓将锚索体放入孔内，用钢尺量出孔外露出的钢绞线长度，计算孔内锚索长度（误差控制在50mm范围内），确保锚固长度。
8．锚固段注浆。注浆采用水泥砂浆，经试验比选后确定施工配合比。实际注浆量一般要大于理论的注浆量，或以锚具排气孔不再排氣且孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。如一次注不满或注浆后产生沉降，要补充注浆，直至注满为止。注浆结束后，将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净，同时做好注浆记录。
9．预应力张拉及封锚注浆。通过现场张拉试验，确定张拉锁定工艺。锚索的张拉及锁定分级进行，严格按照操作规程执行。在设计张拉完成6～10d后再进行一次补偿张拉，然后加以锁定。 补偿张拉后，从锚具量起，留出长5～10cm钢绞线，其余部分截去，须用机械切割，严禁电弧烧割。最后用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分空隙，然后对锚头采用不低于20MPa的混凝土进行封锚，防止锈蚀和兼顾美观。
三、结语
预应力锚索抗滑桩的应用前景虽然比较广泛，但并不意味着就可以尽量用，由于其施工难度大、造价比较高昂，所以选用时要谨慎。另外，预应力锚索抗滑桩的锚索在高位应力的作用下，预应力筋会出现腐蚀并最终导致支档结构的破坏，锚索防腐蚀问题仍然是一个难题。因此，对于土质滑坡不易采用锚拉抗滑桩支档结构。
参考文献
[1]邓鹏．预应力锚索＋抗滑桩支护技术在滑坡治理中的应用．中外建筑，2010，（6）．
[2] 王永生．抗滑桩加预应力锚索施工治理铁路工程滑坡体．山西建筑，2007，（16）．
[3] 郝一锋．预应力锚索抗滑桩在滑坡治理中的应用．隧道建设，2006，（5）．
作者简介：龙敏（1978- ），男，广西宏冠工程咨询有限公司工程师。
关键词：预应力锚索抗滑桩；抗滑桩构成；抗滑桩原理；施工流程
滑坡对人类工程建设的危害是世界性的，据数据显示世界各国由滑坡直接或间接造成的经济损失估计每年可达数十亿美元。在我国,滑坡更是一种非常常见的地质灾害现象，据统计我国每年会有体积达数百万甚至上亿立方米的自然滑坡。尤其在我国的西南山区，由于修建道路时的高填深挖更是容易存在潜在的滑坡灾害，一旦出现滑坡，特别是大型滑坡，往往会对行人和车辆造成毁灭性危害，产生难以估量的损失，严重危害了人民生命、财产的安全，阻碍了经济建设的顺利进行。因此，探讨开挖边坡的稳定性及其治理方法，研究滑坡治理措施，分析其机理，具有重大的实践和理论意义。
我国在50年代前，由于经济发展水平和技术水平所限，治理滑坡主要是以地表和地下排水工程为主．抗滑支挡工程主要是挡土墙。随着国民经济的不断发展，简单的挡土墙已经不能解决滑坡中出现的新问题了，于是在60、70年代出现了用抗滑桩工程以解决抗滑挡土墙施工中的困难，由于抗滑支挡建筑物具有稳定滑坡见效快，安全可靠、占地面积小等优点很快在滑坡治理中就被广泛地应用。80年代以来，在小直径抗滑桩应用的同时，为治理大型滑坡，大直径挖孔抗滑桩开始使用，后来随着锚索技术的发展，在滑坡防治中逐渐开始大量采用锚索工程。由于锚索系用高强度钢丝束锚固于滑体下的滑床中，抗拉力大，预应力锚索是一种细长的受拉杆件构件，柔度较大，且柔性可调，加固岩土体时与岩土体共同作用，充分发挥两者的强度;根据工程需要深入岩土体加固岩土体，通过施加预应力，能够主动控制岩土体的变形，调整岩土体的受力状态，有利于岩土体的稳定。不仅如此，预应力锚索还具有随机补强、施工快捷灵活、经济性较好等特点，所以目前的应用前景十分关阔广阔。
一、预应力锚索抗滑桩的基本构成和抗滑原理
预应力锚索抗滑桩是由由抗滑桩、预应力锚索、锚具等三大部分组成, 是一种联合抗滑支档结构（如下图）。首先锚索由钻孔穿过软弱岩层或滑动面，把锚索一端锚固在坚硬的岩层中，锚固在岩层的这部分结构称内锚头，在锚索另一个自由端对抗滑桩进行张拉，即对锚索施加预应力来控制岩体。锚索长度较长，锚头能穿过围岩松动范围和塑性区而锚入原岩应力区，有深且稳固的根基。锚索材料由高强钢丝、钢绞线或钢筋组成，抗拉荷载大，并在巨大预应力作用下产生弹性压缩，形成较大的“自承带”提高坡体的整体性和内在抗力，形成三维应力平衡，改善了岩体力学性能，因此能有效控制边坡变形，保持坡体稳定。预应力锚索抗滑桩与一般抗滑桩的本质的区别是在靠近桩顶部位加了锚索并施加预应力，从而使桩身的受力特点类似于在此处有一个铰性支点。而桩身在滑床内的埋置深度较浅。预应力锚索抗滑桩的优点是受力状态合理，可大幅度地节约混凝土，钢材等，降低造价，经济效益十分显著。由于对锚索施加了预拉力，使桩对滑体主动产生了部分抗力同时在滑坡推力作用下，整体结构只需产生较小的位移就可发挥出最大的抗滑支挡作用，且结构的位移较小。一般情况下，预应力锚索抗滑桩对于整治滑面深、推力大的大型滑坡具有广泛的应用前景。采用预应力锚固技术加固边坡，可以充分发挥边坡岩体的自稳能力，保证工程安全和稳定，大大减轻结构自重，节省工程材料，实现较好的社会效益和经济效益，已经成为治理大型滑坡的一种行之有效的手段。
预应力锚索抗滑桩示意图
二、预应力锚索抗滑桩的的施工工艺流程
1．施工准备。施工测量根据设计图纸测量桩位，平整场地，开挖前桩基周围的一切不安全因素必须清除。宜在旱季施工，应及时采取防止滑坡继续恶化的措施。
2．开挖。采用先中部，后边部的顺序进行跳槽开挖，并且与其它工序错开进行；在已成孔处进行灌注混泥土时，才能开挖邻孔，根据地质和护壁支护情况，分节开挖桩孔；不得在岩土层变化带和滑动面分节。下一节开挖应在上一节护壁砼终凝后进行。为了保证孔位位置准确，每天都要在挖孔前校核一次挖孔桩位置是否歪斜、移位。
3．浇筑护壁。护壁起防塌和防水两种作用，应保证一定的强度和密实性，不同深度、不同岩土状态的孔壁具有不同的围岩压力。护壁宜采用灌注混凝土护壁，灌注前应清除岩壁上的松动石块、浮土，护壁混凝土应紧贴围岩，在承受推力较大的护壁和孔口的混凝土中应加钢筋。
4．下放绑焊钢筋。由于抗滑桩钢筋笼的钢筋配置多，地面制作后吊装困难，一般采用孔内制安。
5．灌注桩身混凝土。浇注混凝土前应把积水尽可能排干。利用定位钢筋将钢筋笼与护壁点焊，以防钢筋笼移位。混凝土应严格按照试验室给出的配合比拌制。
6．锚索钻孔。钻进过程中对每个孔的地层变化，钻进状态（钻压、钻速）、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录。如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时，须立即停钻，及时进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.1～0.2MPa），待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。
7．锚索安装。安装锚索体前再次认真核对锚孔编号，确认无误后再用高压风吹孔，人工缓缓将锚索体放入孔内，用钢尺量出孔外露出的钢绞线长度，计算孔内锚索长度（误差控制在50mm范围内），确保锚固长度。
8．锚固段注浆。注浆采用水泥砂浆，经试验比选后确定施工配合比。实际注浆量一般要大于理论的注浆量，或以锚具排气孔不再排氣且孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。如一次注不满或注浆后产生沉降，要补充注浆，直至注满为止。注浆结束后，将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净，同时做好注浆记录。
9．预应力张拉及封锚注浆。通过现场张拉试验，确定张拉锁定工艺。锚索的张拉及锁定分级进行，严格按照操作规程执行。在设计张拉完成6～10d后再进行一次补偿张拉，然后加以锁定。 补偿张拉后，从锚具量起，留出长5～10cm钢绞线，其余部分截去，须用机械切割，严禁电弧烧割。最后用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分空隙，然后对锚头采用不低于20MPa的混凝土进行封锚，防止锈蚀和兼顾美观。
三、结语
预应力锚索抗滑桩的应用前景虽然比较广泛，但并不意味着就可以尽量用，由于其施工难度大、造价比较高昂，所以选用时要谨慎。另外，预应力锚索抗滑桩的锚索在高位应力的作用下，预应力筋会出现腐蚀并最终导致支档结构的破坏，锚索防腐蚀问题仍然是一个难题。因此，对于土质滑坡不易采用锚拉抗滑桩支档结构。
参考文献
[1]邓鹏．预应力锚索＋抗滑桩支护技术在滑坡治理中的应用．中外建筑，2010，（6）．
[2] 王永生．抗滑桩加预应力锚索施工治理铁路工程滑坡体．山西建筑，2007，（16）．
[3] 郝一锋．预应力锚索抗滑桩在滑坡治理中的应用．隧道建设，2006，（5）．
作者简介：龙敏（1978- ），男，广西宏冠工程咨询有限公司工程师。