公路滑坡治理中預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的應(yīng)用分析

施春輝

摘 要：公路工程是交通運(yùn)輸系統(tǒng)的重要組成部分，為保證其建設(shè)效果必須要加強(qiáng)對(duì)施工質(zhì)量的控制，其中滑坡是比較常見的質(zhì)量問題，一直以來都是重點(diǎn)研究的內(nèi)容。預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁技術(shù)在公路滑坡治理中的應(yīng)用，結(jié)構(gòu)受力更為合理，并且各項(xiàng)施工材料的利用率也更高，但是其在實(shí)際應(yīng)用上設(shè)計(jì)與施工存在較大的難度，受各項(xiàng)因素影響也比較大，需要針對(duì)施工要點(diǎn)來制定相應(yīng)的管理方案。該文就公路滑坡治理中預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：公路滑坡 預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁 應(yīng)用施工

中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）05（b）-0082-01

就傳統(tǒng)抗滑樁作用原理分析，其主要利用樁本身抗彎與抗剪強(qiáng)度來抵抗滑坡推力，但是因?yàn)閼冶凼娇够瑯督Y(jié)構(gòu)為一個(gè)單純的抗彎構(gòu)件，應(yīng)用后并不能完全發(fā)揮出其混凝土抗壓強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)。而預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁為柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)，樁身抗滑能力更大，降低了對(duì)邊坡的撓動(dòng)，充分利用邊坡土體自身強(qiáng)度來提高工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。將其應(yīng)用到公路滑坡治理時(shí)，需要結(jié)合邊坡穩(wěn)定特點(diǎn)，對(duì)樁身內(nèi)力進(jìn)行分析計(jì)算，確定合理的處理方法。

1 預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁概述

預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁為一種主動(dòng)受力結(jié)構(gòu)，可以為公路滑坡提供一個(gè)比較大的預(yù)應(yīng)力，可以更快速有效的阻止正在發(fā)展的滑坡體滑動(dòng)。將其應(yīng)用到公路滑坡治理中，會(huì)將錨桿與錨索設(shè)置在樁頂，降低了樁身所需要承受的剪力與彎矩，受力在分布上更為均勻合理。從實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)狀來看，與傳統(tǒng)抗滑樁相比，預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁可以更好的發(fā)揮出樁身混凝土強(qiáng)度特點(diǎn)，并且在經(jīng)濟(jì)上也更具優(yōu)勢(shì)，施工工藝更簡(jiǎn)單，減少了抗滑樁埋深，降低樁截面配筋與尺寸，并且將大部分的地下作業(yè)改為地上施工，施工效率大大提升。在實(shí)際施工中與傳統(tǒng)抗滑樁相比，其可以節(jié)省大約35%～60%的水泥與鋼材等材料，將工程造價(jià)降低30%～50%，提高了公路滑坡治理的綜合效益[1]。預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到公路滑坡治理中，但是其在施工中也會(huì)受到其余因素的影響，如樁與土強(qiáng)度、樁間距、滑動(dòng)面形狀以及變形特征等，工程結(jié)構(gòu)整體具有比較復(fù)雜的作用力，需要從多個(gè)角度進(jìn)行綜合分析，提高施工方案的合理性。

2 預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁應(yīng)用內(nèi)力計(jì)算分析

2.1 基本假設(shè)

假設(shè)每根錨索樁承受相鄰兩樁“中-中”巖土壓力，即可以確定樁身所要承受力為巖土壓力、錨索拉力以及錨固段樁周巖土作用力等，其中樁與巖土間摩擦力、樁底反力、樁身自重以及錨索與樁背后巖土作用力不計(jì)入計(jì)算范圍。在確定作用于樁間巖土壓力時(shí)，滑坡推力分布簡(jiǎn)化為梯形，如果并不能確定滑面，則計(jì)算時(shí)可以先假設(shè)坡體內(nèi)潛在破裂面為庫(kù)侖破裂面來做初步計(jì)算，另外土壓力則可以按照主動(dòng)土壓力計(jì)算。另外，計(jì)算時(shí)需要將樁、錨固段樁周巖土以及錨索系統(tǒng)看作為一個(gè)整體，而錨索作用點(diǎn)的確定，則需要確保錨索伸長(zhǎng)變形與樁位移之間的協(xié)調(diào)性，要求樁位移與錨索彈性伸長(zhǎng)量相同。

2.2 錨索體設(shè)計(jì)

2.2.1 鋼絞線承載力

公式為：P=n·p1/k

其中，n表示一束鋼索中鋼絞線根數(shù)；p1表示單根鋼絞線極限破壞荷載；k表示鋼絞線避免產(chǎn)生極限破斷荷載安全系數(shù)。就公路滑坡治理實(shí)際情況來看，在對(duì)錨索鋼絞線承載力進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一般會(huì)選擇錨索鋼線極限荷載的50%～60%，可以確保在施工后不會(huì)出現(xiàn)斷裂問題，施工安全性更高[2]。

2.2.2 錨固長(zhǎng)度

公式為：L=k1.P/π.D.C1

其中，L表示錨固段長(zhǎng)度；k1表示安全系數(shù)；D表示錨索孔直徑；將C1表示錨固漿體膠結(jié)材料與孔壁間粘結(jié)力。

2.2.3 錨索拉力計(jì)算

設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)將樁與錨索看作為一個(gè)整體，圖1為錨索樁結(jié)構(gòu)計(jì)算圖示，其中0A為n次超靜定結(jié)構(gòu)，樁錨固段0點(diǎn)處剪力Qo以及彎矩Mo計(jì)算。

2.2 錨固段樁內(nèi)應(yīng)力

以普通抗滑樁方式計(jì)算，并綜合分析錨固面受水平剪力與彎矩作用力，可得樁彈性地基梁撓曲微分方程。

3 預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁設(shè)計(jì)施工分析

第一，成孔工藝。應(yīng)結(jié)合工程施工實(shí)際情況，選擇合適的成孔工藝，無論是機(jī)械成孔還是人工挖孔，均需要保證放樣的精確性，按照順序從兩端向中間調(diào)控開挖。其中人工開挖時(shí)每開挖1.5m深度就需要進(jìn)行一次中心軸線放樣，避免中心位置偏移。同時(shí)還需要每開挖1.2m就需要進(jìn)行一次護(hù)臂支護(hù)處理，當(dāng)護(hù)臂混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后才可進(jìn)行下一節(jié)樁孔的開挖與澆筑[4]。第二，錨索施工。主要包括成孔，錨索綁扎、推進(jìn)、注漿，錨索張拉等環(huán)節(jié)，其中錨索張拉要分兩步進(jìn)行，即檢測(cè)噸位張拉與鎖定噸位張拉，在錨索施加預(yù)應(yīng)力張拉前，應(yīng)將路線前進(jìn)方向一側(cè)樁側(cè)1.2m范圍內(nèi)的土體挖除，消除樁側(cè)土體約束預(yù)應(yīng)力。

4 結(jié)語(yǔ)

與傳統(tǒng)抗滑樁相比，預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁在公路滑坡中的應(yīng)用具有更好的效果，為提高其施工效果就需要結(jié)合其特點(diǎn)，對(duì)樁身應(yīng)力進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，提高抗滑樁施工的精確性，確保施工中各項(xiàng)參數(shù)的合理性，在整體上來提高工程施工效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 喬莉.樁、錨協(xié)同作用的預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁設(shè)計(jì)及程序開發(fā)[D].武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2007.

[2] 楊博銘.預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁治理公路高陡邊坡的理論與應(yīng)用研究[D].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)，2005.

[3] 王德權(quán).預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁在路塹高邊坡中的應(yīng)用研究[D].昆明：昆明理工大學(xué)，2007.

[4] 陳鑫.豎向預(yù)應(yīng)力抗滑樁的計(jì)算與設(shè)計(jì)[D].重慶：重慶交通大學(xué)，2014.