錨索抗滑樁在滑坡治理中的應用

劉四堂 蘇常俊

云南騰飛公路勘察設計有限公司 云南昆明 650213

摘要：以云南某滑坡治理工為例，分析滑坡的病害特征及形成原因，介紹了預應力錨索抗滑樁治理滑坡病害的設計特點和施工方法，可供類似工程參考借鑒。

關鍵詞：抗滑樁；預應力錨索；滑坡治理

前言

滑坡治理是一項投資很大、技術繁瑣、施工復雜危險的抗災工程[1]。我國從20世紀60年代中期開始使用抗滑樁治理滑坡，由于抗滑樁具有比擋土墻開挖面小、圬工體積小、施工速度快等優點，很快在全國推廣應用，至今仍在大規模使用。隨著需要治理的滑坡規模的增大，滑坡推力的增加，抗滑樁截面尺寸，錨固長度及總長度越來越大，暴露出這種結構受力的不合理性，進而造成材料的浪費、施工進度變慢以及施工安全遭到威脅的可能性變大，逐漸的認識到這種結構的缺陷：抗滑樁是大懸臂受力，主要是靠滑動面以下的樁身所受的地基反力來平衡滑坡的下滑力，受力機制不合理，需要的樁截面尺寸大、工程造價昂貴。

為了改善抗滑樁的受力狀態、減少樁的截面尺寸、縮短懸臂端長度、增大抵抗彎矩，工作技術人員不斷的研究新的抗滑支擋結構。隨著煉鋼工藝的不斷發展，高強度鋼材特別是高強度鋼絞線的出現，80年代出現了預應力錨索抗滑樁，從根本上改變了一般抗滑樁的受力狀態。

1.預應力錨索抗滑樁概述

預應力錨索抗滑樁是在普通抗滑樁的基礎上發展起來的，其概念是：在普通抗滑樁的樁頂或樁身的一定位置布置一排或多排與水平方向成一定角度并可施加強大預應力的錨索，借助錨索提供的錨固力和抗滑樁提供的抗滑力并由兩者組成的樁—錨支擋結構共同阻止滑坡的下滑[2]。預應力錨索抗滑樁對于普通抗滑樁結構而言，其受力狀態更加合理。普通抗滑樁通常來說其力學模式相當于錨固在地層中的懸臂梁，通過這種力學模式計算出來的樁身彎矩、剪力都相對較大，由此造成樁截面尺寸很大，需要的鋼筋量也很可觀。在樁頂或樁頂下一定位置布置一排或多排錨索，樁身的受力狀態很大程度的改善，基本力學模式可以等同于簡支梁或其他的超靜定結構。由于錨索這個約束的增加，樁頭的位移控制相對容易很多，從而樁身的內力也在一定的程度上變小。簡而言之，預應力錨索抗滑樁讓普通抗滑樁的被動抗滑結構變成主動支擋抗滑結構。

預應力錨索抗滑樁與普通抗滑樁相比有以下優點：（1）樁頂位移小；（2）設置靈活，錨索長度和錨固位置可以根據具體工況進行調整；（3）施工速度較快；（4）雙向受壓；（5）節約造價。故預應力錨索抗滑樁在當前滑坡治理中應用及其廣泛。

2 工程概況

2.1 地形地貌

滑坡地段位于云南某高速公路左側斜坡上，處于強烈切割的中山貌區，斜坡是該區的主要地貌形態，斜坡坡度為20°～35°，總體傾向NE，在垂直線路的斷面上呈陡緩陡的地貌形態，區內有數條“V”行沖溝發育，坡面植物較多。

2.2 地層巖性

根據工程地質鉆孔揭示該滑坡上部主要覆蓋第四系殘坡積層，下伏侏羅系雅期泥巖、砂巖不等厚互層，滑坡只要由第四系殘坡積層（ ）和侏羅系雅期組（ ）強風化泥巖、砂巖互層組成，滑床為侏羅系雅期組（ ）中風化泥巖、砂巖互層。

2.3 氣象水文

本區段屬于亞熱帶氣候，年平均氣溫為20℃，最高氣溫為43.2℃，最低氣溫為-0.5℃。全年分干、雨兩季，降雨量十足，年平均降雨量為1400mm。5～10月是全年降雨集中的時間段，其降雨量約占全年降雨量的75%，并且多霧潮濕，是滑坡、泥石流的活躍期。

根據露出的巖土體類型，地下水可劃分為松散巖類孔隙水和風化基巖裂隙水兩種類型。松散巖類孔隙水含水層只要為碎石土，由于厚度小，受地形限制和透水性好，具有就地補給就地排泄的特征，動態變化受季節性降雨的影響和控制；風化基巖裂隙水為本段主要的地下水類型，大氣降水垂直入滲是主要補給途徑，節理裂隙是地下水賦存的通道，動態變化受季節性影響較大。

2.4 地質構造

滑坡位于阿墨江斷裂與笛折斷裂的夾持地段，巖層產狀為NW15°～21°/NE22°～32°，主干斷裂線近北西～南東向延伸，傾向東，具有壓扭性，由于受以上構造的影響，本滑坡發育的只要節隙有：①NW18°～SN/SW60°～80°，間距為23～48cm，延伸長2.2～3.1m，張性，舒緩波狀；②NW22°～28°/NE70°～80°，間距22～32cm，延伸長0.9～2.1m，閉合。測區地震基本烈度Ⅶ度。

2.5 滑坡的類型、性質及形成機理分析

本滑坡為一順層巖石滑坡，性質屬于牽引式。滑坡的形成及其發展既受其形成的不良地質基礎控制，又受人類活動和降雨等各種外界因素的誘發和影響。

①本區地層為產狀NW15°～21°/NE22°～32°的砂泥巖互層，軟硬相間且傾向于線路邊坡傾向近乎一致或較小夾角的地層，屬于易滑地層，接觸面特別是泥巖頂面往往容易形成滑動面，又受地質構造影響，節理裂隙發育，為地表水的滲入及滑坡的形成創造了條件。

②公路施工中開挖邊坡坡腳，使其原有邊坡失去坡腳支撐，破壞了邊坡的原有平衡而沿坡體抗剪強度較低的順傾軟弱層面產生滑動。坡腳開挖應力釋放，坡面產生大量的卸荷裂縫，坡體松散，為地表水的滲入創造了條件。

③地表降水快速下滲，一方面使滑體含水而重要增加，另一方面地表水下滲后在相對隔水層附近賦存，使其抗剪強度降低形成滑動面，讓其失穩。地下水的動態變化受季節性降雨影響較大，故地表水及地下水是滑坡發證的誘發因素。

3 預應力錨索抗滑樁的應用狀況

3.1 滑坡穩定性評價

根據變形發展情況分析，滑坡在不斷向后及兩側擴大，且變形明顯加劇，由于持續的降雨，滑坡在原范圍內發展成一個更大的滑坡。由于滑坡發生的先后時間不一樣和變形速度的差異，將該滑坡分為前后兩級，前級變形較大，后緣裂縫延伸長約180m，下錯1～2.8m；后級變形相對較小，但后緣裂縫已經貫通，下錯1～1.4m。南北兩側界裂縫也明顯貫通，前緣中部已剪出而將一級平臺及坡腳覆蓋，故滑坡周界清晰，滑動面基本貫通。根據以上分析，該滑坡已處于滑動階段，應及時治理。