滑坡治理是一項(xiàng)投資巨大、技術(shù)復(fù)雜、施工危險(xiǎn)而艱巨的抗災(zāi)工程。我國是一個(gè)滑坡災(zāi)害相當(dāng)嚴(yán)重的國家，多年來，為確保人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，保障經(jīng)濟(jì)建設(shè)的順利進(jìn)行，國家在滑坡防治工作上，耗費(fèi)了大量的人力、物力和財(cái)力。上世紀(jì)50年代，我國多用擋土墻治理滑坡，這種支擋結(jié)構(gòu)無論從理論和施工方法上，都是既不合理也不經(jīng)濟(jì)，只能治理很小規(guī)模的滑坡。60年代后期，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(yōu)點(diǎn)，很快在全國推廣應(yīng)用，至今仍在大規(guī)模使用。但隨著需要治理的滑坡規(guī)模的增大，抗滑樁截面積和長度也越來越大，
材料消耗量變的非常龐大，人們便逐漸認(rèn)識到其結(jié)構(gòu)的缺陷：抗滑樁是大懸臂受力，主要靠滑動面以下的樁身所受的地基反力來平衡滑坡推力，受力機(jī)制不合理，需要的樁長和截面大，材料消耗多，工程造價(jià)昂貴。為了改善抗滑樁的這種受力狀況，經(jīng)過不斷摸索和實(shí)踐，預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁便逐漸在滑坡治理中得到應(yīng)用。同時(shí)隨著煉鋼工藝的不斷發(fā)展，高強(qiáng)度鋼材特別是高強(qiáng)度
鋼絞線的廣泛應(yīng)用，為預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的推廣應(yīng)用提供了技術(shù)和物質(zhì)保證。
1、基本結(jié)構(gòu)和抗滑機(jī)理
預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁具有“主動支護(hù)、柔性支護(hù)、概念明確、經(jīng)濟(jì)合理”的特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)主要由抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索、
錨具等組成。位于滑面以下穩(wěn)定基巖內(nèi)的錨索稱為錨固段，其余為張拉段。對錨索施加預(yù)應(yīng)力后，通過錨具將其與抗滑樁相連接，它的另一端穿過滑坡體后錨固于滑床內(nèi)，從而使抗滑樁和預(yù)應(yīng)力錨索組成一個(gè)聯(lián)合受力體系。用錨索拉力和樁體共同平衡滑坡推力，徹底改變了一般抗滑樁大懸臂受力的狀況，改變了抗滑樁單一靠嵌固段地基抗力平衡滑坡推力的機(jī)理（見圖1）。這樣作用的結(jié)果，使得樁內(nèi)彎矩大大減小，樁徑變細(xì)，樁的埋置深度變淺，達(dá)到了結(jié)構(gòu)受力合理、節(jié)省投資、節(jié)約材料、縮短工期的目的。從樁的受力機(jī)制看，普通懸臂抗滑樁是“被動型”的受力狀態(tài)，施工后在滑坡推力的繼續(xù)作用下發(fā)生位移，樁才能逐漸具備抗滑能力，這對保護(hù)滑體上的已有建筑物非常不利。而預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁是“主動型”，施加預(yù)應(yīng)力后，滑體受到反推力，這樣就可以立即起到止滑的作用，滑體上已有建筑物不再繼續(xù)變形，個(gè)別情況下原有變形裂縫還會逐漸彌合。
圖1 預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁示意圖
2、設(shè)計(jì)計(jì)算方法和流程
一般懸臂抗滑樁，設(shè)計(jì)者只能利用已有資料的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，樁的實(shí)有抗滑能力無法確知和直接驗(yàn)證。預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁由于張拉預(yù)應(yīng)力，它的抗滑能力是確切可知的，這種設(shè)計(jì)容易做到經(jīng)濟(jì)合理、準(zhǔn)確可靠。預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的受力特點(diǎn)類似上端鉸支、下端彈性固結(jié)或簡支的梁式結(jié)構(gòu)，滑坡推力在其上的分布近似矩形，由于樁頂位移需控制在2～4 cm，因此預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的計(jì)算可采用“變位協(xié)調(diào)法”。根據(jù)樁頂抗滑樁和錨索位移變形協(xié)調(diào)條件，先確定錨索設(shè)計(jì)拉力A，錨索設(shè)計(jì)拉力A確定后，把它視為集中力作用在樁上，采用相應(yīng)公式便可計(jì)算出樁身內(nèi)力，然后即可進(jìn)行配筋計(jì)算。其設(shè)計(jì)流程如圖2。
3、施工方法
預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的樁身，可以采用大直徑的鉆孔樁，亦可以采用挖孔樁，還可以采用鉆孔樁組成的排架樁。由于滑體部分巖石可能比較破碎，鉆孔要采用泥漿或套管護(hù)壁，挖孔樁要采用鋼筋混凝土護(hù)壁，按豎井法施工。錨索孔應(yīng)按設(shè)計(jì)要求鉆斜孔，選用的鉆孔機(jī)具要具有這方面的性能。施工時(shí)先進(jìn)行抗滑樁施工，在樁身預(yù)留錨索孔，樁身完工后，鉆錨孔，并用高壓風(fēng)反復(fù)吹洗錨孔，使孔壁清潔。插入鋼絞線至設(shè)計(jì)位置，錨固端用C30水泥砂漿充填，砂漿配合比為水泥：砂：水=1∶0.5∶0.45，采用P·O 52．5普通硅酸鹽水泥，待抗滑樁及錨固端內(nèi)漿體達(dá)到齡期后實(shí)施張拉，張拉分為6級進(jìn)行：分別為設(shè)計(jì)張拉力的10％、25％、50％、75％、100％及110％。其觀測時(shí)間前5級均為5min，最后一級為15 min。為彌補(bǔ)土體壓縮造成的預(yù)應(yīng)力損失，錨索張拉后10～15d對全部錨索進(jìn)行一次補(bǔ)張拉，然后進(jìn)行自由端注漿，對自由端注漿空間要進(jìn)行補(bǔ)漿處理，最后，將錨索外露部分切除，用混凝土將錨頭封死，以防止頂端銹蝕。
圖2 預(yù)應(yīng)力錨索坑滑樁設(shè)計(jì)流程圖
某滑坡體后緣邊界為基巖，現(xiàn)有新公路切割通過，滑坡前緣為一公路橫穿?；聟^(qū)地形北高南低，東西寬約500m，南北長650 m。滑坡體最大厚度35 m，平均厚約18 m，體積約6 000 m
3。該滑坡為大型松散堆積層滑坡，滑體主要由粉質(zhì)粘土夾碎塊石及碎塊石土組成，表層為人工填土，滑坡體厚度變化大，為2.45～35.00 m。滑帶土以褐黃色夾灰白色可塑狀粘土為主，其間含泥巖角礫，粒徑為10～30 mm，具搓揉磨光現(xiàn)象。所見滑面平直，鏡面光滑，擦痕清晰，部分滑面上有灰白色粘膜，滑帶土厚度0.30～1.00 m?；彩怯芍匈_統(tǒng)上沙溪廟組第三段泥、巖砂組成，滑床前段為巨厚層長石石英砂巖，后段為紫紅色泥巖?；残螒B(tài)是后陡（傾角20～35°）、中緩（平均傾角10°）、前緣平坦并微具反傾坡內(nèi)的特點(diǎn)。該區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，雨量充沛，多年平均降雨量1191.3 mm，降雨多集中在5月至9月，占全年70％左右。一次最大降雨量280mm，日平均降雨強(qiáng)度為140mm，是誘發(fā)大、中型滑坡的臨界降雨值?；聟^(qū)地下水以松散巖類孔隙水為主，人工填土及粉質(zhì)粘土含少量的孔隙潛水，地下水位埋深1.86～15.25m。
在該滑坡整治設(shè)計(jì)時(shí)，對普通抗滑樁和預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁兩種方案進(jìn)行計(jì)算分析，以滑坡體主軸斷面為例，其滑面受力及樁頂位移計(jì)算結(jié)果見表1。從中可以看出：在樁頂施加預(yù)應(yīng)力后，樁身滑面處剪力、彎矩大大減小，樁頂位移得到有效控制。
表1 滑面受力及樁頂位移計(jì)算結(jié)果
普通抗滑樁要滿足設(shè)計(jì)要求，截面須3 m×3.5 m，樁長32 m；而采用預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁截面只須2 m×3m，樁長27 m。其單樁經(jīng)濟(jì)效益比較見表2。
表2單樁經(jīng)濟(jì)效益比較
由此可見，預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁可大幅度節(jié)約材料，降低造價(jià)，就本工程而言，每根樁節(jié)約造價(jià)40％左右，整治黃泥包滑坡所需79根樁可節(jié)約投資約1187萬元，其經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
5、結(jié)束語
從預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的設(shè)計(jì)計(jì)算和工程實(shí)踐，可以得出以下幾點(diǎn)認(rèn)識：
?、?預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁作為一種支擋結(jié)構(gòu)物，技術(shù)上具有明顯優(yōu)越性。通過調(diào)整錨索作用點(diǎn)位置，可使得抗滑樁內(nèi)力分布更趨合理，從而達(dá)到節(jié)省工程造價(jià)的目的。
?、?預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁較普通抗滑樁而言，能承受更大外力，因此它的應(yīng)用范圍更為廣泛。
?、?預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁因預(yù)應(yīng)力錨索的約束，使得抗滑樁的變位受到有效控制，從而使樁前土體強(qiáng)度得到充分發(fā)揮。
?、?預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁作為一種新型的支擋結(jié)構(gòu)物，其計(jì)算理論尚不夠成熟，“變位協(xié)調(diào)法”基于錨索與樁身變位一致，但實(shí)際上，地質(zhì)情況千變?nèi)f化，施工工藝不盡相同，使得變位計(jì)算結(jié)果與實(shí)際存在較大出人，變位也不一定能很好協(xié)調(diào)，因此還需要進(jìn)行深入的研究和探討。
