第３３卷第５期２０１３年１０月
防灾减灾工程学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｄｉｓａｓｔｅｒ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．５
Ｏｃｔ．２０１３
基于ＦＬＡＣ３Ｄ的锚索抗滑桩滑坡推力
分布规律研究＊
吴润泽１，２，周海清１，２，胡 源１，２，李鹏举１，２，钟一洋３
（１．后勤工程学院土木工程系，重庆４０１３１１；２．岩土力学与地质环境保护重庆市重点实验室，重庆４０１３１１；
３．后勤工程学院后勤信息工程系，重庆４０１３１１）
摘要：采用ＦＬＡＣ３Ｄ建立了预应力锚索桩板墙结构的三维数值模型，结合有限元强度折减法分析了不同预应力作
用下锚索桩滑坡推力的分布规律，并通过改变桩后岩土体的弹性模量及性质、锚索的设置位置以及边坡强度安全
储备系数等参数，对锚索桩滑坡推力的分布规律进行了系统的研究。结果表明，在地质条件不变的情况下，随着锚
索预应力的增大，桩后滑坡推力的分布图形逐渐由梯形向矩形变化；预应力对桩后滑坡推力分布的影响，取决于其
与桩背总桩土相互作用力的相对大小，而不是其绝对大小。说明预应力的大小是影响桩后推力分布形式的一个非
常重要的因素，照搬普通抗滑桩固定不变的推力分布形式对锚索桩进行设计，显然是不合理的。
关键词：预应力锚索桩；初始预应力；桩土相互作用力；滑坡推力分布规律
中图分类号：ＴＵ４７３．１＋２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－２１３２（２０１３）０５－０５４８－０８
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｌａｗ ｏｆ Ｌａｎｄｓｌｉｄｅ Ｔｈｒｕｓｔ ｏｆ Ａｎｃｈｏｒｅｄ
Ａｎｔｉ－ｓｌｉｄｅ Ｐｉｌｅ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＦＬＡＣ３Ｄ
ＷＵ Ｒｕｎ－ｚｅ１，２，ＺＨＯＵ Ｈａｉ－ｑｉｎｇ１，２，ＨＵ Ｙｕａｎ１，２，ＬＩ Ｐｅｎｇ－ｊｕ１，２，ＺＨＯＮＧ Ｙｉ－ｙａｎｇ３
（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌｏｇｉｓｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０１３１１，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｇｅｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ ＆Ｇｅｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０１３１１，Ｃｈｉｎａ；３．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｌｏｇｉｓｔｉｃｓ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌｏｇｉｓｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０１３１１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ａｎｃｈｏｒｅｄ ｐｉｌｅ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｗａｌｌ ｗａｓｂｕｉｌｔ ｗｉｔｈ Ｓｏｆｔｗａｒｅ ＦＬＡＣ３Ｄｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ＦＥＭ，ｔｈｅ ｄｉｓ－ｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｌａｗｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｎｄｓｌｉｄｅ ｔｈｒｕｓｔ ｏｎ ｔｈｅ ａｎｃｈｏｒｅｄ ａｎｔｉ－ｓｌｉｄｅ ｐｉｌｅ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃａｂｌｅ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｌａｓｔｉｃ ｍｏｄｕｌｉ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｃｋ－ｓｏｉｌ ｂｏｄｙ，ｔｈｅ ｓｅｔｔｉｎｇ ｐｏｓｉ－ｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｎｃｈｏｒ ｃａｂｌｅ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｓｌｏｐｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ，ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｌｉｋｅ ｇｅｏ－ｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｓｈａｐｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ａｎｃｈｏｒｅｄ ａｎｔｉ－ｓｌｉｄｅ ｐｉｌｅ ｗｏｕｌｄｃｈａｎｇｅ ｆｒｏｍ ｔｒａｐｅｚｏｉｄ ｔｏ ｒｅｃｔａｎｇｌｅ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕ－ｅｎｃｅ ｏｆ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ｏｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｌａｗ ｏｆ ｌａｎｄｓｌｉｄｅ ｔｈｒｕｓｔ ｄｅｐｅｎｄｓ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｔａｌｐｉｌｅ－ｓｏｉｌ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｆｏｒｃｅ，ｂｕｔ ｎｏｔ ｉｔｓ ａｂｓｏｌｕｔｅ ｓｉｚｅ．Ｉｔ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ｉｓ ａｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆａｃｔｏｒ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｌａｗ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｎｄｓｌｉｄｅ ｔｈｒｕｓｔ ｏｎ ｔｈｅ ａｎｃｈｏｒｅｄ ａｎｔｉ－ｓｌｉｄｅ ｐｉｌｅ，ｃｏｐｙｉｎｇ ｔｈｅ ｆｉｘｅｄ ｌａｎｄｓｌｉｄｅ ｔｈｒｕｓｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｆｏｒｍ ｆｏｒ ｇｅｎｅｒａｌ ａｎｔｉ－ｓｌｉｄｉｎｇ ｐｉｌｅ ｆｏｒ ａｎ－ｃｈｏｒｅｄ ｐｉｌｅ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ｕｎｒｅａｓｏｎａｂｌｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｒｅ－ｓｔｒｅｓｓｅｄ ａｎｃｈｏｒｅｄ ｐｉｌｅ；ｉｎｉｔｉａｌ ｐｒｅ－ｓｔｒｅｓｓ；ｐｉｌｅ－ｓｏｉｌ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｌａｗ ｏｆｌａｎｄ－ｓｌｉｄｅ ｔｈｒｕｓｔ
＊收稿日期：２０１２－１１－１５；修回日期：２０１３－０２－２０
基金项目：国家自然科学基金项目（４１０７２２４３，４１２７２３５６）、国家科技支撑计划课题（２０１２ＢＡＫ０５Ｂ０２）资助
作者简介：吴润泽（１９８８－），男，硕士研究生。主要从事岩土工程稳定性与防灾减灾研究。Ｅｍａｉｌ：３３０７３２７４７＠ｑｑ．ｃｏｍ通讯作者：周海清（１９７１－），男，教授，硕导。主要从事岩土工程稳定性与防灾减灾研究。
Ｅｍａｉｌ：ｚｈｏｕ－ｈａｉｑｉｎｇ＠１６３．ｃｏｍ
引 言
预应力锚索抗滑桩因其受力合理而被广泛应用于边、滑坡治理工程中。由于预应力锚索的设置，其同普通抗滑桩相比桩身内力显著减小，从而减小了桩体的截面尺寸、钢筋用量和锚固深度，可以较好地节约工程造价。尽管应用广泛，但锚索桩的计算理论却远滞后于工程实践，尚不能完整地反映锚索桩的真实受力状态和力学机理。目前工程中所采用的锚索桩力学模型，是在普通抗滑桩力学模型的基础上引入了桩锚协同变形条件，虽能反映锚索桩是一种受约束的抗滑桩这一特点，但未能反映锚索桩受力的全过程，尤其是未能反映锚索施加预应力这一主动式受力过程对桩后推力分布和桩身内力带来的较大影响。近年来，工程界对抗滑桩的推力分布［１］和锚索抗滑桩的锚固机理、桩身内力分布、计算方法进行了较多的研究［２－１０］，但对锚索桩桩后推力的分布规律研究得比较少（文献［６］）［１１］。工程中进行锚索桩设计时，一般将普通抗滑桩滑坡推力的分布规律直接用于锚索抗滑桩，通常只依据桩背后岩土介质类型的不同而选用不同的分布形式，却不考虑锚索预应力大小对滑坡推力分布的影响。根据工程经验分析可知，预应力大小的不同，引起的桩对岩土体的挤压程度就不同，桩背后土压力的分布应该也会不同，但锚索预应力大小对桩后推力分布的影响究竟有多大，则需要进行系统的研究。
要研究不同预应力作用下锚索桩滑坡推力的分布规律，数值模拟是一种很好的分析方法，本文采用ＦＬＡＣ３Ｄ快速拉格朗日差分程序建立了预应力锚索桩板墙结构的三维数值模型，结合有限元强度折减法分析了不同预应力作用下锚索桩滑坡推力的分布规律，并通过改变桩后岩土体的性质、锚索的设置位置以及边坡安全储备系数等参数，对锚索桩滑坡推力的分布规律进行了系统的研究。ＦＬＡＣ３Ｄ采用了显式的有限差分格式求解场的控制微分方程，结合混合单元离散模型，特别适用于分析渐进破坏失稳以及大变形，在模拟施工过程方面有其独特的优势，程序包含的４种结构单元能够较好地模拟岩土工程中的人工结构。
１ ＦＬＡＣ３Ｄ模拟
１．１ 计算模型
边坡模型分为滑体、滑带、基岩３部分，共划分实体单元４０４４６个，见图１。支护体系桩采用ｐｉｌｅ单元，锚索采用ｃａｂｌｅ单元，板墙采用ｌｉｎｅｒ单元，相互之间建立刚性连接。桩身全长１５ｍ，其中嵌固段５ｍ，桩身横截面１．１ｍ×１．６ｍ，桩间距６ｍ；锚索水平入射角２５°，设置在距桩顶０．９８ｍ处，锚固长度７ｍ；板墙厚０．２ｍ，嵌入基岩０．５ｍ。结构单元共划分１４７０个，如图２所示
。
图１ 边坡模型单元
Ｆｉｇ．１ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｍｏｄｅ
ｌ
图２ 锚索桩板墙结构单元
Ｆｉｇ．２ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ａｎｃｈｏｒｅｄ ｐｉｌｅ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｗａｌｌ１．２ 模型参数
边坡岩土体均视为弹塑性材料，采用摩尔—库仑强度屈服准则，材料计算参数见表１，滑体土性质为砂粘土，结构单元相应材料计算参数见表２。
表１ 边坡岩土体计算参数
Ｔａｂｌｅ １ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｍａｓｓ岩土体
粘聚力
／ｋＰａ
内摩擦角
／（°）
剪切模量
／ＭＰａ
体积模量
／ＭＰａ基岩１×１０３ ３７ １．２×１０４ ２×１０４
滑带２２ ２２ ３．６２３ １３．８８９
滑体３０ ２８ ７．２４６ ２７．７８０１．３ 模拟步骤
模型建立后，根据工程中锚索桩的实际施工步骤，首先获取边坡初始自重应力场，达到平衡状态；第２步为按照６ｍ间距设置抗滑桩；第３步施加预
９
４
５
第５期吴润泽等：基于ＦＬＡＣ３Ｄ的锚索抗滑桩滑坡推力分布规律研究
表２ 锚索桩板墙计算参数
Ｔａｂｌｅ ２ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ａｎｃｈｏｒｅｄ ｐｉｌｅ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｗａｌｌ
支挡结构弹性模量
／ＧＰａ
泊松比
法向耦合弹
簧内聚力
／（ｋＮ·ｍ－１）
法向耦合弹
簧摩擦角
／（°）
法向耦合弹
簧单位长度
（面积）刚度
剪切耦合弹
簧内聚力
剪切耦合弹
簧摩擦角
／（°）
剪切耦合弹
簧单位长度
（面积）刚度
桩３０ ０．２ ２２ ２６ ０．９ＧＰａ ２２ｋＮ／ｍ ２６ ０．９ＧＰａ板墙２６ ０．２ ８００ｋＮ／ｍ３ ２０ｋＰａ ２６ ８００ｋＮ／ｍ３
支档结构弹性模量
／ＧＰａ
单位长度水
泥浆粘结力
／（ｋＮ·ｍ－１）
水泥浆摩
擦角／（°）
单位长度水
泥浆刚度
／ＧＰａ
水泥浆外围
周长／ｍ
锚索自由段１９５ ０ ０ ０
锚固段１９５ ２１００ ２５ ０．５６ ０．４０８２
应力锚索，然后对桩前土体进行开挖，并在两桩之间设置挡土板，桩板之间建立合理的连接关系，同时，通过折减岩土体的参数来考虑一定量的安全储备。滑面以上桩段推力的分布通过桩身剪力和锚索最终拉力反算得到。
２ 计算结果分析
２．１ 不同预应力作用下滑坡推力分布和变化的基本特征
图３所示为边坡开挖、锚索桩施工完毕、考虑边坡强度安全储备系数为１．２（通过强度折减法实现）的情况下，不同预应力作用下滑面以上桩段滑坡推力的分布曲线。此时，桩身锚索设置的初始预应力分别为２００、５００、８００、１０００、１２００、１６００、２０００、２５００、３０００、３５００、４０００、４５００、５０００ｋＮ。如果不考虑存在计算误差的顶点和底点，中间各点的连线基本上可视为一条直线，即锚索桩滑面以上桩侧各点土压力沿桩身近似于线性增加，滑坡推力分布可视为一个上小下大的梯形。由图中可以看出，随着锚索初始预应力的增大，滑坡推力的分布曲线逐渐绕距桩顶２／３桩高（滑面以上）处发生顺时针方向偏转，该处土压力大小几乎不变，该处以上位置土压力逐渐加大，该处以下位置土压力则逐渐减小，滑坡推力分布曲线斜率逐渐增大。当锚索初始预应力增大到５０００ｋＮ时，桩身推力分布形式接近于矩形。
模型滑面以上桩身共均匀划分１０段桩结构单元，根据图３，可认为各段土压力在滑面以上桩身长度范围内线性增长，总的推力分布形式为随锚索初始预应力大小变化的梯形。
为了探索滑坡推力的分
图３ 滑坡推力分布随预应力变化的曲线
Ｆｉｇ．３ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｎｄｓｌｉｄｅ ｔｈｒｕｓｔ ｏｎ ｐｉｌｅ ｗｉｔｈｐｒｅｓｔｒｅｓｓ
注：２００～５００ｋＮ为初始预应力，下同
布形式与预应力大小的关系，在不同预应力作用下，分别将各条推力分布曲线采用最小二乘法进行线性拟合，拟合所得的斜线即为梯形的斜边。为了描述方便，将梯形上、下底（即拟合后桩顶和滑面处的土压力值）的比值用参数ｋ表示，ｋ称为滑坡推力分布的特征系数。考虑到锚索预应力对推力分布的影响应该取决于其与桩背推力的相对大小，而不是其绝对大小，因此分析时将锚索初始预应力和桩土相互作用力的比值作为一个参考因素。同时，为了更好地反映其变化规律，将锚索的初始预应力与锚索最终拉力的比值也作为参考因素之一。不同预应力作用下的锚索桩桩后滑坡推力分布特征系数的变化如表３所示。
从表中可以看出，锚索预应力的预加固作用的确将改变滑动面以上桩体背后滑坡推力的分布形式，预应力越大，ｋ值越大，推力分布形式越接近矩形。通过归纳可以发现，当初始预应力和桩土相互
０
５
５ 防灾减灾工程学报 第３３卷
作用力比值小于３０％时，推力分布形式接近ｋ值为３０％～４０％范围内均匀变化的梯形；当初始预应力和桩土相互作用力比值在３０％～５０％之间时，推力分布形式接近ｋ值为４０％～５０％范围内均匀变化的梯形；当初始预应力和桩土相互作用力比值在５０％以上时，滑坡推力梯形分布的ｋ值近似等于初始预应力和桩土相互作用力的比值，同时，随着预应力的增大，桩土相互作用力也逐渐增大。要想得到更加准确的滑坡推力分布变化规律和锚索预应力、桩土相互作用力之间的关系来指导锚索桩设计，还需要进行系统的试验研究。从以上研究也可以看出，锚索初始预应力并非越大越好，当预应力大于一定值时，作用于桩身上的土压力会大幅度增加，反而增大桩身负担，使桩长期处于较大的荷载作用下，不利于提高工程安全度和降低工程成本。
表３ 不同预应力作用下的对比计算结果Ｔａｂｌｅ ３ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｒｅｓｕｌｔｓ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｓ
锚索初始预应力／ｋＮ锚索最终
拉力／ｋＮ
初始预应
力和锚索
最终拉力
的比值／％
初始预应
力和桩土
相互作用
力比值／％
桩后滑坡
推力分布
特征系数
ｋ／％
总桩土相
互作用力
／ｋＮ
２００ ３５４５ ５．６ ３．５ ３１．９ ５７８１５００ ３６０３ １３．９ ８．６ ３３．７ ５８０２８００ ３６５２ ２１．９ １３．８ ３５．６ ５７９０１０００ ３６７１ ２７．２ １７．４ ３６．９ ５７５９１２００ ３６９９ ３２．４ ２０．７ ３８．３ ５８０８１６００ ３７６７ ４２．５ ２７．３ ４１．２ ５８５４２０００ ３８４５ ５２．０ ３４．６ ４４．７ ５７７８２５００ ３９６１ ６３．１ ４２．３ ４８．３ ５９１４３０００ ４０６９ ７３．７ ４９．９ ５２．６ ６０１６３５００ ４１６７ ８４．０ ５７．９ ５７．６ ６０４４４０００ ４２７４ ９３．６ ６５．２ ６３．２ ６１３９４５００ ４４２１ １０１．８ ７１．９ ７０．１ ６２５５５０００ ４５５６ １０９．７ ７８．３ ７８．９ ６３８７
２．２ 岩土体弹性模量对滑坡推力分布的影响
锚索桩和滑坡体及桩下锚固段岩层是一个协调变形的受力体系，彼此间相互约束、协调受力。滑坡体和基岩的刚度大小对滑坡推力的分布有多大的影响？本文利用前述的锚索桩板墙模型，对此问题进行了研究。滑体弹模，分别取为２０、３０、５０ＭＰａ，基岩弹模分别取为１０、３０、５０ＧＰａ，按照不同的锚索预应力拟合桩后滑坡推力分布的特征系数ｋ，结果见表４和表５。
表４ 不同基岩弹模下的桩后滑坡推力分布特征系数ｋＴａｂｌｅ ４ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｋｏｆ ｌａｎｄｓｌｉｄｅ ｔｈｒｕｓｔ ｆｏｒ ｄｉｆ－ｆｅｒｅｎｔ ｅｌａｓｔｉｃ ｍｏｄｕｌｕｓ ｏｆ ｂｅｄｒｏｃｋ
锚索预
应力／ＧＰａ
基岩弹模／ｋＮ
１０００ ２０００ ３０００ ４０００ ５０００１０ ３６．６ ４４．３ ５２．３ ６２．６ ７７．０
３０ ３６．９ ４４．７ ５２．６ ６３．２ ７８．９
５０ ３６．９ ４４．７ ５２．８ ６３．７ ８０．５表５ 不同滑体弹模下的桩后滑坡推力分布特征系数ｋＴａｂｌｅ ５ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｋｏｆ ｌａｎｄｓｌｉｄｅ ｔｈｒｕｓｔ ｆｏｒ ｄｉｆ－ｆｅｒｅｎｔ ｅｌａｓｔｉｃ ｍｏｄｕｌｕｓ ｏｆ ｓｌｉｐ ｍａｓｓ
锚索预
应力／ＭＰａ
滑体弹模／ｋＮ
１０００ ２０００ ３０００ ４０００ ５０００２０ ３６．９ ４４．７ ５２．６ ６３．２ ７８．９
３０ ３４．９ ４３．１ ５１．６ ５９．９ ７２．７
５０ ３３．４ ４２．４ ５１．１ ５９．９ ６８．１
从表中可以看出，不同的滑体弹模和不同的基岩弹模下，锚索抗滑桩滑坡推力分布形式随着预应力的增加逐渐由梯形向矩形变化这一规律是一致的。在相同的预应力作用下，滑坡推力梯形分布的上、下底之比随着滑体弹模的增大而减小，随着基岩弹模的增大而增大，基岩弹模的影响较小，滑体弹模的影响稍大，特别是在初始预应力较大时，这一规律更加明显。
２．３ 岩土体性质对滑坡推力分布的影响
实际边滑坡治理工程中，岩土体介质环境是复杂多样的，故而在计算中改变滑坡体岩土体性质，来模拟不同预应力作用下锚索桩滑坡推力分布的变化规律。将滑体性质分别定为一种粘聚力较大的地层（即粘性土层）和一种以内摩擦角为主要抗剪特性的松散介质（即砂性土层），具体参数分别见表６和表７，相应的计算结果分别见图４、表８和图５、表９。
表６ 粘性土边坡岩土体计算参数
Ｔａｂｌｅ ６ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｃｌａｙ ｓｏｉｌ ｆｏｒ ｓｌｏｐｅ ｍａｓｓ岩土体
粘聚力
／ｋＰａ
内摩擦角
／（°）
剪切模量
／ＭＰａ
体积模量
／ＭＰａ基岩１０３ ３７ １．２×１０４ ２×１０４
滑带３６ ６ ３．６２３ １３．８８９滑体４３ ８ ７．２４６ ２７．７８
１
５
５
第５期吴润泽等：基于ＦＬＡＣ３Ｄ的锚索抗滑桩滑坡推力分布规律研究
表７ 砂性土边坡岩土体计算参数
Ｔａｂｌｅ ７ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｓａｎｄｙ ｓｏｉｌ ｆｏｒ ｓｌｏｐｅ ｍａｓｓ岩土体粘聚力
／ｋＰａ
内摩擦角
／（°）剪切模量
／ＭＰａ
体积模量
／ＭＰａ
基岩１０
３ ３７ １．２×１０
４ ２×１０
４滑带４ ３２ ３．６２３ １３．８８９滑体
６
３６
７．２４６
２７．７
８
图４ 粘性土桩身滑坡推力分布随预应力变化的曲线Ｆｉｇ
．４ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｎｄｓｌｉｄｅ ｔｈｒｕｓｔ ｏｎ ｐｉｌｅ ｗｉｔｈｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ｆｏｒ ｃｌａｙ
ｓｏｉ
ｌ图５ 砂性土桩身滑坡推力分布随预应力变化的曲线Ｆｉｇ
．５ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｎｄ－ｓｌｉｄｅ ｔｈｒｕｓｔ ｏｎ ｐｉｌｅ ｗｉｔｈｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｓ ｆｏｒ ｓａｎｄｙ
ｓｏｉｌ表８ 不同预应力作用下粘性土的计算结果
Ｔａｂｌｅ ８ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｃｌａｙ ｓｏｉｌ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ锚索初始
预应力／ｋＮ锚索最
终拉力
／ｋＮ
初始预应
力和锚索
最终拉力
比值／％初始预应
力和桩土相互作用力比值／％桩后滑坡
推力分布
特征系数
ｋ／％总桩土相
互作用力
／ｋＮ
５００ ３０７３ １６．３ １０．２ ４３．４ ４８９９１０００ ３０８１ ３２．５ ２０．２ ４６．３ ４９５５１５００ ３２０４ ４６．８ ３０．５ ５０．１ ４９１３２０００ ３２９２ ６０．８ ４０．５ ５３．９ ４９３４２５００ ３３６５ ７４．３ ４９．９ ５８．３ ５００９３０００ ３４５２ ８６．９ ５８．５ ６２．８ ５１３０４０００
３７０８
１０７．９
７３．６
７３．３
５４３３
表９ 不同预应力作用下砂性土的计算结果
Ｔａｂｌｅ ９ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｓａｎｄｙ
ｓｏｉｌ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐ
ｒｅｓｔｒｅｓｓ锚索初始预应力／ｋＮ锚索最
终拉力
／ｋＮ
初始预应
力和锚索
最终拉力
比值／％初始预应
力和桩土相互作用力比值／％桩后滑坡
推力分布
特征系数
ｋ／％总桩土相
互作用
力／ｋＮ
５００ ４０１３ １２．５ ７．９ ２８．８ ６２５９１０００ ４０９４ ２４．４ １６．０ ３１．０ ６２５０１５００ ４１１５ ３６．５ ２４．２ ３３．７ ６２０５２０００ ４１６６ ４８．０ ３２．５ ３７．０ ６１５４３０００ ４２０４ ７１．４ ４８．１ ４５．３ ６２３２４０００ ４２２６ ９４．７ ６５．０ ５６．１ ６１５４４５００
４３１７
１０４．２
７３．５
６３．１
６１２３
通过分析可看出，
在不同岩土体参数值情况下，不同预应力作用下的桩后滑坡推力分布变化规律基
本一致。只是当初始预应力和桩土相互作用力比值相当时，以粘聚力为主的土体桩后滑坡推力分布特征系数ｋ较表３中砂粘土ｋ值偏大５％～１０％，推力分布图形更接近矩形；
以摩擦角为主的土体桩后滑坡推力分布特征系数ｋ较表３中砂粘土ｋ值偏小５％～１０％，推力分布图形更接近于梯形。２．４ 锚索位置对滑坡推力分布的影响
为了探讨不同预应力作用下滑坡推力分布变化规律的普遍性，改变锚索设置于桩身的位置，将锚索锚头分别调整至距桩顶１．９６ｍ和２．９４ｍ处，其推力沿桩身分布曲线随预应力大小的变化分别如图６、
图７所示。从图中可以看出，在不同的锚索位置下，锚索桩桩身悬臂段滑坡推力的分布形式仍基本上为梯形，并且随着锚索初始预应力的增大，推力的分布曲线仍然绕距桩顶２／３桩高（滑面以上）处发生顺时针方向偏转，曲线斜率逐渐增大。
同一预应力作用下，锚索位于不同桩身位置处的滑坡推力分布曲线如图７所示。可以看出，同一预应力作用下，锚索位置越靠下，滑坡推力分布曲线的斜率越小，但对其变化规律的影响很小。在此算例下，当锚索初始预应力为５０００ｋＮ时，锚索位置对滑坡推力分布曲线的影响较大，这是因为此时锚索初始预应力施加过大，
超过了边坡在设桩位置处的下滑力，锚索位置越靠上，对桩后岩土体的挤压越厉害，锚索的作用体现得越明显，推力分布曲线的差距就越大。
２
５５ 防灾减灾工程学报
第３
３卷
图６ 滑坡推力分布随预应力变化的曲线
Ｆｉｇ．６ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｎｄｓｌｉｄｅ ｔｈｒｕｓｔ ｏｎ ｐｉｌｅ ｗｉｔｈｐｒｅｓｔｒｅｓｓ
２．５ 边坡强度安全储备系数对滑坡推力分布的影响
图８和图９分别为初始预应力为５００、１６００ｋＮ下的滑坡推力随安全系数变化的曲线。可以看出，在锚索初始预应力保持不变时，随着边坡强度安全储备系数的增大，桩侧各点土压力也相应增大，但滑坡推力分布曲线并非沿数值增大方向作简单的平移，而是在增大的同时曲线逐渐变平缓，这也反映出锚索桩滑坡推力的最终分布形式并不能简单地同锚索初始预应力大小联系起来，它还与总的桩土相互作用力大小和锚索最终拉力值相关。因为当锚索初始预应力为同一值时，边坡安全系数考虑得越大，总的桩土相互作用力必然越大，锚索伸长到的最终拉力值也必然越大，若任选一者为参考系，两者之比就越小，推力梯形分布的上、下底差距就越大，滑坡推力曲线斜率也就越小。
２．６ 不同预应力作用下桩身内力分析
图１０和１１分别为岩土体采用表１所列算例模型，在不考虑和考虑１．２倍边坡强度安全储备系数时，不同锚索初始预应力下的桩身弯矩图（
图中弯矩
图７ 不同预应力下滑坡推力分布随锚索位置变化的曲线
Ｆｉｇ．７ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｎｄｓｌｉｄｅ ｔｈｒｕｓｔ ｏｎ ｐｉｌｅ ｗｉｔｈ ｃａｂｌｅｌｏｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｓ ８００ｋＮ，２０００ｋＮ，４０００
ｋＮ，５０００ｋＮ
注：０．９８、１．９６、２．９４ｍ为锚索位置（距桩顶距离）
以使桩背一侧受拉为正，桩面一侧受拉为负）。从图１０可以看出，当锚索预应力为８００ｋＮ时，桩身正、
３
５
５
第５期吴润泽等：基于ＦＬＡＣ３Ｄ的锚索抗滑桩滑坡推力分布规律研究
图８ ５００ｋＮ预应力下桩后滑坡推力随安全系数变化
的曲线
Ｆｉｇ．８ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｎｄｓｌｉｄｅ ｔｈｒｕｓｔ ｏｎ ｐｉｌｅ ｗｉｔｈ ｓａｆｅｔｙ
ｆａｃｔｏｒ ｆｏｒ ｐ
ｒｅｓｔｒｅｓｓ ５００ｋＮ注：１．００～１．２５为边坡强度安全储备系数，
下同图９ １６００ｋＮ预应力下桩后滑坡推力随安全系数变化
的曲线
Ｆｉｇ．９ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｎｄｓｌｉｄｅ ｔｈｒｕｓｔ ｏｎ ｐｉｌｅ ｗｉｔｈ ｓａｆｅｔｙ
ｆａｃｔｏｒ ｆｏｒ ｐ
ｒｅｓｔｒｅｓｓ １６００ｋＮ负弯矩值非常相近，而随着锚索预应力值的增大，桩身正弯矩逐渐减小，
负弯矩值逐渐加大，在锚索预应力达到１６００ｋＮ时，锚索桩桩身几乎只存在负弯矩。而在图１１中，不论预应力大小，桩身负弯矩值都要远远大于正弯矩值，这也和一些现场实测情况一致。这是因为图１０中，边坡未考虑强度安全储备系数，滑坡推力较小，初始预应力小的锚索最终的拉力值也较小，桩身正负弯矩分配较合理，而预应力大的锚索最终拉力值也较大，导致桩身产生较大的负弯矩；图１１中边坡考虑了１．２倍的强度安全储备系数，相当于增大了滑坡推力，此时不论预应力大小，锚索最终都会达到一个较大且彼此较为相近的拉力值，所以桩身都出现较大的负弯矩，而正弯矩则很小。
由此表明，若锚索设置在桩身上端位置，当边坡规模较小时，适当减小锚索初始预应力会使桩身内
力分布处于一个合理的状态，便于桩身配筋；而对于较大规模的边坡，则难以达到桩身正负弯矩大致相等的条件
。
图１０ 边坡强度安全储备系数为１．０时桩身弯矩随预
应力变化的曲线
Ｆｉｇ
．１０ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｍｅｎｔｓ ｏｆ ｐｉｌｅ ｗｉｔｈ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ ｆｏｒｓｌｏｐｅ ｓａｆｅｔｙ
ｆａｃｔｏｒ １．
０图１１ 边坡强度安全储备系数为１．２时桩身弯矩随预
应力变化的曲线
Ｆｉｇ．１１ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｍｅｎｔｓ ｏｆ ｐｉｌｅ ｗｉｔｈ ｐ
ｒｅｓｔｒｅｓｓ ｆｏｒｓｌｏｐｅ ｓａｆｅｔｙ
ｆａｃｔｏｒ １．２３ 结 论
（１
）不同大小的预应力会使得锚索桩和岩土体挤压程度不同，
进而影响到滑坡推力在桩身背后的分布，因而仅根据桩背后岩土体介质选用滑坡推力分布形式对锚索桩进行设计是不合理的。
（２
）锚索桩桩后滑坡推力近似于梯形分布，随着锚索预应力的增大，推力的分布曲线逐渐绕距桩顶２／３桩高（滑面以上）处发生偏转，曲线的斜率逐渐增大，滑坡推力分布形式由梯形逐渐向矩形变化。（３
）锚索预应力对桩后滑坡推力分布的影响取决于其与桩背总桩土相互作用力的相对大小，而不是其绝对大小。文中对锚索桩桩后滑坡推力分布特征系数ｋ（梯形上、下底之比）与锚索预应力相对大小的关系进行了一定的归纳，在锚索桩的设计中可
４
５５ 防灾减灾工程学报 第３
３卷
参考此规律并结合自身的经验修改推力分布形式。
（４）在相同的预应力作用下，桩后滑坡推力分布特征系数ｋ随着滑体弹模的增大而减小，随着基岩弹模的增大而增大。
（５）初始预应力和桩土相互作用力比值相当时，滑坡体性质为粘性土的桩后推力分布特征系数ｋ值最大，砂粘土次之，砂性土最小。
（６）在相同预应力作用下，锚索锚头位置在距桩顶１／３范围内变化对桩后滑坡推力分布变化规律影响较小，设计时可不予考虑。
（７）当边坡规模较小时，适当减小锚索初始预应力会使桩身内力分布处于一个合理的状态；而对于较大规模的边坡，锚索最终拉力会增加到一个较大的值使得桩身出现较大的负弯矩，而正弯矩较小。
（８）以上结论都是通过数值模拟结合一些实际经验所作的归纳，由于实际工程的千变万化以及复杂性，是否具有广泛的实用性，合理与否，尚待检验。下一步将进行一定量的模型试验和现场试验，对上述研究成果进行检验。
参考文献：
［１］ 戴自航．抗滑桩滑坡推力和桩前滑体抗力分布规律的研究［Ｊ］．岩石力学与工程报，２００２，２１（４）：５１７－５２１．
Ｄａｉ Ｚ Ｈ．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｌａｗｓ ｏｆ ｌａｎｄｓｌｉｄｅ－ｔｈｒｕｓｔａｎｄ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｓｌｉｄｉｎｇ ｍａｓｓ ａｃｔｉｏｎ ｏｎ ａｎｔｉｓｌｉｄｅ ｐｉｌｅｓ
［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｏｃｋ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ－
ｉｎｇ，２００２，２１（４）：５１７－５２１．
［２］ 丁秀丽，盛 谦，韩 军，等．预应力锚索锚固机理的数值模拟试验研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００２，２１
（７）：９８０－９８８．
Ｄｉｎｇ Ｘ Ｌ，Ｓｈｅｎｇ Ｑ，Ｈａｎ Ｊ，ｅｔ ａｌ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａ－
ｔｉｏｎ ｔｅｓｔｉｎｇ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｐｒｅｓ－
ｔｒｅｓｓｅｄ ａｎｃｈｏｒａｇｅ ｃａｂｌｅ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｏｃｋ
Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００２，２１（７）：９８０－９８８．［３］ 何昌荣，李 彤，陈 群，等．新型预应力锚拉式桩板墙的三维有限元计算分析［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００３，２２（５）：８４３－８４８．
Ｈｅ Ｃｈ Ｒ，Ｌｉ Ｔ，Ｃｈｅｎｇ Ｑ，ｅｔ ａｌ．３ＤＦＥＭ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎｎｅｗ－ｓｔｙｌｅ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ａｎｃｈｏｒ ｓｈｅｅｔ－ｐｉｌｅ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｗａｌｌ
［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｏｃｋ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ－
ｉｎｇ，２００３，２２（５）：８４３－８４８．
［４］ 刘小丽，张占民，周德培．预应力锚索抗滑桩的改进计算方法［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００４，２３（１５）：２５６８－
２５７２．
Ｌｉｕ Ｘ Ｌ，Ｚｈａｎｇ Ｚｈ Ｍ，Ｚｈｏｕ Ｄ Ｐ．Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｍｅｔｈｏｄ
ｆｏｒ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ａｎｔｉ－ｓｌｉｄｉｎｇ ｐｉｌｅ ｗｉｔｈ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ａｎｃｈｏ－
ｒｉｎｇ ｃａｂｌｅ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｏｃｋ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００４，２３（１５）：２５６８－２５７２．
［５］ 郑颖人，赵尚毅．用有限元强度折减法求边（滑）坡支挡结构的内力［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００４，２３（２０）：３５５２－３５５８．
Ｚｈｅｎｇ Ｙ Ｒ，Ｚｈａｏ Ｓｈ Ｙ．Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｎｅｒ ｆｏｒｃｅ ｏｆｓｕｐｐｏｒｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｏｒ ｌａｎｄｓｌｉｄｅ／ｓｌｏｐｅ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ＦＥＭ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｏｃｋ Ｍｅｃｈａｎ－ｉｃｓ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００４，２３（２０）：３５５２－３５５８．
［６］ 富海鹰，何昌荣．新型预应力锚拉式桩板墙的原型观测分析［Ｊ］．岩土工程学报，２００５，２７（９）：１０５０－１０５４．
Ｆｕ Ｈ Ｙ，Ｈｅ Ｃｈ Ｒ．Ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ａ ｎｅｗ
ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｓｈｅｅｔ－ｐｉｌｅ ｒｅｔａｉｎｉｎｇ ｗａｌｌ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒ－
ｎａｌ ｏｆ Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００５，２７（９）：１０５０－
１０５４．
［７］ 蒋良潍，黄润秋，蒋忠信，等．锚索桩的主动支护作用及桩身初始内力分析［Ｊ］．岩土力学，２００７，２８（１１）：２３１９－
２３２４．
Ｊｉａｎｇ Ｌ Ｗ，Ｈｕａｎｇ Ｒ Ｑ，Ｊｉａｎｇ Ｚｈ Ｘ．ｅｔ ａｌ．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆ ａｃｔｉｖｅ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ａｎｄ ｐｒｉｍａｒｙ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｆｏｒｃｅ ｉｎａｎｃｈｏｒｅｄ ａｎｔｉ－ｓｌｉｄｉｎｇ ｐｉｌｅｓ［Ｊ］．Ｒｏｃｋ ａｎｄ Ｓｏｉｌ Ｍｅｃｈａｎ－ｉｃｓ，２００７，２８（１１）：２３１９－２３２４．
［８］ 李中国，赵有明，张玉芳．某高速公路锚索桩板墙原型测试与分析［Ｊ］．岩土工程学报，２００８，３０（５）：７３９－７４４．
Ｌｉ Ｚｈ Ｇ，Ｚｈａｏ Ｙ Ｍ，Ｚｈａｎｇ Ｙ Ｆ．Ｆｉｅｌｄ ｔｅｓｔｓ ａｎｄ ａｎａｌ－
ｙｓｉｓ ｏｆ ｓｈｅｅｔ－ｐｉｌｅ ｗａｌｌｓ ｗｉｔｈ ｐｒｅ－ｓｔｒｅｓｓｅｄ ａｎｃｈｏｒｓ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００８，３０
（５）：７３９－７４４．
［９］ 陈新泽．基于ＦＬＡＣ３Ｄ预应力锚拉桩作用机制和加固效果研究［Ｊ］．岩土力学，２００９，３０（增２）：４９９－５０４．
Ｃｈｅｎ Ｘ Ｚ．Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ａｎｃｈｏｒａｇｅ ｐｉｌｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＦＬＡＣ３Ｄ［Ｊ］．Ｒｏｃｋ ａｎｄ Ｓｏｉｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，２００９，３０（Ｓ２）：４９９－
５０４．
［１０］李志勇，邓宗伟．预应力锚索桩板墙动态响应规律研究［Ｊ］．岩土工程学报，２０１０，３１（２）：６４５－６４８．
Ｌｉ Ｚｈ Ｙ，Ｄｅｎｇ Ｚ Ｗ．Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｄｙｎａｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｒｕｌｅｏｆ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ａｎｃｈｏｒ ｓｈｅｅｔ－ｐｉｌｅ ｗａｌｌ［Ｊ］．Ｒｏｃｋ ａｎｄ Ｓｏｉｌ
Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，２０１０，３１（２）：６４５－６４８．
［１１］谭献良，邓宗伟，李志勇，等．交通荷载对预应力锚索桩板墙的土压力影响分析［Ｊ］．中南大学学报（自然科学
版），２０１０，４１（３）：１１７８－１１８５．
Ｔａｎ Ｘ Ｌ，Ｄｅｎｇ Ｚ Ｗ，Ｌｉ Ｚｈ Ｙ，ｅｔ ａｌ．Ｄｙｎａｍｉｃ ｅａｒｔｈｐｒｅｓｓｕｒｅ ｅｆｆｅｃｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｐｒｅ－ｓｔｒｅｓｓｅｄ ａｎｃｈｏｒ ｐｉｌｅｐｌａｔｅ ｗａｌｌ ｕｎｄｅｒ ｔｒａｆｆｉｃ ｌｏａｄ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ），２０１０，４１
（３）：１１７８－１１８５．
５
５
５
第５期吴润泽等：基于ＦＬＡＣ３Ｄ的锚索抗滑桩滑坡推力分布规律研究
延安市小砭沟滑坡治理工程H3标 锚拉式抗滑桩专项施工方案 编制： 审核： 审批： 二O一六年五月 目录 一、编制依据及说明 二、工程概况 三、工程施工特点 四、施工目标与组织机构 五、施工前的准备 六、施工顺序 七、施工方案及技术要求 八、主要施工设备表 九、施工进度计划工序安排及工期 十、工程质量保证技术措施 十一、冬雨季施工技术措施 十二、施工现场安全文明生产技术措施 一、编制依据及说明
1、陕西工程勘察研究院所提供《延安市小砭沟安置房滑坡治理工程施工图》; 2、根据现场的实际情况； 3、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）； 4、《普通混凝土配合比设计规程》（GBJT55-96）； 5、《建筑机械使用安全规程》（JGJ33-86）； 6、《钢筋脚手架扣件》（JGJ22-84）； 二、工程概况 工程位于延安市小砭沟安置房小区第H3标段，全段共长260米，共计42根抗滑桩，桩顶高程平均在路面高程上4.5m左右，桩间墙为重力式块石砌石石挡墙，墙顶层宽0.7米，墙底宽为3.5米，坡比为1：:0.5。 三、工程施工特点 1、该工程施工难度大，不恰当的施工工序及施工方法，将会导致严重的不良后果。因此，施工时应设置临时防护措施，并认真研究施工方案，确保边坡的稳定和安全。特别是相邻道路及建（构）筑物四周施工时更要加强临时防护措施及现场安全管理，如发现异常情况，必须立即采取有效的特殊防护措施，确保边坡的安全。 2、边坡实施预应力锚索抗滑桩施工，必须严格按照设计、施工规范以及相关技术要求，在施工中严把质量关。同时在施工过程中严格按信息法施工的原则，发现异常情况即时向有关部门反映，并采取有效措施进行即时补救。 四、施工目标与组织机构 1、工程质量目标：严格按设计要求和现行施工规范要求进行施工，各分部工程与整体工程达到合格； 2、工程安全目标：施工中无重大人员伤亡事故，无重大安全事故，无重大质量事故，做到安全生产、文明施工； 5、施工组织机构：
(1)、预应力锚索： 预应力锚索：由钻孔穿过软弱岩层或滑动面，把一端（锚杆）锚固在坚硬的岩层中（称内锚头），然后在另一个自由端（称外锚头）进行张拉，从而对岩层施加压力对不稳定岩体进行锚固，这种方法称预应力锚索，简称锚索，国内应用较多，如长江南岸链子崖危岩体治理和会同县中心街滑坡治理中都采用了此种锚索。 锚索结构一般由幅度锚头、锚索体和外锚头三部分共同组成。内锚头又称锚固段或锚根，是锚索锚固在岩体内提供预应力的根基，按其结构形式分为机械式和胶结式两大类，胶结式又分为砂浆胶结和树脂胶结两类，砂浆式又分二次灌浆和一次灌浆式。外锚头又称外锚固段，是锚索借以提供张拉吨位和锁定的部位，其种类有锚塞式、螺纹式、钢筋混凝土圆柱体锚墩式、墩头锚式和钢构架式等；锚索体，是连结内外锚头的构件，也是张拉力的承受者，通过对锚索体的张拉来提供预应力，锚索体由高强度钢筋、钢纹线或螺纹钢筋构成。 预应力锚索是一种较复杂的锚固工程，需要专门知识与经验，施工监理人员，应具有更丰富理论和经验。 示意图：
（2）、抗滑桩： 抗滑桩（friction pile）是穿过滑坡体深入于滑床的桩柱，用以支挡滑体的滑动力，起稳定边坡的作用，适用于浅层和中厚层的滑坡，是一种抗滑处理的主要措施。但对正在活动的滑坡打桩阻滑需要慎重，以免因震动而引起加动。 使用抗滑桩，土方量小，施工需有配套机械设备，工期短，是广泛采用的一种抗滑措施。 根据滑坡体厚度、推力大小、防水要求和施工条件等，选用木桩、钢桩、混凝土桩或钢筋（钢轨）混凝土桩等。 抗滑桩对滑坡体的作用是利用抗滑桩插入滑动面以下的稳定地层对桩的抗力（锚固力）平衡滑动体的推力，增加其稳定性。当滑坡体下滑时受到抗滑桩的阻抗，使桩前滑体达到稳定状态。根据滑体的厚薄、推力大小、防水要求及施工条件等选用木桩、钢桩、混凝土及钢筋混凝土桩。抗滑桩埋入地层以下深度，按一般经验，软质岩层中锚固深度为设计桩长的三分之一；硬质岩中为设计桩长的四分之一；土质滑床中为设计桩长的二分之一。当土层沿基岩面滑动时，锚固深度也有采用桩径的2～5倍。抗滑桩的布置形式有相互连接的桩排，互相间隔的桩排，下部间隔、顶部连接的桩排，互相间隔的锚固桩等。桩柱间距一般取桩径的3～5倍，以保证滑动土体不在桩间滑出为原则。
抗滑桩设计讲解 1、抗滑桩的优点 抗滑桩的主要优点有：抗滑能力强，圬工数量小；桩位灵活，可以设在滑坡体中最有利于抗滑的部位；可以沿桩长根据弯矩大小合理地布置钢筋；施工方便，设备简单；间隔开挖桩孔，不易恶化滑坡状态，利于整治正在活动中的滑坡，利于抢修工程；通过开挖桩孔，能够直接校核地质情况，进而可以检验和修改原来的设计，使之更切合实际。发现问题，易于补救。 2、抗滑桩的结构型式 1）排式单桩：即在滑坡的适当部位，每隔一定距离挖掘一竖井，再放置钢筋或型钢，最后灌注混凝土，形成一排或数排的若干单桩。这是我国抗滑桩的基本型式。 2）台式抗滑桩：将若干单桩的顶端用混凝土板或钢筋混凝土板联成一组共同抗滑，这种桩组叫承台式抗滑桩。
图1 台式抗滑桩 3）排架抗滑桩：由两根竖桩与两根横梁联结组成，下横梁仿效隧洞导坑掘进法施工。排架抗滑桩刚度大，内桩受拉，外桩受压，受力条件较排式单桩有明显改善，因而减小了桩的弯矩、锚固深度和桩的截面，提高了承载力。
图2 排架抗滑桩 4）椅式桩墙：由内桩、外桩、承台、上墙和拱板五部分组成。其工作原理是，用拱板支承滑动土体，并将推力通过内、外两桩传给稳定地层。因用刚性承台将内、外两桩联成整体框架，转动惯量大，承受弯矩的总刚度较同等截面的单桩大5-10倍，故抗滑能力大，而桩壁应力只有单桩的17-31%，在软弱地层更可显示其优越性。
图3 椅式桩墙 5）桩拱墙：桩拱墙是在悬臂单桩之间直接砌筑水泥砂浆片石的拱墙而成。桩在路基面以上的部分，系带梗肋的“T”形截面，两侧翼缘即为拱座。
图4 桩拱墙 6）桩板式抗滑桩：与桩拱墙相仿，但结构更简单，它是由半埋式单桩及在两桩之间逐层安设或浇注的挡土板而组成。
目录 一、编制依据 (2) 二、工程概况 (2) 三、施工前提条件 (3) 四、施工工序 (4) 五、施工技术及工艺 (7) 六、施工质量 (17) 七、安全保证措施 (19) 八、环境保护文明施工 (20)
预应力锚索专项施工方案 一、编制依据 1、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002） 2、《建筑建筑基坑支护技术规程》（JG120-2012） 3、《岩土锚固手册》 4、我公司人员素质，技术装备、财务能力等综合情况及可调用到本工程的各类资源。 5、本单位在其它工程项目施工的经验。 二、工程概况 三、施工前提条件 （1）锚固工程计划设计图、边坡岩土性质等资料齐全； （2）施工场地、临时便道已修建完成，施工用水、用电已到位； （3）已根据现场的情况、设计文件和工期要求，编制完成施工组织设计，已制定施工进度计划，质量保证体系、安全保证体系已建立； （4）分项工程开工报告已批复； （5）工地现场管理人员，专业技术人员，技术工人和普通工人，已到位，配备合理； （6）施工所需机械设备、测量仪器、检测仪器已进场； （7）施工用材料已进场，并且材料有关性能指标均已达到设计
要求和符合国家标准或行业规范要求； （8）现场各种施工标志牌（工程概况、安全标示、操作规程、材料标示等）已制作完成； （9）已对边坡进行中线、水平、横断面的复测，并已在边坡上按设计图纸确定预应力锚索的位置。 四、施工工序 （1）锚索施工的内容包括施工准备、造孔、锚索（杆）制作与安装、注浆、锚索（杆）张拉锁定与封锚等五个环节； （2）预应力锚索（杆）施工基本工序：
1）设计锚固工程坡面开挖成形并经验收合格后，应尽快布置锚固工程施工作业，待锚固工程施工完毕并产生加固作用后，方可进行下级边坡开挖与防护。 2）在预应力锚索（杆）工程施工作业开始之前，应进行预应力锚索（杆）的基本试验，并完成预应力锚索（杆）试验报告，提交给有关监理工程师和设计代表，待试验报告批准并经设计锚固参数确认或调整后，方可进行预应力锚索（杆）工程施工作业。锚索（杆）试验孔的具体位置应由监理和设计代表现场确定，使试验孔可反映工程孔锚固地层实际情况。试验孔自由段不注浆，锚固段与自由段之间设置止浆袋，锚固段外侧应设排气管，排气管伸入锚固段内5～10cm，其注浆方法和充满标准与工程孔相同。 3）锚索设计荷载1000KN，锁定荷载1000KN 4）预应力锚索（杆）施工的场地整理、搭设工作平台时，应对已施工完成的坡面根据设计图纸进行测量后确定预应力锚索（杆）的位置；在安装钻机时，应按照施工设计图采用全站仪进行测量放线确定孔位以及锚孔方位角（或拉线尺量配合测角仪定位），并作出标记。锚索孔位测放力求准确，确保钻孔从微型桩和抗滑桩中间穿过。偏差不得超过±5cm，钻孔倾角15°，倾角允许误差±2°；考虑沉渣的影响，为确保锚索深度，实际钻孔深度要大于设计深度1.0m. 5）锚孔钻造，须经现场监理检验合格后，方可进行下道工序。孔径、孔深检查一般采用设计孔径钻头和标准钻杆在现场监理旁站的条件下验孔，要求验孔过程中钻头平顺推进，不产生冲击或抖动，钻
元磨高速公路第十一（A）合同段 锚索抗滑桩施工简述 一处三公司罗志军 1、工程概况 1.1滑坡概况 在建元磨高速公路11(A)合同段4#桥上行线(K299+173)、下行线(K299+185)是两座并行的工形组合梁桥，桥墩为矩形独柱式墩、钻孔灌注桩基础,重力式桥台。该桥跨越地段处于强烈切割高中山地貌区。该地段主要出露有第四系残坡积碎石土、人工堆积碎石土、碎裂-散体结构和层状碎裂结构中等风化砂岩、泥岩岩体。由于坡面侵蚀作用，形成了环谷状斜坡形态，并受各支沟切割而形成多个三角形斜坡单元块体。经工程地质勘察确认，该桥跨越地段发育有对工程影响较大的冲沟、滑坡及潜在变形块体,其范围较大,危害严重。 1.2 工程概况 元磨高速公路11(A)合同段4#桥上行线为11孔28.5m工形组合梁，下行线为12孔30m工形组合梁，是工程量比较集中的两座并行的大桥，由于滑坡及潜在变形块体的存在，直接影响4#桥的施工进度、危及施工安全。所以，处治该不良地质段对于4#桥的施工和全合同段的顺利建成具有重大的意义。针对滑坡体及潜在变形体进行处治而拟施作的主要工程为：冲沟铺砌至滑坡体外20m;拱形拦砂坝并填土以及预应力锚索抗滑桩。抗滑桩截面尺寸分为 2.0×3.0m、1.5×2.0m、2.0×2.5m三种，其间距分别为5m、8m、6m。 2 施工方法简述 锚索抗滑桩为4#桥滑坡处治方案中的关键工程，工程量大，施工时间短。在此只对该工程的施工方法和程序加以叙述（参见预应力锚索施工示意图）。 2.1锚索施工 2.1.1锚索制作 组成锚索的主要部件有钢绞线、注浆管、导向帽、对中支架、架线环、尾部钢套管等（详见预应力锚索结构示意图）。 A 以φ25钢管焊接成中心注浆管，其长度大于孔深0.4米,以φ38、长10cm 钢管环向均匀焊接6根φ8钢筋弧，加工而成对中支架和架线环，以固定钢绞线，
延安市小砭沟滑坡治理工程H3标锚拉式抗滑桩专项施工方案 编制： 审核： 审批： 二O一六年五月
目录 一、编制依据及说明 二、工程概况 三、工程施工特点 四、施工目标与组织机构 五、施工前的准备 六、施工顺序 七、施工方案及技术要求 八、主要施工设备表 九、施工进度计划工序安排及工期 十、工程质量保证技术措施 十一、冬雨季施工技术措施 十二、施工现场安全文明生产技术措施
一、编制依据及说明 1、陕西工程勘察研究院所提供《延安市小砭沟安置房滑坡治理工程 施工图》; 2、根据现场的实际情况； 3、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）； 4、《普通混凝土配合比设计规程》（GBJT55-96）； 5、《建筑机械使用安全规程》（JGJ33-86）； 6、《钢筋脚手架扣件》（JGJ22-84）； 二、工程概况 工程位于延安市小砭沟安置房小区第H3标段，全段共长260米，共计42根抗滑桩，桩顶高程平均在路面高程上左右，桩间墙为重力式块石砌石石挡墙，墙顶层宽米，墙底宽为米，坡比为1：:。 三、工程施工特点 1、该工程施工难度大，不恰当的施工工序及施工方法，将会导致严重的不良后果。因此，施工时应设置临时防护措施，并认真研究施工方案，确保边坡的稳定和安全。特别是相邻道路及建（构）筑物四周施工时更要加强临时防护措施及现场安全管理，如发现异常情况，必须立即采取有效的特殊防护措施，确保边坡的安全。 2、边坡实施预应力锚索抗滑桩施工，必须严格按照设计、施工规范以及相关技术要求，在施工中严把质量关。同时在施工过程中严格按信息法施工的原则，发现异常情况即时向有关部门反映，并采取有效措施进行即时补救。
浅析预应力锚索抗滑桩施工工艺 浅析预应力锚索抗滑桩施工工艺 摘要：论文以实用为目的，结合施工实际，详细介绍了预应力 锚索抗滑桩施工工艺。 关键词：预应力锚索；抗滑桩；锚索抗滑桩 Abstract: paper with practical, for the purpose of combination with the construction practice, construction technology for prestressed anchor cable anti-slide pile are introduced in detail. Key words: prestressed anchor; Anti-slide pile; Anchor cable anti-slide pile 中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013) 20世纪60年代后期，开始使用抗滑桩治理滑坡，由于抗滑桩具有开挖面小、圬工体积小、施工速度快等特点，很快在全国推广应用，至今仍在大规模使用。但随着需要治理的滑坡规模的增大，抗滑桩截面积和长度也越来越大，材料消耗量变的非常庞大，人们便逐渐认识到其结构的缺陷；抗滑桩是大悬臂受力，主要靠滑动面以下的桩身所受的地基反力来平衡滑坡推力，受力机制不合理，需要的桩长截面大，材料消耗多，工程造价昂贵。为了改善抗滑桩的这种受力状况，减少桩截面，缩短悬臂长度，增大抵抗力矩，工程技术人员不断研究新的抗滑结构，经过不断摸索和实践，预应力锚索抗滑桩便逐渐在滑坡治理中得到了应用，同时随着炼钢工艺的不断发展，高强度钢材特别是高强度钢绞线的广泛应用，为预应力锚索抗滑桩的推广提供了技术和物质保证。 基本结构和抗滑机理 预应力锚索抗滑桩具有“主动支护、柔性支护、概念明确、经济合理”的特点，其结构主要由抗滑桩、预应力锚索、锚具等组成。位于滑面以下稳定基岩内的锚索称为锚固段，其余为张拉段。对锚索施加预应力后，通过锚具将锚固段与抗滑桩相连接，彻底改变了一般抗
预应力锚索抗滑桩施工工法 中铁十九局集团第二工程有限公司西南公司麻玉明 一、前言 大保高速公路13-1合同段，由于路堑开挖发生大型滑坡，施工中采用了预应力锚索抗滑桩进行了整治。历经5个月的雨季，经观测滑坡体未发生滑动迹象,均取得了显著整治效果。从而在全线大型滑坡治理中推广应用。 我公司在进行多达135棵预应力锚索抗滑桩的施工中，不断探索实践，通过总结提高，逐步形成本工法。 二、工法特点 ⒈桩身结构简单，施工方便。开挖过程中可直接探测到地层的地质情况和滑动面的位置，便于修改和完善设计。 ⒉不受施工场地影响，桩群布置灵活。工作面多，各桩之间施工干扰小，便于争取工期。 ⒊桩的适应性强，抗滑效果好，每根桩施工完成后，都能起到抗滑作用，不致引起滑体进一步滑移。随着抗滑桩数目的增多以及桩身强度的上升，滑坡体将日趋稳定。 ⒋边开挖边支护，施工安全可靠。 ⒌锚索与抗滑桩的有机结合既增加了抗滑桩的抗滑力，又使整个滑体处于桩索结合的立体控制中，从而大大增强了滑体的稳定性。 三、适用范围 ⒈适用于处理滑动面下有稳定岩土地层的大体积深层滑坡体及复活的古滑体。 ⒉在地质条件较差地段进行新建工程施工，进行大体积刷坡前可考虑采用本工法进行坡体加固。 四、施工工艺 ㈠、基本原理 预应力锚索抗滑桩的受力计算，滑动面以上根据滑坡体推力和桩前抗力及锚索的预应力进行计算，滑动面以下的部分根据滑动面处的弯矩和剪力，按地基的弹性抗力进行计算。整体结构设计按极限状态法计算。预应力锚索抗滑桩基本结构见图1。
图1 预应力锚索抗滑桩基本结构示意图
㈡、工艺流程（见图2） 图2 预应力锚索抗滑桩施工工艺框图 ㈢、施工方法 ⒈施工准备 ⑴测定桩位并平整施工场地。根据桩位的布置、桩数的多少及地形地貌情况进行成片平整，修
目录 一、工程概况 .................................................................... - 1 - 1.1工程总体概况............................................................. - 1 - 1.2抗滑桩工程概况........................................................... - 1 - 二、编制依据 .................................................................... - 1 - 三、施工方案 .................................................................... - 1 - 3.1施工工艺流程图........................................................... - 1 - 3.2施工准备................................................................. - 2 - 3.3放样..................................................................... - 2 - 3.4成孔..................................................................... - 2 - 3.4.1机械设备配置....................................................... - 2 - 3.4.2人工挖孔........................................................... - 3 - 3.4.3 终孔检验........................................................... - 4 - 3.5钢筋笼的加工............................................................. - 4 - 3.5.1钢筋检验及储存..................................................... - 4 - 3.5.2钢筋的加工......................................................... - 5 - 3.5.3钢筋的绑扎......................................................... - 5 - 3.6浇筑水下砼............................................................... - 5 - 3.6.1水下砼要求......................................................... - 5 - 3.6.2浇筑水下砼......................................................... - 6 - 3.7灌注混凝土（干灌注）..................................................... - 6 - 3.8锚孔钻造................................................................. - 7 - 3.9锚筋制安................................................................. - 7 - 3.10锚孔注浆................................................................ - 8 - 3.11锚筋张拉锁定............................................................ - 8 - 3.12锚孔验收封锚........................................................... - 10 - 3.13边坡、滑坡监测及预应力锚索应力监测..................................... - 12 - 四、施工进度计划 .............................................................. - 14 - 五、报检制度 ................................................................... - 14 - 六、质量保证措施 .............................................................. - 14 - 七、安全保证措施 ............................................................... - 16 - 八、环境保护措施 ............................................................... - 17 - 九、劳动力计划 ................................................................. - 18 -
预应力锚索抗滑桩 滑坡治理是一项投资巨大、技术复杂、施工危险而艰巨的抗灾工程。我国是一个滑坡灾害相当严重的国家，滑坡在长江流域及云贵川等地分布相当广泛。滑坡时常导致公路、铁路、水利工程等破坏，严重威胁着人民生命、财产的安全。滑坡可以发生在土质边坡，也可以发生在岩质边坡多年来。为确保人民生命财产的安全，保障经济建设的顺利进行，国家在滑坡防治工作上，耗费了大量的人力、物力和财力。 建国后的相当长的一段时间内，我国多用挡土墙来治理滑坡，此种挡土墙的优点是山体破坏少，稳定滑坡收效快。但是据资料统计表明，多数挡土墙在使用中出现了不同程度的开裂、变形和破坏，说明这种结构形式无论从理论和施工方法上，都既不经济也不合理，而且只能治理下滑力不大的中小型滑坡，因此此种方法在很多情况下已经不能满足社会发展的需要。 70年代后期，开始使用抗滑桩治理滑坡，抗滑桩是借助桩与周围岩土共同作用，把滑坡推力传递到稳定地层的一种抗滑结构。这种方法是把桩基嵌入滑床或者破裂体之下，用桩身的抗剪强度阻止滑体滑移，其强度受外部因素的影响较小，而且容易在结构设计方面得到满足。抗滑桩一般适用于非塑体浅层和中厚层滑坡前缘，利用桩基自身的强度和地基抗力共同作用来抵抗滑移或倾覆力矩，具有位置灵活、可分散使用、圬工体积小、开挖面小、破坏滑体较少、施工速度快，并能立即产生抗滑作用等优点，很快在全国推广应用，至今仍在大规模使用。 但随着需要治理的滑坡规模的增大，抗滑桩截面积和长度也越来越大，材料消耗量变的非常庞大，人们便逐渐认识到其结构的缺陷：抗滑桩是大悬臂受力，主要靠滑动面以下的桩身所受的地基反力来平衡滑坡推力，受力机制不合理，需要的桩长截面大，材料消耗多，工程造价昂贵。为了改善抗滑桩的这种受力状况，减小桩截面，缩短悬臂长度，增大抵抗力矩，工程技术人员不断研究新的抗滑结构，经过不断摸索和实践，预应力锚索抗滑桩便逐渐在滑坡治理中得到应用，同时随着炼钢工艺的不断发展，高强度钢材特别是高强度钢绞线的广泛应用，为预应力锚索抗滑桩的推广应用提供了技术和物质保证。 1、几种常见的抗滑桩类型 (1)悬臂式抗滑桩 传统的抗滑桩的工作原理其实是大悬臂受力，用地基抗力、平衡强大的滑坡推力，故又称悬臂式抗滑桩。事实上，桩基承受侧向荷载的能力非常小，只有垂直荷载的1/10~1/13。这是因为两种力对桩产生截然不同的受力机制。在垂直受荷时，桩基能发挥桩壁摩阻力和桩端反力的共同作用，而且还充分利用砼的优良抗压性能；在承受侧向荷载时，桩基是一个受弯构件，而砼的受拉性能非常低。这时强大的滑坡推力往往使桩的直径和配筋大幅增加，且抗滑桩的断面积随着治理滑坡的规模的增大也越来越大，所以在滑体厚度较厚的土层滑坡中，采用悬臂式抗滑桩就不十分经济。另外，从桩的受力机制看，悬臂抗滑桩是被动型的受
延安市小砭沟滑坡治理工程H3 标锚拉式抗滑桩专项施工方案 编制： 审核： 审批：
二 O 一六年五月 目录
一、编制依据及说明 二、工程概况 三、工程施工特点 四、施工目标与组织机构 五、施工前的准备 六、施工顺序 七、施工方案及技术要求 八、主要施工设备表 九、施工进度计划工序安排及工期 十、工程质量保证技术措施 十一、冬雨季施工技术措施 十二、施工现场安全文明生产技术措施
一、编制依据及说明
1、陕西工程勘察研究院所提供《延安市小砭沟安置房滑坡治理工程 施工图》 ; 2 、根据现场的实际情况； 3 、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002 ）； 4 、《普通混凝土配合比设计规程》（GBJT55-96 ）； 5 、《建筑机械使用安全规程》（JGJ33-8 6 ）； 6 、《钢筋脚手架扣件》（ JGJ22-84 ）； 二、工程概况 工程位于延安市小砭沟安置房小区第H3 标段，全段共长260 米，共计 42 根抗滑桩，桩顶高程平均在路面高程上 4.5m 左右，桩间墙为 重力式块石砌石石挡墙，墙顶层宽0.7 米，墙底宽为 3.5 米，坡比为1：:0.5 。 三、工程施工特点 1、该工程施工难度大，不恰当的施工工序及施工方法，将会导 致严重的不良后果。因此，施工时应设置临时防护措施，并认真研究 施工方案，确保边坡的稳定和安全。特别是相邻道路及建（构）筑物 四周施工时更要加强临时防护措施及现场安全管理，如发现异常情
况，必须立即采取有效的特殊防护措施，确保边坡的安全。 2、边坡实施预应力锚索抗滑桩施工，必须严格按照设计、施工 规范以及相关技术要求，在施工中严把质量关。同时在施工过程中严 格按信息法施工的原则，发现异常情况即时向有关部门反映，并采取有效措施进行即时补救。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/951909268.html, 预应力锚索抗滑桩技术及应用 作者：麻继文郑红卫 来源：《城市建设理论研究》2012年第30期 摘要：主要介绍了预应力锚索抗滑桩技术，对其抗滑机理、受力特点、设计原则、设计 流程及施工工艺进行分析，并与普通抗滑桩进行技术经济比较，通过在京新高速公路韩集段 K50滑坡整治中的应用，证明预应力锚索抗滑桩较普通抗滑桩具有受力机理明确、结构合理、工程造价低、便于施工等优点，是抗滑结构的重大突破，在滑坡和高边坡病害中的应用将日益广泛。 关键词：滑坡；预应力锚索；抗滑桩 Abstract: The prestressed anchor anti-slide pile technology is described in this paper from its anti-slide mechanism, stress characteristics, design principles, design processes and construction technologies. Compared with ordinary anti-slide pile in technique and economy with its application in K50 landslide processing in Hanji section of Beijing- Urumchi expressway, it proves that the prestressed anchor cable anti-slide pile is of clear stress mechanism, reasonable structure, low engineering cost and simple construction, and as a major breakthrough of anti-slide structure,it will be widely applied in the damage prevention of landslides and high slope. Key words: landslide; prestressed anchor; anti-slide pile 中图分类号：U213.1+52 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012） 一、前言 我国地质构造复杂、地形地貌起伏变化大，山地丘陵占国土面积的65％，具有极易发生 滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的物质条件，是地质灾害最为严重的国家之一。而滑坡高边坡灾害又是地质灾害中最为常见、危害最为严重的一种。而，滑坡治理是一项投资巨大、技术复杂、施工危险而艰巨的抗灾工程。我国是一个滑坡灾害相当严重的国家，多年来，为确保人民生命财产的安全，保障经济建设的顺利进行，国家在滑坡防治工作上，耗费了大量的人力、物力和财力。上世纪50年代，我国多用挡土墙治理滑坡，这种支挡结构无论从理论和施工方法上，都是既不合理也不经济，只能治理很小规模的滑坡。60年代后期，开始使用抗滑桩治理 滑坡，由于抗滑桩具有比挡土墙开挖面小、圬工体积小、施工速度快等优点，很快在全国推广应用，至今仍在大规模使用。但随着需要治理的滑坡规模的增大，抗滑桩截面积和长度也越来越大，材料消耗量变的非常庞大，人们便逐渐认识到其结构的缺陷：抗滑桩是大悬臂受力，主要靠滑动面以下的桩身所受的地基反力来平衡滑坡推力，受力机制不合理，需要的桩长和截面大，材料消耗多，工程造价昂贵。为了改善抗滑桩的这种受力状况，经过不断摸索和实践，预应力锚索抗滑桩便逐渐在滑坡治理中得到应用。同时随着炼钢工艺的不断发展，高强度钢材特别是高强度钢绞线的广泛应用，为预应力锚索抗滑桩的推广应用提供了技术和物质保证。
预应力锚索桩板墙施工工法 中铁二十局集团第四工程有限公司 一、前言 在山岭陡峭、地形复杂、山高谷深的地区，高等级公路通过的地段造成大量的高填深挖，高桥及隧道处处可见。在山谷深、地面横坡陡峭的地段，路基难于填筑，旱桥跨越在经济和技术上造成较大的浪费，同时也给路基稳定及桥梁的桥桩、墩柱带来隐患。采用新型高挡墙跨越不仅开挖面小，也可消耗废方，起到安全、经济和环保的作用。 个旧至冷墩二级公路预应力锚索桩板墙工程是采用40米高预应力锚索桩板墙进行边坡治理的项目，稳定了高填方路基，减少了陡坡旱桥，预应力锚索结构由于其合理的受力机理以及在软弱岩体中能更有效的发挥土体承载力而提供了较大锚固力，通过施工经总结形成本工法。 二、工法特点 1.采用MG-50A型潜孔冲击钻跟套管无水干钻，能有效的预防塌孔，保证水泥浆与孔壁岩体的粘结强度。 2.锚索材料选用低松弛环氧喷涂无粘结钢绞线（ASTMT416-88a标准270级，强度R b y=1860Kpa，松弛率为 3.5%，Φj=15.24mm），配套OVM15型锚具，钢绞线强度高，性能好，可以在张拉结束后有效的进行放张或补偿张拉且弥补了钢绞线在特殊环境下中长久防腐的问题。 3.该体系能主动提供抗滑力，有效的控制岩体的位移，在锚索的锚固范围内产生亚应力带，从而从根本上改善岩体的力学性能。 4.根据现场实际地质情况，大吨位锚索主要锚于碎石土、亚粘土中，鉴于土体破碎，抗剪强度低，在锚索结构上，通过对拉力型锚索与分散压缩型锚索工作性能的比较，采用分散压缩型锚索结构有突出优点。拉力型锚索与分散压缩型锚索工作性能的比较见表1。 表1 拉力型锚索与分散压缩型锚索工作性能的比较 三、适用范围 本工法适用于公路、铁路、水利、城市建设等相关领域的浅、中、深层土石混合滑坡、土滑坡、岩石滑坡的防治工程。 四、工艺原理 穿过边坡滑动面的预应力锚索，外端固定于抗滑桩上，另一端锚固在稳定整体岩体土石混合体中。锚索的预应力使不稳定岩体处于较高围压的三向应力状态，岩体强度和变形比在单轴压力及低围压条件下好的多，结构面处于压紧状态，使结构面对岩体变形消极影响减弱，显著提高了岩体的整体性，锚索的锚固力直接改变了滑动面上的应力状态和滑动稳定条件。 五、施工工艺 （一）施工工艺流程（见图1）
第一章、编制依据第二章、工程概况第三 章、施工部署第四章、施工方案及主要技 术措施 4.1 测量放线 4.2 旋挖成孔抗滑桩施工 4.3 锚索施工21 4.4 锚杆挂网喷射砼施工27 4.5 挡土板施工33 4.6 桩顶冠梁施工35 第五章、工程质量保证措施36 第六章、工期保证措施41 第七章、安全生产保证措施43 第八章、现场文明施工和环境保护措施46
第一章编制依据 1、设计研究院设计的《基坑边坡治理工程施工设计图》 2、地质工程勘察设计院工程出具的《岩土工程勘察报告》； 3、现行规范、标准： 建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001 工程测量规范》GB50026—2007 建筑地基基础设计规范》GB50007—2012 建筑地基基础技术规范》JG79-2002 重庆市建筑软弱地基基础设计规范》DBJ50-047-2006 建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002 建筑桩基技术规范》JGJ94—2008 建筑桩基检测技术规范》JGJ106-2003 混凝土检验评定标准》GBJ107-2010 混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002（2011 版） 钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2010 建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2001 建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011 施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005 第二章工程概况 2.1地理位置 2.2项目概况 因建筑物布置和建设配套的需要，本项目土石方采用整体大开挖，从而致使开挖基底与小区道路间存在高达7?19m的高边坡。为了施工区域的安全和红石路、小区道路路基的稳定，边坡支护情况如下： 1、北侧段采用桩锚结构支挡，桩径有1.8m、2m桩间距6m （局部凸角段加密为 3m，嵌入中等风化深度见设计立面图。离桩顶3.50m设置一排锚索。桩间挡板厚度200mm对土层及强风化段桩间挡板采用现浇钢筋混凝土面板，中等风化段采用喷射混凝土面板进行支护，伸缩缝约20m—道。桩采用旋挖跳桩法进行施工，钢筋有HRB400 HRB335混凝土强度等级C40 2、南侧B线段采用桩板挡墙进行支挡，桩径有1.5m、1.8m、2m 2.2m，桩间距6m
普通抗滑桩及预应力锚索抗滑桩的受力特点 一、普通抗滑桩自20世纪60年代问世以来，已经发展成为一种成熟的滑坡 治理工程措施。借助桩的受力段以及桩背土体与桩两侧的摩阻力形成的土拱效应以稳定滑体。它的作用机理是把桩身嵌入滑床以下，利用埋于滑床中的桩将滑体中未平衡的滑坡推力通过桩体传递给下部稳定的岩土体中，从而稳定和平衡坡体，达到治理滑坡的目的。抗滑桩用自身的强度和地基抗力共同作用来抵抗滑移和倾覆力矩，这与重力式支挡结构截然不同。实践证明，它能减少开挖面积、缩短工期、支挡结构牢固可靠。 从受力机制看，普通的悬臂抗滑桩是“被动型”的受力机构。抗滑桩浇注完成后并不立即起支挡作用，只有当滑坡推力作用在桩上，使桩产生位移和变形，形成地基反力，桩才能逐渐具备抗滑功能，开始阻止滑坡的进一步滑动。这种受力机制，对需要治理的滑坡，特别是当滑坡体上或前缘处有重要的建筑物时，都不能很快地阻止滑坡的变形和开裂。 二、普通锚索抗滑桩嵌固抗滑效果好，支挡面积大，但悬臂受力大，抗倾覆 能力差。如果仅单独使用锚索治理滑坡，如锚索墩、锚索梁（板）等，用锚索拉力来平衡滑坡推力，由于锚索是靠小承压板锚固滑体，锚固面积小，锚索的强度发挥不来，尤其在滑动面处锚索的抗减作用很差。如果将强劲的预应力锚索施加在桩顶，使桩---锚索形成联合受力体系，用稳定力矩来平衡倾覆力矩，就大大发挥了锚索的抗拉作用，同时使悬臂桩变成了近似的简支结构，桩身计算弯矩减小，因而可减小桩截面。 预应力锚索抗滑桩结构是通过在锚索中施加预应力作用在桩上，通过桩身来实现承受滑坡推力或土压力这一功能。当在桩头安装了预应力锚索之后，桩的受力条件发生了根本变化，由原先的被动承受滑坡推力变成主动抵抗滑坡推力，桩与锚索共同作用，组成一个整体，通过施加大吨位预应力，可使桩身反压在岩土上，形成“主动反压”支挡机构，可严格限制滑体的位移再发生，这对于滑体上有严格位移限制的滑坡治理工程尤为重要。将桩—锚索这种联合体系用于抗滑支挡结构是一种优化组合，充分利用了锚索强度高，抗拉性能好、易弯曲、好操作的特点；也利用了钢筋混凝土结构易于形成整体结构，混凝土的抗剪抗压性能好，与土体反压后形成自身阻滑的特点。
硕士研究生读书报告 题目预应力锚索抗滑桩设计与施工技术研究 姓名 专业班级 任课教师 2015年6月1日
预应力锚索抗滑桩设计与施工技术研究 摘要：随着我国基础建设的蓬勃发展，边坡的有效治理是工程实践中经常遇到的问题。边坡治理措施主要有挡土墙、抗滑桩、锚索及预应力锚索抗滑桩。预应力锚索桩是一种采用锚索和桩共同受力来抵抗滑坡推力的一种新型支挡结构。它能变一般抗滑桩的被动抗滑结构为主动抗滑结构，改善悬臂式抗滑桩不合理的受力状态。因此，预应力锚索抗滑桩的作用机理、计算理论、施工设计有待作进一步研究。 关键词：边坡；支挡结构；预应力锚索抗滑桩；作用机理；计算理论；施工设计 中图分类号：U418.52 文献标志码：A 文章编号：0000-0000（2015）00-0000-00 Research on design and construction technology of pre-stressed anchor anti-slide piles Abstract: Along with the vigorous development of the foundation construction, the effective management of the slope is a problem often encountered in the engineering practice. The control measures of slope mainly include retaining wall, anti slide pile, anchor cable and pre-stressed anchor anti-slide piles. The pre-stressed anchor anti-slide piles is a new type of structure which can resist the landslide thrust by the cable and the piles. It can become a general anti sliding piles of passive anti slide structure for active anti slip structure and improve the cantilever anti slide pile unreasonable stress state. Therefore, the mechanism、the calculating theory and construction design of the pre-stressed anchor anti-slide piles need to be further studied. Key words: slope; supporting and retaining structure; pre-stressed anchor anti-slide piles; mechanism; calculation theory; construction design 1 预应力锚索桩的国内外研究动态及发展趋势 1.1 国外研究动态 19世纪中期，欧美国家就开始了对滑坡灾害防治措施的研究，但由于早期人们对滑坡性质和变化规律认识不深，对那些大、中型滑坡只能绕避，只对一些小型滑坡采取刷方减载、反压、以及抗滑挡土墙进行治理。第二次世界大战结束后，随着各国经济的发展和国土资源开发利用，遇到的滑坡也越来越多，用人为支挡工程治理大量滑坡才真正开始。60-70年代，在以应用排水工程和抗滑挡土墙为主的同时，大力开发应用抗滑桩工程，以解决抗滑挡土墙施工中的困难，1964年，英国铁路某处滑坡造成山体与挡土墙一起滑动，当采用抗滑桩对其进行加固后，随即达到稳定；70年代后期，在日本开始应用直径1.5-3.5m的挖孔抗滑桩[1]。从20世纪80年代开始，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。 在滑坡治理方面的国外研究多侧重于被动桩，对于承受土体侧向位移的被动桩，多侧重于土坡变形作用到桩体上的情况，尤其是对于海港工程、堤坝工程中承受软粘土变形的被动桩研究较多[2-4]。对于承受土体水平位移桩和桩群的设计计算，己提出了许多方法，并进一步将现有计算方法总结为压力法、位移法和有限差分法。同时在抗滑桩计算分析方面，国外一些研究主要针对软土、堤坝工程，坡体被认为是一种理想弹性或者塑性材料，作用于抗滑桩上的荷载较难确定，这些经验和方法适用范围比较有限。虽然提出了一些计算抗滑桩上作用的极限土压力的方法，但一般而言，抗滑桩支护坡体未必满足这些相应的极限条件，而只能作为一种控制设计方法进行验算。而对于预应力锚索抗滑桩这种新型的主动受力抗滑支挡结构，国外的研究资料更是匿乏。 1.2 国内研究动态 我国对滑坡灾害的系统研究和治理是从50年代才开始。根据我国国情研究开发了一系列有效的防治措施，总结出绕避、排水、支挡、减重、反压等治理滑坡的方法。我国对抗滑支挡结构的研