预应力锚索抗滑桩技术

普通抗滑桩和预应力锚索抗滑桩支挡工程：在支挡滑坡的过程中，抗滑桩主要承受来自土体变形施加侧向力。普通抗滑桩：不直接承受外荷载的作用，而是由于滑坡体在自重或其它外因作用下发生变形或移动，而承受坡体由于变形而产生的荷载作用。-----被动的支护，“被动桩”普通抗滑桩和预应力锚索抗滑桩预应力锚索抗滑桩：在普通抗滑桩基础上发展起来的，在普通抗滑桩的桩顶或桩身一定位置设计一排或多排预应力锚索，借助于二者组成的桩锚支挡体系(锚索提供的锚固力和抗滑桩提供的阻滑力)共同阻挡滑坡的下滑。滑动面滑动体坡面锚索锚固体抗滑桩

8.1引言8.2抗滑桩技术8.3预应力锚索抗滑桩作用机理8.4预应力锚索抗滑桩设计8.5预应力锚索抗滑桩技术的应用8预应力锚索抗滑桩技术

滑坡问题：边坡加固和滑坡治理（1）风景区（2）村庄附近（3）公路与铁路边坡（4）建筑物滑动目前除采用锚杆和锚索支护技术外，较多地采用了抗滑桩技术来加固边坡，实现边坡的稳定。8.1引言

8.1引言

由于抗滑桩技术具有：抗滑能力强，开挖和混凝土工程量小，且不会恶化原有的地质条件，桩位设置灵活，对保证工程质量，加快施工进度，缩短工期和节约投资均具有显著作用，因此在边坡加固、滑坡治理等工程中广泛应用。8.1引言

在实际应用过程中，一般将抗滑桩技术与其它岩土加固技术联合运用，如与锚杆、预应力锚索、注浆等技术相结合，组成各种复合加固技术。如随着预应力锚索技术的引进和发展，在抗滑桩的基础上出现了“预应力锚索抗滑桩技术”

——它作为一种新型稳定边坡技术，能够极大地节省原材料，降低造价，且可取得更好的支护与加固效果，因此，在边坡加固和滑坡治理工程中得到了很好地应用。

应用概况：

20世纪80年代开始公路与铁路边坡、露天矿山边坡、基坑等抗滑桩技术优点：①抗滑能力强，②开挖和混凝土工程量小，③不会恶化原有的地质条件，④桩位设置灵活，可集中在有利于支挡滑坡的部位。8.2抗滑桩技术

缺点：配筋不能充分发挥其抗拉的优势，抗滑主要以扩大横截面积取胜—预应力锚索抗滑桩可解决此问题！应用效果：当滑动面较平缓且部位较浅时，可望取得较好的抗滑效果仅简述常用的大型钢筋混凝土桩（简称大桩）和钢轨桩等两种抗滑桩的设计方法。

8.2抗滑桩技术

大型钢筋混凝土抗滑桩具有以下优点：抗滑力大、设桩地点灵活，可以将桩设置在最有利于支挡滑坡的部位；在挖掘桩孔的同时可以进行工程地质勘探，可同时进行原位大试件剪切试验，为有效支挡滑坡体创造有利条件，施工比较方便等。因此，在防治由中硬或中硬以下岩石组成的不同破碎程度的边坡中形成的中浅层滑坡方面得到广泛应用。8.2.1大型钢筋混凝土抗滑桩

设计步骤：㈠搞清引起滑坡的主要原因、范围、滑体厚度，分析其稳定状态和发展趋势；㈡根据滑坡工程地质剖面图及滑动面土、岩抗剪强度指标，计算滑坡推力；㈢根据滑体各部位的滑坡推力大小和平盘施工条件，确定桩体在剖面上的位置和加固范围；㈣建立抗滑工程造价与抗滑桩的主要设计参数（桩间距、桩体锚固深度、桩体断面Bp×Dp）间的函数关系，以抗滑工程造价最低为目标，进行抗滑桩设计参数的优化，寻求最优的设计参数。8.2.1大型钢筋混凝土抗滑桩

实际设计过程：(1)根据滑坡推力大小、地形及地层性质，拟定桩长、锚固深度、桩截面尺寸及桩间距。(2)确定桩的计算宽度，并根据滑体地层性质，选定地基系数。(3)根据选定的地基系数及桩的截面形式、尺寸，计算桩的变形系数及其计算深度，据此判断按刚性桩或弹性桩来设计。(4)根据桩底的边界条件采用相应的公式计算桩身各截面的变位、内力及侧壁应力等，并计算最大剪力、弯矩及其部位。8.2.1大型钢筋混凝土抗滑桩

图8-1抗滑桩抗滑原理示意图8.2.1大型钢筋混凝土抗滑桩

在抗滑桩设计计算中，一般将其周围岩土体视为弹性介质，应用弹性地基梁理论，以温克勒(Winkler)提出的“弹性地基”假说作为计算的理论基础。这里仅介绍“悬臂桩法”。

“悬臂桩法”设计方法——由于简便，是常用的设计方法。设计中一般是先估算滑坡推力，假定单桩承受一个桩间距的滑坡推力；再假定滑坡推力的分布图式；然后以建立在温克勒弹性地基模型基础上的计算公式进行设计计算。就是说是把滑坡和抗滑桩分开进行考虑和计算的。8.2.1大型钢筋混凝土抗滑桩

“悬臂桩法”设计方法：由于设计计算方法是以温克勒弹性地基梁模型为理论依据，因此。设计计算只适用于桩和土均处于弹性工作状态时；而一般为了充分发挥桩前土体的抗力，允许抗滑桩有较大的位移，这时抗滑桩与岩土体均已处于弹塑性状态；再者，设计方法是把桩作为平面受力结构考虑的，而实际上抗滑桩在滑坡体中是一复杂的空间受力结构。由此可见，设计方法存在一定的局限性。8.2.1大型钢筋混凝土抗滑桩

（1）抗滑桩内力计算1）受荷段内力计算2）锚固段内力计算

如βH2≤1.0，则为刚性桩，可按刚性桩计算；若βH2>1.0，则属于弹性桩，按弹性桩计算。8.2.1大型钢筋混凝土抗滑桩桩体变形系数

（2）桩体稳定条件分析抗滑桩在外力作用下，既要保证本身足够的强度，又要保证桩体不发生倾倒破坏。为使桩体稳定，必须满足下式所限制的条件：

（8-4）式中，σymax为桩侧的最大压应力，MPa；[σ]为基岩极限承载能力，MPa，并按下式计算：（8-5）式中，K’为岩层构造换算系数，取0.5～1.0；Cj为岩石裂隙、风化折减系数，取0.3～0.5；Rγ为岩石单轴抗压强度，MPa。这是一般工程计算中取岩石强度20～40％的原因！8.2.1大型钢筋混凝土抗滑桩

（3）桩体结构设计——钢筋混凝土结构从桩体弯矩图可以看出，桩身弯矩变化较大，上下端弯矩很小，这两部分可按混凝土构件考虑，不需要配置受力钢筋，混凝土桩所能承受的弯矩由下式确定：

一般而言，在桩体迎推力侧配置适当的受拉钢筋，可以充分发挥钢筋混凝土构件的承载能力，其纵向受拉钢筋面积按下式计算：

8.2.1大型钢筋混凝土抗滑桩

说明，根据选用钢筋或钢轨可确定其数量；还需校核纵向受力钢筋能否保证桩体截面强度、混凝土受压区高度；而后给出钢筋用量表，并绘制钢筋布置图。预应力锚索抗滑桩是对受拉侧钢筋施加预应力，可改善抗滑桩的受力特性。8.2.1大型钢筋混凝土抗滑桩

（4）桩体设计参数的优化问题桩体设计参数主要指桩的间距、截面、锚固深度。它们不仅关系到工程的安全，而且这些参数还直接影响抗滑工程造价。为寻求合理的抗滑桩设计参数，可编制电算程序对抗滑桩的上述主要设计参数进行优化。8.2.1大型钢筋混凝土抗滑桩

钢轨桩定义：将钢轨置入钻孔，再用混凝土或水泥砂浆把钢轨与孔壁岩体联成一体而形成钢轨桩，可适用于滑坡推力不大、岩体较完整的岩质边坡。钢轨桩优点：通常认为与大断面钢筋混凝土抗滑桩相比，它具有更轻便、灵活、便于施工等优点。在国内外露天矿滑坡防治工程中得到广泛应用。8.2.2钢轨抗滑桩

边坡整体滑动下的钢轨桩一般呈现两个相反方向的弯曲变形：在滑面以上（下），桩的弯曲部分凹(凸)向推力方向。随推力逐渐增大，这两个弯曲变形也逐渐加大，最终桩体呈现三段破坏。当推力方向与桩体最大截面模数受力方向有一定交角时，桩体还出现扭转现象。随桩周围岩体强度增大，桩体中段的破坏长度逐渐缩短，桩体受剪力较大。（1）钢轨桩的受力状态和变形破坏特征

进一步分析还发现不同破坏形式：当坚硬岩体沿一很薄的滑面滑动时，抗滑桩是受剪切而破坏；如果岩体沿一层软弱的破碎带或一弱层滑动，由于在滑面处出现塑性变形，因而桩体是受弯曲而破坏；如果滑体是松散体或碎裂岩体，则桩体也是受弯曲而破坏。

（1）钢轨桩的受力状态和变形破坏特征

在计算钢轨桩抗滑力时，应研究现场地质情况，有条件时还可进行现场桩体应力测试、模型试验等，以分析桩体的应力状态和破坏形式，进而确定按剪切或弯曲条件的计算方法。也可将钢轨桩视为弹性地基上的弹性地基梁，采用链杆法求解桩体内力。实际上，目前钢轨桩的设计方法还不成熟。应具体问题具体分析。（2）钢轨抗滑桩的设计要求

1）锚固深度和桩长锚固深度应以桩体在滑坡推力作用下不被拔出，以及在桩底不会产生新的滑面为条件。当滑床岩体较完整，强度较大时，锚固深度可取小些。例如，阜新海州露天煤矿86站的锚固深度取3～5m。桩长应保证不会产生越过桩顶的滑坡。但在一般情况下，为施工方便而使桩长能露出滑体表面。这样也为地面观测造成方便条件。（2）钢轨抗滑桩的设计要求（2）钢轨抗滑桩的设计要求2）桩距和排距桩距主要取决于桩的总数和岩体强度，加固后要防止软弱岩体自桩间挤出。如滑坡推力较小，岩体强度又较大，则桩距可适当大些。粘土岩易被水浸润而软化，宜选用较大直径的钢轨桩或管桩。随桩径增大，桩后易形成坚实的粘土岩楔（图8-2），起阻止桩间挤出的作用。一些工程中有关钢轨桩间距的资料有参考价值：如阜新海州露天煤矿86站的钢轨桩间距为3～5m；白银露天矿为4～5m；大冶铁矿为3m。双排或多排孔时，排距一般与桩距接近。但露天矿采场边坡通常因限于施工条件而考虑每个台阶只设l～2排桩。

图8-2粘土岩楔示意图8.3预应力锚索抗滑桩作用机理8.3.1预应力锚索抗滑桩的应用原因8.3.2预应力锚索抗滑桩的受力特点8.3.1预应力锚索抗滑桩的应用原因抗滑桩：一种很成熟的滑坡加固方法，它成群布置，借助桩的受力段及桩背土体与桩两侧的摩阻力而形成的土拱效应以稳定滑体，不使其从桩间滑出。作用机理：是利用埋于滑床中的桩将滑体中未平衡的滑坡推力借桩传递而下作用于桩周的岩土体上。在我国已采用的最大抗滑桩断面达6×4ｍ。

8.3.1预应力锚索抗滑桩的应用原因改变方式：在桩上部加上锚索，将一部分下滑力转移到锚索上，由锚索承担，这样可减少埋于滑床中桩传递作用于桩周岩体的滑坡推力，桩埋入滑床中的深度相对减短，并使原来的悬臂抗滑桩，变成了一端近似铰接另一端近似弹性固端的一种梁式结构。滑动面滑动体坡面锚索锚固体抗滑桩8.3.1预应力锚索抗滑桩的应用原因一般抗滑桩：桩身内力大，且最大抗力发生在滑面的附近，造成桩身截面过大，抗滑桩锚固段长度为整个桩长的l/3～2/5；预应力锚索抗滑桩：使抗滑桩单纯锚固的特点得到了改善，在桩顶使用预应力锚索施加与位移相反的反向力控制桩顶位移，使抗滑桩的受力更合理，可大幅度减少桩身内力、桩的横截面及埋置深度，达到了节省材料和降低造价的目的。

8.3.2预应力锚索抗滑桩的受力特点抗滑桩属于被动受力结构。抗滑桩工程完工后，并不立即起支挡作用，只有滑坡推力作用在桩上，使桩产生位移和变形，形成地基反力产生抵抗力矩时，才阻止滑坡的进一步滑动，这种受力机制，对任何需要治理的滑坡，特别是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变形、开裂。8.3.2预应力锚索抗滑桩的受力特点预应力锚索抗滑桩则属于主动式受力结构。先给锚索施加预应力，实质上是给滑坡主动施加了一个阻止其下滑的外力，可立即阻止滑坡的活动，稳定滑坡体。

图8-3抗滑桩和预应力锚索抗滑桩结构与弯距分布

普通抗滑桩力学模式类似于锚固于滑床上的悬臂梁，计算得到的桩身弯矩、剪力以及桩水平位移都相对较大，使用该支挡结构时的桩身截面尺寸也很大，配筋量也十分可观。预应力锚索抗滑桩：力学模式等价于简支梁或其它超静定结构。由于约束的增加，使得桩的位移控制相对容易许多，进而使得桩身内力在一定程度上大大降低。其受力和变形状况都得到一定的改善。受力状态更加合理8.3.2预应力锚索抗滑桩的受力特点

根据两者之间的对比可看出两者之间的受力状况的不同，由于预应力锚索抗滑桩在上端设置锚索变成了近似一端铰接一端固定的梁式结构，锚索桩最大弯矩的大小、位置与锚索施加预应力的大小有关。如考虑滑坡推力为矩形分布，不考虑桩身土体抗力，则悬臂杆件的最大弯矩在固定端，其最大弯距为而简支梁结构的最大弯矩在梁跨中部，其最大弯距为而预应力锚索抗滑桩的受力情况则介入这两者之间，其最大弯矩比悬臂桩的最大弯矩值小，且位置也高，桩身内力发生了根本的变化。8.3.2预应力锚索抗滑桩的受力特点

滑动面以上锚索桩身外侧受拉，而抗滑桩则桩身内侧受拉，从而使桩身受力钢筋分别布置在不同的受拉面。预应力锚索抗滑桩在桩顶施加了与滑坡推力相反的支撑力，所以桩在滑面以下所受侧向反力之和等于滑坡推力减去锚索提供相同方向的拉力。预应力锚索通过对置于滑面以下稳定岩土层中的锚固段施加预应力来平衡滑坡中一部分下滑力，受力条件好，施工也较为方便。

8.3.2预应力锚索抗滑桩的受力特点

这样，预应力锚索抗滑桩的受力情况决定了它的截面相对变小，桩长变短，配筋量也变少，而且可通过调整预应力大小来控制桩顶位移。滑动面滑动体坡面锚索锚固体抗滑桩8.4预应力锚索抗滑桩设计8.4.1预应力锚索抗滑桩设计原则8.4.1滑坡推力和锚索拉力计算8.4.2桩身内力计算8.4.3预应力锚索参数设计计算8.4.1预应力锚索抗滑桩设计原则一般情况下，预应力锚索抗滑桩用于整治滑动面较深、且推力大的大型滑坡。它的设置应保证滑体不越过桩顶，或从桩间滑走，并不产生新的深层滑坡。它的设计包括两部分：桩体的设计和预应力锚索的设计。

目前抗滑桩在国内滑坡整治的应用比较多，但仅有个别桩产生破坏的实例，尚未出现整个工程失败的先例，这种措施在整治滑坡是非常有效的。但这并不意味着抗滑桩的设计理论已经很成熟和完善，抗滑桩的抗滑能力发挥程度以及其设计是否经济合理，仍旧是一个继续值得大力研究的问题。关于抗滑桩桩体设计的问题某抗滑桩加固滑坡工程实例：遇特大连续降雨---后级滑坡----前后两级滑坡同时滑动---以大出设计滑坡推力1倍左右的推力作用到抗滑桩上--导致抗滑桩向前倾斜了一个很大的角度---认为工程可能失败---但事实上并未破坏当抗滑桩倾斜后，既未出现断桩现象，桩身也未继续变位向前倾斜，并在这种状态下抗滑桩又重新稳定下来，挡住了前后两级滑坡，滑坡体上的裂缝也逐渐挤密闭合。至今已有近20年了，滑坡一直处于稳定状态。关于抗滑桩桩体设计的问题大多数抗滑桩结构安全系数过大，设计偏于保守，结构抗剪能力远没有充分发挥。因此现有抗滑桩结构设计还有待于进一步改进和完善。8.4.1预应力锚索抗滑桩设计原则预应力锚索抗滑桩的设计应遵循以下原则：（1）设计应尽可能地考虑桩、锚索与土体的强度和变形特征；（2）预应力锚索抗滑桩设计应合理；（3）设计还应考虑两种受力情况；（4）设计荷载包括作用于预应力锚索抗滑桩上的外力。8.4.1预应力锚索抗滑桩设计原则（1）设计应尽可能地考虑桩、锚索与土体的强度和变形特征确定该桩为刚性桩还是弹性桩；滑动面的性状；滑坡近期内是否活跃，它的C、值大小的确定；计算滑坡推力的大小及桩身内力的计算；桩间距及其它不利因素：桩的位置应设在滑坡体较薄，锚固段地基强度较高的地段，其平面布置、桩间距（6～10m）、桩长及截面尺寸等的确定，应综合考虑，达到经济合理。8.4.1预应力锚索抗滑桩设计原则（1）设计应尽可能地考虑桩、锚索与土体的强度和变形特征此外，还需考虑锚索拉力和预应力的确定、锚索的空间布置、锚索孔的倾角、锚索的应力松驰与徐变、锚索的防锈、锚固方法与强度计算等。8.4.1预应力锚索抗滑桩设计原则（2）预应力锚索抗滑桩设计应合理当桩承受设计滑坡推力时，锚索拉力应达到设计拉力值。若锚索设计拉力太小，则锚索起不到“支点”作用，桩顶位移得不到控制，锚索只能起一新加的较小力作用在桩顶，虽可减小桩身内力，大部分滑坡推力仍通过桩身传递到滑床，桩身受力状态未脱离抗滑桩受力状态。若锚索设计拉力太大，当桩身承受最大滑坡推力时，锚索拉力达不到设计值而造成浪费，并且给锚索的施工工艺和实施带来很大的困难。滑动面滑动体坡面锚索锚固体抗滑桩8.4.1预应力锚索抗滑桩设计原则（3）设计还应考虑两种受力情况一是桩身受锚索预应力和桩侧土弹性抗力作用，滑坡推力作为均布荷载作用在桩上，可用普通的地基系数法计算全桩的内力和位移；二是桩受滑坡推力、桩前剩余抗滑力、锚索拉力、桩侧土弹性抗力的作用，按最不利组合计算桩身内力和位移。在实际应用中应具体情况具体分析，采用其中的一种受力情况来分析和设计。8.4.1预应力锚索抗滑桩设计原则（4）设计荷载包括作用于预应力锚索抗滑桩的外力可计算的滑坡推力，桩前滑体抗力（指滑动面以上桩前土体对桩的反力），桩锚固段地层抗力，锚索预应力。桩侧摩阻力、粘聚力及桩身自重和桩底反力可不列入计算。在预应力锚索抗滑桩的设计计算中，锚索设计拉力的确定是该计算中最重要的一点，一旦设计拉力确定了，其它的设计计算都可确定。预应力锚索抗滑桩这一新型桩锚结构虽然已在工程中大量应用，但其设计计算理论研究远远滞后于工程应用。目前各滑坡治理部门及设计单位一般按照各自的计算方法并结合工程经验来进行设计，设计计算方法差别较大，治理效果也各异。关于预应力锚索抗滑桩设计的问题目前在实际工程中往往作一定程度的简化，但是由不合理的简化也带来了一定的误差。例如，将锚索预应力作为已知力加载在桩上，并按一般力学方法计算这些力在滑动面处引起的弯矩和剪力，由此计算抗滑桩锚固段的内力分布。而实际上，从施加的预应力到由于滑坡推力的作用而使得锚索受力进一步增加，锚索经历了弹性拉伸(假定锚索在弹性范围内工作)，而桩身位移则经历了向坡体内位移转为坡体外位移的过程。所以将锚索力作为一个固定力来处理忽略了锚索的弹性变形过程，没有考虑锚索和抗滑桩之间的变形协调以及岩土体的相互作用。关于预应力锚索抗滑桩设计的问题8.4.2滑坡推力和锚索拉力计算应满足的几个假定：1.土体对桩身的作用力是线弹性的,且沿桩身均匀分布;2.桩身、其它部件、土体在张拉及整个工作阶段呈线弹性;3.滑动面是确定的,且在整个工作期间不会改变;4.所研究的滑坡可以简化为平面应变问题;5.桩的嵌入部分的受力仍可按悬臂桩的嵌入部分计算.8.4.2滑坡推力和锚索拉力计算（1）滑坡推力的确定对于一个需要整治的滑坡，首先必须确定其滑坡推力，根据滑坡特性，计算出极限平衡状态下滑坡推力曲线，取一定安全系数[Fs]＝1.05～1.25，确定设计滑坡推力曲线，据此定出抗滑桩的位置;同时应考虑该处滑坡体较薄，且锚固段应设置在较好的地层，锚索的设置也适宜，不能太长。锚索和桩的位置定好后，该处的下滑推力可根据设计滑坡推力曲线确定其大小。8.4.2滑坡推力和锚索拉力计算（1）滑坡推力的确定已知滑动面、地基地层性质、桩身材料等，根据经验拟定选择桩截面尺寸、桩间距。桩的锚固段大至为桩长的1/3～l/5，锚索锚固段必须在滑动面以下的稳定岩层中，其长度根据计算结果确定。调整锚索直径及股数，使其受力最为合理。8.4.2滑坡推力和锚索拉力计算（2）锚索拉力计算预应力锚索抗滑桩为一超静定结构，将桩与锚索视为一个整体，桩简化为受横向变形约束的弹性地基梁，根据位移变形协调原理，按地基系数法确定锚索拉力及桩身内力。如图所示，土压力按最常用的三角形及矩形两种考虑，锚索拉力按弹性支座考虑。假定锚索与桩变形协调，即锚索伸长量等于锚索作用点处桩的位移。（2）锚索拉力计算

设桩上作用有n根锚索，当桩与锚索的变形协调完成后，锚索拉力分别为，，，……，，并设＝，则有：对O点的弯矩为：锚索拉力对O点产生的弯矩总和为：土压力对O点的弯矩为：则O点的总弯矩为：

O点的总剪力为：变形协调方程为：式中，为桩上第根锚索作用点的水平位移；为第i根锚索的水平伸长量。根据材料力学有：＝（2）锚索拉力计算

式中，为第根锚索的自由段长度；为第i根锚索截面面积；为锚索的弹性模量，取1.8×108kN/m2。令，则式中，为第根锚索作用点距O点的高度；为第根锚索作用点在土压力作用下的水平位移；为第根锚索作用点在锚索拉力作用下的水平位移；为在锚索拉力与土压力共同作用下O点的水平位移；为在锚索拉力与土压力共同作用下O点的转角。

1）求锚索作用点在土压力作用下的水平位移

在第i根锚索作用点施加单位力，则在单位力作用下桩身弯矩为当土压力为三角形分布时，土压力在桩上产生的弯短为则令则

1）求锚索作用点在土压力作用下的水平位移

同理可求出当土压力为矩形时2）求锚索作用点在锚索拉力作用下的水平位移

与求相同，设＝1，则第i根锚索作用点产生的单位位移为因此，使第i根锚索作用点产生的位移为：，则

3）求锚索拉力与土压力共同作用下O点的水平位移；锚索拉力与土压力共同作用下O点的转角

无论用法或法，也无论桩底为自由端、固定端或铰支端，都有：（8-15）（8-16）关于的意义与计算请参考铁二院编《抗滑桩设计与计算》。把式（13）、（14）、（15）、（16）代入式（12）有：解此方程组，即可求出。令则（8-17）把式（17）代入（10），可得（8-18）对每一根锚索均有与式（18）相似的方程，从而形成一方程组如下：

8.4.2滑坡推力和锚索拉力计算在实际工作中，可先求出使桩的正负弯矩大致相等时锚索所承担的总拉力，则每根锚索所需施加的预应力为。另在计算时，计算结果为负，这是因为在推导桩的计算公式时规定的符号所致。而在方程（12）中要求的为正，因此在利用方程（16）计算时，所得结果应取绝对值。在利用计算机解方程组（19）时，最好采用高斯列主元素消去法，尽量不要采用简单消去法，因简单消去法容易造成其它元素数量级的巨大增长和舍入误差的扩散。

计算例子

例如：设有一截面为2.0m×2.5m的桩，滑面以下桩长为7m，滑面以上桩长为15m，桩后每延米土压力为651kN，桩间距6m。桩上设三根锚索，锚索间距3m，最上一根距桩顶1m，则当桩的正负弯矩基本一致时，桩身最大弯矩为2676kN.m，锚索拉力为870kN。如锚索不施加预应力，锚索随桩协调变形而产生的拉力从上至下分别为367kN、302kN、233kN，则每根锚索应施加的预应力分别为503kN、568kN、638kN。右图为桩加锚索并施加预应力与不加锚索的弯矩对比图，从图上可以看出，弯矩明显减小，且桩身受力更为合理。8.4.3桩身内力计算（1）非锚固段桩身内力计算：求出锚索设计拉力后，桩身上端外力均为已知，按悬臂端求出桩身各截面的Q、M及锚固段顶端O点处的剪力和弯距。（2）锚固段桩身内力计算：由锚固段顶端剪力和弯距，按地基系数法求取锚固段各截面的Q、M以及桩身的横向压应力及变位。（3）求出桩身内力后可按极限状态法计算抗滑桩的结构予以配筋。8.4.4预应力锚索参数设计计算（1）根据锚索设计拉力R计算需要的钢绞线根数n式中，为钢铰线屈服抗拉荷载。（2）锚固段长度确定：可考虑两个因素，一是按锚索与砂浆的握裹力计算锚固段长度，一是按锚孔砂浆与孔壁摩阻力计算锚固段长度。（3）锚索下倾角计算：按照锚索最优倾角计算结果和具体施工条件确定，并可根据确定的下倾角调整锚索自由段的长度。（4）锚索预应力确定：可根据计算出的锚索设计拉力确定锚索预应力。土木2006《岩土加固技术》课程设计

地下大型污水池抗浮锚固结构设计

课程设计8.5预应力锚索抗滑桩技术的应用

8.5.1工程概况山东省省道327线济南段仲宫至枣林段自2000年元月开始施工后，受雨水的影响，于2000年11月在枣林处开始发生山体滑坡，严重影响交通。累计已平面滑移约10m，现场可见最大裂口宽达100cm，裂口的肉眼可见深度约2.0m。滑坡的平面及剖面特征分别见下图。

8.5.2滑坡规模及形成与发展分析（1）滑坡规模勘察查明，在滑坡体中施工的四个钻孔中的主滑动面深度分别为7.50m、6.50m、8.00m、8.90m，滑动面的平均深度为7.8m。通过调查查明滑坡体的横断面面积为543m2，滑坡体的平均宽度为40m，滑坡体的体积=543×40＝21720m3，体重=21720×2＝43340吨，属中型滑坡。该滑坡对327省道枣林段及其北侧民用设施直接构成灾害性破坏的危险。

8.5.2滑坡规模及形成与发展分析（2）滑坡类型滑坡床的埋藏深度为6.50～8.90m，按滑坡床埋藏深度分类可归入中层滑坡（6～20m）；按滑动面的形状和移动类型分类可归入地表堆积物的斜体移动；按滑动岩层的成分、构造、产状、滑床和滑带的特点以及变形特征和位移动力分类可归入牵引式（流动式滑坡和滑坍）滑坡；结合该滑坡实际，该滑坡为中层牵引式地表堆积物的斜坡移动。（3）滑坡的形成与发展枣林滑坡的滑动原因为坡体后部倾角大，坡体含有片麻理，其强度低极易滑动，这是滑坡赋存的基础地质条件；建造公路导致人工切坡，临空界面和临空高度的增大加剧了坡体的不稳定性，这是滑坡产生的地貌条件；坡体在大量地表水进入进一步软化滑坡体，增大可塑流动性，并且极大的润滑了滑动面，加速了滑坡的形成和滑移速度。这是滑坡发生、发展的诱因。8.5.3滑坡治理方案（1）鉴于地下水对边坡稳定性影响很大，必须采用排水措施。（2）由于坡体己下滑6～7m，上部坡体已经平缓，故削坡减重作用不大，且要破坏坡体上丰富的植被，故不能采用削坡减重方法。（3）锚杆、锚索是一种较好的加固方法，尤其对带有滑面的坚硬岩体特别有效。（4）在滑坡下部修建抗滑挡土墙是整治滑坡经常采用的有效措施。（5）抗滑桩是承受侧向荷载用以整治滑坡的支挡建筑物。8.5.3滑坡治理方案综合上述因素，选择采用抗滑桩和地面及地下排水方法治理滑坡。为了减小抗滑桩的弯矩，提高滑坡整治效果，穿过抗滑桩配预应力锚索。为了使各抗滑桩受力均匀，在抗滑桩上部6m范围的坡面采用网锚喷加固。此外，在抗滑桩之间采用浆砌石墙护面。8.5.4预应力锚索抗滑桩的设计（1）滑坡稳定性分析Fs28.5.4预应力锚索抗滑桩的设计（1）滑坡稳定性分析根据滑坡地质剖