锚索与抗滑桩的合理受力分配

发布时间:2023-08-06

锚索抗滑桩自上世纪八十代末、九十代初由铁科院西北分院提出并通过试验应用以来，以其强大的抗滑能力，桩与索的协调受力应用，形成桩体结构的内力优化而大大降低工程规模，主动受力加固坡体的特性等迅速在全国推广，成为治理大型滑坡的主力工程措施之一。并逐渐演变出桩头设置的锚索桩、悬臂上设置的多点式锚索桩，以及梁式锚索桩等结构。它们利用锚索形成的一个新增支点、多个支点等效果，大大优化了抗滑桩的内力，以及抗滑桩对岩土体的锚固力需求。从而有效减小了抗滑桩的结构截面、长度、配筋等工程规模，具有更高的抗滑力度和和更好的工程经济性指标，是治理滑坡的重型武器之一。

但在工程实践中，常见到强大抗滑桩结构上许多设置“一孔”锚索的欠合理设置，这种由于没有领会锚索抗滑桩内涵的设置，往往大大淡化的锚索的优点，实为可惜。

在此，笔者采用一个推力为1200kN/m、间距布置为6m，桩长为24m，其余的地基承载力、地基弹性抗力系数、锚索中心布置和倾角、滑面位置、滑坡推力分布、桩前抗力分布等参数均相同，但抗滑桩上的锚索拉力进行变化的抗滑桩计算，与大家探讨锚索抗滑桩的结构设计问题。

1、锚索拉力为零

2、锚索拉力为500KN

3、锚索拉力为1000KN

4、锚索拉力为1500KN

5、锚索拉力为2000KN

综上：

  

 

图3锚索拉力为1000KN          图4 锚索拉力为1500KN

  

    图5 锚索拉力为2000KN

依据以上资料，锚索拉力占比与桩身弯矩、剪力、锚固段桩前承载力、转角占比的关系如下表：

从以上资料可以看出，随着桩身上锚索的拉力的增加，对桩身弯矩、锚固段桩前承载力和桩身转角有着巨大的的影响，但对桩身剪力优化相对较小。因此，随着不断在桩体的悬臂段增设锚索拉力，可以大大优化抗滑桩结构和对桩周岩土体的要求。且对抗滑桩弯矩、锚固段桩前承载力和抗滑桩转角的优化幅度是远高于锚索增加的幅度。

需要说明的是，随着体受力性能的改善而需对抗滑桩的截面、锚固段长度、桩体配筋等进行不断的减小，这就是锚索抗滑桩明显较普通抗滑桩更为经济的主要原因。

从理论分析上来说，随着桩身锚索增加，可以将抗滑桩当做大截面、具有一定锚固段的梁体结构。但是也从上表计算来看，当锚索拉力占比超过滑坡推力的20%时，其优化相关参数的幅度开始下降。因此，一般情况下工程实践中，一般建议锚索桩工程的锚索拉力占锚索抗滑桩整体抗力的15~25%，且以20%左右为佳。

如有特殊工程需要，则理论可以不断加大锚索拉力在锚索抗滑桩的抗力占比，比如用于收坡的长大悬臂锚索抗滑桩就可以提高锚索拉力的设置，将抗滑桩看作是一个具有抗滑作用的大截面梁体。如笔者曾设置悬臂为19m（抗滑桩锚固段长度为8m）和23m（抗滑桩锚固段长度为7m）的锚索桩工程用于高边坡收坡，形成了梁式锚索桩工程，并取得了良好的的工程效果。当然随着无限增加抗滑桩体锚索和伴随着桩截面与长度的不断优化，最终锚索桩就会变形为锚索框架或锚索地梁形式的结构。