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【摘 要】 桩锚支护是指钢筋混凝土桩和预应力锚索一起维系土体的稳定性、地下水影响以及面层与加固土体的黏结问题。桩锚支护结构具有成本低、施工速度快且安全的特点，近年来被广泛应用于工程中。本文以某公路工程为例，介绍桩锚支护的施工以及使用效果。
【关键词】 桩锚支护；路基边坡防护；应用
一、工程概况
某公路在施工中该段为路基，本段地层从上到下依次为；①全风化页岩；②强风化页岩；③中风化页岩。页岩属于硬质岩石，一般都要进行爆破开挖，且页岩遇水就软化，从而丧失自稳能力。本段路基离高压电塔只有29 m，如图1 所示，本段路基如果按正常的1 ∶ 0. 75进行放坡的话，放坡高度达27 m，坡顶距离电塔只有7 m，这将严重影响电塔的稳定。路基放坡开挖之后，需要对路基边坡进行防护，倘若防护工程设计不合理或施做不到位的话，将会引起高压电塔产生位移，从而进一步影响电塔的稳定。
二、桩锚支护设计
（一）路基设计
鉴于本段路基处在页岩之中，且离高压电塔较近，如果放坡开挖的话，必然会影响电塔的穩定；采用桩锚支护结构对边坡进行防护，能减少开挖量。桩锚支护结构将排桩和预应力锚索结合在一起，刚度大、变形相对较小，桩锚支护体系的特点为：
①提供开阔的施工空间，极大地方便土方开挖和主体结构施工。锚杆施工机械及设备的作业空间不大，适合各种地形及场地；
②对岩土体的扰动小，在地层开挖后，能立即提供抗力，且可提供预应力，控制变形发展；
③锚杆的作用部位、方向、间距、密度和施工时间可以根据需要灵活调整；
④锚杆的抗拔力可通过试验来确定，可保证设计有足够的安全度；
该段采用φ1000mm的钻孔灌注桩支挡，纵向桩心间距130cm，桩身采用C30混凝土浇注，受力钢筋采用HRB335钢筋，桩长25m，深入围岩底部为6m。桩顶设置80cm×100cm钢筋混凝土冠梁，桩身采用5道预应力锚索锚固，锚索长度及配筋情况见表1所示，锚索间距及预加力见表2所示。
（二）路基支挡结构计算
为了确保该段路基支挡结构的稳定性，同时不对高压电塔产生安全影响，采用理正深基坑5. 3计算软件进行本段基坑结构计算，计算模型见图3，土压力模型见图4，高压电塔采用地面超载进行简化，见表3所示。计算内容有：①采用弹性法和经典法土压力模型，计算钻孔桩的内力及位移，计算结果见表4，锚索计算内力如表5所示；②地表沉降计算，计算结果见图5；③基坑整体稳定性验算，整体验算简图见图6；④抗倾覆稳定计算，得出抗倾覆安全系数。为了节约篇幅，略去一些常见的计算公式。
①从表4可以看出：钻孔桩最大弯矩、最大剪力都比内力设计值小，钻孔桩是安全的。从表5中可以看出锚索计算内力比设计值小，表明锚索是安全的；
②从图5地表沉降中可以看出：电塔在安全范围之内；
③根据图6，计算方法：瑞典条分法，应力状态：总应力法，条分法中的土条宽度：0.40m，滑裂面数据：圆弧半径R=30.418m，圆心坐标X=-3.281m，圆心坐标Y=24.115m。整体稳定安全系数Ks=1.486>1.30，满足规范要求。
④抗倾覆安全系数Ks=Mp/Ma，其中Ma为主动土压力对桩底的弯矩，Mp为被动土压力及支点力对桩底的弯矩，对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值，见表6。锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
二、桩锚支护体系施工工艺要求
（一）混凝土灌注桩施工
1）工艺流程：桩位定位、放样→钻机就位→成孔→钻机移位→吊放钢筋笼→浇筑混凝土。
2）技术要求：灌注桩桩径允许偏差不大于50mm，垂直度允许偏差小于0.5%；钢筋主筋允许偏差±10mm，钢筋笼长度允许偏差±100，沉渣要求满足摩擦端承桩要求，小于100mm.混凝土桩充盈系数为1.0～1.2，桩顶混凝土超灌高度为0.3～0.5m，混凝土坍落度为120～150mm.排桩施工采用隔桩施工，在灌注混凝土24h后进行相邻桩成孔施工.钢筋连接采用机械连接，接头按照Ⅰ级接头，相关变形性能满足《钢筋接卸连接技术规程》（JGJ107—2010）截面不大于50%.灌注桩与冠梁连接部位，灌注桩内主筋深入冠梁高度为500mm.混凝土灌注桩施工后应进行桩身完整性检测，检测数量不少于总桩数的20%，且不少于5根。
（二）混凝土冠梁施工
1）工艺流程：清土、剔桩→定位→支模→绑扎钢筋→浇筑混凝土.
2）技术要求：冠梁内纵向受力钢筋采用焊接，接头相互错开，焊接接头连接区长度为10d，同一连接区内纵向受力钢筋接头数量不大于50%.截面不大于50%.冠梁施工在灌注桩达到设计强度后，在清土、剔桩等清平干净后，定位、支模、浇筑成型.
（三）预应力锚索施工
1）工艺流程：挖土至设计标高以下50cm并平整场地→测量放线、锚索制作→钻机就位成孔→下入锚索→一次注浆→二次补浆→养护→张拉锁定.
2）技术要求：锚索钻孔水平方向孔距在垂直方向误差不大于100mm，偏斜度不应大于3%.锚索钻孔孔深不小于锚索设计长度，且不大于设计长度的1%。锚索杆体每隔2.0m设置定位支架，保证锚索四周注浆充足.锚索采用二次注浆，注浆浆液采用P.C.32.5素水泥浆，水灰比为0.50，二次注浆时，注浆压力控制在1.5～2.5MPa。锚索在浆体达到设计强度的70%，试块抗压强度达到15MPa后开始张拉施加预应力，用拉拔机分级张拉，锁定值如表：施加的预应力为最终锁定值，采用分级加载，对应表7所示.应力损失不大于10% 。腰梁采用材质为Q235，两根22b的槽钢制作.腰梁在灌注桩、锚索施工后安装.锚索垫板采用Q235250×250×15的钢板制作。锚索垫板布置在支护桩、锚索与腰梁之间、与腰梁焊接.腰梁缀板采用Q235200×75×9的钢板制作. 结语
本文对某段公路的路基边坡防护设计、结构安全验算以及相关工程的施工工艺进行阐述，桩锚支护能控制路基边坡地层的变形，减小边坡工程的开挖量，同时减少对周边建筑物的影响；在桩锚支护结构设计过程中，采用理正深基坑5.3计算软件进行本段基坑结构进行计算，得出钻孔桩内力及位移、地表沉降、基坑整体稳定性、抗倾覆等均满足要求。
参考文献：
[1]姜云申.桩锚支护结构在深基坑工程中的应用及研究[D].山东大学，2013.
[2]王智勇.桩锚支护体系的内力和位移分析[D].兰州理工大学，2008.
[3]陈帅强.桩锚支护结构受力特性研究[D].兰州理工大学，2014.
【关键词】 桩锚支护；路基边坡防护；应用
一、工程概况
某公路在施工中该段为路基，本段地层从上到下依次为；①全风化页岩；②强风化页岩；③中风化页岩。页岩属于硬质岩石，一般都要进行爆破开挖，且页岩遇水就软化，从而丧失自稳能力。本段路基离高压电塔只有29 m，如图1 所示，本段路基如果按正常的1 ∶ 0. 75进行放坡的话，放坡高度达27 m，坡顶距离电塔只有7 m，这将严重影响电塔的稳定。路基放坡开挖之后，需要对路基边坡进行防护，倘若防护工程设计不合理或施做不到位的话，将会引起高压电塔产生位移，从而进一步影响电塔的稳定。
二、桩锚支护设计
（一）路基设计
鉴于本段路基处在页岩之中，且离高压电塔较近，如果放坡开挖的话，必然会影响电塔的穩定；采用桩锚支护结构对边坡进行防护，能减少开挖量。桩锚支护结构将排桩和预应力锚索结合在一起，刚度大、变形相对较小，桩锚支护体系的特点为：
①提供开阔的施工空间，极大地方便土方开挖和主体结构施工。锚杆施工机械及设备的作业空间不大，适合各种地形及场地；
②对岩土体的扰动小，在地层开挖后，能立即提供抗力，且可提供预应力，控制变形发展；
③锚杆的作用部位、方向、间距、密度和施工时间可以根据需要灵活调整；
④锚杆的抗拔力可通过试验来确定，可保证设计有足够的安全度；
该段采用φ1000mm的钻孔灌注桩支挡，纵向桩心间距130cm，桩身采用C30混凝土浇注，受力钢筋采用HRB335钢筋，桩长25m，深入围岩底部为6m。桩顶设置80cm×100cm钢筋混凝土冠梁，桩身采用5道预应力锚索锚固，锚索长度及配筋情况见表1所示，锚索间距及预加力见表2所示。
（二）路基支挡结构计算
为了确保该段路基支挡结构的稳定性，同时不对高压电塔产生安全影响，采用理正深基坑5. 3计算软件进行本段基坑结构计算，计算模型见图3，土压力模型见图4，高压电塔采用地面超载进行简化，见表3所示。计算内容有：①采用弹性法和经典法土压力模型，计算钻孔桩的内力及位移，计算结果见表4，锚索计算内力如表5所示；②地表沉降计算，计算结果见图5；③基坑整体稳定性验算，整体验算简图见图6；④抗倾覆稳定计算，得出抗倾覆安全系数。为了节约篇幅，略去一些常见的计算公式。
①从表4可以看出：钻孔桩最大弯矩、最大剪力都比内力设计值小，钻孔桩是安全的。从表5中可以看出锚索计算内力比设计值小，表明锚索是安全的；
②从图5地表沉降中可以看出：电塔在安全范围之内；
③根据图6，计算方法：瑞典条分法，应力状态：总应力法，条分法中的土条宽度：0.40m，滑裂面数据：圆弧半径R=30.418m，圆心坐标X=-3.281m，圆心坐标Y=24.115m。整体稳定安全系数Ks=1.486>1.30，满足规范要求。
④抗倾覆安全系数Ks=Mp/Ma，其中Ma为主动土压力对桩底的弯矩，Mp为被动土压力及支点力对桩底的弯矩，对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值，见表6。锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
二、桩锚支护体系施工工艺要求
（一）混凝土灌注桩施工
1）工艺流程：桩位定位、放样→钻机就位→成孔→钻机移位→吊放钢筋笼→浇筑混凝土。
2）技术要求：灌注桩桩径允许偏差不大于50mm，垂直度允许偏差小于0.5%；钢筋主筋允许偏差±10mm，钢筋笼长度允许偏差±100，沉渣要求满足摩擦端承桩要求，小于100mm.混凝土桩充盈系数为1.0～1.2，桩顶混凝土超灌高度为0.3～0.5m，混凝土坍落度为120～150mm.排桩施工采用隔桩施工，在灌注混凝土24h后进行相邻桩成孔施工.钢筋连接采用机械连接，接头按照Ⅰ级接头，相关变形性能满足《钢筋接卸连接技术规程》（JGJ107—2010）截面不大于50%.灌注桩与冠梁连接部位，灌注桩内主筋深入冠梁高度为500mm.混凝土灌注桩施工后应进行桩身完整性检测，检测数量不少于总桩数的20%，且不少于5根。
（二）混凝土冠梁施工
1）工艺流程：清土、剔桩→定位→支模→绑扎钢筋→浇筑混凝土.
2）技术要求：冠梁内纵向受力钢筋采用焊接，接头相互错开，焊接接头连接区长度为10d，同一连接区内纵向受力钢筋接头数量不大于50%.截面不大于50%.冠梁施工在灌注桩达到设计强度后，在清土、剔桩等清平干净后，定位、支模、浇筑成型.
（三）预应力锚索施工
1）工艺流程：挖土至设计标高以下50cm并平整场地→测量放线、锚索制作→钻机就位成孔→下入锚索→一次注浆→二次补浆→养护→张拉锁定.
2）技术要求：锚索钻孔水平方向孔距在垂直方向误差不大于100mm，偏斜度不应大于3%.锚索钻孔孔深不小于锚索设计长度，且不大于设计长度的1%。锚索杆体每隔2.0m设置定位支架，保证锚索四周注浆充足.锚索采用二次注浆，注浆浆液采用P.C.32.5素水泥浆，水灰比为0.50，二次注浆时，注浆压力控制在1.5～2.5MPa。锚索在浆体达到设计强度的70%，试块抗压强度达到15MPa后开始张拉施加预应力，用拉拔机分级张拉，锁定值如表：施加的预应力为最终锁定值，采用分级加载，对应表7所示.应力损失不大于10% 。腰梁采用材质为Q235，两根22b的槽钢制作.腰梁在灌注桩、锚索施工后安装.锚索垫板采用Q235250×250×15的钢板制作。锚索垫板布置在支护桩、锚索与腰梁之间、与腰梁焊接.腰梁缀板采用Q235200×75×9的钢板制作. 结语
本文对某段公路的路基边坡防护设计、结构安全验算以及相关工程的施工工艺进行阐述，桩锚支护能控制路基边坡地层的变形，减小边坡工程的开挖量，同时减少对周边建筑物的影响；在桩锚支护结构设计过程中，采用理正深基坑5.3计算软件进行本段基坑结构进行计算，得出钻孔桩内力及位移、地表沉降、基坑整体稳定性、抗倾覆等均满足要求。
参考文献：
[1]姜云申.桩锚支护结构在深基坑工程中的应用及研究[D].山东大学，2013.
[2]王智勇.桩锚支护体系的内力和位移分析[D].兰州理工大学，2008.
[3]陈帅强.桩锚支护结构受力特性研究[D].兰州理工大学，2014.