城市防洪堤的結構形式主要有兩類：一是土石堤防，二是混凝土、鋼筋混凝土堤防。前者邊坡較緩，占用面積空間大，其防滲防沖的可靠性以及抗御超額洪水與漫頂的能力偏弱?；炷恋谭辣M管本身堅固耐沖，但對軟基的適應能力差，且造價高。筆者在研究國內外類似的堤壩和路基工程的實踐經驗基礎上，提出一種新型防洪堤的結構型式——預應力加筋土石防洪堤。
　　一、加筋土堤壩應用實例
　　加筋土應用于擋水工程的典型實例是法國的康柯耶拉克（Conqueyrac）壩，其高21.2m長190m，屬混凝土面板堆石壩型。該壩的特點是，在壩身的堆石體中加鋼筋，構成加筋堆石，以求大幅度壓縮壩體斷面，壩底寬為21m.該壩于1982年建成，其造價比次優方案（重力壩）低20%，經濟效益顯著。壩體上游為防滲的混凝土面板，底部嵌固在基巖上，上下壩坡分別為1∶0.25、1∶0.3.堆石的加筋采用40、32、25（由下而上）三種規格的鋼筋，其上下游端錨系于混凝土面板和混凝土擋板（擋板高2.2m、每節長2.9m）。各層鋼筋均布設在堆石填筑碾壓層面上，垂直每隔2.0m布設一層，水平間距為1.45m.
　　二、加筋土堤壩工作性態的數值模似
　　我們對康柯耶拉克壩進行了非線性有限元分析。將混凝土和鋼筋視作線彈性材料，壩身土石體和混凝土離散為二維等參元，鋼筋處理為受拉桿單元。計算工況分兩種：施工期，蓄水期，堆石料逐層填筑，分１０次直至壩頂竣工，計算中按增量方式逐層模擬。
　　竣工期、蓄水期水平位移和垂直等值線示于圖2.可見，加筋堆石壩的變形小，特別是水平變形小，分布勻稱。垂直變形最大值出現在壩半高處，竣工期和蓄水期各為4.3cm、4.8cm、僅為壩高的0.20%、0.23%.水平位移最大值竣工期僅為0.9cm，蓄水期為4.0cm.
　　蓄水期大小主應力等值線。由圖可見，其變化均勻，分布狀態良好?？⒐て谂c蓄水期的應力水平的分布見圖4.應力水平的最大值為0.48，出現在竣工期；蓄水后降為0.46，大值區的范圍也略縮小，即面板水壓荷載使土石體的受力狀態有所改善。這符合面板堆石壩的一般經驗和觀測結果。
　　竣工期、蓄水期鋼筋受力最大值各為12.5t、16.2t，后者為鋼筋許可荷載的46%，出現在4m高處，這與最大水平位移出現的部位相一致。鋼筋的受力隨填筑層向上而遞減。蓄水使鋼筋受力增加約23%.可見，剛性加筋使土石壩的受力狀態得到根本改善，即使壩體邊坡為1∶0.25～0.3，仍保持很低的應力水平（≤0.5），表明其安全度很高；鋼筋的受力控制在蓄水期，而最大受力值尚不足鋼筋允許荷載的一半。
　　三、預應力加筋土石堤壩
　　1.預應力加筋土石堤壩的分析論證 康柯耶拉克壩中鋼筋未施加預應力，它是靠堆石料的側向變形使之承受拉力，并反過來對堆石料施加側向約束，增強其抗剪能力的，即加筋的作用是被動式的，未加控制的，所以加筋的利用是不完全的，也是不經濟的。
　　現研究同一斷面的預應力加筋土石壩。結果，筋材用量減少30%.鋼筋的最大受力為22.2t，約達允許荷載的85%.單寬加筋量僅0.72t.由于預應力的作用壩體應力應變狀態仍良好，竣工期、蓄水期的位移和大小主應力分布勻稱，分布形態良好。特別是蓄水期應力水平最高值僅為0.52，抗剪穩定的安全潛力較大。
　　2.預應力加筋土石防洪堤壩的技術方案
　　預應力加筋土石堤壩的土石料可采用：
　?、?nbsp;砂礫料：料源較方便，運距較短。砂礫料用于面板壩工程已有豐富經驗。
　?、?nbsp;堆石料：除硬巖石料以外，也可選用軟巖石料（壓強＜30MPa），以利擴大料源。
　?、?nbsp;一般土石料：力求選用內摩擦角和滲透性大的土石料 .
　　其地基防滲型式應因地制宜。
　　綜上可知，預應力加筋土石堤壩的斷面比面板堆石壩約小一半，比通常的土石堤壩約小3/4，雖然其斷面比混凝土重力壩略大，但它對軟基的適應能力較強，這對于城市多為土質地基的實際情況非常重要。
　　預應力加筋土石堤壩除工程造價明顯降低以外，它還有以下優越性：
　　① 施工快捷，工期縮短；
　?、?nbsp;少占地（或者增加造地）；
　?、?nbsp;堤頂可用作交通道路（堤防的變形模量大）。坡面可進行綠化（填筑體為土石散粒料，便于根系生長），有利于改善城市景觀；
　?、?nbsp;新型堤壩有利于沿堤兩岸的國土面積的升值。
　　四、結論
　　1.數值模擬表明，加筋堆石壩的安全度高，但加筋受力較小，潛力很大。預應力加筋土石堤壩的邊坡陡，斷面小，底寬與堤高基本相等，加筋用量明顯減少，而安全度仍很高（應力水平≤0.52），其技術可行性得到初步論證。
　　2.新型堤壩與普通土石堤壩相比，少占地、少搬遷，工程量小2倍，工期短，抵御洪水漫頂能力強，景觀良好；與混凝土堤相比，對土質地基的適應能力強，就地取材，造價低，易于綠化?？傊?，新型堤壩的綜合優勢明顯。
　　3.非線性有限元方法可模擬加筋、預應力、非線性等多因素和施工、運行全過程，計算結果合理可信，可用于新型堤壩的設計計算。
　　4.經中小型堤防工程的試用、改進，新型的預應力加筋土石堤壩有著廣泛的應用價值。（考試大一級建造師編輯整理）