多錨點(diǎn)預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的施工技術(shù)

1、2010年4月(上 摘要戒臺(tái)寺滑坡位于馬鞍山北麓，規(guī)模巨大，滑面深，滑坡推力大，性質(zhì)復(fù)雜，具多條、多級(jí)和多層滑帶的特征。為了避免錨索過于集中，樁身負(fù)彎矩過大，影響錨固效果，本文結(jié)合工程施工實(shí)際情況，總結(jié)出一套適于多層滑動(dòng)面、深層滑動(dòng)面的滑坡施工技術(shù)，望能對(duì)其它類似工程有所幫助。關(guān)鍵詞戒臺(tái)寺滑坡；多錨點(diǎn)抗滑樁；施工技術(shù)多錨點(diǎn)預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的施工技術(shù)楊秀梅王楨（中鐵西北科學(xué)研究院有限公司，甘肅蘭州730000）戒臺(tái)寺坐落在馬鞍山北麓，距京城35公里，已有1400多年的歷史，享有“天下第一壇”之稱，現(xiàn)為國家重點(diǎn)文物保護(hù)單位。戒臺(tái)寺滑坡是指馬鞍山南北向山梁產(chǎn)生滑動(dòng)對(duì)寺院構(gòu)成致命威脅的地質(zhì)災(zāi)害。200

2、4年7月，北京西部山區(qū)連降暴雨，山洪泛濫，地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。尤其是7月20日一場大雨后，寺院內(nèi)產(chǎn)生一條由西向東通的張拉裂縫帶，裂縫所經(jīng)之處的建筑物均產(chǎn)生不同程度的變形破壞，使千年古剎岌岌可危。與此同時(shí)，秋坡村許多村民房屋也出現(xiàn)大量開裂沉陷，成為危房；進(jìn)寺路口及108國道也產(chǎn)生多處錯(cuò)斷和下陷。1滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件概況1.1地形地貌馬鞍山南側(cè)為山前斷陷平原，地形陡峻；北側(cè)為低山溝谷地形，相對(duì)較緩，溝谷較發(fā)育，坡度一般為20°40°，植被茂密，屬低山剝蝕地貌。1.2氣象條件該滑坡區(qū)屬暖溫帶半濕潤季風(fēng)大陸性氣候，四季分明。年均降水量592毫米，最多降雨量970毫米，2004年降雨量為6

3、78毫米。降雨大都集中在68月份。1.3地層巖性戒臺(tái)寺斜坡及其周圍的主要有石炭系、二迭系及第四系地層，由老至新敘述如下：1）石炭系中石炭統(tǒng)清水澗組。中厚層狀細(xì)砂巖、粉砂巖夾薄層狀砂質(zhì)頁巖或泥質(zhì)砂巖、礫巖，夾34層粘土礦和煤層或煤線。砂巖中見變質(zhì)礦物，呈片狀，頁巖或泥質(zhì)砂巖略具板巖化現(xiàn)象，輕微變質(zhì)。2）石炭系上石炭統(tǒng)灰峪組。主要為細(xì)砂巖、含礫粗石英砂巖、粉砂巖及頁巖，夾23層粘土礦和煤層或煤線，輕微變質(zhì)。頁巖或泥質(zhì)砂巖略具板巖化現(xiàn)象。砂巖以鐵質(zhì)和硅質(zhì)膠結(jié)為主，中等致密，較堅(jiān)硬。3）下二迭系岔兒溝組和陰山溝組。下部主要為微中風(fēng)化細(xì)砂巖、粉砂巖、含礫砂巖和礫巖，夾煤線；上部以厚層狀砂巖與薄層狀粉砂巖

4、互層，長石石英砂巖夾泥質(zhì)粉砂巖。1.4地質(zhì)構(gòu)造及地震戒臺(tái)寺周邊區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造主要受馬鞍山背斜的影響，區(qū)內(nèi)的構(gòu)造形跡主要表現(xiàn)為：a. 馬鞍山背斜北翼的舒緩部位，形成近南北向的褶皺帶，斷層、擠壓劈理帶和壓扭性構(gòu)造面發(fā)育；b. 發(fā)育近東西向10條構(gòu)造結(jié)構(gòu)面（帶），層間錯(cuò)動(dòng)帶以及次級(jí)褶皺等發(fā)育。根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001），本地區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.20g ，地震基本烈度值度。1.5水文地質(zhì)條件該區(qū)內(nèi)發(fā)育的地下水主要為基巖裂隙水，為兩層，上層主要為地表降雨或生活污水下滲補(bǔ)給，埋深2030米。深層為石炭系中統(tǒng)地層中的承壓水，從山體中上部地層露頭接受補(bǔ)給，沿巖層

5、裂隙滲流，埋深4560米。1.6人類工程活動(dòng)該滑坡區(qū)內(nèi)主要的人類工程活動(dòng)為山梁周邊及底下的采礦。據(jù)記載，自明、清以來就有采礦活動(dòng)。2滑坡的規(guī)模及性質(zhì)戒臺(tái)寺滑坡南北向長約1200m ，東西向?qū)捈s450m ，滑坡后緣橫跨戒臺(tái)寺寺院，寺內(nèi)主要建筑均位于滑坡體上，滑坡前后緣高差約230m ，滑面最深達(dá)47m ，滑體約920萬m 3。該滑坡規(guī)模巨大，滑面深，滑坡推力大，性質(zhì)復(fù)雜，具多條、多級(jí)和多層滑帶的特征，是一產(chǎn)生在地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育、地層巖性軟弱和地質(zhì)環(huán)境惡劣條件下的大型破碎巖石滑坡群。3滑坡治理主要工程措施3.1主要工程措施根據(jù)坡體變形的具體情況，在滑坡西側(cè)溝滑坡體布設(shè)一排多錨點(diǎn)抗滑樁，樁設(shè)置在108國

6、道外側(cè)斜坡底部，共18根，樁間距6.0m 。多錨點(diǎn)抗滑樁共設(shè)2種樁型，18樁身截面為2.0m ×3.0m ，樁長24m 31m ，樁頭設(shè)4孔預(yù)應(yīng)力錨索；918樁身截面為2.4m ×3.6m ，樁長38m 61m ，樁中設(shè)6孔預(yù)應(yīng)力錨索。每孔錨索由8根s15.2鋼絞線組成，孔徑130mm ，向下傾角25度，內(nèi)注M30水泥砂漿。18樁頭距樁頂0.5米和1.5米布置上下兩排錨索，錨索長38m 50m ；918樁頭距樁頂0.5米和1.5米布置上下兩排4孔錨索，第三排2孔錨索距樁頂5.5米處，錨索長57m 70m 。3.2施工工藝流程錨索抗滑樁施工順序?yàn)椋簻y放樁位施工抗滑樁鎖口在樁口

7、搭設(shè)防護(hù)板和起吊架開挖一節(jié)樁身綁扎護(hù)壁鋼筋支模澆注護(hù)壁砼拆模并檢查尺寸開挖下一節(jié)樁身重復(fù)上面四道工序至設(shè)置錨索位置錨索鉆孔錨索安裝注漿錨索張拉后綁架在樁身護(hù)壁開挖下一節(jié)樁身綁扎護(hù)壁鋼筋支模澆注護(hù)壁砼拆模并檢查尺寸重復(fù)上面四道工序至設(shè)計(jì)標(biāo)高封底綁扎樁身鋼筋澆灌樁身砼至距樁頭2m 處后預(yù)留錨索孔位澆注剩余砼鉆樁頭錨索孔下鋼絞線注漿張拉鎖定。錨索與樁身工程施工先后順序可根據(jù)實(shí)際情況確定，但應(yīng)注意相互的配合與銜接。4抗滑樁施工4.1施工場地清理清理施工場地內(nèi)的雜物，并在抗滑樁孔口周圍作排水溝，以免施工時(shí)地表水流入孔內(nèi)。4.2測量放線抗滑樁要按樁排方向及控制樁身的里程、坐標(biāo)位置準(zhǔn)確放線定位。4.3樁身開

8、挖樁身分兩批跳槽間隔開挖，樁井開挖自上而下分段進(jìn)行。a. 做好鎖口盤后，搭設(shè)起吊架，并在樁井口鋪設(shè)防護(hù)板。b. 分段開挖樁身，每開挖1.01.5m 后立即做鋼筋砼護(hù)壁，每澆注0.5m 用振搗棒搗實(shí)，且須保證護(hù)壁不侵入樁截面凈空以內(nèi)。護(hù)壁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，再進(jìn)行下一段的開挖。對(duì)可能發(fā)生坍塌的部位增加護(hù)壁厚度，并采取臨時(shí)支護(hù)的措施。5抗滑樁錨索施工1）錨索孔位測放應(yīng)準(zhǔn)確，錨索鉆孔傾角誤差定為±1°；考慮沉碴的影響，為確保錨索深度，實(shí)際鉆孔深度再大于設(shè)計(jì)深度1.0m 。2）為避免惡化滑坡工程地質(zhì)條件，錨索鉆孔時(shí)禁（下轉(zhuǎn)第210頁）2082010年4月(上 （上接第208頁）止水

9、鉆。施工中，出現(xiàn)了嚴(yán)重的卡鉆、漏風(fēng)、不出渣率等現(xiàn)象，采取了先對(duì)裂縫注漿固結(jié)松散體，再進(jìn)行二次鉆孔。3）錨索張拉分5級(jí)進(jìn)行，每級(jí)荷載分別為錨索設(shè)計(jì)張拉荷載的0.3、0.5、0.75、1.0、1.1倍。每級(jí)穩(wěn)定5分鐘，最后一級(jí)穩(wěn)定1020分鐘，同時(shí)記錄每一級(jí)荷載下鋼絞線的伸常量，測讀錨頭位移三次。張拉鎖定過程中，加載速度平緩均勻，速度控制在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力值的0.1min 左右，卸荷載速控制在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力值的0.2min 。錨索預(yù)應(yīng)力鎖定是在壓力表穩(wěn)定不變的情況下，且穩(wěn)定10min 以后鎖定。錨索張拉除考慮預(yù)張拉外還要交替分級(jí)張拉，交替張拉可保證各孔錨索受力均勻，張拉后若有明顯的預(yù)應(yīng)力損失，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)張拉

10、。4）在錨索張拉鎖定之后，外錨頭鋼絞線預(yù)留10cm ，其余部分用切割機(jī)裁去，再用C20砼封錨。6施工效果雖然該滑坡體地質(zhì)條件復(fù)雜，但在整個(gè)施工過程中無一人員傷亡，達(dá)到了“零傷亡”目標(biāo)。經(jīng)監(jiān)測，寺院內(nèi)及樁排附近的監(jiān)測孔變形曲線逐漸收斂，趨于穩(wěn)定，工程設(shè)防以內(nèi)的滑坡體變形得到了有效控制，達(dá)到了預(yù)期的目的。7結(jié)語結(jié)合滑坡實(shí)際情況，利用多錨點(diǎn)抗滑樁改變了樁的受力模式，總結(jié)出一套適于多層滑動(dòng)面、深層滑動(dòng)面的滑坡施工技術(shù)，望對(duì)類似工程有所借鑒和幫助。表1樁106-C12井平面吸水強(qiáng)度（005年4月 ）圖4樁106-C12井Us 視純異常曲線（內(nèi)環(huán)-中環(huán)）（橫坐標(biāo)方位角，縱坐標(biāo)視純異常mV/A ）圖5樁106-C2井Us 視純異常環(huán)形圖通過該技術(shù)在老河口油田注聚區(qū)L28、樁106-48和樁106-C12等三口井進(jìn)行聚合物溶液推進(jìn)方向測試。對(duì)測試結(jié)果分析后認(rèn)為：三口井井下聚合物溶液推進(jìn)方向是向受效井推進(jìn)有利方向推進(jìn)。這樣既明確了3個(gè)井組的注采對(duì)應(yīng)關(guān)系，又指導(dǎo)了注水井的動(dòng)態(tài)調(diào)配工作。但由于受選井條件的限制，所測井?dāng)?shù)較少，解釋結(jié)果需要在生產(chǎn)中作進(jìn)一步的驗(yàn)證。5結(jié)論1）電位法井間監(jiān)測技術(shù)是以傳導(dǎo)類電法勘探的基本理論為依據(jù)，通過測量注入到目的層的高電離能量的工作液所引起的地面電場形態(tài)的變化，來