預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁綜合治理滑坡工法

1、預(yù)應(yīng)力錨索、抗滑樁綜合治理滑坡工法第五工程有限公司路橋二公司 高靜波 唐國(guó)文 祁偉 一、前言長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)既有線鐵路的滑坡、崩塌落石等病害，大多采取清除、錨固、棚洞、攔石墻等加固措施進(jìn)行整治。新建鐵路的石質(zhì)路塹也只采用了錨噴、護(hù)面墻、擋土墻等措施進(jìn)行防護(hù)。這些加固及防護(hù)措施在高邊坡施工中,不但施工難度大,而且工程告造價(jià)較高,從設(shè)計(jì)的角度也存在許多不合理的地方。隨著鐵路建設(shè)的發(fā)展和高路塹高邊坡的大量涌現(xiàn)，形成了一種較新的高邊坡加固工藝預(yù)應(yīng)力錨索加固工藝。預(yù)應(yīng)力錨索工藝的特點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)新穎、造價(jià)低、降低勞動(dòng)強(qiáng)度。武廣客運(yùn)專線途經(jīng)地質(zhì)條件較為復(fù)雜的地區(qū)，在建設(shè)過(guò)程中，由于不良地質(zhì)的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)

2、滑坡、塌方、路基沉陷，橋梁傾斜等多種病害，現(xiàn)就DK1975+500DK1976+200羅源洞滑坡采用預(yù)應(yīng)力錨索、抗滑樁進(jìn)行綜合治理分析，對(duì)滑坡引起的病害工程有一個(gè)較為深入的認(rèn)識(shí)，分析病害原因，探求出經(jīng)濟(jì)合理的處理方法，確保工程安全。二、工法特點(diǎn)1、采用預(yù)應(yīng)力錨索、抗滑樁綜合方法對(duì)滑坡進(jìn)行治理，避免了單一方法的施工缺陷。2、治理方法結(jié)構(gòu)新穎，工藝方法簡(jiǎn)單。3、施工機(jī)械簡(jiǎn)單，小巧易操作。便于就近市場(chǎng)購(gòu)置。4、治理區(qū)段長(zhǎng)，深度大，能從根本上治理滑坡病害。5、使用材料少，功效好，勞動(dòng)強(qiáng)度低，節(jié)省施工資金投入。三、適用范圍1、既有線鐵路的滑坡、崩塌落石等病害綜合治理。2、新建鐵路土質(zhì)路塹、土石路塹的滑坡

3、處理及預(yù)防。3、公路既有線、新線滑坡、崩塌落石等病害綜合治理及預(yù)防。四、工藝原理 穿過(guò)邊坡滑動(dòng)面的預(yù)應(yīng)力錨索，外端固定于坡面，另一端固定滑動(dòng)面以內(nèi)的穩(wěn)定巖體中。錨索的預(yù)應(yīng)力使不穩(wěn)定滑動(dòng)土體處于較高圍壓的三向應(yīng)力狀態(tài)，巖體強(qiáng)度和變形我比在單壓力及低圍壓條件下好的多，結(jié)構(gòu)面處于壓緊狀態(tài)使結(jié)構(gòu)面對(duì)巖體變形的消極影響減弱，顯著提高了巖體的整體穩(wěn)定性，錨索的錨固力直接改變了滑動(dòng)面的應(yīng)力狀態(tài)和滑動(dòng)條件，如下圖1所示。 圖1 預(yù)應(yīng)力錨索受力示意圖由圖1所示可知，由預(yù)應(yīng)力錨索的錨固力所增加的抗滑阻力增量Ptf為：Ptf=Ptntan+Ptv=Ptsin（+）tan+cos（+）式中Pt錨索設(shè)計(jì)拉應(yīng)力。Ptn、

4、Ptv分別為Pt垂直于滑動(dòng)面方向的分力和沿滑動(dòng)面方向分力?；瑒?dòng)面傾角。錨索與水平方向的夾角。滑動(dòng)面的內(nèi)摩擦角。由上式可知，預(yù)應(yīng)力錨索一方面可直接在滑動(dòng)面上產(chǎn)生抗滑阻力Ptv，抗另一方面可通過(guò)增大滑動(dòng)面上的正應(yīng)力來(lái)增大抗摩擦阻力。總之，預(yù)應(yīng)力錨索通過(guò)提高邊坡巖體的整體性和增加滑動(dòng)面上抗滑阻力來(lái)加固巖體，使其穩(wěn)定。 抗滑樁是通過(guò)樁體的阻力阻止巖體已存在的下滑或是下滑趨勢(shì)，通過(guò)提供反力抵消巖體下滑正應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)巖體穩(wěn)定。五、施工工藝流程及操作要點(diǎn)（一）預(yù)應(yīng)力錨索加固施工工藝流程 （1）預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝工藝流程如下圖2所示。清理整修坡面孔位放線錨索安裝錨索注漿錨梁混凝土澆筑錨索張拉封孔注漿外部保護(hù)錨索

5、制作混凝土運(yùn)輸張拉設(shè)備標(biāo)圖2 預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝工藝流程（2）抗滑樁施工工藝流程如下圖3場(chǎng)地平整挖孔成型清孔模板支護(hù)鋼筋綁扎混凝土澆筑錨索制作混凝土運(yùn)輸 圖3 滑樁施工工藝流程圖（二）工藝要點(diǎn)1、預(yù)應(yīng)力錨索施工要點(diǎn)（1）必須采取隨挖隨支護(hù)的施工方法，嚴(yán)禁一次開挖到底，應(yīng)開挖一級(jí)支護(hù)一級(jí)，然后再開挖下一級(jí)。對(duì)于邊坡率陡于1：0.5的邊坡，應(yīng)先按緩于1：0.75的坡率開挖，再跳槽開挖至設(shè)計(jì)坡率并及時(shí)支擋。 （2）錨索施工前應(yīng)選擇代表性的地段進(jìn)行極限拉撥試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果調(diào)整錨固長(zhǎng)度，必要時(shí)調(diào)整鉆孔孔徑。（3）預(yù)應(yīng)力錨索必須在框架錨梁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后再?gòu)埨?。?）預(yù)應(yīng)力錨索錨固長(zhǎng)度必須符合設(shè)計(jì)要

6、求或抗撥試驗(yàn)所確定的調(diào)整長(zhǎng)度。2、抗滑樁施工要點(diǎn)（1）開挖采取跳挖方式，防止相鄰孔壁坍塌。邊挖邊支護(hù)，防止孔壁坍塌。（2）邊挖邊支護(hù)，防止孔壁坍塌。（3） 及時(shí)清理孔底淤渣,保證樁底接觸質(zhì)量可靠。（4）成孔后混凝土應(yīng)及時(shí)澆筑。六、勞動(dòng)力組織預(yù)應(yīng)力錨索施工可分為鉆孔、地梁或框架梁施工、張拉灌漿施工三道工序，此三道工序在一個(gè)作業(yè)面上，可施行流水作業(yè)。在一個(gè)工作面上可按排三個(gè)不同的專業(yè)施工工班。樁板墻施工分為開挖、模板、鋼筋、澆筑四個(gè)工班，也可施行流水作業(yè)。勞動(dòng)力組織表見下表3。勞動(dòng)力組織表 表3序號(hào)管理或施工項(xiàng)目組織或工班名稱工種人數(shù)1預(yù)應(yīng)力錨索、抗滑樁施工管理人員隊(duì) 長(zhǎng)12技術(shù)員23質(zhì)檢員14測(cè)

7、量員25安全員16預(yù)應(yīng)力錨索鉆孔工班鉆機(jī)司機(jī)47空壓機(jī)操作員28發(fā)電機(jī)操作員19鉆機(jī)附屬人員210框架錨梁工班模板工611鋼筋工612混凝土工1013張拉、灌漿工班張 拉414灌 漿415抗滑樁附屬坐吃山空卷?yè)P(yáng)機(jī)司機(jī)316開挖工班開挖力工1017模板工板模板工418鋼筋工班鋼筋工419混凝土工班混凝土工3七、施工機(jī)械設(shè)備 預(yù)應(yīng)力錨索施工是在整個(gè)邊坡上全段范圍內(nèi)流水作業(yè)，因此應(yīng)當(dāng)選擇可移動(dòng)式和裝配式機(jī)械設(shè)備；錨索施工為立體交叉作業(yè)，互為制約，設(shè)備選擇時(shí)注意高效性能；考慮大多數(shù)施工作業(yè)均在腳手加上進(jìn)行，盡量選取輕型化設(shè)備；樁板墻施工的設(shè)備較為簡(jiǎn)單，只需卷?yè)P(yáng)機(jī)。按上述原則所選機(jī)械設(shè)備如下表2。機(jī)械設(shè)

8、備配備表 表2序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量1空壓機(jī)BH-12/72臺(tái)2儲(chǔ)氣罐/1個(gè)3潛孔式?jīng)_擊鉆機(jī)QZJ-1002臺(tái)4千斤頂YCM-100-2001臺(tái)5油 泵YB4/5001臺(tái)6發(fā)電機(jī)/1臺(tái)7注漿機(jī)LB4001臺(tái)8砂漿攪拌機(jī)/1臺(tái)9混凝土攪拌機(jī)ZJ-3501臺(tái)10卷?yè)P(yáng)機(jī)/3臺(tái)八、施工質(zhì)量控制1、錨位點(diǎn)測(cè)量放線準(zhǔn)確，各方向滿足誤差±1cm。2、腳手架的搭設(shè)必需穩(wěn)定，對(duì)扣件的加因固是否牢固應(yīng)有專人檢查。3、按設(shè)計(jì)孔口標(biāo)高在腳手架上安裝鉆機(jī)專用鋼管，將鉆機(jī)放在專用鋼管上，用經(jīng)緯儀按邊坡方向放出基線，然后用方向架放出鋪索方向角，再用測(cè)角儀調(diào)整傾角至滿足設(shè)計(jì)要求。將緊固件緊牢后，再檢查一遍鉆機(jī)孔位

9、坐標(biāo)、方向及傾角，確認(rèn)無(wú)誤后，將所胡緊固件再緊一次，使其傾角滿足誤差不超過(guò)±5°、方位角誤差不超過(guò)±1°。4、錨索孔徑容許誤差為±2mm。5、若遇塌孔，應(yīng)立即停鉆并進(jìn)行注漿處理，注漿24h后重新掃孔鉆進(jìn)。6、洗孔要干凈徹底，孔中不得留有巖粉各積水。7、錨索的編制要確保每一根鋼絞線始終均勻排列、平直、不扭不叉，銹漬、油污要除凈，對(duì)有死彎、機(jī)械損傷及銹坑的應(yīng)預(yù)以剔除。8、錨索的長(zhǎng)度要根據(jù)鉆孔的深度進(jìn)行確定，滿足誤差±2cm，同時(shí)對(duì)錨索按孔號(hào)進(jìn)行編號(hào)。9、錨固段的定向花架和托架應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求安裝在錨索上，綁扎鐵口既要能承受一定的壓力，又要

10、保證錨索的自由拉伸。10、安裝錨索要保證錨索，孔壁有不少于1cm的注漿厚度，錨索安裝要平直，張拉段要放在錨孔中央。11、錨索地梁或錨索框架梁制作容許誤差各方向均滿足±3cm，安裝時(shí)應(yīng)先安放好孔口定位鋼管，以保證錨索地梁或錨索框架梁與錨孔垂直。12、內(nèi)錨固段注漿時(shí)，選擇P.O42.5水泥，水泥砂漿攪拌應(yīng)均勻，使用時(shí)不得有沉淀，為保證水泥砂漿的工作性能，可加入U(xiǎn)EA-H膨脹劑等不同用途的外加劑，注漿充盈系數(shù)應(yīng)達(dá)到1.11.3。13、嚴(yán)格控制用水量和水膠比,同時(shí)保證水泥、砂的上料容許誤差滿足±3%。14、張拉段注漿必須待漿液溢出孔口并穩(wěn)定12min后方可停止，24h后應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)漿以

11、確保注漿飽滿。15、錨索張拉要在錨固段砂漿及錨索地梁或框架梁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可進(jìn)行。16、張拉前應(yīng)對(duì)張拉設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，重復(fù)3次取平均值。各要鋼絞線拉力不均勻系數(shù)在0.951.05之間，即各根鋼絞線的拉力差為±5%。17、張拉施行二次張拉，二次張拉宜在張拉完成后610天進(jìn)行，張拉力取設(shè)計(jì)預(yù)拉力的20%。18、抗滑樁混凝土澆筑時(shí)，混凝土的工作性能、配合比應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。九、安全保證措施1、施工前應(yīng)進(jìn)行技術(shù)落后交底，施工中應(yīng)明確分工,統(tǒng)一指揮。2、各種機(jī)械、機(jī)具應(yīng)處于完好狀態(tài)。3、上崗前要作好安全地帶檢查工件，由班組長(zhǎng)負(fù)責(zé)，責(zé)任到人、互相監(jiān)督，施工人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)戴好安全帽，操作人員應(yīng)

12、集中精神，遵守有關(guān)安全操作規(guī)程。4、電（氣）焊操作人員應(yīng)持證上崗。5、注漿管路應(yīng)暢通，不得存有堵塞現(xiàn)象，避免漿液突然噴出傷人，注漿管路不使用時(shí)要及時(shí)注壓清水沖洗干凈。十、環(huán)保措施1、開挖及鉆孔出棄土應(yīng)及時(shí)清除運(yùn)走，保證現(xiàn)場(chǎng)清潔衛(wèi)生。2、運(yùn)輸車采用棚布覆蓋，防止落料對(duì)道路、環(huán)境造成污染。3、棄土場(chǎng)設(shè)置擋土墻，防止棄土隨著雨水流失對(duì)環(huán)境、附近水塘、農(nóng)田造成。4、壓漿所使用的壓漿機(jī)、輸漿管道和密封連接裝置必須符合壓漿工效和耐壓能力要求，輸漿管道必須具備足夠的耐壓強(qiáng)度需求，以防止在使用過(guò)程中損壞。5、對(duì)施工中產(chǎn)生的廢棄漿夜必需按照規(guī)定集中統(tǒng)一處理，嚴(yán)禁隨意排放污染環(huán)境。十一、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益分析采用預(yù)應(yīng)

13、力錨索、抗滑樁綜合方法對(duì)滑坡進(jìn)行治理，避免了單一方法的施工缺陷，不僅有效的保證了滑坡處理及預(yù)防的施工質(zhì)量，同時(shí)取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。由于預(yù)應(yīng)力錨索工藝的特點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)新穎、造價(jià)低、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，從根本上節(jié)省了大量設(shè)備、人員投入，經(jīng)濟(jì)效益顯著。利用較少的工程量實(shí)現(xiàn)大工程量的治理功效，在節(jié)省人力、物力、財(cái)力的同時(shí)，極大的提高了施工速度，贏得了良好的社會(huì)效益。十二、工程實(shí)例武廣客運(yùn)專線羅源洞滑坡采用抗滑樁及預(yù)應(yīng)力錨索錨錠板施工技術(shù)，取得了處治滑坡的成功經(jīng)驗(yàn)，本著“防治結(jié)合，以防為主”的滑坡處理原則，避免了施工及今后運(yùn)營(yíng)中發(fā)生較大規(guī)模的滑坡，對(duì)今后類似工程施工提供如下借鑒經(jīng)驗(yàn)： (1)對(duì)原地面較

14、陡且殘積層較厚，采用坡體人工固結(jié)（固化）或采用預(yù)應(yīng)力錨索錨固與增設(shè)碎落臺(tái)抗滑墻（樁）綜合處理措施。坡面防護(hù)采用植草防護(hù)。（見圖7）(2)對(duì)上臺(tái)階坡積層厚度為58m的邊坡，采取改緩最上一臺(tái)邊坡的坡比，并加大碎落平臺(tái)的寬度，并及時(shí)進(jìn)行坡面防護(hù)施工，同時(shí)理順整個(gè)邊坡的坡面排水系統(tǒng)，以避免頂部坡積層引發(fā)牽引式深層滑坡。對(duì)坡積層較厚的上臺(tái)邊坡，可采用在碎落臺(tái)上設(shè)置抗滑墻（樁），坡面防護(hù)采用掛網(wǎng)植草防護(hù)為宜。(3)根據(jù)實(shí)際開挖的泥巖邊坡泥巖的風(fēng)化程度，引以為改緩相應(yīng)的坡比，并及時(shí)進(jìn)行坡面防護(hù)及排水工程，坡面防護(hù)采用全坡面掛網(wǎng)噴錨為宜。(4)對(duì)路基上擋基坑的施工，采取跳槽式開挖，并及時(shí)支砌上擋防護(hù)工程。對(duì)風(fēng)化程度嚴(yán)重及邊坡較高地段，采取坡腳設(shè)抗滑擋或樁基擋墻。(3)根據(jù)實(shí)際開挖的泥巖邊坡泥巖的風(fēng)化程度，引以為改