某高邊坡預應力錨索抗滑樁加固優化研究

郭雄

（福建省交通建設工程監理咨詢有限公司）

某高邊坡預應力錨索抗滑樁加固優化研究

郭雄

（福建省交通建設工程監理咨詢有限公司）

目前我國已經成為世界上大規模資源開發的國家，經濟建設的快速發展使得大量高速公路、一級和二級公路不斷涌現出來，高速公路憑借自身的安全、快速、舒適等優點在我國交通運輸領域中受到了人們的普遍歡迎。本文在這種背景下，在實際工程背景下，對某高邊坡預應力錨索抗滑樁的加固與優化技術進行了深入的分析，以期為同行業人士的研究提供一些借鑒。

高邊坡；預應力錨索；抗滑樁；加固

近年來隨著我國社會經濟的不斷發展，交通運輸行業也得到了高速的發展，但是高速公路在發展的過程中也存在很多問題，本文在這樣的背景下結合工程實例，對邊坡預應力錨索抗滑樁的加固與優化措施進行了分析。

1　工程實例

場區屬于某高速公路某標段，滑坡點位于ZK140+310～ Z140+550左側邊坡，邊坡原設計為三級，最高約26m，原設計一級坡率為1：0.75～1：1.25，二級坡率為1：1.10～1：1.25，三級坡率為1：1.25，采用普通擋墻加坡面植草防護。

坡體于2012年9月開挖施工，10月上旬開挖至第二級時，ZK140+520處第二級坡面附近出現溜塌，該塌方長約30m，寬約20m，厚約2m，于2013年1月對滑塌進行了清理。2013年2月底受強降雨影響，該段邊坡坡體后側便道水泥路面出現縱向長約5m，寬約2～3cm的裂縫，坡面可見斷續的剪切裂縫。根據設計院對該段邊坡進行補充勘察發現，ZK140+330～ZK140+560段邊坡坡積碎石土層較厚，顏色雜亂，地質較為復雜，且坡面有地下水滲出，滑坡體主軸長約190m，寬度約160m，平均深度約25m，滑體約52萬m3，處于擠壓蠕動階段（見圖1）。

圖1　ZK140+310～Z140+550段滑坡全貌

為確保邊坡穩定，經四方確定采用預應力錨索抗滑樁防護形式進行加固。

2　預應力錨索抗滑樁加固機理簡述

與單獨的抗滑樁結構相比，預應力錨索抗滑樁加固技術主要在原普通抗滑樁頂部設置了一孔或多孔，通過這種方式實現錨索復合支擋結構，不僅減少了成本，同時原普通抗滑樁的加固性能也得到了極大的提高。這種新技術最突出的特點就是實現梁柱結構的改變，進而使樁身本身的受力性能得到改善，使其受力機理與實際計算相符合（預應力錨索抗滑樁設計計算情況見圖2），同時對滑坡土起到了加固的效果，保證滑坡體的長期穩定。由于這種新型支擋結構具有材料消耗少，造價費用較低，且加固效果好等優點，目前在很多滑坡體治理工程中得到了廣泛的應用。

圖2　預應力錨索抗滑樁設計計算簡圖

2.1預應力錨索受力分析

通常情況下，預應力錨索可以分成拉力型預應力錨索等多種類型，其中拉力型預應力錨索是使用范圍最廣的一種，它主要由錨頭、錨固段等部分裝置構成（裝置結構圖見圖3）。

圖3　拉力型預應力錨索受力圖

2.2抗滑樁加固機理分析

與其它樁基相類似，抗滑樁主要承受的是水平的荷載作用，其承受的外力主要有兩部分，其中一部分是樁后土體存在的滑坡推力，而另一部分為樁前的土體抗力。由此來看，對樁前后滑坡推力的大小進行確定尤為重要，通常情況下可以通過兩種方法進行計算：①先將整個截面上存在的滑坡總體推力計算出來，然后與不同截面上的滑體厚度相結合對每延米的推力進行分配；②先將整個截面劃分成不同且平行的分段，然后對各平行段的推力進行計算，將計算結果相加就能得到總的推力。從總體上來看，抗滑樁主要跟是樁與周圍土體之間產生的共同作用，將滑坡體推力傳遞到穩定巖層中，通過穩定巖層的錨固作用以及抗力對滑坡體的推力進行平衡（其工作機理見圖4）。

圖4　抗滑樁工作機理

3　抗滑樁工程施工工藝分析

3.1施工工序

進行樁孔開挖并對護壁進行及時澆筑→吊裝或者進行孔內綁扎鋼筋骨→對超聲監管管進行埋設→澆筑混凝土→對樁身的完整性進行檢測。

一般來說，樁坑開挖應按照跳二挖一、從兩側向中間的順序進行施工，這樣可以使坡體結構的擾動破壞作用得到減少（施工后的預應力錨索抗滑樁如圖5）。

圖5　施工后的預應力錨索抗滑樁示意圖

3.2施工要點

3.2.1施工前的準備工作

測量人員應該結合控制點將樁位控制點放出，由監理工程師認可之后測量控制點才能得到使用，并在各控制點設置標志，在施工過程中應定期對各控制點進行閉合檢查，如果有異常情況出現應及時對其進行糾正。樁位施工的高程應該將設計圖紙作為標準，第一階護壁上沿標高就是樁孔深度的零點，然后按照下面的順序對樁位進行控制：樁定點→對第一階進行開挖及護壁混凝土澆筑→定出樁心控制線，沿著樁心垂直的方向將中心控制線引出來，并相應的做出標記，以便后續施工時可以通過標記對樁心軸線進行控制。

3.2.2人工開挖成孔

樁孔應按照從上到下的順序進行逐階的施工，然后進行上階的護壁混凝土澆筑，保證其強度之后才能進行下一階的護壁開挖。

（1）樁孔開挖

人工開挖是樁孔開挖的主要施工方式，并將電動和氣動工具作為輔助性機械，如果樁內地層相對軟弱，可以對風鉆等設備進行使用。進行孔內施工時，應在孔口四周對安全防護欄桿進行設置，在起吊重物的過程中，井下的施工人員一定要適當躲避，并發出起吊聯系信號。對使用軸流鼓風機進行送風，隨時對井下的二氧化碳、瓦斯等含量進行監測，在開挖的過程中，如果發現井內有滲水現象，應一邊排水一邊施工，在孔口搭建雨棚，以便可以在雨天正常施工，保證施工的連續進行。在成孔之前還要進行地質驗槽，如果發現與設計勘察資料存在不相符的現象，應及時與設計人員取得聯系，以便可以展開動態的設計與施工。

（2）護壁鋼筋安裝

抗滑樁需要隨開挖隨護壁，在施工過程中護壁的結構通常為斜階形，每一階完成開挖之后，應由施工人員對是否達到設計要求進行檢查，然后安裝護壁鋼筋。一般來說，護壁鋼筋都是在施工現場進行集中操作的，將單根鋼筋彎折成型之后將其搬至樁孔中，并進行電弧焊搭接。

（3）安裝模板及護壁混凝土澆筑

完成護壁鋼筋安裝以后應由監理員進行檢查，待檢查合格之后才能展開護壁模板安裝。使用鋼模板拼制成模板，用插銷連接，并用鋼管橫撐進行加固，這樣就可以對樁孔尺寸符合設計要求進行保證。

3.2.3樁身鋼筋籠制作

成孔完成之后應由監理人員與設計人員對其進行質量檢查，待檢查合格之后才能展開后續施工。因為抗滑樁工程中需要加工的鋼筋數量相對較大，同時在現場對專門鋼筋進行布置，進行集中的加工。焊接時還要在孔內搭設工作平臺，由現場指揮人員對井內外的施工進行統一的指揮。

3.3施工中可能遇到問題及處理方法

3.3.1抗滑樁孔內涌水處理

因為地下水比較豐富，在開挖過程中地下水可能會向孔內滲流，這時如果水量不大可以用水桶提水進行處理，如果水量較大，應該利用潛水泵進行排水，并在涌水段加大力量開挖，使用高強度的混凝土，對孔壁的穩定進行保證。

3.3.2樁井壁坍塌處理

如果樁井開挖到滑動帶附近，樁井圍巖容易出現坍塌的現象，這時應該采用緊跟護壁、小段挖、多次循環的開挖方式，在有裂縫出現的護壁面打入鋼釬，對井壁進行加固。另外，如果在小段開挖過程中遇到局部坍塌的現象，應及時通過壓砂包、打鋼釬的方式防止坍塌面積擴大。

3.3.3預應力錨索的主要問題及處理

預應力錨索技術的發展現在已經相對成熟，在很多領域中都有應用，尤其是邊坡加固領域中的應用更為廣泛，但是在施工過程中經常會遇到一些問題，例如預應力衰減、鋼絞線腐蝕等，如果在施工過程中遇到這些問題，應與施工實際情況相結合，采取合適的方式對其進行解決。

4　結束語

（1）本文滑坡治理工程案例運用預應力錨索抗滑樁加固方案，自施工完成至今已經歷兩三年的雨季、臺風季節考驗，滑坡體及周圍未出現新的變形和裂縫跡象，達到了“一次根治、安全穩妥、施工簡便、經濟合理”的目的。

（2）預應力錨索抗滑樁支護的結構形式與受力都非常合理，抗滑樁樁身插入穩定層后，在錨索的作用下樁身內力在一定程度上大大降低，將其材料強度充分發揮出來，極大地提高邊坡的穩定性，現在已經在工程中得到了廣泛的應用。

本文在具體的工程背景下，從預應力錨索抗滑樁加固機理、抗滑樁工程施工工藝兩方面，對高邊坡預應力錨索抗滑樁的加固優化展開了一系列的分析與研究，供大家參考。

[1]梁俊勛，盧玉南，許英姿.豎向預應力錨索抗滑樁的優化設計[J].工程勘察，2010（1）：529～533.

[2]楚小剛，王引生.大型厚層滑坡多錨點預應力錨索抗滑樁的優化設計[J].施工技術，2011（1）：98～100.

[3]陶連金，沈小輝，王開源，魏云杰，王文沛.某大型高速公路滑坡穩定性分析及錨樁加固的模擬研究[J].工程地質學報，2012（2）：259～265.

[4]杜紅亮，董新章.預應力錨索抗滑樁加固高邊坡滑坡施工技術[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2012（2）：188～190.

U416.14

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1673-0038（2015）22-0238-03

2015-5-16