排水+預應力錨索+ 抗滑樁+微型樁在滑坡變形體治理中的應用研究

戴逢璃

廣東惠清高速公路有限公司 廣東 廣州 510630

1 工程概況

（1）某隧道位于清遠市清新區北側，隧道穿越城區北側山地。變形體位于隧道清遠端洞口所在的山坡上，該變形體系下方取土開挖造成。變形體所在地區為低山地貌，北側山體海拔最高處達600m，場地原始地貌自坡腳往上方大約500m范圍內山坡坡度較緩，地面坡度12～15°，地層上部覆蓋厚度較大，下伏基巖強烈風化，再往上地形急劇變陡，強～中風化基巖裸露。經過10來年的取土開挖，原坡腳往山坡上方約200m范圍的巖土體被挖除，在坡中形成高25～40m高的陡坎，陡坎傾角60～80°，陡坎在橫向延伸約220m，在平面上呈弧形，陡坎邊緣地面標高52.0～74.0m，變形體主要位于陡坎上方，變形體范圍內地面高程在50～88m之間。

（2）根據本次地質調查，按巖性、地質年代和成因類型來劃分，場地地層可分為崩坡積的塊石、含碎石粉質黏土、粉質黏土和下伏泥盆系的泥質粉砂巖。因巖性有差異，場地下伏基巖風化不均勻，從陡坎往山坡上方，下伏基巖以強風化層為主，中夾薄層全風化層，全風化層真厚度1～2m左右。

（3）據區域地質資料及地質調查，滑坡變形體區砂巖巖層產狀150°～164°∠66°～71°，泥質粉砂巖巖層產狀190°∠62°。處多被第四系坡洪積覆蓋，未見有基巖出露附近無斷裂構造通過。

（4）隧址區地表水較發育，主要為隧址山體山谷中季節性小河及溪流，流向多自北向南，主要為隧道進口外的玄真漂流所在的溪流和洞身的太和洞森林公園內溪流，這兩處溪流常年有水，河床寬度15～30m，水量受大氣降水影響大，平常水深一般小于1m。地下水主要受大氣降水補給，山間溝谷內溪流和地下水隨季節變化互補。基巖裂隙水主要埋藏于基巖風化帶內，一般埋藏較深、水量貧乏～中等，一般無統一的地表水位面。受孔隙水、地表水及大氣降水補給[1]。

2 洞頂坡體的裂縫成因分析

隧道出口位于傾向南西山體斜坡坡腳，右洞位于人工開挖陡坎上，左洞位于陡坎邊緣。根據現場地質調查發現，該變形體目前可能處于極限平衡狀態，未產生明顯的滑動。坡體產生變形破壞的原因主要有自然因素和人為因素。

2.1 自然因素

①地層結構因素，山坡上的覆蓋層主要為崩坡積的塊石、含碎石粉質黏土和粉質黏土，厚度較大，土體結構較松散，遇水易軟化，其工程力學強度降低，在斜坡上易失穩；下伏基巖為全～強風化泥質粉砂巖，為極軟巖，巖體結構松散，強風化巖裂隙發育，巖層產狀順坡向，層面為明顯的軟弱結構面，特別夾在強風化巖層中的全風化層，為寬度較大的軟弱面，遇水易軟化，對邊坡的穩定性產生不利影響；②降水因素，清遠地區為降水頻繁發生地區，特別是在雨季，暴雨時有發生，變形體上方為山地地貌，匯水面積大，暴雨時，上方山體匯集的地表水滲入到變形體內，使變形體大量吸水，處于飽和狀態，土體重度增大，使得覆蓋層與風化基巖界面、全～強風化的基巖層面內的土體泥化，抗剪強度指標降低，減少了抗滑力，在重力作用下易產生變形破壞。

2.2 人為因素

①2002年開始開挖取土，2005年開始產生2道裂縫，先后取土長達10年之久，裂縫開始擴展增加，現已發展增至8道裂縫；變形體未取土前，坡體上未見裂縫及變形。②變形體下方因取土形成了高陡的人工邊坡，陡坎最大坡度達80°，最大高度達40m，該陡坎未采取過任何防護措施，陡坎削弱斜坡自然支承力，破壞了自然邊坡的邊界條件，致使巖體產生卸荷作用，巖層主要沿著陡傾角層面產生卸荷松弛，基巖頂部的層面朝坡體下方張開，導致地表產生拉裂縫。③為探明隧道洞口上部斜坡體上出現裂縫的原因，對卸荷變形體兩側的坡體進行調查，變形體兩側坡體覆蓋層厚度比變形體更大，但由于前緣并未開挖擾動，在坡體上并未發現裂縫及明顯變形，采用工程類比法分析， 在自然因素及工程地質條件類似情況下，僅工程原因為主控因素，由此可見工程開挖擾動是產生卸荷裂隙及變形的主要原因。

由此推斷裂縫產生的原因為：取土后山坡形成臨空面，削弱斜坡自然支承力，坡體順坡向巖層產生卸荷作用，風化巖層沿陡傾角層面產生拉裂，向坡體下部發生位移，導致地表產生裂縫，同時豐沛的雨水沿裂縫灌入巖土層，進一步侵蝕軟化軟弱夾層，使分散的裂隙有加大擴展的趨勢，但目前滑面并未貫通；但隧道施工將加劇對邊坡擾動，可能導致變形體中滑面貫通，誘發洞頂土體失穩。因此，洞口開挖前應對仰坡和兩側邊坡進行預加固處理[2]。

綜上所述，該邊坡目前雖然仍處在變形階段，尚未發生明顯的滑動，但邊坡基本處于極限平衡狀態，但在以上這些因素的綜合作用下，邊坡極易產生滑動。

3 洞頂坡體處治

結合變形體成因分析，采用排水+雙排抗滑樁+錨索框架梁+微型樁方案對滑坡變形體進行加固處理，具體方案如下：

（1）于變形體周界外設置截排水溝，完善排水措施，防止雨水對變形體進一步侵蝕，并用黏土封閉變形體上的拉裂縫，阻隔泄流通道。

（2）兩排抗滑樁處理。①第一排抗滑樁位于洞頂陡坡內側標高約4.9～12.3m平臺處，隧道右洞右側設置13根埋置式抗滑樁，抗滑樁橫截面長軸方向與坡向一致，樁徑2.0×3.0m，樁間距6.0m，隧道右洞洞身最近三根抗滑樁距洞身凈距5m。于隧道左、右洞之間設置5根埋置式抗滑樁，抗滑樁橫截面長軸方向與坡向一致，樁徑2.0×3.0m，樁間距5.5m，抗滑樁離隧道洞身安全距離均為5m。于隧道左洞左側外5m設置4根埋置式抗滑樁，抗滑樁橫截面長軸方向與坡向一致，樁徑2.0×3.0m，樁間距5.0m.②第二排抗滑樁設置于標高約82～84m的平臺處，抗滑樁共15根，抗滑樁橫截面長軸方向與坡向一致，樁徑2.0×3.0m，樁間距6.0m。

（3）洞頂采用微型樁與鋼架樁連接形成整體，加固洞頂土體，微型樁采用φ180mm鉆孔，鋼管直徑為φ140mm，鋼管樁采用品字形布設，間距1.8m，排距1.0m，樁頂采用連系梁連接。

（4）塹頂施作兩排長20m仰斜式排水孔，排水孔縱橫向間距6m，斜率均為10%。

（5）在開挖取土形成的陡坡上4φS15.2mm低預應力錨索框架梁，用于錨固穩定邊坡，防止邊坡上部土體繼續被牽引。

（6）滑體上共設置8個集水井，其中沿主滑方向共布設5個集水井，主滑方向兩側分布3個，集水井內設放射狀排水管收集地下水；每個集水井斷面為直徑3.0m，于距集水井底部高1.25m處采用套管鉆進，鉆孔直徑為150mm，斜率按10%～15%控制，并將套管留在鉆孔中，聯通8個集水井，將坡體內部水從坡腳引出，順暢排導；管外壁和進出口端包裹2層滲水土工布，用細鐵絲綁扎，防止堵塞。 集水井施工完后，采用透水性良好的砂礫石回填。

（7）為增加太和洞隧道洞口變形體穩定性，隧道口特大橋左右幅起點處各減一跨橋梁增設路基進行坡前反壓。

加固方案平面布置

4 施工注意事項

4.1 抗滑樁及坡面防護施工注意事項

（1）施工抗滑樁及坡面錨索時，可能開挖施工便道或者修建臨時輔助工程，必須減小臨時工程開挖對變形體的擾動。

（2）抗滑樁施工前須作好地表排水，抗滑樁的施工按跳樁施工的工序進行，跳樁間距不小于2根，待各樁身混凝土強度達到設計強度的75%以上時，再進行其他樁的開挖、澆注。

（3）錨索預應力施加應待錨墩混凝土及砂漿體達到設計強度后方可進行，錨索超張拉力為錨索設計拉力值的1.1倍，錨索張拉分兩次進行，按上、下次序進行第一次張拉，張拉力為設計張拉值的一半，必須待每根錨索張拉完第一次后，再依次按中、上、下次序進行第二次張拉，直到張拉噸位。每次張拉應分級進行，除第一級需要穩定20～30分鐘外，其余每一級需要穩定2～5分鐘，并分別記錄每一級鋼絞線的伸長量[3]。

4.2 鋼管微型樁施工注意事項

（1）鋼管樁樁頂與聯系梁鋼筋籠頂面齊平。

（2）聯系梁每10～15米設伸縮縫一道，伸縮縫采用瀝青麻絮填塞。

（3）采取在隧道洞頂采用微型樁與抗滑樁連接形成整體，加固洞頂土體。樁頂采用C25鋼筋砼聯系梁連接，聯系梁厚度為1.0m，鋼管樁鉆孔采用無水鉆進，宜間隔兩個孔施工，同時施工的兩個孔的距離不小于3.6m，每鉆完一孔應及時進行灌漿。

（4）聯系梁施工時應分段跳槽進行，每10～15米為一段，嚴禁拉通開挖后再澆筑混凝土,連系梁頂面原則上應置入地面線以下。

（5）鋼管每節長度一般為6～8m，若需接長，須采用內套管單面全熔焊透連接，焊接必須可靠，且滿足相關質量技術要求。

4.3 集水井施工注意事項

（1）U-PVC管上部（220°范圍）孔壁打孔，孔徑φ10mm，間距20cm，梅花形布置。管外壁和進口端包裹2層滲水土工布，用細鐵絲綁扎。

（2）孔口開挖后應作好鎖口，孔口以下分節開挖，每節開挖宜為0.5～2.0m，挖一節立即支護一節，并加強橫向支撐。挖孔時應采用鋼筋混凝土護壁，護壁混凝土應緊貼圍巖灌注，灌注前應清除孔壁上的松動石塊、浮土。

（3）為保證集水井周圍土體中水能夠順利進入集水井，在施工集水井鋼筋混凝土護壁時，采用分節開挖分節護壁，分節處采用麻絮充填并壓實，以保證周圍土體中水能順利進入集水井中。

4.4 加強工程監測

為及時掌握不穩定體的變形動態，為安全施工、科學及時避災提供依據，施工過程及施工后要加強地表位移、深部位移、錨索、錨桿應力、抗滑樁變形等監測工作。

5 結束語

（1）本邊坡治理工程從開工至完工，歷時幾個月，施工過程中及施工后經歷幾次暴雨考驗，監測結果證實邊坡變形極小，表明排水+雙排抗滑樁+錨索框架梁+微型樁方案有利于在地質條件復雜、同時受外部施工影響等不利情況下進行滑坡變形體治理。

（2）在實際工程中要根據實際地質條件、雨水充沛、水系是否發育、外部施工影響等因素綜合考慮選擇治理方案，在施工工作中選擇治理措施主要是改變邊坡現有或潛在不穩定狀態，使其達到穩定。

（3）為驗證治理方案的正確性，應重視施工勘察工作及施工期間的監測工作，及時根據反饋監測信息，確保治理方案能達到預期目的。