錨索抗滑樁滑坡治理效果分析

郭東紅

（山西交通科學研究院集團有限公司，山西 太原 030006）

引言

在高速公路建設過程中，由于大量的開挖破壞了邊坡土體的天然平衡，容易引發滑坡等地質災害。邊坡滑坡不僅會對道路結構產生破壞，還會造成人員、財產損失[1]。因此，在公路邊坡施工過程中，首先要做好前期的勘察設計，進行嚴格的邊坡穩定性分析，科學合理地做好邊坡防護，有效預防滑坡，減少不必要的經濟損失。在邊坡防護工程施工完成后，對滑坡治理效果進行分析，確定邊坡土體是否存在滑動的危險，也可作為驗證邊坡防護方案合理性的主要依據[2]。

1 錨索抗滑樁滑坡治理方案

1.1 工程概況

陽泉至左權高速公路全長91.25 km，設計采用雙向四車道，設計車速80 km/h，路基設計寬度24.5 m。高速公路全線穿越河谷、基巖裸露中高山，地質條件復雜。沿線海拔最高為1 552.2 m，最低為659.8 m，高低起伏大。高速公路沿線邊坡存在一個中型滑坡體，體積約為41.8×104m3，滑動面最大埋深約為21 m，滑坡推力較大，采用一般的支擋結構無法保證滑坡體的穩定。為了控制滑坡體滑動變形，采用錨索抗滑樁進行滑動坡體治理，并設置仰斜排水孔排除邊坡內部水體。邊坡所在區域地形復雜多變，主要地貌構造為剝蝕中低山、河谷及沖溝。該邊坡東部臨近河谷，坡體沿線分布有沖溝和剝蝕的低山。邊坡坡體地表有大量灌木，地表有較厚的腐殖質土層。邊坡坡面上部較陡，下部坡度稍緩。由于邊坡開挖和局部坍塌的影響，坡體表面凹凸不平，局部堆積有塌滑物。

1.2 錨索抗滑樁滑坡治理設計方案

錨索抗滑樁設計樁長為25 ～29 m，樁徑為2.4 m×3.5 m，抗滑樁間距為6 m，錨索分兩排設置，排間距為1.5 m，豎向傾角為24 ～30°，共設9 束錨索。抗滑樁樁體采用C30 鋼筋混凝土結構，彈性模量為Ew=3×107kN/m2。錨索選用15.2 型鋼絞線，錨固段長度不得少于12 m。設計滑坡推力為1 612 kN/m，呈梯形分布，抗滑樁設計位置滑面傾角α=10.9°，設計樁前抗力為562 kN/m。為排除滑坡體內部的水體，在抗滑樁之間設仰斜排水孔，仰角＞6°，布置間距為7 ～13 m，每根仰斜排水孔長35 m。

2 滑坡體監測方案

為了檢測錨索抗滑樁對滑坡體的治理效果，選取有代表性的位置布置測試元件及監測點，進行定期觀測，掌握錨索抗滑樁的工作狀態和邊坡滑坡的發展動態[3]。監測項目包括變形監測和受力監測[4-5]，其中受力監測主要是對錨索索力監測，通過在錨索上部布置振弦式錨索測力計進行測試。變形監測主要包括抗滑樁監測和深層位移監測兩項，抗滑樁監測是在抗滑樁樁頂布置測點，使用全站儀觀測樁頂位移；深層位移監測是在邊坡內部、沿主滑動方向的關鍵位置布置測點，使用鉆孔測斜儀監測深層位移變化情況。

結合施工現場實際情況，分別在坡體中設置3個測斜孔，記為S1，S2，S3。樁頂位移監測點布置在抗滑樁的樁頂，共布設10 個測點，每個樁頂布置一個測點。布設10 個錨索索力監測測點，每個測點布置一個YH-M150B 型振弦式錨索測力計，分別布置在每個錨索抗滑樁的其中一束錨索上。

3 滑坡治理效果分析

3.1 錨索抗滑樁錨索索力監測

錨索抗滑樁施工完成后，錨索索力初次測量是在錨索張拉時，選取6#、11#和14#抗滑樁內的3條有代表性的錨索作為監測對象，3 個監測點分別記為SL6，SL11，SL14，進行錨索索力監測，錨索索力測力計測試結果見圖1。

圖1 錨索索力隨時間變化曲線

由圖1 可得，錨索在張拉鎖定后還需經歷一個應力調整過程，逐步達到穩定狀態。隨著時間的增長，錨索索力并沒有發生明顯變化，在考慮監測儀器和其他因素的影響下，可認為錨索索力變化很小（SL14），甚至基本沒有發生變化（SL6，SL11）。結果表明，在錨索張拉后，錨索索力基本保持在初始受力狀態，說明錨索抗滑樁有效遏制了邊坡滑動變形，可以保證邊坡穩定，支擋作用效果良好。

3.2 錨索抗滑樁樁頂位移監測

在錨索抗滑樁施工完成后，在每根抗滑樁頂部布設一個測點，對樁頂位移進行監測。選取其中6#和14#兩個有代表性抗滑樁作為研究對象，分別對順滑向累積位移X和垂直滑向累積位移Y進行監測，繪制樁頂位移變化曲線見圖2、圖3，其中X以滑坡滑動方向為正，Y以垂直向下方向為正。

圖2 6#抗滑樁樁頂位移隨時間變化曲線

圖3 14#抗滑樁樁頂位移隨時間變化曲線

由圖2、圖3 得出，抗滑樁順滑向累積位移X最大值為6.2 mm，垂直滑向累積位移Y最大值為4.7 mm，并且隨時間的增加位移值沒有隨時間增長的趨勢。完工后2 個月內抗滑樁順滑向累積位移X和垂直滑向累積位移Y基本保持不變，變形達到穩定狀態，說明采用錨索抗滑樁治理后邊坡滑動變形得到了有效控制，邊坡結構安全穩定，支護效果良好。

3.3 滑坡體深孔位移監測

為了監測滑坡體深孔位移，在坡體中設置的3個測斜孔S1，S2，S3 中布設鉆孔測斜儀，收集深層位移監測變形數據。選取測斜孔S2為研究對象，繪制測斜孔S2 不同深度X 方向累積位移變化曲線，如圖4 所示，其中X 方向累積位移以滑坡滑向方向為正。

圖4 測斜孔S2 不同深度X 方向累積位移變化曲線

由圖4 可得，錨索抗滑樁在施工完成后，經過半年的監測，測斜孔不同深度累積位移變化最大值為4.9 mm，根據《公路橋涵地基與基礎設計規范》（JTG 3363—2019）中的相關規定，當變形速率不大于0.1 mm/d 時，可認為變形穩定。因此，可以認為采用錨索抗滑樁處理后滑坡體處于安全穩定狀態，說明支擋結構滿足設計要求，達到了預期效果。

4 結語

結合高速公路滑坡治理案例，采取錨索抗滑樁對滑坡體進行治理，并布置測點對滑坡治理效果進行分析，得出結論：（1）錨索索力監測結果表明，在經過一定時間的應力調整過程，達到了一個穩定狀態，且錨索索力變化量較小，說明錨索抗滑樁有效遏制了邊坡滑動變形，邊坡坡體穩定。（2）抗滑樁樁頂位移監測結果表明，在完工后兩個月內抗滑樁順滑向累積位移X和垂直滑向累積位移Y基本保持不變，邊坡結構安全穩定，支護效果良好。（3）滑坡體深孔位移監測結果表明，半年內測斜孔內深孔位移變化最大值為4.9 mm，變形速度低于《公路橋涵地基與基礎設計規范》（JTG 3363—2019）要求的0.1 mm/d，說明滑坡體安全穩定，錨索抗滑樁支擋結構達到了預期效果。