以紫云互通边坡施工为例分析其滑坡成因

2011-12-30杨宏

中国新技术新产品 2011年3期

关键词：锚孔紫云坡体

杨宏

（贵州省公路工程集团有限公司，贵州贵阳 550008）

以紫云互通边坡施工为例分析其滑坡成因

杨宏

（贵州省公路工程集团有限公司，贵州贵阳 550008）

本文针对贵州省惠兴高速公路惠镇段第七合同段紫云互通BK0 + 210～BK0 + 670边坡滑塌处理实例措施,并分析了滑坡成因、施工技术。为今后类似工程作参考、借鉴。

公路边坡；滑塌处理；施工技术

1 工程实例

贵州省惠兴高速公路惠镇第七合同段紫云互通BK0+210～BK0+670段左侧高边坡位于紫云县城西侧、关阳大桥后。该路堑边坡原设计最高六阶，坡体构成主要以残坡积层及强风化粉砂岩为主，该边坡开挖完成后发生滑塌，边坡后缘下错，最大错距可达2m；第一至第六阶坡面产生明显裂缝，裂缝延伸长度约5m～10m，宽约5cm～20cm，可见深度约30cm～80cm；大桩号方向坡脚出现明显的鼓胀拱起，高度约30cm～50cm。

2 滑坡成因分析

2.1 岩土体特征

边坡开挖后揭示坡体主要以碎块状强风化粉砂岩为主，岩体破碎，节理裂隙发育，局部为顺坡向裂隙，裂隙面局部碳化明显；局部夹有厚度约3cm～5cm的泥岩、页岩风化而成的饱和黏性土。二者的相互贯通而形成相对的软弱结构面，坡体的整体结构较为松散，抗剪强度低，透水性较好。

2.2 人类工程活动

路堑边坡的开挖形成高陡临空面，破坏了边坡土体的原有平衡状态，降低了坡体的抗滑能力，同时为边坡的变形提供了足够的空间，从而由前部向后牵引形成滑动，导致坡顶开裂、边坡失稳。

3 处理方案

通过现场调查、地质补充勘察资料，并经专家多次论证，确定处理方案为：

1) 首先在坡脚处进行堆载反压，防止坡体继续向下滑动，然后对坡体滑塌部分土体进行卸载刷坡，刷坡完成后对相对松散的坡面采用小导管注浆固结土体。

2) 边坡第二阶坡面采用锚索抗滑桩加固，桩水平间距6m，截面尺寸为2m×2.5m，桩长为16m～21m ，桩高出第一阶平台2m(与第二阶坡面紧贴) ，距桩顶1.75m处预留一孔预应力锚索孔(预留，暂不施打锚索) ，距桩顶0.75m处设置一排两孔锚索，锚索采用拉压复合型锚索，锚索长22m～26m ，锚固段长均为10m，单孔设计拉力为900kN。

3) 在边坡第二阶～第六阶采用预应力锚索框架加固。锚索框架宽6m ，高8m ，每片框架设4孔锚索，预应力锚索单孔设计拉力均为900kN。

4) 在边坡第一阶坡脚处设置3m 高护脚墙，护脚墙高3m ，顶宽1.5m。其余坡面视坡率及地质条件分别采用拱形骨架、植草等措施进行防护。

4 施工技术及措施

施工中的关键和难点工序是抗滑桩和锚索框架施工，下面进行重点介绍。

4.1 抗滑桩施工

4.1.1 桩孔开挖

1) 土质开挖采用短镐、铲、锹人工开挖，箩筐装土渣，卷扬机起吊出渣。

2) 孤石或基岩，进行爆破施工；在滑动面以下土质坚硬的地方，为加快施工进度，也进行爆破松土，爆破时要注意孔眼布置和装药量。

3) 采用20 cm 厚的现浇钢筋混凝土护壁作为开挖支护，每节开挖深度为0.8m～1.0m，当上节混凝土护壁浇灌后，经过一段时间(根据气温、土质与混凝土设计强度而定) 即可拆除模板及横撑，继续下挖，护壁的混凝土灌注使上下节连成整体。下送混凝土时做好对称和四周均匀捣固，防止模板偏移。

4.1.2 灌注桩身混凝土

1) 核对断面尺寸及桩底长度资料，放出桩底十字线。

2) 钢筋绑扎定位:绑扎钢筋采用单根钢筋放到井下定位绑扎，主筋的纵向连接采用直螺纹机械连接，钢筋绑扎完成后，其与护壁的间距应以混凝土块楔紧以保证混凝土的保护层厚度准确。

3) 灌注桩身混凝土:将搅拌机置于井口，以串筒漏斗将混凝土传送至井中，采用振捣棒将混凝土捣固密实。

4.2 锚索框架施工

预应力锚索施工主要包括施工准备、锚孔钻造、锚筋制安、锚孔注浆、混凝土结构钢筋制安、混凝土浇灌、锚孔张拉锁定和验收封锚等工作流程。其中有两个主要环节：1) 锚孔成孔；2) 锚孔注浆。锚孔成孔的技术关键是如何防止塌孔、卡钻，主要是使用套管及水泥浆造壁；注浆的技术关键是如何将孔底的空气、岩(土)沉渣和地下水体排出孔外，保证注浆饱满密实。

4.2.1 锚孔钻造

按照设计桩号采用拉线尺量，结合水准测量进行放线，并用铁钎和油漆标记准确定位锚孔位置。钻机严格按照设计孔位、倾角和方位准确就位，采用测角量具控制角度，钻机导轨倾角误差不超过±1°，方位误差不超过±2°。锚索成孔应根据地层选用相应的钻机，且钻进过程中严禁开水冲钻及冲洗孔壁，同时严格控制钻进速度，防止钻孔偏斜、扭曲或变径。钻孔孔径、孔深不得小于设计值，并超钻50cm ，钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻3min～5min，防止孔底尖灭，同时，及时进行锚孔清理。钻进过程中若遇到塌孔，应立即停钻，并采用注浆固壁处理，24h后重新钻进，或采用跟管钻进工艺。锚孔钻造结束后，使用高压空气将孔中岩(土) 粉及水全部清除出孔外，然后进行锚筋体安装。

4.2.2 锚筋制安

锚筋下料应整齐准确，误差不大于±50mm，预留张拉段钢绞线长度1.5m。钢绞线一律采用机械切割下料。挤压头的组装，挤压套、挤压簧安装准确，挤压顶推进应均匀充分，施工中严格控制钢绞线挤压套挤压工艺，并抽样3%进行检测，确保单根挤压强度不低于200kN。组装承载体时应定位准确，挤压套通过螺栓在承载体和限位片之间栓接牢固。架线环间距为1.0m～1.5m ，应准确定位、绑接牢固，锚孔孔口位置必须设置一个架线环。注浆管穿索安装准确定位，绑扎结实牢固，应伸入导向帽5cm～10cm。导向帽可点焊固定于最前端承载板上，并应留有溢浆孔，保证孔底返浆。所有的钢质部分均应均匀涂刷防腐油漆。

4.2.3 锚孔注浆

锚索注浆采用水灰比0.4～0.5的纯水泥浆，其中锚固段遇土质或砂土状强风化岩层且富水时应采用二次高压劈裂注浆法来提高地层锚固力。锚孔注浆采用孔底返浆方法(注浆压力一般为2.0MPa左右)，直至孔口溢出新鲜浆液，严禁抽拔注浆管或孔口注浆；如发现孔口浆面回落，应在30min内进行孔底压注补浆2次～3次，确保孔口浆体充满。锚孔钻造完成后应及时进行锚筋体安装和锚孔注浆，原则上不得超过24h。当采用二次劈裂注浆提高地层锚固力时，以浆体强度控制开始劈注时间(一次注浆体强度为5MPa)，需在二次注浆管的锚固段内设花孔和封塞，二次注浆的高压注浆管应采用镀锌铁管或钢管。注浆材料加入聚丙烯腈纤维(PAN)，掺入量为1.8kg/m3～2.0kg/m3(纤维抗拉强度不小于700MPa) 。

4.2.4 锚筋张拉锁定

在注浆浆体与台座混凝土强度达到设计强度的80%以上时，进行张拉锁定作业。锚斜托台座的承压面应平整，并与锚筋的轴线方向垂直。锚具安装应与锚垫板和千斤顶密贴对中，千斤顶轴线与锚孔及锚筋体同轴一线，确保承载均匀。锚筋的张拉必须采用专用设备，设备在张拉作业前应进行标定，锚具、夹片等检验合格后方可使用。锚索正式张拉前，应取10%～20%的设计张拉荷载，对其预张拉1次～2次，使其各部位接触紧密，钢绞线完全平直。