高边坡滑坡体加固防护技术探讨

2015-10-31陈石彦

建材与装饰 2015年26期

关键词：抗滑桩滑坡体张拉

陈石彦

（龙岩市公路工程处福建龙岩　364000）

高边坡滑坡体加固防护技术探讨

陈石彦

（龙岩市公路工程处福建龙岩364000）

预应力锚索在高强钢丝以及钻孔钢绞线作用下，固定在地层中，起到有效的加固及控制变形作用，保证线路施工顺利和运营时公路的畅通和安全进行工程治理。本文通过介绍普通公路省道西港线（S208）K52+318～K52+498段右侧高边坡防护加固工程高边坡滑坡体加固施工技术。

高边坡；滑坡加固；防护技术

引言

预应力锚索技术已成熟应用于各类地质灾害治理、边坡支护等工程中，但针对具体项目而言，施工各环节还应根据工程实际进行专题研究，以实现设计意图为前提，制定可行的施工方案。

1　工程概况

西港线K52+318～K52+498段右侧双洋滑坡位于漳平市双洋镇东南，距双洋镇约300m左右，由于在“公路先行工程”扩建时进行了大规模的公路路堑开挖、扩展工程的施工，继而致使在投入使用之后，该段边坡右侧出现坍塌事故，路基表现出隆起、变形、损坏，有趋于向河侧移动的趋势，最后发生河岸坍塌、河岸下部引水渠山侧渠壁损毁的问题。另外，山坡沿坡面发生裂缝，并发生下错，由于路基与坡体的变形与损坏，会直接危及到公路路基和运营安全，滑坡沿线路宽180m，垂直路长约96m，厚度约15m左右，滑动岩土约24万m3，属于中型顺层岩石滑坡。

2　高边坡滑坡体产生原因

（1）老滑坡的存在；是该段滑坡产生变形的地质基础，在条件许可时坡体中的薄弱面易于产生复活滑动。

（2）地下水的作用，表现在浸泡软化滑动面，降低坡体岩土的强度和在裂隙中形成静水压力等方面，影响边坡的稳定，在滑坡的形成以及滑动过程中，均产生明显的影响，路基山侧坡面有多处地下水露头和潮湿带。

（3）公路在滑坡体中前部的开挖减少了滑坡前部的荷载，导致老滑坡体失稳复活，是滑坡产生的直接诱发因素。

（4）在进行对路堑边坡开挖的过程中，由于整体已经受到损坏的坡体遭受到雨水侵蚀，更进一步破坏了其原有的稳定性；同时，河岸持续性的发生顶冲侧蚀亦是导致发生坍塌的一个重要原因；根据该边坡滑坡产生的特点，地质条件范围、规模及地形条件，经过方案比选和分析计算，为降低工程造价及减少开挖破坏山体，故对其边坡进行预应力锚索工程。

3　滑坡治理工程方案

3.1滑坡治理工程的原则

滑坡治理工程的设计使用年限不低于被保护的建（构）筑物的设计使用年限，采用综合防治和控制性防治相结合的原则。考虑滑坡区的工程地质条件及变形特征，结合现场实际情况和工程措施的可行性，设计力求科学化、信息化，同时建议滑坡治理与变形监测相结合。

3.2治理方案的比选

目前常用的滑坡治理措施有排水、支挡（抗滑挡墙、抗滑桩、预应力锚索等）、减载、反压、注浆等。排水分为地表排水和地下排水，其中地表排水是在滑坡后缘外侧设置截水沟、滑坡体上设分级排水沟、裂隙封填等措施，可有效地减少大气降水对滑坡体地下水的补充，防止对滑面的浸蚀软化；地下排水是在地表以下设置渗沟、渗水隧洞、渗井、垂直钻孔等措施，疏排滑体及滑带水，但地下排水施工难度大，维修困难。抗滑桩是依靠桩的强度、滑面以下锚固力以平衡滑面以上的滑坡推力，使得滑坡保持稳定，具有桩位灵活、施工方便、抵抗滑坡推力强、工期短、收效快的优势，在矿山工程和城建工程中得到广泛的使用，为滑坡治理防治工程中较常使用的一种支挡措施。

预应力锚索通过施加预应力，增加滑带的抵抗力，其具有变形小、布置灵活、节省投资等优点。预应力锚索桩是综合抗滑桩和预应力锚索的特点，可以大大降低抗滑桩的受力弯矩，使得桩身受力合理，降低工程量，进而降低工程造价。本滑坡工程滑体厚，下滑推力大，单纯采用抗滑桩治理，其受力体系是悬臂梁结构，根据初步计算，所需桩截面过大，锚固段过长。故综合考虑采用预应力锚索抗滑桩支挡结构为主、地表排水为辅的滑坡综合整治措施。

4　高边坡滑坡体加固防护技术

图1　锚索结构图

在预应力锚索施工中，主要内容包括施工准备、锚孔的钻凿、混凝土浇筑以及丰锚验收等诸多工作流程，其中最为重要的两个环节分别为锚孔成孔及锚孔注浆；锚孔孔径、孔深要求必须超过设计值，为确保锚孔直径，要求实际使用钻头直径必须超过设计孔径；且为保证锚孔深度，需要求实际钻孔深度超出设计深度的0.5m；锚杆注浆通过使用水灰比为0.4：0.5的水泥砂浆，其中锚固段遇土质或沙土状强风化岩层且富水时，需使用二次高压劈裂注浆法，以此来提升地层锚固力。

4.1钻孔

由于本工程锚索需要从桩之间土体（后排支护桩和建筑桩基）穿过，钻孔需按避让角度进行钻进，符合要求后把钻机牢固安装在作业平台上。本工程锚索较长，且土层湿度较大，采用一般的无水钻进时，高压风难以将土渣吹出，经现场试验，最后采用泥浆护壁成孔工艺。钻机配置1台泥浆泵、柴油机及传动装置，靠传动钻杆旋转和传动的推进力的作用下成孔，泥浆泵将泥浆通过钻杆和向孔内压，泥浆起到护壁及带出泥浆沿孔周边涌出的作用。锚索钻孔时，钻孔直径为220mm，孔间水平方向允许偏差为±10mm，垂直方向允许偏差为±50mm，钻孔倾斜允许偏差为3‰，孔深应超过锚索设计长度0.5～1.0m，终孔后清孔要彻底，并立即插入锚索灌浆。

4.2下料

材料均采用砂轮切割机切割，下料长度为：锚索设计长度+张拉承台高度+千斤顶长度+限位板厚度及张拉操作所需长度的总和。张拉操作余量，一般宜取150mm。

4.3组装

量出锚固段和自由段长度，并作好标记。将7根钢绞线插入导向帽内，与导向帽焊接连接。在锚固段范围内，架线环与紧箍环间隔100cm设置，自由段每隔100cm设置一道架线环以保证钢绞线顺直。

4.4安装

安装锚索前，要仔细核对锚索编号是否与钻孔编号一致，确认无误后对号装索。

4.5注浆

注浆是锚固质量好坏的关键性工序。注浆从孔底锚索注浆采用二次注浆，一次注浆注浆压力不小于0.5MPa，注浆管插至孔底，浆液由孔底注入，直至浆液从孔口溢出；二次注浆待一次注浆的浆液初凝后，再进行压力（劈裂）注浆，压力不小于1.5MPa。

4.6冠（腰）梁施工

同一排预应力锚杆施工完毕后，应在孔口位置筑浇混凝土强度为C30冠（腰）梁，分段施工，每段长度约20～30m。冠（腰）梁的施工流程为：基槽开挖→凿除桩顶松散层（80cm）→钢筋绑扎→模板安装→混凝土浇筑→混凝土养护→模板拆除。腰梁的施工流程为：土方开挖至腰梁下30～50cm→凿除桩周松散层→植筋进入灌注桩→钢筋绑扎→模板安装→混凝土浇筑→混凝土养护→模板拆除。冠（腰）梁钢筋绑扎时，需埋设φ200钢管，以便锚索通过。

4.7预应力张拉及拉拔试验

待锚索锚固体及冠（腰）梁强度达到70%设计强度（腰梁约7d）后方可进行张拉锁定，张拉方式采用整体张拉法。预应力锚索张拉：锚索设计荷载400～850kN，先用千斤顶施加第一级0.2倍锁定值，以消除锚索的松弛，并以此拉伸读数为基准点；然后以44kN/min左右的加载速率继续进行4级均匀加载，分级总荷载分别为0.275倍锁定值、0.55倍锁定值、0.825倍锁定值、1.1倍锁定值。每级荷载需稳压5min，若实际伸长值大于计算伸长值的10%或小于5%时，应暂停张拉，查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉；总张拉力为预应力锁定值×1.1倍，而不是预应力锁定值。锚索张拉应在冠梁或腰梁达到设计强度和内锚固段浆液抗压强度达到20MPa后（7d龄期）。

锚索基本试验：锚索施工前应选择相同地层进行拉拔试验，试验孔数不少于3孔，以验证锚固段的设计指标，确定施工工艺及参数，要求单孔7束张拉力不小于1980kN。试验采用JTMV1800型锚索测力计和609B型振弦式读数仪。

锚索验收试验：验收试验的锚索数量不得少于总数的5%，且不少于3根，验收试验的锚索应随机抽样，试验荷载取值为990kN。验收合格标准为：拉力型锚索在最大试验荷载下所测得的总位移量，应超过该荷载下杆体自由段长度理论弹性伸长值的80%，且小于杆体自由段长度与1/2锚固段长度之和的理论弹性伸长值；同时要求在最后一级荷载作用下1～10min锚杆蠕变量不大于1.0mm，如超过，则6～60min内锚杆蠕变量不大于2.0mm。锚杆锁定后若经监测发现明显的预应力损失，应进行补偿张拉。

4.8封锚

锚索验收试验合格后，可以封锚。封锚前用手动砂轮切断外露过长的钢绞线，保留3～5cm，然后用C20混凝土封好外锚头。