预应力锚索格构技术在边坡滑坡治理中的应用

叶刚

摘 要：预应力锚索格构是岩质边坡最有效的加固手段之一，该结构是将钢筋混凝土框架与预应力锚索两种可单独使用的构件组合在一起，形成一种新型的支挡结构，通过预应力锚索、框架和边坡岩土体的相互作用，来承担边坡变形所产生的外力，使边坡保持稳定。本文以湖北随县某边坡作为工程背景，主要介绍预应力锚索格构体系在滑坡治理中的实际应用，并对施工中相关问题进行了分析和探讨。

关键词：预应力锚索；格构；边坡；滑坡治理

1 工程背景

工程位于湖北随县境内，地理位置：东经113°11′49.8″，北纬32°20′44.4″；坐标：X3582307，Y19706856。滑坡区属构造剥蚀低山丘陵地貌，滑坡体处于残丘之上，残丘坡顶浑圆，残丘面积约6000m2，平均高程约220m，残丘四周为山谷冲、堆积的平坦区。2012年，由于建房开挖残丘，使残丘北面和东面经形成陡坡，整体坡度35°，局部40～50°，这为滑坡的发育提供了有利的地形条件。

滑坡滑体物质组成主要为全风化、强风化的片麻岩及少量的含碎石粉质粘土、粉质粘土夹碎块石等；滑带为灰白色或灰绿色粉质粘土含碎石，其间偶见有片状剪裂面，局部可见有斜向擦痕褐色薄膜，滑带主要沿一逆掩断层面发育；滑床主要为中风化片麻岩和强风化片麻岩。

滑坡主要危及坡下30户新建房屋、宾馆和坡上自来水厂、通信电缆和高压线路，直接经济损失约696万元，间接影响当地居民的生产、生活用水和居民商户的生命财产安全。治理工作迫在眉睫。

2 治理方案的选定

针对滑坡地质环境特征、变形滑动的成因机理、现场施工条件等考虑，具有技术可行性的治理方案有：格构锚索护坡、削方减载、抗滑桩支挡等主要工程措施，均可达到防止滑坡体进一步变形破坏，保护周边建筑物及人员的生命财产安全的目的。

滑坡体顶部即为当地水厂，其承担着供应城镇居民生活用水的重要功能，暂无搬迁的可能，而削坡减载工程按稳定坡率削坡，需破坏水厂的水塔及厂区部分建筑物，故削坡减载无施工可行性。

勘查资料显示滑坡体滑床为强-中风化片麻岩，尤其是中风化片麻岩岩体完整性较好，抗滑桩桩体开挖需要爆破，影响坡脚居民楼的正常使用。此外，抗滑桩施工为尽可能减小对滑坡体的扰动，需跳桩开挖，施工进度较慢。综合考虑施工安全、施工进度及应急治理工程的紧迫性，本治理工程方案排除抗滑桩支挡。

格构锚索施工主要利用现有岩土体自身强度，通过深层加固，主动控制岩土体的稳定性，可节省大量工程材料；不需要很大的作业空间，且施工进度快，对周围环境影响小。在滑坡体变形剧烈，雨季即将到来的前提下，是治理滑坡技术可行、经济可行、施工优选的最佳方案。故本治理工程设计选择预应力锚索格构（框架）护坡形式作为防治方案。

3 工程治理方案

本次应急治理工程设计主要依据现场调查情况及实地勘查报告，对拟定防治方案及工程措施如下：（1）坡面整形工程。对滑坡体区域进行40°削坡清理，便于格构工程施工。（2）锚索格构工程。为防止滑坡体继续变形危害坡顶水厂建筑结构，在滑坡体主变形坡面上设计锚索格构工程，阻止滑坡体进一步变形。锚索采用压力分散型预应力锚索，锚索锚固段穿过滑带进入滑床深度至少大于8m。（3）排水工程。在滑坡体后缘及侧缘稳定区域设计截排水沟将坡面汇流排除滑坡体外，减少降雨入渗对滑坡体的影响作用。

4 施工技术措施

4.1 钻孔

钻孔孔径φ130mm，锚索孔水平间距3.0m，垂直间距3.0m，倾角35°。由于地层比较松散，在钻进过程中，必须跟管钻进，干钻成孔，严禁水钻。

4.2 编制锚索

钢绞线采用7Φ15.2高强度低松弛钢绞线，强度级别为1860MPa。设计锚索长度分M1型：22m×15根，M2型：20m×30根和M3型：15m×15根，锚固长度均为5m，总计60根。下料时应考虑加千斤顶张拉时的工作长度，并应考虑格构梁等使用长度，施工时考虑取1.5m。编制锚索总长=锚固长度+自由段长度+1.5m。下料时，只能用电砂轮切割。钢绞线编束时，应加设分离器及紧箍环将钢绞线束分开，锚固段每隔2m设置一个对中支架，每隔2m设置一个束线环。压浆管与钢绞线之间用隔离支架分离。

4.3 安放锚索

编制完成并经监理工程师验收合格后的锚索，安放时按型对应孔号进行。由人工抬到孔口，确保孔内清洁无积水和岩屑，从孔口平顺下入孔内。

4.4 注浆

本工程采用42.5MPa普通硅酸水泥配制纯水泥砂浆。要求水灰比不大于0.45，浆液结石28天强度达到M30。

4.5 格构梁施工

格构梁钢筋配筋为上下部纵筋分别选用4Φ14和4Φ20的II级螺纹筋，边梁上、下部纵筋均选用4Φ14，箍筋采用φ8@150。格构梁构架由竖梁和横梁组成，设计截面尺寸均为300mm×450mm。采用C25现浇混凝土。

4.6 锚索张拉

张拉前，应将张拉设备进行配套标定，锚索张拉设计要求分两次逐级张拉，第一次张拉值为总张拉力的70%，两次张拉间隔时间不小于3d～5d，总张拉力为设计抗拔力10%～15%倍的超张拉。张拉必须等孔内砂浆达到设计强度的70%后方可进行。

4.7 封锚

封锚在张拉完成后进行。除留长5cm～10cm外露锚索外，用手提砂轮机切除多余锚索，然后用C25细石混凝土将锚头封闭，以防风化侵蚀。

5 施工中的几个问题

5.1 成孔质量

合理掌握钻进参数和钻进速度，防止埋钻、卡钻等各种孔内事故。锚孔成孔深度应比设计锚索长度深0.2m～0.5m。孔内不得残留废渣、岩芯。钻孔完毕应采用高压风冲洗钻孔，清除孔内残渣及孔壁浮渣，并吹干孔内积水。

5.2 锚索防腐

（1）钢绞线防腐：自由段钢绞线要进行防腐处理，按要求涂黄油两遍，然后外套塑料套管隔离，两端用细扎丝扎牢并用胶带缠紧密封，自由段每隔2m设置一个对中支架，保证钢绞线平行不得交叉。

（2）孔内防腐：锚索安装时尽量居中，不紧靠孔壁，注浆时确保孔内浆液饱满。

（3）锚头防腐：C25砼封锚时保证钢绞线外有5cm的保护层。

5.3 注浆漏浆

在注浆过程中，由于孔口土层松散，加上携带岩渣的浆液返至孔口段时更不易溢出，故需多注入些。为避免邻孔串浆，需注意成孔后及时下锚注浆。漏水地层段注浆时需要延缓段时间并多次补注，确保孔內浆液饱满。

6 结束语

预应力锚索格构作为一种新的工程抗滑结构，因其具有受力合理、主动支撑、工期短、费用低、对坡体扰动小等优点，而且可在格构内直接回填种植土、土工网等，对表层保护和环境美化作用显著，因此预应力锚索格构在边坡治理中得到了广泛的应用。

参考文献：

[1] 吴金生.吴和政.王全成.段玉刚.框格梁式预应力锚索在公路滑坡治理中的应用[J].中国地质灾害与防治学报，1998（9）.

[2] 亓龙亮.张志强.预应力锚索框架在高速公路边坡治理中的应用[J].西部探矿工程，2004（12）.

[3] 张永平.预应力锚索在岩土边坡工程治理中的应用[J].建筑工程技术与设计，2015（92）.