抗滑樁加預應力錨索框架在滑坡施工中的應用

趙曉紅 張維慶

【摘 要】九龍山隧道上行線進口處山體為滑坡體，對該滑坡工程采用了抗滑樁加預應力錨索框架加固措施。從設計原則和設計機理等方面介紹了抗滑樁加預應力錨索框架在滑坡體中的施工方法，以供類似工程借鑒。

【關鍵詞】抗滑樁；預應力錨索；滑坡治理

1.工程概況、地質條件及穩(wěn)定性分析

1.1工程概況

國道309線固原過境段公路九龍隧道起訖樁號k7+280～k8+245，其進口段處于一滑坡體，對隧道上行線左側洞口段施工有一定影響。該滑坡體約長300m，寬約160～190m ，深度約8～18m，主滑方向約155°，如圖1所示。該滑坡體天然狀態(tài)下整體處于穩(wěn)定狀態(tài)，經調查，近幾十年來未發(fā)生過滑動，在雨季局部有表層土體小滑塌、蠕動。

1.2 地質條件

根據工程地質調繪、鉆探、物探資料，初步確定該滑坡體有深層、淺層兩個滑動面。滑坡體堆積物為風積黃土及泥質礫巖、砂巖。多為灰黑色，碎屑結構，泥質膠結，層里構造，浸水易軟化，屬軟巖。

1.3洞身穩(wěn)定性分析

九龍山隧道上行線進口段，該段圍巖埋深0～14米，主要有滑坡堆積體的粉質粘土，沙泥質礫巖塊石組成，硬塑可塑狀態(tài)，進口段在地下水位以下，局部有泉水出露，易形成大塌方或滑坡體復活，圍巖無自穩(wěn)能力，可能會有淋浴狀或涌流狀出水，屬VI級圍巖。

圖1 九龍山隧道進口處滑坡

2 滑坡治理

2.1治理簡介

目前較多地采用抗滑樁加預應力錨索框架加固邊坡技術，其具有抗滑能強，開挖和混凝土工程量小且不會惡化原有的地質條件，樁位設置靈括，對保證工程質量，加快施工進度，縮短工期和節(jié)約投資具有顯著作用。

2.2治理方案

設計采用9根抗滑樁對其滑坡體綜合治理。首先對其滑坡體治理，然后再進行隧道施工?；轮卫聿扇≈?，錨固，灌漿與排水等綜合治理措施。具體為九龍山隧道上行線左側4#、5#、6#抗滑樁設計為預應力錨索抗滑樁，預應力錨索采用270級（1860MPa）高強度地松弛鋼絞線及OVM15型錨具，鋼絞線采用工廠制作的無粘結鋼絞線，每束錨索由4根鋼絞線組合而成，錨索長度為45m，自由段長35m，錨固段10m，俯角為30°。預應力錨索樁的施工分樁身施工及錨索施工兩大部分。樁身工程與錨索施工可相互交叉進行。通常為避免樁與錨索的位置不匹配，先進行樁身施工。

3.抗滑樁+預應力錨索框架施工

3.1抗滑樁施工

施工工藝流程包括施工準備，樁井開挖，鋼筋籠制作，混凝土澆筑和養(yǎng)護等。

3.1.1 開挖樁井

根據本工程地形復雜，堆積層厚，樁身長的特點采用機械挖孔施工。樁井開挖截面尺寸為設計樁孔截面尺寸加上封口、護壁厚度。 開挖時遇到巖石， 由于巖石較硬，機械開挖困難，可采用爆破工程。爆破施工前， 做好相應的安全計劃。對于堅硬的巖石，采用松動爆破方式，并符合相關規(guī)定。樁井挖到設計深度后，按設計規(guī)范水泥鋪底。

3.1.2 制作與安裝鋼筋籠

樁身鋼筋縱多，綁扎工藝復雜，有十字箍筋，對縱向主筋焊接質量要求高。嚴格按設計要求，將相應的鋼筋綁扎到位。其具體制作和搭接按設計和有關規(guī)范要求執(zhí)行。分段綁扎，以樁中四角為基準先綁扎定位架立縱筋，根據定位鋼筋綁扎其它鋼筋，保證鋼筋外圍的凈空[1]。 受力鋼筋采用對焊連接，接頭位置應相互錯開，而且在同一截面內，接頭數(shù)不超過鋼筋總數(shù)的1/4，有接頭的截面之間的距離不小于2.5 m。鋼筋籠綁扎結束后，須反復校正設計標高并用工藝筋固定，防止鋼筋籠下沉或上浮。

3.1.3 澆筑混凝土

鋼筋籠制作完后，開始灌注混凝土?；炷翝仓?，應先清除樁內雜物與積水。確認孔內無雜物且鋼筋綁扎準確無誤后，即可進行混凝土的澆筑。用常規(guī)干法施工，在孔口放串桶或導管到樁底。用混凝土泵把混凝土漏斗和導管注入，注入過程中始終保持導管出口與澆筑面1～2m的距離，以免發(fā)生分層離析?？够瑯兜幕炷翝沧⑦B續(xù)完成，且考慮混凝土硬化放熱。每澆筑0.5m用振搗器振搗密實，如遇到特殊情況無法連續(xù)澆筑時，間歇時間若超過允許間歇時間則按冷接縫處理，澆筑完成后用草簾覆蓋養(yǎng)護7d[1]。

3.2 預應力錨索施工工藝

施工工藝流程主要包括施工準備，成孔，錨索入孔安裝，孔內注漿，錨索張拉和鎖定，封錨等工藝。

3.2.1 施工準備

用SET-22D型萊卡全站儀根據設計要求對鉆孔進行測量放樣，平整作業(yè)場地，搭設工作平臺，安裝鉆機，并按錨索設計要求的傾角精確調整鉆機滑道的傾角，設置好孔口導向管及小型的導向墩檢查無誤后，將鉆機固定。

3.2.2 成孔

根據錨孔傾角設計要求及測量放線后的孔位，準確安裝固定鉆機，并嚴格認真地進行機位調整。方位偏差控制在±3 cm，傾角誤差控制在±1°。鉆進方式采用無水干鉆，禁止采用水鉆。為確保錨孔深度，實際鉆孔深度要大于設計深度0.4 m。鉆孔過程中對每個孔的地層變化、鉆進狀態(tài)、地下水及一些特殊情況做了現(xiàn)場記錄。遇到地層松散、破碎時，則采用跟管的鉆進技術，以使鉆孔進行固結灌漿處理，待水泥漿初凝后，重新清孔鉆進。成孔后采用高壓風清孔，風壓在0.2MPa～0.4MPa，將孔內巖粉及水全部清出孔外。經監(jiān)理檢查合格后，再進行下道工序施工[2]。

3.2.3 清孔

鉆孔完成后，對錨索孔用空氣進行清洗，應吹盡鉆孔底部與鉆孔壁上附著的巖粉，確認孔底無沉渣后方可提鉆。孔底清渣要干凈，以保證錨孔的順直和平滑，方便錨索的安裝。

3.2.4 錨索安裝

錨索入孔安裝前，檢查錨索編號、長度、錨孔編號、孔深無誤后，運至孔口，并與注漿管一同緩緩放入孔內，注漿管管端距孔底0.5m～1.0m，錨索安裝時錨索體應防止扭曲、壓彎，安裝完畢的錨索體始終應處于錨孔中心，而后抽出套管。下索中途如果受阻，須將錨索退出來，用鉆機掃孔待暢通后再進行安裝。

3.2.5 孔內注漿

壓漿前檢查壓漿設備。在管路連接后用清水壓注檢查，確保了設備和管路運轉正常，無漏漿，爆管等問題發(fā)生[2]。根據設計要求，注漿材料采用1：1水泥砂漿，用擠壓式砂漿泵將漿液經注漿管壓至孔底，再由孔底返至孔口，邊注漿邊拔注漿管，并隨時活動注漿管，待漿液溢出孔口緩緩上提注漿管，并邊提邊注漿，直到注漿管全部拔出孔口后停止注漿。漿液應攪拌均勻過篩，隨拌隨壓，注漿壓力不低于0.3MPa，注漿量不得少于計算量，注漿完畢后應將外露錨索體清洗干凈并保護。

3.2.6 張拉和鎖定

錨索張拉必須在內錨段砂漿強度、抗滑樁樁身混凝土強度達到設計強度后方能進行。張拉前，要計算每根錨索的理論伸長值。正式張拉前首先進行一次預張拉，將松弛的錨索拉緊，然后進行正式張拉。正式張拉采用上下排交替分級張拉，每級按設計應力的25%遞增，每級應力持荷穩(wěn)定5min后進行下一級張拉，最后一級超張拉110%時，持荷穩(wěn)定10min后再卸荷到設計拉力值（每孔設計張拉力為250kN）進行鎖定，張拉后若發(fā)現(xiàn)有明顯的預應力損失，應及時進行補張拉。張拉完畢后鎖定錨索，切除錨具外多余鋼絞線，并將錨索體注油防銹、防腐封閉錨頭。

3.2.7 封錨

錨索鎖定后應立即進行封錨澆筑施工，封錨前應將鋼絞線上露頭、錨具、鋼墊板表面水泥漿及銹蝕等清除干凈，并將與樁體接觸面鑿毛，涂刷一層與封錨混凝土水泥同等標號的水泥漿液，然后用C25混凝土澆筑錨固頭封錨。

4.結語

從治理滑坡工程實踐證明，采用預應力抗滑樁錨索技術預防山體滑坡，確保隧道施工時滑坡穩(wěn)定性良好，保證人身財產安全方面是比較成功的。對保證工程質量，縮短工期和節(jié)約成本具有顯著作用。

參考文獻：

[1] 鄧 安，韓侃.大型錨索抗滑樁的施工工藝[J].西部探礦探礦，2008，3：24-26

[2] 周維鈺.錨索抗滑樁在邊坡抗滑擋護施工中的應用[J].山西建筑，2008，34（24）：129-130

作者簡介：

趙曉紅（2002-2013 ），女，甘肅武都人，甘肅交通職業(yè)技術學院路橋系，助理工程師，從事公路檢測試驗及教學工作。