莆永高速公路磻溪樞紐互通右側(cè)邊坡錨固工程加固技術(shù)及效果探討

連崇驕

（福建省高速公路集團(tuán)有限公司泉州管理分公司，泉州 362000）

1 工程概況

1.1 基本情況

滑坡場區(qū)位于莆永高速公路磻溪樞紐互通A匝道橋旁，滑坡前緣為三階挖方邊坡，一階坡腳為既有擋墻，緊鄰原泉三高速公路，二階為普通植草防護(hù)，二階上部為村道，寬約4m，三階坡腳距離村道2～8m，高約12m，為普通植草防護(hù)，構(gòu)筑物幾何相對位置如圖1所示（衛(wèi)星圖）。

2016年下半年，受連續(xù)強(qiáng)降雨的影響，尤其是2016年9-10月“莫蘭蒂”和“鲇魚”超強(qiáng)臺風(fēng)過后，該段邊坡于2016年10月上旬失穩(wěn)形成滑坡，圖2為邊坡全景圖。

圖1 滑坡場區(qū)衛(wèi)星圖

1.2 成因分析

（1）據(jù)工程地質(zhì)調(diào)繪及鉆孔揭露，場地上覆殘坡積土（Qdl-el），下伏基巖為侏羅系南園組（J3n）凝灰熔巖及其風(fēng)化層。其最上層素填土，以粘粉粒為主，含少量碎石，粘性一般，堆填時(shí)間約3年；坡積粉質(zhì)粘土韌性差，表層植物根系發(fā)育，夾少量碎石，芯遇水易軟化。 下部沉殘積砂質(zhì)粘性土、全風(fēng)化凝灰熔巖、砂土狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰熔巖等都具有遇水易軟化特點(diǎn)，地層情況較差，錨固力難以保證。

圖2 滑坡場區(qū)邊坡全景圖

（2）場區(qū)位于山脊下部，所在山體較龐大，且地形為上陡下緩，地表以灌木叢為主，孤、滾石發(fā)育，有利于地表水下滲和地表水、地下水匯集，增加了土體自重，使得坡體下滑力大大增加，同時(shí)降低土體抗剪強(qiáng)度和抗滑能力，不利于邊坡的穩(wěn)定，也給錨固工程施工增加了難度。

（3）坡體表層為坡積粉質(zhì)粘土及殘積砂質(zhì)粘性土，厚約20m，呈散體狀的全、強(qiáng)風(fēng)化層較厚，達(dá)20m左右，凝灰熔巖風(fēng)化層中礦物成分粘土化嚴(yán)重，遇水極易軟化。其中殘積土層和全、強(qiáng)風(fēng)化巖層具有一定的滲透性，降雨后地表水較易入滲； 且坡體中夾雜較多塊徑2～5m的孤石，破壞了坡體的完整性，不利于邊坡的穩(wěn)定，也大大增加錨索孔鉆進(jìn)過程塌孔、卡鉆的風(fēng)險(xiǎn)，若不采取有效措施，成孔效率將大幅度降低。

2 錨固工程施工方案

2.1 錨固工程施工工序及控制參數(shù)

錨固工程施工分為施工準(zhǔn)備、錨孔鉆造、錨筋制安、錨孔注漿、錨筋張拉鎖定，以及錨孔驗(yàn)收封錨。 其中錨孔鉆造、錨筋制安、錨孔注漿和錨筋張拉鎖定是影響錨固工程質(zhì)量最為重要的環(huán)節(jié)。保證施工質(zhì)量的控制參數(shù)如下。

（1）錨孔鉆造：錨孔位置放線應(yīng)結(jié)合拉線和水準(zhǔn)測量準(zhǔn)確定位， 鉆機(jī)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)孔位、 傾角和方位準(zhǔn)確就位，鉆機(jī)導(dǎo)軌傾角誤差不超過±1°，方位誤差不超過±2°；孔深應(yīng)超鉆50cm。

（2）錨筋制安：錨筋下料應(yīng)整齊準(zhǔn)確，誤差不大于±50mm， 預(yù)留張拉作業(yè)段鋼絞線長度1.5m （鋼筋錨桿0.5m）。 架線環(huán)間距為1.0～1.5m，應(yīng)準(zhǔn)確定位、綁扎牢固，錨孔孔口位置必須設(shè)置一個(gè)架線環(huán)。 注漿管穿索安裝準(zhǔn)確定位，綁扎結(jié)實(shí)牢固，應(yīng)深入導(dǎo)向帽5～10cm。

（3）錨孔注漿：注漿應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比配制水泥漿，注漿材料須經(jīng)試驗(yàn)合格。錨筋安放至鉆孔后應(yīng)盡快進(jìn)行注漿（一般為24h內(nèi)），注漿采用孔底返漿方法，壓力控制依據(jù)設(shè)計(jì)方案而定，可達(dá)2.0MPa，孔口須有濃漿排出，注漿完成發(fā)現(xiàn)孔口漿面回落，應(yīng)在30min內(nèi)進(jìn)行孔底壓注補(bǔ)漿2～3次。 漿體未到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)，不得在錨筋體端頭懸掛重物和拉綁碰撞。

（4）錨筋張拉鎖定：錨筋進(jìn)行張拉時(shí)的注漿漿體與臺座混凝土強(qiáng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求， 一般要求其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%以上時(shí)方可進(jìn)行張拉鎖定作業(yè)。 張拉設(shè)備在張拉前應(yīng)進(jìn)行配套標(biāo)定， 并將標(biāo)定證書報(bào)監(jiān)理工程師審核，同時(shí)繪制壓力表讀書和張拉關(guān)系曲線，以指導(dǎo)現(xiàn)場張拉作業(yè)。 正式張拉前，應(yīng)取10%～20%的設(shè)計(jì)張拉荷載對其預(yù)張拉1～2次，對于壓力分散型錨索，因各單元錨索長度不同， 張拉時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)次序分單元采用差異分布張拉。

2.2 施工過程中存在的問題

（1）錨索鉆孔成孔困難

坡體表層呈散體狀的坡積粉質(zhì)粘土及殘積砂質(zhì)粘性土層厚，凝灰熔巖風(fēng)化層遇水極易軟化、坡體內(nèi)存在破碎的凝灰熔巖， 加上坡體內(nèi)夾雜較多塊徑2～5m的孤石，地層情況差，使得錨索孔鉆進(jìn)過程存在塌孔、卡鉆的風(fēng)險(xiǎn)，成孔效率大幅度降低。

（2）錨固段地層較弱、錨固力難以保證

依據(jù)勘察成果及設(shè)計(jì)斷面圖，邊坡的一、三級坡面錨索錨固段位于全風(fēng)化凝灰熔巖、砂土狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰熔巖，錨固力難以保證（圖3）。

（3）鉆孔注漿超量現(xiàn)象嚴(yán)重

由于地層情況較差、裂隙發(fā)育巖體破碎，各錨索鉆孔注漿普遍超量。

圖3 勘察成果及設(shè)計(jì)斷面圖

2.3 解決辦法

（1）針對鉆孔成孔困難，一方面，應(yīng)使用功率及扭矩較大、性能有保障的大型鉆機(jī)，并且采用跟套管鉆進(jìn)工藝防止孔壁坍塌，配套鉆具為跟套管鉆進(jìn)的偏心鉆頭，套管材質(zhì)為無縫鋼管。跟套管長度可根據(jù)地層情況動態(tài)調(diào)整。另一方面，鉆進(jìn)過程應(yīng)多次回轉(zhuǎn)、清孔，保證鉆孔質(zhì)量；鉆進(jìn)達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，不宜立即停鉆，可穩(wěn)鉆1～2min，防止孔底尖滅、達(dá)不到設(shè)計(jì)孔徑；鉆孔完成后，使用高壓空氣將孔內(nèi)鉆渣清除出孔外。

（2）針對錨固段地層較弱，錨固力難以保證問題，應(yīng)采用二次劈裂注漿工藝。 劈裂注漿以漿體強(qiáng)度來控制開始劈注的時(shí)間（一次注漿體強(qiáng)度為5MPa），時(shí)間間隔大概4～6h，注漿壓力可達(dá)2.0MPa，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況確定。 二次劈裂注漿應(yīng)采用高壓注漿管， 需在二次注漿管的錨固段內(nèi)設(shè)花孔和封塞， 在錨筋制安過程應(yīng)注意保護(hù)封塞不被破壞，且封塞的強(qiáng)度可預(yù)先進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，以確保劈裂注漿能夠順利進(jìn)行。

（3）針對鉆孔注漿超量嚴(yán)重的現(xiàn)象，可采用多次注漿補(bǔ)漿方法，保證錨孔內(nèi)漿體飽滿，針對孔口漿面回落， 應(yīng)在30min內(nèi)進(jìn)行孔底壓注補(bǔ)漿2～3次， 確?？卓跐{體充滿。 另外，還可采用止?jié){袋工藝確保錨固段注漿飽滿，保證錨固段錨固力，止?jié){裝置應(yīng)設(shè)在自由段和錨固段的分界處，并具有良好可靠的密封性能。 宜采用密封袋作止?jié){密封裝置，密封袋兩端應(yīng)牢固綁扎在錨筋體上。 此外，注漿材料中還可加入聚丙烯腈纖維改善注漿漿液。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際操作和施工資料記錄， 采用以上跟管鉆進(jìn)、二次劈裂注漿、止?jié){袋等工藝，有效解決了鉆孔成孔困難、錨固力難以保證和錨孔注漿超量的問題。通過錨索張拉檢測試驗(yàn)的驗(yàn)證， 錨索抗拔力也能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3 滑坡加固后的工程效果

為獲得滑坡加固后的工程效果， 對邊坡開展坡體深部位移動態(tài)監(jiān)測， 及時(shí)了解和掌握高邊坡的動態(tài)變形情況。

監(jiān)測時(shí)間為2017年3月至2018年4月， 由邊坡變形監(jiān)測方提供的資料表明，錨索張拉施工完成后，邊坡變形情況逐漸趨于穩(wěn)定，邊坡錨固施工效果良好。在施工區(qū)域的監(jiān)測孔中（圖4），選取典型監(jiān)測孔位JC1和JC6，孔位位移時(shí)間曲線見圖5、圖6。 通過分析，建議謹(jǐn)防雨期前緣變形向后牽引而引發(fā)更大的變形病害，應(yīng)加強(qiáng)巡查，雨期做好相應(yīng)的安全布控工作。

圖4 監(jiān)測孔詳細(xì)位置圖

圖5 JC1#孔位移時(shí)間曲線圖

圖6 JC6#孔位移時(shí)間曲線圖

4 結(jié)論及建議

（1） 對于地質(zhì)條件復(fù)雜的邊坡應(yīng)在勘察和施工的前期階段了解清楚錨固段地層， 并在大面積開展工作孔前進(jìn)行不同部位的錨索試驗(yàn)孔施工、 組織試驗(yàn)孔總結(jié)分析會，對后續(xù)工作孔施工具有重要的指導(dǎo)意義。

（2）對于錨索鉆孔成孔困難的邊坡，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場施工條件和地層情況， 采用特殊的鉆孔施工工藝保證施工效率，加快錨固工程施工。

（3）針對注漿嚴(yán)重超量現(xiàn)象，可采用止?jié){袋及二次劈裂注漿等工藝，不僅能有效控制注漿量，還能更好的提高錨索抗拔力，進(jìn)而保證邊坡錨固效果。