錨索樁板墻施工工序類型和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

李菊芳

(中鐵西北科學(xué)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730000)

1 概述

隨著工程建設(shè)不斷向西部山區(qū)發(fā)展，不可避免遇到開挖、填筑邊坡和工程滑坡，常用抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索、樁板墻和錨桿框架等進(jìn)行防治[1]，但采用單一結(jié)構(gòu)通常難以取得理想治理效果，于是錨索樁板墻作為高輕組合支擋結(jié)構(gòu)應(yīng)運而生。

錨索樁板墻被廣泛應(yīng)用在公路、鐵路和建筑等行業(yè)的工程邊坡和滑坡防治工程中，取得了很好效果。公路工程方面：張光龍（2018）[2]以某山區(qū)公路為例，對錨索樁板墻的受力原理、結(jié)構(gòu)組成和施工工藝等進(jìn)行了總結(jié)；李興慶（2012）[3]等以祿大公路某段現(xiàn)澆梁梁橋改為路堤式錨索樁板墻為例，從抗滑樁和錨索施工工藝等技術(shù)角度分析了設(shè)計變更的合理性；程德權(quán)（2015）[4]將高速公路路堤錨索樁板墻分為樁板分離式和樁板整體式并探討其施工技術(shù)；杜文杰（2011）[5]以某高速公路半填半挖路基為例，分析了不同施工工藝下錨索樁板墻的力學(xué)特征并討論其施工控制要點；胡利（2015）[6]以大（慶）廣（州）高速公路為例，對采用預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻防護(hù)的高填方施工技術(shù)進(jìn)行探討并對其質(zhì)量控制要點進(jìn)行了總結(jié)；孟銳（2019）[7]以鄂西北山區(qū)公路改擴(kuò)建工程為例，對不同條件下填方錨索樁板墻采用施工工序進(jìn)行了探討；王大偉（2012）[8]通過試驗研究了施工階段的最不利工況；潘文成（2009）[9]探討了錨索樁板墻施工注意事項。鐵路工程方面：史常青（2005）[10]以渝懷鐵路白馬車站為例，論述了錨索樁板墻施工的關(guān)鍵技術(shù)和工藝；俞?。?003）[11]等結(jié)合某鐵路工點，對錨索樁板墻的作用機(jī)理、施工工藝和工程造價等做了分析。

上述研究表明，在采用錨索樁板墻治理工程邊坡和滑坡方面已經(jīng)取得了很多成果，但是對該結(jié)構(gòu)的施工工序類型和適用性方面文獻(xiàn)較少。本文以典型工程實例為依托，闡明了錨索樁板墻施工工序類型，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面分析其適用性。

2 錨索樁板墻施工工序類型和適用性

錨索樁板墻是一種高輕組合支擋結(jié)構(gòu)，由抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索和擋土板共同組成，擋土板安置于抗滑樁后，錨索外端固定于抗滑樁上，另一端在穿過滑動面（軟弱面）后錨固在穩(wěn)定的巖土體中。

在工程邊坡和滑坡防治工程中，預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻的施工工序按填土與錨索施工的先后順序主要分為三種：先填后錨、先錨后填和填錨結(jié)合。預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工工序的選擇受工程地質(zhì)條件、工期、工程安全等級、施工機(jī)具等多種因素影響，為了保證施工期間的安全和工程的質(zhì)量，只有合理調(diào)控施工工序，才能達(dá)到預(yù)期的工程治理目標(biāo)和效果。

采用先錨后填工序（如圖1 所示），從成本控制上看，減少鉆孔及注漿的工程數(shù)量，節(jié)省工程投資，提高錨固段注漿質(zhì)量，樁體預(yù)留孔不易破壞。該工序從施工進(jìn)度上看，樁與錨索也可同時施工，縮短了工序銜接時間，有利于節(jié)約工期。但因板后填土，錨索易腐蝕且意外損傷大，且壓實度欠佳。施工機(jī)具選擇上，無機(jī)械工作面時，只能使用小型夯實機(jī)或進(jìn)行人工補夯，影響工程進(jìn)度。該工序多用于工期要求高，工程地質(zhì)條件復(fù)雜的邊坡和滑坡防治工程中。

圖1 先錨后填流程圖和示意圖

采用先填后錨工序（如圖2 所示），從壓實質(zhì)量上看，壓實效果好，且先填土可使錨索不受人為或機(jī)械的意外損傷。從施工機(jī)具選擇上，如果機(jī)械工作面允許，避開存在樁體地基的同時，板后填土可靈活選擇碾壓機(jī)械，方便快捷。但從成本控制上看，不僅會使錨索鉆孔及注漿的工程量增加，還會對樁體預(yù)留孔的破壞增大。若考慮樁前鉆孔作業(yè)平臺，需多級搭建，增加了施工安全風(fēng)險。該工序多用于壓實度要求高，工程安全等級要求高的邊坡和滑坡防治工程中。

圖2 先填后錨流程圖和示意圖

采用填錨結(jié)合工序（如圖3 所示）綜合上述兩種方法的特點，錨索意外損傷的幾率大大降低。施工機(jī)具選擇上，有工作面時，板后填土機(jī)械可靈活選擇。但壓實度欠佳，且延長了工序銜接時間，影響了項目工期。該工序多用于工程安全等級要求高且工程地質(zhì)條件復(fù)雜的邊坡和滑坡防治工程中。見表1。

圖3 錨填結(jié)合流程圖和示意圖

表1 工序特征及適用性

3 工程實例

不同的施工工序?qū)こ涕_展的影響不同。在滿足技術(shù)可行，安全可靠的前提下，應(yīng)綜合考慮工程地質(zhì)特性、施工條件及造價等因素來確定施工工序，以達(dá)到工程邊坡和滑坡整治效果。其中，先填后錨工序（如圖2 所示）的典型案例在胡利（2015）[6]、孟銳（2019）[7]和填錨結(jié)合工序（如圖3 所示）的典型案例在杜文杰（2011）[5]文獻(xiàn)中分別有闡述，本文主要以先錨后填工序（如圖2 所示）的典型案例，結(jié)合工程特點對該工序進(jìn)行探討。

3.1 案例一：工業(yè)場地邊坡治理工程

陜北某邊坡地處黃土高原丘陵溝壑地帶，地形起伏較大，總體地勢西高東低，坡面較多陡坎，溝谷下切較深，存在多處老滑坡。尤其是工點BH2 滑坡后壁高陡，坡體臨空面較大，上部坡體發(fā)生卸荷變形，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，更易產(chǎn)生次生滑坡。且滑塌堆積體侵占廠區(qū)用地紅線，對廠區(qū)建設(shè)產(chǎn)生較大影響。

該邊坡治理采用預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻[12]?？够瑯督孛娉叽鐬?.8m×2.4m，樁身長24m，樁中對中間距為6m，樁身砼為C30，共設(shè)置43 根。樁間設(shè)置30cm厚鋼筋混凝土擋土板。每根抗滑樁在樁頭和-5m 的位置處各設(shè)置兩根6 束Φ15.24 高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力錨索，第一排錨索長度為31～43m，傾角25°；第二排錨索長度為27～29m，錨固段長度均為10m，傾角30°。如圖4 所示。

圖4 陜西某錨索樁板墻施工過程

考慮到該邊坡工程地質(zhì)條件復(fù)雜，坡體陡峻以及項目建設(shè)規(guī)模大，工期緊等情況，結(jié)合施工工序適用性，采取先錨后填施工工序。該工點錨索樁板墻施工工期計劃9 個月，通過合理優(yōu)化施工工序，節(jié)約工期近2 個月，從而節(jié)約了人工和機(jī)械工程費用。在整個項目中把每道工序節(jié)省下來的安全時間綜合利用起來，降低風(fēng)險，保障項目的順利進(jìn)行[13]。通過整體邊坡治理工程，達(dá)到了預(yù)期效果，保證了廠區(qū)的工程建設(shè)及后期運營安全。

圖5 工后全貌

3.2 案例二：建筑開發(fā)項目邊坡防護(hù)工程

云南某建筑開發(fā)項目位于麗江，所在區(qū)整個地勢呈南西高北東低，場地地面高程介于2384.71～2443.12m，高差58.41m 左右，場地四周及場地內(nèi)將形成0.0～14.9m 高度不等的挖、填方邊坡。該項目邊坡治理工程屬重要建筑物場地邊坡，邊坡為永久性邊坡其使用年限為50 年，抗震設(shè)防烈度8 度[14]。其中邊坡安全等級確定為二級和三級，邊坡防護(hù)工程采用“預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻+框構(gòu)梁+擋土墻+人字形格構(gòu)+截排水溝”[14]。根據(jù)工程地質(zhì)特點，結(jié)合填土與錨索施工先后順序的適用性，采取先錨后填工序。

圖6 云南某錨索樁板墻工程

項目管理追求的基本目標(biāo)就是在限定的時間和資源條件下，以盡可能快的進(jìn)度，盡可能低的成本完成高質(zhì)量的工程項目[15]。該實例表明，通過采用先錨后填的靈活工序，確保了錨索樁板墻的施工質(zhì)量，施工進(jìn)度快，安全性高，也提高了工程經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

4 結(jié)論

針對工程邊坡和滑坡治理工程中錨索樁板墻的不同施工工序特點，依托典型案例進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，獲得了以下幾方面有益認(rèn)識：

1）從工程技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度綜合分析了工程邊坡和滑坡治理工程中錨索樁板墻的工序類型與其適用性。

2）以陜西和云南地區(qū)兩個典型工程案例為依托，分析了坡體特征和治理工程總體設(shè)計，重點對錨索樁板墻工序進(jìn)行了闡述。

（致謝：對文中涉及的項目和相關(guān)技術(shù)人員對本人的技術(shù)指導(dǎo)表示感謝?。?/p>