抗滑桩加预应力锚索框架在滑坡施工中的应用

赵晓红 张维庆

【摘 要】九龙山隧道上行线进口处山体为滑坡体，对该滑坡工程采用了抗滑桩加预应力锚索框架加固措施。从设计原则和设计机理等方面介绍了抗滑桩加预应力锚索框架在滑坡体中的施工方法，以供类似工程借鉴。

【关键词】抗滑桩；预应力锚索；滑坡治理

1.工程概况、地质条件及稳定性分析

1.1工程概况

国道309线固原过境段公路九龙隧道起讫桩号k7+280～k8+245，其进口段处于一滑坡体，对隧道上行线左侧洞口段施工有一定影响。该滑坡体约长300m，宽约160～190m ，深度约8～18m，主滑方向约155°，如图1所示。该滑坡体天然状态下整体处于稳定状态，经调查，近几十年来未发生过滑动，在雨季局部有表层土体小滑塌、蠕动。

1.2 地质条件

根据工程地质调绘、钻探、物探资料，初步确定该滑坡体有深层、浅层两个滑动面。滑坡体堆积物为风积黄土及泥质砾岩、砂岩。多为灰黑色，碎屑结构，泥质胶结，层里构造，浸水易软化，属软岩。

1.3洞身稳定性分析

九龙山隧道上行线进口段，该段围岩埋深0～14米，主要有滑坡堆积体的粉质粘土，沙泥质砾岩块石组成，硬塑可塑状态，进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体复活，围岩无自稳能力，可能会有淋浴状或涌流状出水，属VI级围岩。

图1 九龙山隧道进口处滑坡

2 滑坡治理

2.1治理简介

目前较多地采用抗滑桩加预应力锚索框架加固边坡技术，其具有抗滑能强，开挖和混凝土工程量小且不会恶化原有的地质条件，桩位设置灵括，对保证工程质量，加快施工进度，缩短工期和节约投资具有显著作用。

2.2治理方案

设计采用9根抗滑桩对其滑坡体综合治理。首先对其滑坡体治理，然后再进行隧道施工。滑坡治理采取支挡，锚固，灌浆与排水等综合治理措施。具体为九龙山隧道上行线左侧4#、5#、6#抗滑桩设计为预应力锚索抗滑桩，预应力锚索采用270级（1860MPa）高强度地松弛钢绞线及OVM15型锚具，钢绞线采用工厂制作的无粘结钢绞线，每束锚索由4根钢绞线组合而成，锚索长度为45m，自由段长35m，锚固段10m，俯角为30°。预应力锚索桩的施工分桩身施工及锚索施工两大部分。桩身工程与锚索施工可相互交叉进行。通常为避免桩与锚索的位置不匹配，先进行桩身施工。

3.抗滑桩+预应力锚索框架施工

3.1抗滑桩施工

施工工艺流程包括施工准备，桩井开挖，钢筋笼制作，混凝土浇筑和养护等。

3.1.1 开挖桩井

根据本工程地形复杂，堆积层厚，桩身长的特点采用机械挖孔施工。桩井开挖截面尺寸为设计桩孔截面尺寸加上封口、护壁厚度。 开挖时遇到岩石， 由于岩石较硬，机械开挖困难，可采用爆破工程。爆破施工前， 做好相应的安全计划。对于坚硬的岩石，采用松动爆破方式，并符合相关规定。桩井挖到设计深度后，按设计规范水泥铺底。

3.1.2 制作与安装钢筋笼

桩身钢筋纵多，绑扎工艺复杂，有十字箍筋，对纵向主筋焊接质量要求高。严格按设计要求，将相应的钢筋绑扎到位。其具体制作和搭接按设计和有关规范要求执行。分段绑扎，以桩中四角为基准先绑扎定位架立纵筋，根据定位钢筋绑扎其它钢筋，保证钢筋外围的净空[1]。 受力钢筋采用对焊连接，接头位置应相互错开，而且在同一截面内，接头数不超过钢筋总数的1/4，有接头的截面之间的距离不小于2.5 m。钢筋笼绑扎结束后，须反复校正设计标高并用工艺筋固定，防止钢筋笼下沉或上浮。

3.1.3 浇筑混凝土

钢筋笼制作完后，开始灌注混凝土。混凝土浇筑前，应先清除桩内杂物与积水。确认孔内无杂物且钢筋绑扎准确无误后，即可进行混凝土的浇筑。用常规干法施工，在孔口放串桶或导管到桩底。用混凝土泵把混凝土漏斗和导管注入，注入过程中始终保持导管出口与浇筑面1～2m的距离，以免发生分层离析。抗滑桩的混凝土浇注连续完成，且考虑混凝土硬化放热。每浇筑0.5m用振捣器振捣密实，如遇到特殊情况无法连续浇筑时，间歇时间若超过允许间歇时间则按冷接缝处理，浇筑完成后用草帘覆盖养护7d[1]。

3.2 预应力锚索施工工艺

施工工艺流程主要包括施工准备，成孔，锚索入孔安装，孔内注浆，锚索张拉和锁定，封锚等工艺。

3.2.1 施工准备

用SET-22D型莱卡全站仪根据设计要求对钻孔进行测量放样，平整作业场地，搭设工作平台，安装钻机，并按锚索设计要求的倾角精确调整钻机滑道的倾角，设置好孔口导向管及小型的导向墩检查无误后，将钻机固定。

3.2.2 成孔

根据锚孔倾角设计要求及测量放线后的孔位，准确安装固定钻机，并严格认真地进行机位调整。方位偏差控制在±3 cm，倾角误差控制在±1°。钻进方式采用无水干钻，禁止采用水钻。为确保锚孔深度，实际钻孔深度要大于设计深度0.4 m。钻孔过程中对每个孔的地层变化、钻进状态、地下水及一些特殊情况做了现场记录。遇到地层松散、破碎时，则采用跟管的钻进技术，以使钻孔进行固结灌浆处理，待水泥浆初凝后，重新清孔钻进。成孔后采用高压风清孔，风压在0.2MPa～0.4MPa，将孔内岩粉及水全部清出孔外。经监理检查合格后，再进行下道工序施工[2]。

3.2.3 清孔

钻孔完成后，对锚索孔用空气进行清洗，应吹尽钻孔底部与钻孔壁上附着的岩粉，确认孔底无沉渣后方可提钻。孔底清渣要干净，以保证锚孔的顺直和平滑，方便锚索的安装。

3.2.4 锚索安装

锚索入孔安装前，检查锚索编号、长度、锚孔编号、孔深无误后，运至孔口，并与注浆管一同缓缓放入孔内，注浆管管端距孔底0.5m～1.0m，锚索安装时锚索体应防止扭曲、压弯，安装完毕的锚索体始终应处于锚孔中心，而后抽出套管。下索中途如果受阻，须将锚索退出来，用钻机扫孔待畅通后再进行安装。

3.2.5 孔内注浆

压浆前检查压浆设备。在管路连接后用清水压注检查，确保了设备和管路运转正常，无漏浆，爆管等问题发生[2]。根据设计要求，注浆材料采用1：1水泥砂浆，用挤压式砂浆泵将浆液经注浆管压至孔底，再由孔底返至孔口，边注浆边拔注浆管，并随时活动注浆管，待浆液溢出孔口缓缓上提注浆管，并边提边注浆，直到注浆管全部拔出孔口后停止注浆。浆液应搅拌均匀过筛，随拌随压，注浆压力不低于0.3MPa，注浆量不得少于计算量，注浆完毕后应将外露锚索体清洗干净并保护。

3.2.6 张拉和锁定

锚索张拉必须在内锚段砂浆强度、抗滑桩桩身混凝土强度达到设计强度后方能进行。张拉前，要计算每根锚索的理论伸长值。正式张拉前首先进行一次预张拉，将松弛的锚索拉紧，然后进行正式张拉。正式张拉采用上下排交替分级张拉，每级按设计应力的25%递增，每级应力持荷稳定5min后进行下一级张拉，最后一级超张拉110%时，持荷稳定10min后再卸荷到设计拉力值（每孔设计张拉力为250kN）进行锁定，张拉后若发现有明显的预应力损失，应及时进行补张拉。张拉完毕后锁定锚索，切除锚具外多余钢绞线，并将锚索体注油防锈、防腐封闭锚头。

3.2.7 封锚

锚索锁定后应立即进行封锚浇筑施工，封锚前应将钢绞线上露头、锚具、钢垫板表面水泥浆及锈蚀等清除干净，并将与桩体接触面凿毛，涂刷一层与封锚混凝土水泥同等标号的水泥浆液，然后用C25混凝土浇筑锚固头封锚。

4.结语

从治理滑坡工程实践证明，采用预应力抗滑桩锚索技术预防山体滑坡，确保隧道施工时滑坡稳定性良好，保证人身财产安全方面是比较成功的。对保证工程质量，缩短工期和节约成本具有显著作用。

参考文献：

[1] 邓 安，韩侃.大型锚索抗滑桩的施工工艺[J].西部探矿探矿，2008，3：24-26

[2] 周维钰.锚索抗滑桩在边坡抗滑挡护施工中的应用[J].山西建筑，2008，34（24）：129-130

作者简介：

赵晓红（2002-2013 ），女，甘肃武都人，甘肃交通职业技术学院路桥系，助理工程师，从事公路检测试验及教学工作。