1、淺談預應力錨索框架及抗滑樁綜合治理順層滑坡施工技術林正根1 顧松21、核工業長沙中建集團公司 2、云南第二公路橋梁工程有限公司 摘要：結合重慶外環高速公路東段E5合同段K176+961-K177+280段路塹右側邊坡順層滑坡綜合治理工程實例，詳細介紹，預應力錨索框架入抗滑樁綜合治理順層滑坡施工方法，并對施工設備和材料的選擇、施工工藝流程、施工中安全管理、質量控制措施和施工注意事項等進行了一些探討。 關鍵詞：抗滑樁 預應力錨索框架 滑坡治理 施工技術1 工程概況重慶外環高速公路東段E5合同段K176+961-K177+280段路塹右側邊坡原設計高度16-36米，為3級邊坡，無坡面防護措施。在爆破

2、開挖至邊坡二級碎落臺時候，發現局部弱風化砂巖中夾有薄層狀泥巖，局部有成條帶狀出現的松散砂夾層，且多順坡向分布。在經過1個月左右連綿陰雨天氣后，該邊坡沿軟弱夾層面發生滑移。經地質補勘分析，該處滑坡是邊坡軟弱夾層以上山體在雨水的影響下沿軟弱結構面發生平面滑坡破壞，屬順層滑坡。按照業主會同有關專家及設計、監理、施工共同研究后，對該段滑坡首先進行了反壓回填，根據專家會議精神最終確定整治方案為采用抗滑樁支擋結合錨固的方案。K177+030-K177+160段，在距離路基中心線48.25m處布置一排型預應力錨索抗滑樁，錨索抗滑樁設計水平向抗滑力2815KN/m. 抗滑樁中心間距為5m，樁截面為2m*3m，

3、樁長18m，共27根，抗滑樁采用C30砼現澆。在每根抗滑樁上布置2孔預應力錨索。K176+995-K177+025及K177+165-K177+195段，在離路基中心線48.25m處布置一排型抗滑樁，抗滑樁設計水平向抗滑力1841KN/m。抗滑樁中心間距為5m，樁截面為2m*3m，樁長17m，共14根，抗滑樁采用C30砼現澆。由于K177+095-K177+135段滑坡體推力很大，在第三級邊坡坡面上設置4排預應力錨索。該工程作為二期工程，待抗滑樁施工完畢后，根據觀測資料由設計單位再確定是否需要實施。2 工作原理21 抗滑樁及錨索抗滑樁工作原理抗滑樁是一種靠樁周土體對樁的嵌制來穩定土體，減少滑體

4、推擠力并傳遞部份土推擠力的工程建筑物，對于非塑性滑坡十分有效，特別是由于兩種巖層夾有薄層塑性滑層時效果明顯，在土體推較大時在抗滑樁頂部設兩束預應力錨索即可增強抗滑能力，形成錨索抗滑樁。22 預應力錨索框架工作原理錨索是高挖方路段為了減少對原狀土體的挖方數量，保護生態環境而設計的一種特殊擋防結構。主要解決破裂面至土體臨空面之間破裂土體的穩定。其作用原理是：依靠對錨索的張拉預應力，用錨具鎖定在框架上，錨索產生的反作用力通過框架傳遞到滑動土體上，使滑動土體在外力作用下穩定。錨索預應力一頭靠框架承，受另一頭靠錨固端承受，中間穿過破裂土體。錨固段為錨索通過破裂面伸入穩定土體骨的孔段，靠砂漿與鋼絞線的固結

5、，砂漿與孔壁的固結，使孔周穩定巖體成為承受預應力的載體；自由段是錨索穿過被穩定破裂土體，連接錨固段和張拉段的索體部分；張拉段是錨索實現張拉和鎖定的部位，包括斜托、鋼絞線、錨具和封頭的框架外側面部分，是錨固段反力的承載體，通過對錨索的鎖定，使自由段鋼絞線產生彈性變形，從而將預應力傳送到錨固段。3 總體施工流程截水溝施工封閉山體裂縫、對兩側邊坡卸載、施工反壓回填施工兩側抗滑樁施工K177+095-K177+135段抗滑樁卸除反壓體開挖第一級邊坡根據位移監測情況決定是否施工K177+095-K177+135段預應力錨索格梁4 抗滑樁及錨索搞滑樁施工41 施工準備411 為確保施工抗滑樁時的開挖安全，

6、根據對施工工況下的各個斷面前的反壓穩定分析，對K177+030-K177+180段的反壓體進行加寬加高處理，以滿足施工期間穩定要求。412 為避免雨水從沖溝部滲入軟弱結構面，在現狀沖溝外設置一道C20混凝土截水溝，截水溝尺寸為0.6m*0.6m，截水溝距離原沖溝外不小于5m。413 對坡頂處的張拉裂縫采用C15混凝土進行回填，以避免坡面雨水進入。414 對滑動土體設置位移觀測點，以觀測施工期間土體穩定情況，保證施工安全。415 施工放樣，組織施工人員進場，施工場地建設。416 組織施工機械進場，所用的主要施工機械有： 攪拌站一座（2臺JDY350C攪拌機），輸送泵1套（SD-90），小水鉆25

7、臺（YZ-15），卷揚機25套（HCD1-68），潛水泵25套（QDX1.5），鋼筋彎曲機2臺（GW40），切斷機2臺（GQ205），振動器3臺，鋼筋車絲機2臺（GM32），切割機3臺（SAB20），電焊機3臺（BX400A），交流發電機1臺（STO-15）。42 挖孔421 樁孔位置平整場地，清除地面浮土；樁孔外側挖好排水溝，做好排水系統，及時排除地表水；對坡面有裂隙或坍塌傾向的部位進行清除；在樁前靠山體一側采用一定的防護措施以防落石。422 樁孔鎖口護壁 鎖口護壁按照圖紙要求采用鋼筋混凝土結構，護壁第一節為鎖口段，高出原地面20cm，厚度為20cm，以防止樁口沉陷及地表水流入，樁孔不施工時

8、候應該加蓋。當樁位于土和風化破碎的巖層時候設置護壁，護壁根據樁孔開挖時地質情況分節灌注，一般為1m一節，厚度為15cm，分節時注意避開不同土質分界面和滑動面，護壁模板采用1.2米鋼模縱向拼裝。422 樁孔開挖抗滑樁必須采用跳樁分節開挖，并且要與其他工序錯開進行，開挖采用小型水鉆取芯施工，以減少對滑坡體震動的影響，樁孔開挖時要根據地質及護壁支護情況，分節開挖，下節開挖應在上節護壁混凝土終凝后進行，而且開挖不應過深，以免上節護壁懸空過高。在已成孔灌注混凝土且強度達設計強度75%時，才能開挖鄰樁。在圍巖松軟破碎和滑動面節段，在護壁內順滑坡方向用臨時橫撐加強支護，并注意觀察其受力情況，及時進行加固。孔

9、下作業人員不宜超過4人，必須戴安全帽，要做好樁孔開挖施工記錄。孔深超過10米時，每天應該檢查有無毒氣并加強通風、照明，作好挖孔記錄。在開挖至設計標高后，對樁孔斷面尺寸進行檢查，同時鑿毛護壁，做好安置鋼筋的放樣。43 綁扎樁身鋼筋431 在綁扎樁身鋼筋前，樁底用1：3的水泥砂漿鋪底，厚度為10cm。432 本項工程用鋼筋為R235、HRB335鋼筋，其技術條件必須符合現行鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋(GBl3013-1991)、鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋(GB1499-1998)的規定。433 綁扎鋼筋有兩種作法，一種是單根鋼筋放到井下定位綁扎。另一種是根據起吊設備和抗滑樁深度情況， 整體吊裝，將鋼筋

10、預制成每節57m的鋼筋籠，逐節放到井下搭接焊牢。為防止鋼筋籠在搬運和下井過程中變形，每節鋼筋籠可增設直徑2528mm加勁箍筋兩道或增加鋼軌，型鋼等，鋼筋籠就位后，其與護壁的間距應以砼塊楔緊，結合本合同實際情況，采用第一種方法。鋼筋骨架在樁孔內進行組裝，豎向每隔2米左右在箍鋼筋每邊上焊接3根相對應保護層長度鋼筋頭，以保證鋼筋籠同護壁間保護層厚度，豎向主筋綁扎時必須保證垂直。434 鋼筋連接要采用機械連接剝肋滾軋直螺紋套筒，機械連接符合鋼筋機械連接通用技術規程（JGJ107-96）的規定，受力鋼筋的接頭位置要互相錯開，在同一截面內，接頭數不超過鋼筋總數的四分之一，同時有接頭的截面之間的距離不小于2

11、.5米。每批次鋼筋抽3個試件作單向拉伸試驗，應符合圖紙要求的接頭性能等級，如有一個試件不合格，應重取6個試件復檢，復檢中如有一個不合格，則該驗收批為不合格。435 按設計要求，安裝超聲波檢測管，檢測管采用內徑不小于50mm無縫鋼管，接頭采用機械連接，在樁四角鋼筋籠內側安放。44 澆樁身砼混凝土采用輸送泵送至各樁孔口，孔口設漏斗，全樁長范圍內設串筒或者導管。混凝土應該分層振搗密實，樁身需要連續灌注完畢。對于錨索抗滑樁，灌注時必須確保錨索預埋鋼管（146mm）位置正確，承壓板底面與錨索軸線垂直。樁頂在混凝土初凝前抹壓平整，且表面不得有浮漿。混凝土澆到頂部時應按設計要求設置永久性位移觀測點。45 錨

12、索抗滑樁錨索施工 對于錨索抗滑樁錨，在樁身混凝土強度達到設計強度70%后即可進行預應力錨索施工，施工工藝和方法同預應力錨索框架中錨索的施工。5 預應力錨索框架施工 錨索框架施工分片進行，每5豎梁及4根橫梁組成1片框架。51 施工工藝流程施工準備鉆孔錨索制安注漿框架挖槽綁扎鋼筋澆筑砼養護錨索張拉鎖定52 施工準備521 施工所用的鋼絞線、鋼筋、波紋管等材料以及鉆孔、張拉、壓漿等機具要確保進場，并經過監理工程師檢驗。施工所用主要工程機械： YO-18型手持鑿巖機3臺（用于鉆孔）；17m3空壓機1臺；YCW100B型千斤頂1臺及配套的油汞及高壓油表；0.5灰漿泵1臺；PZ-50型混凝土噴射機1臺。5

13、22 施工放樣，平整清理施工場地，采用鋼管腳手架搭設施工作業平臺，鉆機用吊車提升至施工平臺并安裝就位。53 鉆孔 為保證邊坡地質條件不被惡化，鉆孔采用干法作業，保證孔壁穩定。鉆孔速度根據使用鉆機性能和錨固地層嚴格控制，防止鉆孔扭曲和變徑，造成下錨困難或其它意外事故。鉆進過程中對每個孔的地層變化，鉆進狀態（鉆壓、鉆速）、地下水及一些特殊情況作好詳細的現場施工記錄。如遇塌孔縮孔等不良鉆進現象時，須立即停鉆，及時進行固壁灌漿處理（灌漿壓力0.10.2MPa），待水泥砂漿初凝后，重新掃孔鉆進。鉆孔機具的選擇，根據錨固地層的類別、錨孔孔徑、錨孔深度、以及施工場地條件等來選擇鉆孔設備。巖層中采用潛孔沖擊成

14、孔；在巖層破碎或松軟飽水等易于塌縮孔和卡鉆埋鉆的地層中采用跟管鉆進技術，本項目主要采用潛孔沖擊成孔。注意控制錨孔孔位、傾角和方位，保證鉆孔傾角誤差控制在±2°以內，孔口位置允許偏差為±1cm，孔深允許偏差為+200mm。為保證錨固不小于設計長度，實際鉆孔深度大于設計深度0.5m，且必需嵌入弱風化層，如達不到要求，報設計單位申請變更。鉆進達到設計深度后，不能立即停鉆，要穩鉆12分鐘，防止孔底尖滅、達不到設計孔徑，在鉆孔完成后，使用高壓空氣（風壓0.20.4MPa）將孔內巖粉及水體全部清除出孔外，以免降低水泥砂漿與孔壁巖土體的粘結強度。除相對堅硬完整之巖體錨固外，不得

15、采用高壓水沖洗。若遇錨孔中有承壓水流出，待水壓、水量變小后方可下安錨筋與注漿，必要時在周圍適當部位設置排水孔處理。54 錨索制安541 在編制錨索前，應將鋼絞線表面的浮銹刷除，涂上厚度大于0.3mm的環氧樹脂肪防腐，在錨索自由段涂摸黃油并外套PVC防腐管，在末端安置止水環，兩頭用鐵絲扎緊，并用電工膠布纏封。在錨固段、自由段交界外需要特別注意綁扎牢固。每孔錨索由6根s15.2高強度、低松弛的1860級鋼絞線組成，每豎排錨索中鋼絞線長度為20m（不含張拉端工作長度），鋼絞線下料長度為錨索長度+錨墩及錨具厚度+千斤頂工作長度+預留長度，實際下料時還應考慮截長誤差，即多下50mm100mm。截斷錨索應

16、采用砂輪鋸，不得使用電弧。542 錨固段架線環與緊箍環每隔1米間隔設置，緊箍環系16號鉛絲繞制，不少于2圈；自由段每隔3米設置一道架線環以保證鋼絞線順直。錨索可用人工方法推進，在錨索前端按照設計要求安裝導向帽，使錨索在鉆孔順直送到孔底，避免錨索體扭曲。55 注漿錨索安裝完畢，應進行錨固段注漿。注漿采用從孔底到孔口往返式注漿，注漿壓力不低于0.25Mpa，孔 口應設止漿塞，孔內注漿務必飽滿密實和進行二次補漿。注漿材料為水泥砂漿，水灰比0.4-0.45，灰砂比1：1，砂漿強度為30Mpa。注漿漿液應攪拌均勻 ，攪拌時間2min，隨攪隨用 ，漿液應在初凝前用完，并嚴防石塊 ，雜物混入漿液。56 錨索

17、框架錨索端部設置框架，共計4片，框架的橫梁和豎梁截面均為0.3m×0.4m，嵌入坡面20cm，采用C25鋼筋混凝土現澆。框架梁澆筑時預埋0VM錨墊板、螺旋筋及孔口PVC管，節點處務必振搗密實。5根豎肋及4根橫梁組成一片框架，每片框架整體澆筑，一次完成，二片框架之間設置2cm伸縮縫，內填浸瀝青木板。澆筑前要對模板和鋼筋進行檢查合格。待框架梁達到設計強度的80%后方可進行張拉鎖定錨索。57 錨索的張拉與鎖定錨索的張拉與鎖定是錨索施 工中較重要的一環 ，施 工中務必按設計要求，精心組織，精細施工。一般的做法為，在注漿后(二次補漿后)的 1015天，即水泥(砂)漿強度達到70以上時即可開始錨

18、索的張拉鎖定工作。在正式張拉前必須進行預張拉2次 ，張拉力為設計軸拉力Nt的 1020 ，使錨束完全順直以消除各錨束的隱蔽變形量和正式張拉前各錨索受力一致 ，以避免造成個別錨束受力集中被拉斷。拉直后再進行張拉時，其變形量起點以此狀態為零記起。 錨索的張拉荷載要分級逐步施加，不能一下加至鎖定荷載，當施工圖設計上有明確要求時可按設計要求進行張拉和鎖定。如本段工程框格錨索設計荷載為800KN，鎖定荷載為800KN；錨索張拉分5級進行，分別為設計荷載的0.25、0.5、0.75、1.0、1.1倍。錨索張拉中應對錨索伸及受力作好記錄，核實伸長與受力是否相符。張拉和鎖定時 ，應注意以下事項 ： (1)張拉

19、前 ，必須把承壓支撐構件的面整平，將臺座 ，錨具裝好，并與錨索軸線方向垂直 ，安裝千斤頂時注意千斤頂軸線應與鉆孔軸線盡量在一條軸線上 ，以確保張拉時千斤頂出力方向。與錨索在同一軸線上。 (2)在錨索張拉及每一分層巖土開挖過程中，應對安設錨測力計的錨索受力作好記錄，同時對樁頂位移進行監測，發現常應及時通知設計單位。觀測時間到交驗為止 ，觀測結果應納竣工文件中。(3)錨具宜選用標準型錨具如 JM，QYM 型等本項目按設計采用OVM15-6型。錨具、夾具進場時，除按出廠合格證和質量證明書核查其錨固性能類別、型號、規格及數量外，還按要求取樣進行了外觀、硬度檢查和靜載錨固性能試驗，質量質量符合預應力筋用

20、錨具、夾具和連接器（GB/T14370-2000）要求。（4)錨具張拉完成前 ，嚴禁開挖下一分層樁前巖土體，以利被加固體的穩定和樁的合理受力。6 幾點體會（1）施工中如遇到山體軟弱層，應馬上停止路基土石方的開挖，進行觀測并進行地勘，如有裂縫，應及時切斷地表水，以防地表水進入裂縫，惡化地質情況，加劇地體滑動。如有必要，在具備條件并得到業主及監理工程師的允許后可及時進行反壓處理。（2）在預應力錨索框架及抗滑樁綜合治理順層滑坡的施工中，應盡量減小對破裂土體的擾動。（3）注意施工安全，每段均應有專職的安全員，隨時觀察裂縫發展情況，觀測臨時位移觀測點位情況，如有異常，應立即停止施工并報設計單位現場進行處理。（4）下雨天應停工，雨后觀測破裂土體，確定安全后才能復工。（5）預應力錨索框架及抗滑樁對于非塑性滑坡十分有效，特別是由于兩種巖層夾有薄層塑性滑層時效果明顯，即節約投資，又有利于環保，但對于塑性滑坡作用有限。出師表兩漢：諸葛亮先帝創業未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此誠危急存亡之秋也。然侍衛之臣不懈于內，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇