劉京學(xué)

(中鐵三局集團(tuán)太原勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，山西太原 030001)

滑坡整治中抗滑樁與錨索框架梁聯(lián)合支護(hù)的應(yīng)用

劉京學(xué)

(中鐵三局集團(tuán)太原勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，山西太原 030001)

根據(jù)工程實(shí)例，研究了工程地質(zhì)與水文地質(zhì)狀況，分析了滑坡的病害特征及形成原因，并介紹了抗滑樁和預(yù)應(yīng)力錨索框架梁聯(lián)合支護(hù)體系的設(shè)計(jì)方案和施工工藝，以供類似工程參考借鑒。

滑坡，抗滑樁，錨索框架梁，支護(hù)

1 工程概況

某鐵路專用線K32+000～K32+150段鐵路為填方路基，建在古滑坡的后緣?；略诳臻g上形成圈椅狀地形，滑坡周界明顯，平面形態(tài)呈舌狀，右側(cè)邊界為一小型沖溝，左側(cè)邊界為穩(wěn)定基巖，滑坡軸線與鐵路路基基本垂直。滑坡長140 m，寬50 m～85 m，滑坡體厚度1．0 m ～19．6 m，滑坡體體積約為 15．7×104m3。滑坡后緣陡壁地形坡度介于37°～42°，滑體坡度在10°左右，滑體上發(fā)育有兩個小型滑坡鼓丘和兩個積水洼地。

2 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)狀況

2．1 工程地質(zhì)

滑坡體分為古滑坡體和路堤填土。古滑坡體主要由第四系全新統(tǒng)滑坡堆積物層粉土層及粉質(zhì)粘土層組成，巖性特征如下：粉土層，褐黃色，濕，中密，干強(qiáng)度及韌性低，具中等壓縮性;粉質(zhì)粘土層，棕紅色，可塑狀態(tài)，干強(qiáng)度及韌性中等，具中壓縮性。

路堤填土巖性特征可劃分為3層，分述如下：第①層為碎石灰土，褐黃色～褐紅色，成分包括粉土、白灰、少量碎石等，較為密實(shí);第②層為碎石填土，灰色，成分主要為碎石，中密，母巖為灰?guī)r，中等風(fēng)化，呈棱角狀，一般粒徑3 cm～6 cm，粗砂充填，局部有水泥塊;第③層為素填土，棕紅色，巖性為粉質(zhì)粘土，軟塑～可塑狀態(tài)，干強(qiáng)度及韌性中等，具中壓縮性。

2．2 水文地質(zhì)

工程所在地地下水包括上層滯水和孔隙潛水。上層滯水主要分布在4號，8號，15號鉆孔附近地段，其中4號，8號鉆孔附近地段上層滯水埋深為地表下3．00 m～3．26 m，含水層主要為碎石灰土層、碎石填土層，素填土作為相對隔水層，接受大氣降水入滲補(bǔ)給;15號鉆孔地段上層滯水埋深為地表下2．30 m，含水層為上第三系上新統(tǒng)粉質(zhì)粘土，接受大氣降水入滲補(bǔ)給，以鋁土頁巖層作為相對隔水層，這層滯水是由于構(gòu)造原因而存在。

孔隙潛水在本區(qū)域廣泛分布，含水層主要為上第三系上新統(tǒng)粉質(zhì)粘土及滑坡堆積層包含粉土層和粉質(zhì)粘土層，以鋁土頁巖層作為相對隔水層，接受大氣降水入滲補(bǔ)給及地下水側(cè)向徑流補(bǔ)給，潛水埋深為地表下0．99 m～29．1 m，鋁土頁巖層的隔水作用對滑坡產(chǎn)生具有控制意義。

3 邊坡滑坡產(chǎn)生原因分析

3．1 地層巖性是滑坡形成的根本條件

本工程滑坡滑體組成物質(zhì)為人工填土及古滑坡堆積體，滑坡類型屬于人工填土—古滑坡堆積體滑坡;滑坡滑動面主要位于粉質(zhì)粘土與下覆鋁土頁巖接觸面，滑帶土均已經(jīng)飽和，并具有明顯的擠壓或揉皺層理。自然狀態(tài)下坡體處于基本穩(wěn)定或欠穩(wěn)定狀態(tài)，安全儲備不足。修建鐵路時，路堤填土，致使古滑坡局部加載，穩(wěn)定度越來越低，終于導(dǎo)致蠕動滑移。

3．2 地下水的影響

原古滑坡后緣有泉水出露，修建鐵路時，僅考慮了地表水排水而忽略了地下水的排水問題，導(dǎo)致地下水水位壅高，軟化土體。相關(guān)部門曾經(jīng)對此處滑坡簡單治理過，在路堤坡面下方注漿，注漿硬化后截?cái)嗟叵滤聺B，導(dǎo)致水位不斷上升。

3．3 連續(xù)降雨的影響

當(dāng)年降雨量超過多年平均年降雨量。大量連續(xù)而集中的降雨，滲入巖土體中，改變了巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)，使滑帶土軟化，強(qiáng)度降低，抗滑力減弱。同時大量的降雨又產(chǎn)生較大的動水壓力，降低了坡體的穩(wěn)定性。

4 線路設(shè)計(jì)方案比選

4．1 清除滑坡體

如果考慮清方減載是可以減小滑坡推力的，從而可以減小支擋工程的數(shù)量。但由于滑體地貌為平緩臺地，自然坡度約10°，清方不但會產(chǎn)生大量棄方，并可能使滑坡向后牽引發(fā)展，易引起后部老滑坡體復(fù)活變形，所以該滑坡不具備刷方減載條件。

4．2 支擋工程方案

支擋工程結(jié)構(gòu)形式選擇取決于滑坡推力大小，滑面埋深和施工條件。當(dāng)滑坡推力小于300 kN/m，滑動面埋深小于2 m～3 m時，可用抗滑擋土墻。當(dāng)滑坡推力為300 kN/m～1 000 kN/m時，采用普通抗滑樁或錨索抗滑樁?；峦屏? 000 kN/m～2 000 kN/m時，最好采用錨索抗滑樁以減小樁身截面和埋深。更大的滑坡推力，則需設(shè)兩排樁，或樁與錨索框架共同抗滑。

此滑坡滑面埋深1．0 m～19．6 m，各斷面滑坡推力范圍為1 249 kN/m～2 298 kN/m，因此設(shè)計(jì)方案采用抗滑樁與錨索框架梁聯(lián)合支護(hù)的方式。

5 滑坡治理方案設(shè)計(jì)

5．1 抗滑樁

為抵擋滑坡推力，在K32+018～K32+110段路堤右側(cè)距線路中線28．2 m～30．8 m處坡腳上設(shè)置一排抗滑樁，樁截面為1．8 m ×2．6 m，樁長為16 m，樁的長邊方向?yàn)?0°，共計(jì)15 根?？够瑯恫捎肅30鋼筋混凝土現(xiàn)澆。

5．2 錨索框架

為防止滑體從樁頂剪出，減少對抗滑樁的滑坡推力，在K32+ 018～K32+145段路堤右側(cè)樁頂以上坡面上設(shè)置20片預(yù)應(yīng)力錨索框，每片框架由2根豎梁和3道橫梁連接而成，框架的豎梁和橫梁截面均為0．6 m×0．7 m，框架所在坡率為1∶2，框架完全嵌入坡面，采用C25鋼筋混凝土現(xiàn)澆。每片框架6個節(jié)點(diǎn)處設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索，錨索長度19 m～34 m，錨索豎向間距3 m，沿坡面方向間距3 m，錨索傾角為28°;每孔錨索由6根φS15．24 mm高強(qiáng)度、低松弛的1860級鋼絞線組成，錨索錨固段長為10 m，鉆孔直徑為130 mm。

5．3 排水工程

為截?cái)嗌襟w內(nèi)側(cè)向路堤側(cè)匯集的地下水，在路基左側(cè)靠山體方向地下設(shè)置一道盲溝。盲溝高5 m，總長149 m，在終點(diǎn)處通過既有涵洞排走。既有涵洞出口處接長明渠，將水引至滑坡體外側(cè)。明渠長70 m，排水縱坡為10%，采用M10水泥砂漿砌MU30片石砌筑。為疏干鐵路路堤中地下水，在抗滑樁頂0．4 m處框架間設(shè)置一排φ110 mm仰斜排水孔，孔內(nèi)置φ90 mm透水軟管，長30 m，孔間距3 m，仰角6°，共計(jì)40孔。

6 施工工藝

6．1 抗滑樁

抗滑樁施工流程：測放樁位→清理并穩(wěn)固樁孔附近坡面→施工抗滑樁鎖口→開挖一節(jié)樁孔→綁扎護(hù)壁鋼筋→支?！鷿仓o(hù)壁混凝土→開挖下一節(jié)樁孔→重復(fù)上面三道工序直到設(shè)計(jì)標(biāo)高→封底混凝土→綁扎樁身鋼筋→澆灌樁身混凝土→養(yǎng)護(hù)。

1)抗滑樁施工前應(yīng)先將樁位附近邊坡或表層易滑塌部分予以清除，并做好樁位附近地表水的攔截工作。

2)抗滑樁應(yīng)跳樁分節(jié)開挖，按設(shè)計(jì)做好鎖口盤和每節(jié)護(hù)壁。每節(jié)開挖深度1．0 m，開挖一節(jié)，做好該節(jié)護(hù)壁，當(dāng)護(hù)壁混凝土具有一定強(qiáng)度后方可開挖下一節(jié)，護(hù)壁各節(jié)縱向鋼筋必須焊接，禁止簡單綁扎。

3)澆筑護(hù)壁混凝土?xí)r，必須保證護(hù)壁不侵入樁截面凈空以內(nèi)。樁坑開挖過程中應(yīng)隨時校準(zhǔn)其垂直度和凈空尺寸。

4)樁坑挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后進(jìn)行驗(yàn)槽、保證封底混凝土厚度。樁身混凝土應(yīng)邊灌注、邊振搗，全樁混凝土應(yīng)不間斷一次完成。

6．2 預(yù)應(yīng)力錨索

1)框架錨索設(shè)計(jì)荷載660 kN，鎖定荷載600 kN，張拉分五級進(jìn)行，分別為鎖定荷載的0．25 倍，0．5 倍，0．75 倍，1．0 倍，1．1 倍。

2)錨索孔位測放力求準(zhǔn)確，偏差不得超過±1 cm，鉆孔傾角允許誤差±2°;考慮沉碴的影響，為確保錨索深度，實(shí)際鉆孔深度要大于設(shè)計(jì)深度1．0 m。

3)錨索造孔禁止開水鉆進(jìn)，以確保錨索施工不致于惡化邊坡巖體工程地質(zhì)條件。鉆進(jìn)過程中應(yīng)對每孔地層變化(巖粉情況)、進(jìn)尺速度(鉆速、鉆壓等)、地下水情況以及一些特殊情況作現(xiàn)場記錄。若遇坍孔，應(yīng)立即停鉆，采用注漿等方法進(jìn)行固壁處理，或可采用跟管鉆進(jìn)，跟管深度應(yīng)超過滑面或巖層破碎帶1 m。

4)框架錨索終孔孔徑均為130 mm，成孔后的孔徑不得小于該值。鉆孔完成之后必須使用高壓空氣(風(fēng)壓0．2 MPa～0．4 MPa)將孔中巖粉或地下水全部清除孔外，以免降低水泥砂漿與孔壁巖體的粘結(jié)強(qiáng)度。

5)錨索孔內(nèi)灌注水泥砂漿，水灰比0．4 ～0．45，灰砂比1∶1，砂漿體強(qiáng)度不低于30 MPa。采用從孔底到孔口返漿式注漿，注漿壓力不低于 0．25 MPa。

6)錨索張拉前必須對張拉設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定。錨索張拉分五級進(jìn)行，除最后一級需穩(wěn)定10 min～20 min外，其余每級需穩(wěn)定5 min，并分別記錄每一級鋼絞線的伸長量，在每一級穩(wěn)定時間里必須讀錨頭位移三次，待錨索預(yù)應(yīng)力沒有明顯衰減時再行鎖定。機(jī)具切除多余的鋼絞線，嚴(yán)禁電割，并留10 cm鋼絞線，以防拽滑，最后封閉錨頭。

6．3 錨索框架

1)框架梁采用C25鋼筋混凝土現(xiàn)場澆筑，澆筑時預(yù)埋OVM錨墊板、螺旋筋及孔口PVC管，節(jié)點(diǎn)處務(wù)必振搗密實(shí)。2)2根豎梁及3根橫梁組成一片框架，每片框架整體澆灌，一次完成，兩片框架之間設(shè)置2 cm伸縮縫，內(nèi)填浸瀝青木板。待框架梁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后方能進(jìn)行張拉鎖定錨索。

6．4 排水工程

1)盲溝底采用C25混凝土，盲溝頂設(shè)砂礫石作為反濾層，厚度不小于50 cm，盲溝中部采用干砌片石堆砌，盲溝兩側(cè)采用粗砂(洗凈)作為墊層，厚度不小于10 cm。

2)現(xiàn)場開挖后若發(fā)現(xiàn)水溝底面線高于鋁土頁巖層，需在盲溝底做C25混凝土墊層，墊層嵌入鋁土頁巖層不少于50 cm，寬400 cm。為使山體內(nèi)側(cè)水能順利進(jìn)入盲溝，必須保證C25混凝土墊層的施工長度及質(zhì)量。

3)盲溝出水口處應(yīng)能保證水流順利排至涵洞，并應(yīng)防止水流沖刷。

4)盲溝施工完成后將其上方填土恢復(fù)原樣。盲溝施工時需分段開挖，分段長度不超過5 m，均采用鋼板樁防護(hù)。

5)盲溝終點(diǎn)處設(shè)置護(hù)墻，護(hù)墻高5 m～7 m，面坡坡率1∶0．5，背坡坡率1∶0．45，材料采用C25混凝土。

7 結(jié)語

該邊坡加固工程證明，采用錨索與抗滑樁相聯(lián)合的抗滑結(jié)構(gòu)治理滑坡體，抗滑樁樁身插入穩(wěn)定層后，在錨索的作用下，其受力狀態(tài)更加合理，樁身內(nèi)力在一定程度上大大降低，可以大大減小樁身截面尺寸和配筋量。

錨索框架梁施工工藝簡單，高效和安全，便于機(jī)械化施工，能有效降低對坡體的擾動;抗滑樁具有抗滑力強(qiáng)，適用條件廣泛，對滑坡的根治性能好等優(yōu)點(diǎn)。兩種支護(hù)體系的聯(lián)合應(yīng)用可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)支護(hù)方式的不足，并能取得顯著的工程經(jīng)濟(jì)效益。

［1］徐峻嶺，王恭先．滑坡學(xué)與滑坡防治技術(shù)［M］．北京：中國鐵道出版社，2004．

［2］夏 雄，周德培．預(yù)應(yīng)力錨索框架型地梁在邊坡加固中的應(yīng)用［J］．路基工程，2006(2)：68-70．

［3］李江濤，雷防隊(duì)．高填方路基滑坡整治方案［J］．山西建筑，2012，38(16)：156-157．

Application of combining support of frame beams of prestressed anchor rope and anti-slide piles to treatment of landslide

LIU Jing-xue

(China Railway No．3 Engineering Group Taiyuan Investigation Design ＆ Research Institute Co．，Ltd，Taiyuan 030001，China)

Through certain practical cases，researches engineering geology and hydrogeololgy condition，it analyzes the causes and disease character of landslide，introduces the design scheme and construction technique of combining support system of anti-slide piles and frame beams of prestressed anchor rope，which could be reference for similar projects．

landslide，anti-slide pile，frame beam of prestressed anchor rope，support

TU413．62

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2013.10.039

1009-6825(2013)10-0087-02

2013-01-28

劉京學(xué)(1977-)，男，助理工程師，注冊巖土工程師