朱偉平

(廣西桂東高速公路有限公司，廣西 南寧 530021)

0 引言

預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁是一種復(fù)合支擋形式，由普通抗滑樁和預(yù)應(yīng)力錨索組合而成，抗滑樁頂部布置預(yù)應(yīng)力錨索，通過共同作用抵抗滑坡土體的下滑[1]。預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁具有受力分布合理、截面尺寸小、工程造價(jià)低等諸多優(yōu)點(diǎn)[2]，在高速公路滑坡治理工程中，得到了廣泛應(yīng)用。

1 工程概況

廣西某高速公路K97+340～K97+450段右側(cè)邊坡覆蓋層為表層厚0.5 m左右的粉質(zhì)黏土夾角礫，下伏基巖為砂巖、炭質(zhì)頁巖，自然坡度約25°～30°。原設(shè)計(jì)為三級邊坡，最大坡高約25 m，邊坡坡率設(shè)計(jì)均為1∶1，各級邊坡均采用“拱形骨架+植草”防護(hù)形式。由于連續(xù)降雨，2016-11-15施工中發(fā)現(xiàn)在該邊坡第三級坡頂出現(xiàn)“圈椅狀”貫通裂縫，裂縫長約70 m，滑體厚度約4 m。至2016-12-01，坡頂裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展和延伸，坡口線外40～50 m范圍新增多道裂縫，最大縫寬近2 m，最大開裂深度達(dá)5 m，前緣剪切口在第二級坡坡腳形成(見圖1)。

圖1 K97+340～K97+450右側(cè)邊坡裂縫分布情況圖

2 滑坡產(chǎn)生的原因分析

K97+340～K97+450邊坡區(qū)下伏基巖巖層產(chǎn)狀為250～260°∠20～28°，總體呈單斜構(gòu)造，起控制作用的有兩組節(jié)理裂隙發(fā)育：L1：22°∠72°，L2：110°∠89°，間距為3～4條/m，巖體被切割呈塊(石)狀。層面及節(jié)理面組合對該段右側(cè)邊坡穩(wěn)定性影響非常不利，其中層面控制滑面底界，節(jié)理面控制滑坡后緣，該邊坡滑坡破壞主要為強(qiáng)風(fēng)化層沿節(jié)理面、層面形成的順層組合破壞。

從分析來看，邊坡產(chǎn)生滑坡的原因主要是：

(1)工程地質(zhì)條件差。邊坡所在山體橫坡相對較高，場區(qū)地層上覆較薄的第四系堆積層，下伏基巖為砂巖，受構(gòu)造影響，巖層呈單斜狀產(chǎn)出，為順傾邊坡。層面傾角緩于開挖坡率，順傾層面間泥化夾層發(fā)育，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，且有泥質(zhì)充填，在斜坡前緣開挖擾動山體極易產(chǎn)生坡體變形失穩(wěn)現(xiàn)象。因此，場區(qū)地質(zhì)條件差是邊坡滑坡產(chǎn)生的內(nèi)在根本原因。

(2)工程施工活動的影響。高速公路位于斜坡前緣地帶，開挖切削坡腳，形成了高約25 m的挖方邊坡，臨空面高度大，在應(yīng)力重分布的過程中，邊坡及自然坡不斷松弛并產(chǎn)生裂隙，受風(fēng)化及降雨等外部條件的影響，邊坡地質(zhì)條件逐漸惡化，既有邊坡防護(hù)工程不能滿足邊坡穩(wěn)定要求，致使邊坡變形形成滑坡現(xiàn)象。因此，高速公路建設(shè)開挖擾動山體是此次滑坡產(chǎn)生的主要外部原因。

(3)降雨的誘發(fā)和促進(jìn)。隨著雨水下滲至坡體，不僅增加了坡體的重度，而且降低了巖土體尤其是層間軟弱夾層及節(jié)理面的物理力學(xué)性能指標(biāo)，不利于邊坡的穩(wěn)定。因此，降雨是邊坡滑坡產(chǎn)生的外在誘發(fā)原因。

3 K97+340～K97+450右側(cè)邊坡滑坡處治方案和穩(wěn)定性分析

綜合考慮滑坡體的地質(zhì)情況，擬定采用“預(yù)應(yīng)力錨索+抗滑樁”處治方案。在距離公路中心線40 m位置設(shè)置2排圓截面錨索抗滑樁，樁身直徑為2 m，樁間距中-中2.25 m，樁身采用C35鋼筋混凝土現(xiàn)澆，樁頭設(shè)置1孔預(yù)應(yīng)力錨索，采用4束φS15.2 mm高強(qiáng)度低松弛的1 860級鋼絞線，錨索長25 m，錨固端長度為10 m，布置傾角為20°，鉆孔直徑為130 mm。抗滑樁平面和立面布置詳見圖2和圖3。

圖2 預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁平面布置圖

圖3 預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁立面布置圖

滑動土(強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖)和下伏層(中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖)物理力學(xué)參數(shù)由室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果確定，取值詳見表1。選取滑坡體K97+380斷面作為計(jì)算斷面，采用GE05軟件，建立滑坡穩(wěn)定性計(jì)算模型，進(jìn)行土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析。當(dāng)抗滑樁樁體結(jié)構(gòu)長度h=17.5 m時(shí)，計(jì)算所得邊坡安全系數(shù)FS=1.42>1.35，邊坡穩(wěn)定性滿足要求。該工況階段，抗滑樁樁身橫向位移、彎矩和剪力隨樁體深度的變化情況如圖4～6所示。

表1 巖土材料計(jì)算參數(shù)取值表

圖4 抗滑樁樁體橫向位移-深度曲線圖

圖5 抗滑樁樁體彎矩-深度曲線圖

圖6 抗滑樁樁體剪力-深度曲線圖

由此可知：

(1)抗滑樁樁體橫向位移隨深度方向基本呈現(xiàn)減小趨勢，最大橫向位移發(fā)生在樁頂，最大位移值為8.85 mm。

(2)抗滑樁樁體彎矩最大值發(fā)生在h=8.31 m位置，其值為1 566.92 kN·m。

(3)最大剪力值為526.88 kN，發(fā)生在h=7.44 m位置。

通過驗(yàn)算，樁的最大橫向壓應(yīng)力為1 153.39 kPa，小于巖石地基橫向容許承載力2 895.20 kPa，巖石地基橫向承載力滿足要求。巖土與錨固體的抗拔強(qiáng)度為543.74 kN，大于軸力最大值400 kN，利用率為73.56%，錨索的承載力也滿足要求。

4 預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁施工處治要點(diǎn)

(1)預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁施工，先施工抗滑樁后再施工預(yù)應(yīng)力錨索，其順序?yàn)椋簶段环艠印謇聿⒎€(wěn)固樁孔附近坡面→旋挖機(jī)就位→開挖樁孔→開挖一節(jié)護(hù)筒跟進(jìn)→開挖下一節(jié)樁孔→重復(fù)上面工序直到設(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)→錨索孔定位→錨索鉆孔→錨索制作安裝→錨索注漿→錨索張拉鎖定至鎖定荷載75%→(外露段做防銹處理，暫不切割，留待二次張拉)→二次張拉鎖定至鎖定荷載(監(jiān)測期滿后封錨)。

(2)預(yù)應(yīng)力錨索孔內(nèi)灌注水泥砂漿要確保注漿量和注漿壓力，采用孔底到孔口返漿注漿方式，砂漿體強(qiáng)度≥30 MPa，注漿壓力≥0.25 MPa。

(3)分別按照0.25、0.5、0.75、1.0和1.1倍鎖定荷載，分為五級對預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行張拉，第一至第四級張拉持荷穩(wěn)定5 min，第五級張拉持荷穩(wěn)定10～20 min。每次張拉記錄好鋼絞線的伸長量，并在持荷穩(wěn)定時(shí)間內(nèi)讀取三次錨頭位移數(shù)據(jù)，預(yù)應(yīng)力無明顯衰減后進(jìn)行鎖定。多余的鋼絞線必須采用機(jī)械切割，不得采用電割，切割后預(yù)留10 cm鋼絞線，防止拽滑，最后封閉錨頭。

(4)抗滑樁施工完成后立即進(jìn)行監(jiān)控布點(diǎn)工作。選擇K97+380～K97+400兩組斷面進(jìn)行布點(diǎn)觀測。每組斷面設(shè)置不少于4處位移樁和2組測斜管，雨季施工期間加密觀測。

5 結(jié)語

K97+340～K97+450段右側(cè)邊坡施工處治后，通過近期對兩組斷面布置的位移樁和側(cè)斜管數(shù)據(jù)觀測，邊坡的變形和位移已經(jīng)趨于穩(wěn)定，表明預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁處治方案是可行的。預(yù)應(yīng)力錨索通過與土體的協(xié)同作用，分擔(dān)了部分抗滑樁抵抗的下滑力，使得抗滑樁樁身的受力分布更為合理，抗滑樁的尺寸也得到控制，節(jié)約了建材，同時(shí)也降低了工程造價(jià)。對于深層滑動面的邊坡滑坡治理工程，預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁是一種有效的處治方法。