岩土边坡工程治理篇1
摘要：预应力锚索因其能增强岩土体被锚固强度，改善岩土体应力状态，提高岩土体稳定性等特殊性能，现已广泛应用于岩土边坡工程治理。结合某一公路的滑坡治理实例，分析了滑坡的原因，详细介绍了预应力锚索在路堑边坡和地质条件复杂下的应用。通过预应力锚索在岩土边坡工程治理中的应用，介绍了预应力锚索施工技术，总结预应力锚索在边坡治理中的经验。
关键词：预应力锚索；岩土体；工程治理
由于城市发展需要，对某公路的路边边坡进行了开挖，形成了约30m高的路堑边坡。设计开挖坡率为1∶1.0，台式放坡，每台阶高约10m。该边坡于2005年7月开挖施工后，自然边坡的稳定性被破坏，边坡中部的部分土体失衡形成滑坡，并在施工过程中滑坡规模逐渐扩大，不仅对沿线的车辆存在一定的安全隐患，而且对边坡上部的厂房和实验楼也构成威胁。预应力锚索通过特殊手段将钢绞线变成长期处于高温状态下的受拉结构体，从而增强土体被锚固强度，改善岩土体应力状态，提高岩土体稳定性。一方面，由于预应力的作用，使岩土体结构面呈压紧状态，从而提高岩土体本身的整体性；另一方面，锚索的加固预应力直接改变了滑动面的抗滑力，使边坡得以加固、稳定。因该技术具有先进性、经济性、可靠性等优点，近年来在公路深挖路堑边坡支护中越来越多被采用[1]。
1边坡地质条件
根据地质调绘和钻孔揭露，主要存在4个岩土工程单元层，岩土层的分布、结构及工程性状分述如下：①素填土（Qml）：灰黑色，松散，梢湿；由粉质黏土、碎石组成。厚度一般1.20～2.70m，最厚5.50～10.60m，为坡顶建筑弃渣填土，填土年限大于10a。②-1次生红黏土(Qdl+pl)：灰黄色，硬塑—坚硬为主，局部可塑。成分以粉黏粒为主，含少量砾石。该土层孔隙度大，该土体为液限≥45%的高塑性、高孔隙比的特殊性岩土，具有干燥时易干裂，遇水易软化的特征。厚2.60～31.96m。②-2含碎石粉质黏土(Qdl+pl)：灰黄色，硬塑—坚硬；成分以黏粉粒为主（次生红黏土），碎石占30%～40%，粒径20～60mm，成分为强—弱风化泥岩、泥质粉砂岩。该土层孔隙度较大，有利于地表水下渗，同时遇水易软化。场地绝大部分孔有分布，厚2.30～29.50m。③红黏土(Qel)：棕红—褐黄色，可—硬塑。成分为粉黏粒，为灰岩或碳酸岩系风化残积土；该土体为液限≥50%的高塑性特殊性岩土，具有干燥收缩干裂、饱和膨胀的特性。厚度大于7.90m至大于16.08m。④微风化石灰岩、硅质灰岩（P1q）：灰色，致密结构，块状构造。裂隙不发育，岩体较完整，岩芯呈10～40cm的柱状，属较硬岩—坚硬岩。岩体基本质量等级为Ⅱ，Ⅲ级。厚1.05～6.29m，未穿。
2地下水特征
地下水为第四系坡洪积孔隙水，赋存于各土层含角砾及碎石孔隙中，渗透性较强。地下水主要接受大气补给。沿裂缝顺坡排泄。
3边坡现状及滑塌原因分析
3.1边坡现状
坡顶建筑为某工厂的厂房和实验搂，1K+938—1K+990为3层砖混结构的办公搂，墙体距坡面顶线约10m；2K+000—2K+060为单层框架结构的厂房，装有1500kN的起吊架，墙体距坡面顶线仅1.5m。据现场反映，该边坡开挖后，在2K+040—2K+060之间初期有少量泉水渗出（旱季也渗水），以后上部土体滑动为滑坡，其滑动方向均由南往北（即高处往低处滑动），滑距2～5m，滑坡体积约3000m3，为土质滑坡，滑坡体为次生红黏土、含碎石次生红黏土等，目前规模为小型，如图1所示。图12K+040—2K+060处滑坡Fig.1Landslideat2K+040—2K+060.
3.2滑塌成因分析
分析边坡的地层、岩土性质、地质构造、环境背景条件等因素。滑塌产生的原因主要有以下几点：①地形的改变是造成该滑坡的主要原因。②边坡土层（含碎石粉质黏土、红黏土及次生红黏土）失水收缩、吸水膨胀、遇水易软化等的工程特性，是土质边坡滑坡的内因。③暴雨作用或天然雨水渗透，是滑坡产生的直接触发因素。
4治理方案
首先运用同济曙光软件，找出最危险滑动面的位置，如图2所示；再综合考虑该场地（边坡）的工程地质及水文地质条件、周边建筑、环境控制条件，根据边坡滑塌产生的特点、范围、规模及地形条件，采用分级放坡刷方加固+抗滑桩+坡腰锚索加固的组合方案(如图3)。由于边坡岩土介质的复杂性、可变性和不确定性，地质勘察参数难以准确确定，加之设计理论和设计方法带有经验性和类比性，该工程应采用动态设计法。
4.1分级放坡刷方工程
边坡按3级放坡，设置2个平台。一级刷坡台阶高10m，坡率1∶1.5，坡面采用骨架护坡；第二级刷坡台阶高10m，坡率1∶0.75，平台宽4.5m，平台处设置人工挖孔抗滑桩，坡面设置3道锚索框架进行加固；第三级刷坡台阶高9.5m，坡率1∶1，平台宽2m，在坡顶距核工业二九五大队胶辊厂的厂房较近处的坡面设置4道锚索框架进行加固。
4.2抗滑桩工程
在第二级平台处设置人工挖孔抗滑桩以抑制边坡的深层滑动。人工挖孔灌注桩桩径为φ1.5m，桩距为3.0m，桩长为20m；冠梁采用1.6m×0.6m，混凝土强度等级均为C30。
4.3锚索框架工程
在人工挖孔抗滑桩顶部及边坡的第二级刷坡和局部第三级刷坡（坡顶距核工业二九五大队胶辊厂的厂房较近处，长约1.5m）设置锚索框架进行加固。锚索水平间距为3m，索孔直径为φ150，锚索均由高强度低松弛无黏结钢绞线组成，钢绞线抗拉强度为1860MPa，均采用压力分散型锚索结构。人工挖孔抗滑桩顶部的预应力锚索采用6根钢绞线，锚索长24m，向下倾斜25°，锚固段长15m，拉力特征值400kN。第二级刷坡的预应力锚索采用4根钢绞线，锚索长15m，向下倾斜25°，锚固段长9m，拉力特征值250kN。第三级刷坡的预应力锚索采用4根钢绞线，锚索长12m，向下倾斜25°，锚固段长9m，拉力特征值250kN。
5稳定性验算
工程依据《公路路基设计规范》，边坡稳定性计算应分成以下3种工况：①正常工况：边坡处于天然状态下的工况；②非正常工况Ⅰ：边坡处于暴雨或连续降雨状态下的工况；③非正常工况Ⅱ：边坡处于地震等荷载作用状态下的工况[2]。边坡稳定性验算时，其稳定安全系数应满足表1中所规定的稳定安全系数的要求。利用简化毕肖普法公式，分3种工况进行分析，其土层参数如表2所示，结果具体如表3所示。
6结论
（1）对于高边坡桩锚结合的支护结构，锚索的设计采用上面介绍的方法比较实用、简便。（2）预应力锚索通过特殊手段将钢绞线变成长期处于高温状态下的受拉结构体，从而增强土体被锚固强度，改善岩土体应力状态，提高岩土体稳定性。（3）高边坡设计应该是动态的。由于种种条件限制，开挖前对边坡的地质情况难以了解清楚，设计也难以完全符合实际。因此要把地质工作延伸到工过程中，随着开挖暴露，进一步了解地质条件的变化，进行设计的调整或变更，即所谓“动态设计，信息化施工”。
作者：吴茂明 阮含婷 刘鹭 单位：福建省建筑科学研究院
岩土边坡工程治理篇2
在进行建筑工程施工的过程中，经常会形成岩土边坡，如果不针对岩土边坡的实际情况，采取相应的措施对其进行治理，不仅影响工程的顺利进行，还对人们的安全造成严重的威胁。因此，必须针对岩土边坡工程的实际情况，采取相应措施，加强对岩土边坡的治理，确保岩土边坡工程的稳定性与可靠性。将预应力锚索应用于岩土边坡工程的治理中，不但具有良好的加固效果，还具有很好的经济性。
1预应力锚索概述
预应力锚索是指将一端，经过事先钻好的钻孔穿过滑动面或者软弱的岩层，将其锚固在坚硬的岩层中，再另一端的位置进行张拉施工，从而对岩层进行施加压力，对其进行锚固，提升岩体的稳定性。预应力锚索的结构包括幅度锚头、锚索体以及外锚头，内锚头有胶结式和机械式，可以为锚索锚固在岩体内部提供预应力；外锚头分为钢筋混凝土圆柱体锚墩式、螺纹式以及锚塞式等等，是帮助锚索进行张拉和锁定的结构；锚索体是内锚头和外锚头的连接结构，是承受张拉力的结构。预应力锚索施工较为复杂，需要专业的人员，结合丰富的理论知识和实践经验进行。
2预应力锚索在岩土边坡工程治理中的应用优势
将预应力锚索运用在岩土边坡工程治理中，具有较高的经济性，能够在提升岩土边坡稳定性和可靠性的前提下，降低施工的成本，确保施工的安全性，提升工程的整体效益。预应力锚索在岩土边坡工程治理中的应用优势，主要包括以下部分：（1）能够大大的降低土方的开挖量，减少对周围环境的破坏，具有良好的生态效益。（2）能够对岩土边坡的变形情况进行控制，对岩土边坡的应力状态进行调整，确保岩土边坡的稳定性和安全性。（3）预应力锚索的运用，具有较小的施工难度。所承担的施工风险相对较低，对于周围岩土边坡的影响较小，能够对灾害进行有效的避免。（4）将预应力锚索运用在岩土边坡工程治理中，能够对岩土边坡进行实时动态设计，根据施工的实际情况，进行适当的调整。
3预应力锚索在岩土边坡工程治理中的应用要点
3.1工程概况
某市一建筑工程的总占地面积为678400m2，该建筑工程的开展，对于促进区域的经济发展具有重要的意义。在进行施工的过程中，根据勘察可知，该项目区域内存在岩土边坡，该边坡的地层结构包括泥岩、砂岩以及粉砂岩等。该岩土边坡的存在，对建筑工程的顺利进行具有一定的影响，为了确保岩土边坡的稳定性，促进建筑工程的顺利施工，本工程决定采用预应力锚索对岩土边坡工程进行治理。
3.2钻孔施工要点分析
在运用预应力锚索进行岩土边坡工程的治理时，应该根据岩土边坡的实际情况，进行钻孔施工。要根据施工区域地层的结构、锚孔的直径和深度等，采用合理的钻孔设备进行钻孔。在进行钻孔的过程中，应该按照岩土边坡坡面的实际测量放线位置，对钻孔设备进行固定，并进行脚手架的安装，确保两者的稳定性和可靠性。安装完成以后，应该对钻孔设备的位置进行合理的调整，降低钻孔的误差。在钻孔达到指定的深度以后，应该继续向下钻相应的深度，避免钻孔深度不够的问题。
3.3锚孔清理和检验要点分析
在钻孔施工完成以后，应该对锚孔进行清理，运用高压空气，将孔内的岩粉等杂物冲干净，确保锚固施工的顺利进行。另外，还应对锚孔进行检验，根据实现设计的要求和标准，对钻完的孔进行检验，确保锚孔的各项参数符合要求，在进行以下阶段的施工。
3.4锚索组装施工要点分析
在进行锚索组装施工时，应该运用相应的钢绞线等辅助工具进行，应该对锚固段、自由段以及张拉段，每一段的长度进行合理的确定，从而确定钢绞线的长度，要将误差控制在合理的范围内。应该采取相应的措施对钢绞线进行处理，从而达到防腐和防止生锈的目的。
3.5锚索安置施工要点分析
在钻孔施工以及锚索组装施工以后，应该进行锚索的安置施工，在进行安置施工以后，应该将较硬的塑料管道放入锚孔的底部，再运用高压空气，将锚孔内的杂物进行清理干净，然后按照相应的要求，再将锚索安置在锚孔内。
3.6锚索灌浆施工要点分析
为了确保灌浆的质量，应该在下锚之后立刻进行灌浆施工，应该运用与锚孔直径相符合的注浆管，可以浆液灌入锚孔的底部，还应该确保注浆管的承受能力。在进行灌浆材料的选择时，应该根据工程的实际情况进行选择，一般运用水泥砂浆，应该在拌制的水泥砂浆初凝之前将其用完。一般运用一次注浆的方式进行注浆，是指对各段进行同时注浆，应该使水泥砂浆保证密实，在注浆完成凝固以后，应该对孔口进行补浆施工。如果一次注浆以后不符合要求，应该对注浆材料或者方法进行调整和改善。
3.7框架浇筑施工要点分析
在进行框架浇筑施工时，应该选择合理的混凝土的类型，严格的按照施工的流程进行，包括钢筋的绑扎以及模板的安装等施工，为了避免钢筋和锚索发生冲突，应该对其间距进行合理的调整。在开始浇筑时，一般运用分段浇筑的方式进行施工，应该将框架的厚度控制在合理的范围内，做好施工的养护。
3.8锚索张拉施工要点分析
在进行锚索张拉施工时，应该严格按照事先的计算确定张拉的长度，应该合理的控制张拉施工时的力度以及张拉的长度，从而对张拉施工的质量进行合理的控制。在进行实际施工时，应该对锚索的实际情况进行观察，为进行锚索张拉施工的指导做好准备，在锚索张拉施工之前，应该对锚索的各项参数是否符合要求进行检查，一旦不符合要求需要进行处理。另外，还需要对张拉所运用的设备进行事先的校准和调试。在开始张拉施工时，应该将锚孔的轴线、锚索体轴线以及千斤顶轴线保持在一条直线。
3.9锚索锁定和封锚施工要点分析
在锚索张拉施工完成以后，应该在48小时之内进行锚索的锁定施工，如果预应力不合格，应该进行补偿张拉施工，将钢绞线留出适当的长度。然后，为了确保施工的质量和美观，应该进行封锚施工，需要在锚头位置涂抹防腐剂，再运用混凝土进行封锚施工。
4预应力锚索应用于岩土边坡工程治理中的注意事项
将预应力锚索应用于岩土边坡工程治理中，为了确保施工的质量，应该注意以下事项：（1）选择合理的设备和原材料。应该按照施工的需要，选择合理的张拉设备、钻孔设备等，确保材料的质量，选择符合施工需要的材料。（2）事先进行抗拔试验。在进行施工之前，应该重视抗拔试验的开展，从而确定合理的施工参数。（3）重视岩土边坡坡面的整修施工。在进行施工时，应该运用合理的设备，对岩土边坡的坡面进行整修施工，确保施工的质量。
5结语
综上所述，岩土边坡工程的稳定性和可靠性，对工程建设的顺利进行以及整体质量具有重要的影响。对此，必须重视将预应力锚索运用在岩土边坡工程的治理中，确保岩土边坡的安全性和稳定性。
作者：周勇 单位：贵州省地质矿产勘查开发局
岩土边坡工程治理篇3
近年来，随着我国经济的不断发展，我国高速公路事业取得了迅猛的发展，公路施工技术也取得了长足的进步。许多新技术、新工艺不断涌现，并被应用到新的建设项目中，预应力锚索技术在岩石边坡工程治理中也得到了广泛的应用，其应用效果在许多工程实践中得到了验证。与传统的抗滑桩技术相比，预应力锚索技术具有很多优势。
1工程概况
某立交桥侧面有LK0+000～LK0+405、HK0+340～HK0+405、HrK0+080～HrK0+545、YRK0+480～HrK0+080四段边坡。四段边坡均为七级高边坡，坡顶与设计路面的距离达到了60m。由于时间较长，这四段的高边坡地质发生了很大变化，设计变更拖延，造成高边坡土石方放坡施工到位后久未施工，西侧边坡因受雨水的冲刷而出现石块松动、脱落的现象，坡面土石夹层处出现了石方溜坡、土方坍塌的现象，存在很大的安全隐患。因此，必须积极采取有效的措施治理。
2岩石边坡预应力锚索施工方法
2.1桩身开挖
在井口开挖施工中，应结合桩身井口段土质的实际情况。一般开挖至2m时，应及时灌注第一节护壁混凝土，灌注厚度为0.3m。为避免护壁出现沉降现象，并有效增大侧壁摩阻力，可在井口位置设置锁口盘。同时，为避免地面出现掉渣现象，应确保盘内缘高出盘面0.2m，并做好截排地表水等防护工作。
2.2灌注桩身混凝土
在灌注桩身混凝土时，应先对断面进行检查和清理，凿毛混凝土护壁。铺底施工不仅可以有效避免钢筋、钢轨腐蚀等情况的出现，还可以确保桩身钢筋、钢轨位置的准确性。选用对接焊后再加鱼尾板边焊等方式进行钢轨焊接接长施工。在总截面中，桩身一个截面焊接接头数量所占的比例应在25%以下。接头不能设置在最大弯矩位置和滑动面位置。用吊车及摇头扒杆将钢轨向井内吊放并固定，随后将钢筋一根一根地向井内吊放，最后定位、绑扎。
2.3锚索孔导管预埋
在锚索孔位设计中，应采用锚索倾角用风镐凿穿两侧护壁的方式，选用PVC管连接两侧凿穿的孔，并选用砂浆对接口进行密封作业。在钢筋笼上选用扎丝进行PVC管的绑扎、固定，这样可以有效避免灌注桩身混凝土时出现位移等情况。在井口周围进行混凝土拌和施工时，选用串筒向井下运输并进行捣固施工。需要注意的是，必须确保桩身混凝土灌注的连续性，每层捣固厚度一般控制在50cm，重复进行灌注施工，以确保施工质量符合相关设计规定。
2.4注浆
注浆是在一定的压力作用下，将液态水泥质注浆体通过注浆泵注入孔内的过程。在注浆施工时，应同时进行注浆与拔出作业，确保始终有一段注浆管埋在注浆液内，注满后即完成施工。在向上倾斜锚索灌注施工中，可以采用排气法进行注浆施工，也就是随着锚索体排气管一起向孔最低端输送。注浆施工应在彻底封闭孔口后进行，浆液应从低向高注入。如果浆液堵塞排气管，应停止注浆。
2.5锚索张拉锁定
锚索张拉操作分为以下几步：①安装锚索测力计（适用于监测锚索）。②安装工作锚板、夹片、限位板、千斤顶和工具锚。工具锚板上孔的排列位置需与前端工作锚的孔位一致，不允许钢绞线在千斤顶的穿心孔中出现交叉现象。③在锚索整体张拉前，先采用单孔千斤顶对单根钢绞线按对称循环张拉顺序预紧，每根钢绞线的预紧吨位为30～35kN。张拉预紧后采用YCL400型千斤顶按一定的分级（预紧→600kN→1200kN→1500kN→2000kN）完成锚索张拉锁定。锚索张拉每级加荷后同步测量实际伸长值。在锚索张拉过程中，前3级每级持荷稳压5min，最后一级持荷稳压30min后即可锁定。张拉时，加载速率每分钟不超过设计应力的1/10，卸载速率每分钟不超过设计应力的1/5.④锚索张拉锁定后，及时测量夹片错牙和预应力钢绞线的滑移量。
2.6锚索灌浆
锚索灌浆包括内锚段灌浆和张拉段封孔灌浆。有黏结锚索分内锚段和张拉段2次灌浆，无黏结锚索采用一次灌浆方式。锚索灌浆在张拉锁定后3d内进行。灌浆前，经监理检查验收签发准灌证后方可施灌。锚索灌浆采用水泥浓浆灌注，水泥浆强度等级为内锚段M35（7d），张拉段M35（28d），灌浆压力0.5MPa，屏浆压力0.3MPa，屏浆时间30min。灌浆时，观测回浆管的排浆情况，当排浆达到或接近进浆比级浆液时即可屏浆。为获得较好的灌浆效果，锚索灌浆采用二次灌浆式屏浆法。
2.7锚墩及封锚混凝土浇筑
有黏结锚索锚墩混凝土在内锚段灌浆后浇筑，无黏结锚索锚墩混凝土施工在锚索灌浆前进行。混凝土浇筑前，需处理锚墩基面，安装孔口钢套管（锚垫板），全面检查钢筋和模板，经监理验收签发开仓证后方可进行混凝土浇筑。混凝土采用JZC350型搅拌机拌制，溜筒运输，人工入仓，软轴式振捣器振捣密实，振捣过程中防止振捣器直接碰撞预埋钢套管，以免影响钢套管与锚索孔道的同心度。在施工现场取样制作混凝土试块，并留设同条件养护的混凝土试块。混凝土浇筑后，严格按规范要求及时洒水养护。
3结束语
预应力锚索在岩土边坡工程治理中的应用，对岩石边坡的加固起到了很大的作用，使该段边坡的稳定性和安全性得到了较大的提升，同时也使设计效果得到了提升。预应力锚索施工作为岩石边坡治理的一种有效措施，将被更广泛地应用于各种边坡工程治理中，为岩石边坡的稳固性提供良好的技术支撑。
参考文献
［1］宫孟飞.预应力锚索在隧道拱顶掉块处理中的应用［J］.中国高新技术企业，2016（01）.
［2］孙洪月.考虑预应力锚索的边坡三维极限分析法及应用研究［D］.北京：北京交通大学，2015.
作者：肖宁 单位：江苏省有色金属华东地质勘查局807队
