时间：2022-05-02 07:37:58
关键词：预应力锚索；抗滑桩；公路滑坡
中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）18-0043-02
1 预应力锚索抗滑桩施工技术在公路滑坡中应用优势
公路滑坡产生的地质情况多为山坡表层土质松散、下部基岩严重风化，存在软弱结构面。在流水的侵蚀下，发生岩体失稳而沿着软弱结构面发生位移，引起滑坡。或者滑坡体范围本身是一个老滑坡形成的老岩体，而公路切割作用后形成一个较高的临空面，也容易导致滑坡。一般的公路建设中，在路线的选择多尽量地避开需深挖高填的地形，而我国公路建设发展迅速，其平、纵线形要求较高，从而局部地段不得不采用深挖高填施工，所以采用高效、经济的抗滑坡技术是公路建设中需要的。而预应力锚索抗滑桩技术恰恰具备施工速度快、材料消耗少、受力结构合理及造价低的特点，能广泛地应用在公路抗滑坡施工中。
2 预应力锚索抗滑桩技术分析
2.1 抗滑加固机理
预应力锚索抗滑桩的结构主要有抗滑桩、预应力锚索和锚具。滑动面以下固定在稳定的基岩内的部分，称锚固段，而其余段为张拉段。对锚索施加预应力之后，通过锚具将一端与抗滑桩相连，另一端穿过滑坡体后锚定在滑床内，使得抗滑桩和预应力锚索成为一个联合受力的整体。相对于一般抗滑桩依靠单一嵌固段地基抗力平衡滑坡体推力的受力机理，预应力锚索抗滑桩具有桩内弯矩显著减小、桩径变小及桩埋置深度浅的优势，可以达到结构受力合理、节约材料、缩短工期的效果。
2.2 受力特点
从受力机理分析，预应力锚索抗滑桩属于“主动型”，即在施加预应力后，滑体受到反推力，能够实现立即止滑的作用，而一般的悬臂抗滑桩属于“被动型”，桩的抗滑作用只有在滑坡体发生一定位移后才能起作用，而这对于滑体上已有建筑设施非常不利。
3 预应力锚索抗滑桩施工技术
3.1 抗滑桩施工
根据地形地貌清理出一定面积的场地，以便安装井架及铺设碴便道等。（1）在桩身的开挖时，根据桩身井口段的土质，在挖至2.0m时，即可灌注0.3m厚的护壁硅（作为第一节），同时按1.5m分节，逐步深挖，但是严禁在滑动面和土石分界处分节。当挖至10m以下时，需要在井口设置一台大功率的通风机，往井下送风，遇到地下水时，采用抽水泵及时将水抽出，同时设置钢筋梯以方便施工人员作业。（2）在桩身混凝土灌注阶段，除了做好铺底、铺轨及钢筋笼绑扎等工作外，关键是进行锚索孔导管的预埋，根据滑坡的坡度及抗滑桩受力特点，设定锚索孔的位置和锚索倾角，同时牢固地将导管固定钢筋笼上，防止在灌注混凝土时发生偏移，影响最终抗滑效果。在灌注混凝土时要连续地灌注，并且每层厚度达到50cm进行捣固，反复进行至灌注完成。
3.2 预应力锚索固定及预应力施加
（1）预应力锚索固定。首先，定位好桩身混凝土灌注时预留的锚索孔，利用液压风洞潜孔钻机钻孔，在达到一定深度后及时地将孔中的岩粉等杂物清理，以免降低浆体与孔壁的粘结强度。其次，选用高强度、低松弛预应力的钢铰线，以保证后期张拉的效果。按照设计长度准确裁制钢铰线，并均匀排列，避免弯折和机械损伤等，同时在下放锚索时要尽量避免撞击到孔壁，做到快、轻、稳、准。最后，在注浆时，采用压力注浆既可以加快施工进度，也可以使得浆体深入到地层裂缝中，起到加固作用。（2）预应力锚索张力施加。在锚索孔内浆体及抗滑桩混凝土强度达到设计要求的约70%时，即可以进行锚索的张拉。而据锚索类型及具体要求的不同可以选取整体张拉、先单根预拉后整体张拉及单根分级循环张拉等方法。在张拉时，要求缓慢地加载、及时观测张拉力及锚索伸长量，当发现实际伸长量超过预期时，应停止张拉，查明其中原因，并及时地采取措施排除问题后才能继续进行张拉。张拉完成后48h后，若发现预应力损失过大，应进行补偿张拉。
4 预应力锚索抗滑桩在公路滑坡中的应用效果分析
任何一种防治措施的实施都需要对其应用的效果进行分析，以确保措施的有效性，就滑坡而言在应用预应力锚索抗滑桩后，存在三个变化阶段。
（1）锚索拉力快速减小阶段。主要原因是锁定过程中出现瞬间应力损失，一方面钢绞线在张拉后出现回缩，导致预应力的损失，因此要求选择合适的材料及合理的施工工艺。另一方面在张拉过程中钢绞线受力不均导致，主要通过均匀排列钢绞线，理顺对准锚索孔口来调整。（2）锚索拉力缓慢变化。该部分主要是穿过锚索的那部分混凝土的徐变和岩体中裂缝的压实作用共同导致，此过程作用的时间相对较长。（3）抗滑桩-锚索预应力稳定。经过前期施工中应力损失和中期徐变造成的预应力变化，该阶段预应力锚索抗滑桩的预应力值及整体的稳定性都达到了一个固定的值，这种平衡在短期内不会发生大的变化，也是抗滑桩真正起作用的阶段。
5 存在问题与展望
预应力锚索抗滑桩具有良好的结构受力特性、施工速度快及工程造价低等特点，但是仍旧存在着一些不足之处：（1）理论计算尚不成熟。由于锚索固定在抗滑桩的上部，容易导致应力的集中，形成群锚效应，随着时间的延长可能会导致脱拉失效。（2）不适合于应用在大型滑坡等较为复杂的滑坡。大型滑坡中往往有滑动面处于坡面很深的位置及存在多层滑动面的情况，此时应用预应力锚索抗滑桩的效果则欠佳，所以该技术适用于公路滑坡中经常存在的小型滑坡或较简单的滑坡防治中。
参考文献
[1] 麻继文，郑红卫.预应力锚索抗滑桩技术及应用[J].2012，（30）：1-4.
[2] 苏延嗣，王生虎.抗滑桩的施工工艺及其技术的探讨——以青海省互助北山旅游公K36滑坡治理工程为实例[J].城市建设理论研究，2012，（26）.
[3] 夏飞.关于公路滑坡处治中有效运用预应力锚索抗滑桩结构的分析研究[J].城市建设理论研究，2011，（17）.
关键词：抗滑桩；路基边坡；施工工艺
一、抗滑桩的作用
抗滑桩的作用就是将抗滑桩打入到滑坡体内，在滑坡体的里层里起到稳定滑坡体的作用。将抗滑桩插入到滑坡体的稳定层以后就可以对滑坡体的流动力起到阻碍作用，加强滑坡体的稳固性。当遇到自然灾害的山体滑坡时，滑坡体的土质在向下滑动。在滑坡体治理过程中应该充分意识到滑坡体的抗滑桩控制的重要性。随着改革开放的不断深入，经济迅速发展，有些施工单位对滑坡体抗滑桩运用还没有足够的认识，没有及时准确的对滑坡体实施抗滑桩做出有效地措施，以致造成一些重大的滑坡体事故。对滑坡体进行抗滑桩措施的工作还不够到位、监管措施不到位，使得基础性的工程没有起到巩固滑坡体的作用。这样造成的滑坡事故就会对国家和人民的生命财产造成损失，给人们的心理形成一种负面影响。在对滑坡体进行处理的过程中应该将抗滑桩的各个措施的各个环节都控制好，并且时时刻刻都要严格控制抗滑桩的质量，以达到减少或者避免因为抗滑桩的设计和质量问题而造成的安全事故。
二、公路路基边坡加固抗滑桩施工工艺
1、桩身开挖
在井口开挖施工中，应严格遵循桩身井口段土质的实际情况，一般开挖深度至2米时，应及时灌注第一节护壁混凝土，厚度为0.3米，为避免护壁出现沉降情况及对侧壁摩阻力进行有效增强，可在井口位置进行锁口盘设置，为避免地面出现掉渣等情况，应确保盘内缘比盘面高出0.2米，并做好截排地表水等防护工作。
2、护壁支撑
在护壁支撑施工前，应对桩井进行掘进施工，一般选用先挖中间再挖井壁的顺序。开挖施工过程中，应实时监测地质情况及及时记录。选用人工装渣的方式在井内施工，并进行起吊箩筐的配置，提升设备一般选用井架，使用电动卷扬机（0.3-0.5t）向井口位置进行箩筐吊运，选用手推车进行运送，不能使用的土必须运送到滑体外面。
选用边挖边护的方式进行桩井施工，可以有效提升桩井开挖施工的安全性及护壁的质量。一节护壁设置长度为1.5米，防止分节情况出现在滑动面位置与土石分界位置。在护壁混凝土灌注前，必须将井壁上的浮土清理干净，确保护壁混凝土与围岩处于紧贴状态，上下节护壁应形成一个整体结构，应将护壁钢筋增设在滑动面周围，为避免模板出现偏移等状况，应在混凝土浇筑施工时做到对称、四周均匀捣固。灌注一天后就可以将护壁混凝土模板支撑拆除，应在上节护壁混凝土终凝后进行井内开挖施工。当开挖深度达到10米时，应将1台5.5kw抽式通风机设置在井口位置，选用软胶管（直径50cm）向井下送风。选用离心泵将开挖遇到的地下水抽到井外侧。
3、灌注桩身混凝土
将钢筋梯设置在井内可以方便井内施工人员上下施工，应用时应将顶节向预埋环内挂入，其他逐节扣挂及分节扣挂到井壁U型预埋件位置。在灌注桩身混凝土时，应先对断面进行检查及清理，凿毛混凝土护壁。进行铺底施工，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比例应在25%以下。接头不能设置在最大弯矩位置及滑动面位置，选用吊车及摇头扒杆将钢轨向井内进行吊放及固定，随后将钢筋一根一根地向井内进行吊放、定位及绑扎。
4、锚索孔导管预埋
锚索孔位设计中应遵循锚索倾角用风镐凿穿两侧护壁的方式进行，选用pvc管连接两侧凿穿的孔，应选用砂浆对接口进行密封作业。随后在钢筋笼上选用扎丝进行pvc管绑扎固定，这样可以有效避免灌注桩身混凝土出现位移等情况。在井口周围进行混凝土拌和施工，选用串筒向井下进行运输及捣固施工。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50厘米，重复进行灌注施工，确保施工质量符合相关设计规定。
5、注浆
注浆是将液态水泥质注浆体通过注浆泵在一定压力的作用下，将孔内注入的过程。在向下倾斜锚索灌注施工中，必须将锚索体随着注浆管一起向孔底送入，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，确保注满完成施工。如孔内存在积水问题时，应通过注入浆液全部排出积水，确保溢出浆液稠度和注入浆液稠度一致后，将注浆管抽出。在向上倾斜锚索灌注施工中，可以选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进行输送，注浆施工应在彻底封闭孔口后进行，浆液应从低向高进行施工，如浆液堵塞排气管应停止注浆施工。
6、锚索张拉与锁定
锚索张拉施工应确保锚索孔内浆液及锚外锚墩混凝土强度达到设计强度70%，张拉施工前应标定张拉机械选用0.1到0.2倍设计吨位进行预应力张拉施工，次数为1到2次，确保每个部分都处于密切联系的状态，锚索应全部平直。分6级进行锚索张拉，也就是设计张拉力的10%、25%、50%、75%、100%、110%，但110%时应先进行20到30分钟的稳定，其他级别需要稳定的时间为2到5分钟，张拉过程中应对钢绞线伸长量进行记录。为确定锚索张拉符合设计应力，应选用整体张拉等方式进行。
三、抗滑桩施工注意事项
1、为方便进行井架安装及铺设碴便道等，必须严格遵循施工现场的地形地貌进行相应场地的清理。在开挖桩身时，必须遵循桩身井口段的土质，当开挖深度达到2米时，就可以进行护壁混凝土的灌注，一般厚度控制在0.3米，并按照1.5米分节，并逐渐进行开挖，杜绝分节情况出现在滑动面和土石分界位置。
2、在桩身混凝土灌注阶段，除了做好铺底、铺轨及钢筋笼绑扎等工作外，关键是进行锚索孔导管的预埋，根据滑坡的坡度及抗滑桩受力特点，设定锚索孔的位置和锚索倾角，同时牢固地将导管固定钢筋笼上，防止在灌注混凝土时发生偏移，影响最终抗滑效果。在灌注混凝土时要连续地灌注，并且每层厚度达到50cm进行捣固，反复进行至灌注完成。
四、结束语
综上所述，随着国民经济发展速度的不断提升，在公路工程施工中，只有根据工程施工的具体要求，选择与之相适应的新技术，才能更好地提升工程的质量，这也是施工的重点内容。将抗滑桩技术应用到公路工程施工中，不仅可以缩短施工工期，还可以提高工程质量，为工程经济效益与社会效益的实现提供了强有力的保障。
参考文献
[1] 麻继文，郑红卫.预应力锚索抗滑桩技术及应用[J].2012，（30）：1-4.
[2] 苏延嗣，王生虎.抗滑桩的施工工艺及其技术的探讨――以青海省互助北山旅游公K36滑坡治理工程为实例[J].城市建设理论研究，2012，（26）.
[3] 夏飞.关于公路滑坡处治中有效运用预应力锚索抗滑桩结构的分析研究[J].城市建设理论研究，2011，（17）.
关键词： 抗滑桩；土质边坡；加固
一、抗滑桩加固土质边坡的机理
抗滑桩是在边坡地层中挖孔或钻孔后，将钢筋或型钢放入其中，再将混凝土浇灌其中便形成就地灌注桩。混凝土中的水泥砂浆会渗透到桩周一定范围的土层中，对土层的整体强度有较大地提高，此外，由于孔壁通常是粗糙的，使得桩与地层紧密的粘结咬合在一起，桩便可调动超过桩宽范围相当大一部分地层的地层抗力，同桩一起抗滑。同时桩与桩之间可形成土拱，土拱和桩可共同承担两桩间的滑坡推力，滑坡推力传递到桩上以后，又沿着桩传递到滑面以下稳定的地层中。所以为使桩及桩间土能正常地协调工作，必须保证桩间土拱能够形成，这样才能有效地治理滑坡。模型试验和理论分析均表明，只有两桩之间的间距不超过某临界值――“临界桩距”，才可形成土拱。
在设桩后，由于受到抵抗，滑体不仅有继续下滑的趋势，还会产生侧向的扩张力。原下滑力经过桩传递到下部稳定地层中，侧向扩张力则传到滑体两侧稳定的地块中，桩的拱脚水力和竖向反力对这两种力进行平衡，其合理作用应沿拱轴方向。
二、抗滑桩的使用条件
因抗滑桩是一种特殊的侧向受荷桩，它依靠埋入滑动面以下部分的锚固作用和滑动面以上桩前滑体的被动抗力来维持。所以抗滑桩须在一定条件下才能使用：有一个明显的滑动面，滑面以下需有坚固的基岩或坚实土层，这样才可为桩提高可靠的锚固力，不具备这两个条件时，抗滑桩的作用就不大，或者是可怀疑的。若桩下面有一块稳定性较高且具有一定体积的岩体时，设置抗滑桩的效果也非常明显，并且可减小工程量。
三、抗滑桩的施工技术
1.施工准备
施工之前，为保证施工方便和施工安全，在成孔前应开挖一个施工平台，并进行场地的平整。施工前准备好相应的模板、机具器材和井下通风、照明设施。为提高出碴效率，每根桩设立三角井架或摇头扒杆，井架上还须安装刹车带，以供桩孔开挖到一定深度后出碴进料用。第一节护壁混凝土灌筑完成后，用碎石、水泥在井口的纵向铺设便道，供运土斗车运行出碴。
2.桩孔定位
施工放样前，相关的施测人员应详细熟悉施工图纸及技术要求，并制定具体的放样计划，按精度要求，确定放样方法。施工放样的主要任务有边坡开挖位置线和轮廓线，抗滑桩轴线、位置，截、排水沟高程、位置，以及其他附属工程的控制放样。施测过程中所有放样点线都应具备检校条件，要对放样的资料进行复核，最终归档成册。
3.成孔施工技术
锁口根据桩身井口段土质情况，开挖到大约2m深度时，迅速灌注第一节护壁，为防止护壁下沉，应在井口段做锁口盘以增加侧壁摩阻力，保持盘内缘高出盘面0.2m，以防地面杂质和污水进入。
桩井掘进先挖中部，后挖井壁部分，开挖时井内采用人工装碴，配置起吊箩筐，依靠井架和电动卷扬机作为提升设备，将箩筐装土吊到井口上，并将弃土运到指定堆放位置。
为保证桩井开挖安全和护壁质量，可进行边挖边护，一般每挖1.5m设置一节护壁，不得在土石分界处和滑动面处分节。在清除井壁上的浮土方可灌注护壁砼，以使护壁砼紧贴围岩，在滑动面附近还应另增加护壁钢筋，上下节护壁要建成整体，浇筑时要做到对称和四周均匀捣固，灌注24小时后可拆除护壁砼模板支撑。
桩井开挖至10m以后，在井口设通风机，并用一定直径的软管向井内送风，以防井下氧气不足影响工人的正常施工。地下水对人工挖孔桩的施工影响较大，所以应采取抽水措施来降低地下水位，若桩设计深度不大，可在施工场地周围布设井点来降水，遇涌水、涌砂等情况，及时引排、封堵。
4.成桩施工技术
（1）桩孔开挖到设计标高和规定的持力层后，须把孔内所有的软土、淤泥和杂质等清理干净，并对孔底尺寸、标高、垂直偏差、地层岩性等桩端情况进行检查，并作好隐蔽记录。清孔和验孔完成后，立即采用同强度砼进行垫层混凝土的封底。
（2）钢筋笼可结合施工现场的情况进行现场集中加工，孔内制作安装，应根据孔深和垂直运输能力分段制作，合理确定下料长度，竖筋的接头位置不得设在土石分界处或滑动面处，且接头之间须相互错开45倍钢筋直径的距离。为保证钢筋笼骨架的整体性，在主筋内侧按4m的间距设置一道加强箍，与主筋焊接牢固组成骨架。为方便钢筋笼对中，在钢筋笼四侧主筋上按5m的间距设一长耳环作定位垫块之用。钢筋笼加工制作应严格按规范要求进行，外形尺寸须符合要求，并控制好保护层厚度。钢筋下放孔内时，应扶直对准桩孔缓慢下落，防止碰壁。
（3）在设计锚索孔位置用风镐按锚索倾角凿穿两侧护壁，凿成一定直径的圆孔状，并将厚壁PVC管把两侧已凿穿的孔相连，接口以砂浆密封，为防止灌注桩身混凝土时PVC管发生偏位，应用扎丝将其绑扎固定在钢筋笼上。
（4）抗滑桩桩身混凝土浇筑前，应再次对孔底进行清理，排干孔内积水，复核钢筋数量、位置和模板的高程和位置，并按设计要求埋设预埋件。由于混凝土浇注深度较大，为防止混凝土产生离析，应安装各级深度不超过10米的串筒，10米深度处设横向水平串筒过渡，再继续设串筒，孔口采用漏斗沿串筒下料。
桩身混凝土采取连续浇筑分段振捣，每段振捣厚度不得超过0.5m，可适当增大砼坍落度，以便于施工浇筑和振捣。浇注混凝土过程中桩孔内应保证通风，采用通风机不间断通风，确保施工人员的安全。混凝土浇至桩顶标高后应凿除表面浮浆层，抹压平整后用草袋覆盖昼夜浇水进行养护。
四、结束语
抗滑桩作为一种治理公路滑坡的有效方法，由于具有施工简便、快速、加固效果好的特点，在公路边坡工程中应用较为广泛。总之，我们公路工程人员应掌握抗滑桩的设计和施工技术要点，提高抗滑桩的施工质量，确保公路土质边坡的安全。
参考文献：
[1] 喻英.抗滑桩治理滑坡施工技术[J].山西建筑，2010，36（21）.
[关键字] 滑坡 地质灾害治理 悬臂抗滑桩 两桩跳挖 有效措施
[中图分类号] U213.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2012）-11-104-2
我们平时接触的滑坡抗滑桩一般很少高出原自然地面的，抗滑桩开挖一般都采用单桩跳挖的形式，但对于一种高陡边坡悬臂抗滑桩+挡土板+联系梁施工，这种工艺存在很大的弊端，而将相邻的两条桩作为一个施工单元，以单元跳挖的形式即"两桩跳挖"的施工工艺却能发挥很大的优势，下面以湖北省房县姚坪滑坡治理为例进行对比、论述。
1实例概况
湖北省房县姚坪滑坡为中型土质滑坡，变形不是很严重，未出现整体滑移现象，为潜在不稳定滑坡。治理内容包括：抗滑桩（悬臂）+挡土板+联系梁，排水沟和监测建站，其中桩、板、梁为主体工程。该项目位于姚坪乡乡政府办公大楼前，其治理目的：一是保护滑坡后缘的主要保护对象姚坪乡乡政府及乡职各单位（包括乡派出所、财政所、移民站、教育组、卫生院等）的安全；二是为待建的姚坪广场市政建设服务，扩大广场有效、安全的平面面积（山区平地少）。
姚坪滑坡治理主体工程抗滑桩布设于滑坡中后缘的高大陡坎下，设计抗滑桩净截面为1.2 m×1.8m，桩长20m（入岩7m），共设计16根悬臂抗滑桩，悬臂抗滑桩桩顶高程最小高出自然地面4.10m、最大高出自然地面达7.66m；桩间设挡土板，桩间挡土板由多个单块板组成，单块板尺寸为5.4m×1.0m，桩间挡土板板顶高程与桩顶高程相对应；设计0.5 m×1.0m联系梁贯穿抗滑桩桩顶。一根根抗滑桩就象桥墩一样，桩上的联系梁就象桥面，见照片1。
项目位于山区的姚坪乡集镇上，可利用的施工场地狭小，抗滑桩坡下山体坡度大，又有零散的住户及乡级公路，不能向坡下弃土，只能弃土外运，同时高出地面的挡土板完工后又需要大量的土方回填，以便扩大广场平面面积。
综上所述，姚坪滑坡治理桩、板、梁分部工程施工具如下特征：
①抗滑桩为悬臂式，桩、板、梁大大高出自然地面；
②抗滑桩坡下坡度大，又有住户及设施，不能向坡下弃土；
③施工场地狭小，无临时弃土场；
④作业面位于陡坎下，与外界没有交通联系。
2悬臂抗滑桩两桩跳挖与传统的单桩跳挖施工工艺对比
2.1施工措施
悬臂抗滑桩原始地面与陡坎上地面高差4～8m，平面距离6～8m，陡坎上地面与外界交通便利，若采用传统的方式进行施工场地平整，抗滑桩位于陡坎下无法进行回填土整平，陡坎上建筑物众多，也不能对陡坎进行下挖平整场地，因此，现有的施工场地无法进行传统的施工场地平整。
只有采用人工搭设钢管脚手架的形式，才能解决施工作业平台，搭设钢管脚手架通道才能与外界相通。只有很好的解决了作业平台和与外界的交通，才能将桩内弃土倒至指定地点，便于外运，桩内所用钢筋和混凝土材料才能方便的到达桩内。
因此，无论采用何种施工组织形式，都得人工搭设钢管脚手架施工作业平台和脚手架通道，这是施工正式开始的前提。
2.2技术可行性
姚坪滑坡未出现整体滑移现象，为潜在不稳定滑坡，采用两序单桩跳挖或两序两桩跳挖均能有效的减少因抗滑桩成孔对滑体的扰动，因此，抗滑桩两桩跳挖与传统的单桩跳挖施工工艺在技术上都是可行的。
2.3施工工序与工期
工程工期为170天。
单桩跳挖施工组织为：先搭设一序桩作业平台，然后一序桩孔开挖，同时边挖边弃土外运，接着就是一序桩钢筋制安与砼浇注，一序桩完成后紧接着就是二序桩的施工，二序桩的施工与一序桩的施工工艺完全相同。桩完成后，接着就是板，最后是联系梁，单桩跳挖施工工序详见网络图图1。
所谓的两桩跳挖就是以相邻的两条桩作为一个单元，以单元跳挖的形式而进行的施工工艺，具体为：先搭设一序桩作业平台，然后一序桩孔开挖，同时边挖边弃土外运，接着一序桩钢筋制安与砼浇注，一序桩完成后紧接着就是一序挡土板的施工，同时搭设二序桩平台，然后依次为二序桩钢筋制安与砼浇注、二序挡土板施工、二序挡土板回填，最后联系梁施工，详见网络图图2。
两种施工组织形式的区别在于"单桩跳挖"依次施工抗滑桩、挡土板、联系梁，施工工期为170天，与工程工期相当，而"两桩跳挖"是将抗滑桩、挡土板都分成两序形成流水作业，施工工期为155天，比工程工期提前15天。
2.4安全隐患
两种施工组织形式都要人工搭设桩作业平台和脚手架联通通道，"单桩跳挖"只能搭设孤立的平台和通道，因为平台高、通道长，所以"单桩跳挖"搭设的脚手架呈孤立的高耸条状，稳定性较差，见图3。
而"两桩跳挖" 可以用少量的钢管将相邻的单根桩脚手架连成整体，形成"凹"字形，大大的提高了脚手架的稳定性，省工省力又安全，见图4。
2.5施工成本
因施工场地狭小，现场无弃土场，若采用单桩跳挖其抗滑桩成孔全部土石方得弃土外运（2000 m3），同时挡土板土方回填又得从外取土回填2000 m3；若采用两桩跳挖其抗滑桩成孔有一半土石方已回填至一序挡土板，一半土石方得弃土外运（1000 m3），同时二序挡土板土方回填也得从外取土回填1000 m3。其弃土、回填成本对比如下：
弃土外运按市场单价30元/m3（1.5㎞）、从外取土回填按市场单价40元/m3计算。桩孔弃土外运与挡土板土方回填单桩跳挖成本为2000×30+2000×40=14.0万元；两桩跳挖成本为1000×30+1000×40=7.0万元。两桩跳挖其成本节约7.0万元。
2.6现场管理
两桩跳挖方便了提升机电线的引入、空压机的共用（抗滑桩成孔时两根桩可共用一台空压机）及弃土的临时集中堆放，更利于施工现场管理。
3结语
治理潜在不稳定滑坡，采用高出自然地面的悬臂抗滑桩+挡土板+联系梁的治理措施，施工场地狭小，不能向坡下弃土施工现场又无临时弃土场时，相邻的两条桩作为一个施工单元，以单元跳挖的形式即"两桩跳挖"施工工艺，能有效的将两序抗滑桩、两序挡土板形成流水作业，从而缩短工程工期；能有效的利用先期完成的桩间挡土板的挡土作用减少弃土外运和从外取土回填的施工成本；也能有效的利用少量的钢管将相邻的单根桩脚手架连成整体，提高脚手架的稳定性，省工省力又安全；也能方便提升机电线的引入、空压机的共用及弃土的临时集中堆放，利于施工现场管理。
关键词:桩锚支护技术;边坡失稳;加固;设计计算;施工技术
中图分类号:TU94+2
文献标识码:B
文章编号:1008-0422(2010)08-0185-02
1前言
天然存在的土质边坡一旦失稳,将引起不良后果,其后果通常还是灾难性的。滑坡的孕育、发生和发展,是由于多种因素造成的,地质与地形条件、水文和水文地质条件、气候条件等因素都与之有关。在人类的工程活动中,由于设计、施工以及使用不当,导致边坡失稳而出现滑坡,更是经常发生。
滑坡治理必须密切结合生态环境以及城镇规划建设,充分利用国土资源,采用先进的技术和方法,做到安全可靠、经济合理、技术可行、美观实用,在施工过程中不产生安全事故。目前,常用的边坡支护类型有:重力式挡墙支护、锚喷支护、悬臂桩支护、桩锚支护、锚杆挡墙支护等。桩锚支护是深基坑支护体系最常用的形式之一,其土压力分布按库伦(或朗肯)理论确定,护壁桩采用等值梁法进行计算,桩锚支护的设计要点,包括土压力的计算、悬臂桩的计算、单层锚杆护壁桩的计算、多层锚杆护壁桩的计算等内容。本文基于国内外学者试验研究的成果,通过工程实例,介绍了桩锚支护在边坡稳定加固中的应用。
2工程概况
某边坡位于住宅楼西侧,为土质边坡,坡顶边缘至住宅楼西边山墙最近距离约为3.7m,边坡高度约为7.1~10.4m。该土质边坡高度范围内的土层分别为素填土、粉质粘土。边坡西侧为正在开挖的某建筑基坑,基坑开挖时未作有效支护,沿原边坡毛石挡土墙墙趾处垂直开挖,开挖深度为3~5m。
在基坑开挖工程中,边坡约41m长度范围内已整体坍塌破坏,原挡土墙及上部围墙倒塌,其中部分挡土墙向前滑移了一段距离;边坡坡顶、坡顶建筑物地(路)面和边坡土体有明显的滑移变形,出现了大量的剪切和拉张裂缝。地面裂缝的宽度较大。
因边坡发生坍塌破坏,其稳定性不满足相关规范的要求;而且边坡坍塌使房屋地基土严重变形,造成局部基础与地基脱离、墙体严重开裂,影响了房屋的安全使用。所以,需对边坡失稳的原因进行分析并作出加固处理。
3边坡失稳原因分析
边坡为土质边坡,高度约为7.1~10.4m,边坡高度范围内的土层分别为素填土、粉质粘土,采用毛石挡土墙支护。现边坡西侧某拟建建筑正在开挖基坑,沿原边坡毛石挡土墙墙趾处垂直开挖,开挖深度为3~5m,未作有效支护。边坡现状如图1所示。
根据现场调查分析,边坡坍塌原因如下:
(1)该边坡排水不畅,使大量雨水浸入边坡的土体。雨水进入填土较厚的边坡土体内,将增加土的重度和起软化作用,降低边坡土体的抗剪强度,产生静水压力,增加渗流力作用,使边坡的侧压力加大。
(2)未对边坡采取有效支护的情况下,在边坡外侧进行基坑开挖,当边坡土体侧压力增加时,原挡土墙不能有效抵抗,破坏了边坡的平衡条件,以致边坡发生滑动和坍塌破坏。
4 边坡加固处理措施
4.1方案选择
根据场地工程地质条件、工程性质、边坡周边环境的实际情况,经过多个方案从技术、安全、经济、工期等多方面比较,确定边坡加固采用桩锚支护的形式,新增护坡桩平面布置见图2。
边坡加固处理设计用护坡桩加锚杆作为支护结构,由于护坡桩自身刚度大,能承受的下滑力大;桩间土由于桩的作用可以形成土拱,增加了桩间土的自稳性;桩前的被动土压和插入一侧凌空土体的锚杆的抗拔共同抵抗倾覆力矩,其抗倾覆能力强;且其具有适应性强、安全度高、施工方便等多种优点。
4.2 桩锚支护设计
4.2.1 设计参数
基坑深度h=10.0m,超载取q=15KN/m2,取γ=20KN/m3,等效内摩擦角φ=25o,距桩顶连梁3.5m处设置一道锚杆,锚杆入射角为15o,间距为2m。桩、连梁混凝土采用C25。
4.2.1 计算分析
采用相当梁法计算,计算简图如图3所示。
计算结果表明,护坡桩直径为1m,间距2m,桩入土深度为5m,桩长13m~15m,桩身主筋为22Φ25,箍筋φ10@200,加劲箍Φ14@200;锚杆采用2 28钢筋,开孔孔径为150mm,长度为18m,自由段为4m,锚杆拉力设计值为302kN,锁定在桩间腰梁上。
桩顶设联系梁,梁截面为1100mmx
500mm,主筋为8Φ20,箍筋φ8@200;距桩顶连梁3.5m处设置一道腰梁,梁截面为700mmx500mm,主筋为8Φ25,箍筋φ8@200;桩间采用红砖砌筑240mm厚砖拱。
桩锚支护剖面见图4,桩间砌砖拱平面见图5。
5施工技术要求
5.1 护坡桩、锚杆施工工艺流程
测量定桩位人工挖至设计深度(挖孔时错开施工,即不同时开挖相邻两个桩)验孔钢筋笼吊放就位浇灌混凝土振捣成桩剔凿桩头挖土方至连梁底标高锚杆放线定位钻机就位校正位置及角度钻至设计深度放置锚杆钢筋压力注水泥浆连梁、腰梁施工安装锚具张拉锁定。
5.2 排水
施工时应做好排水系统,防止积水,避免水软化地基的不利影响。基坑底设排水沟,沟底坡度1%,沟宽300mm,最浅处深度200mm。边坡上采用PVC管做泄水管,泄水管直径为1000mm,外倾坡度为5%,间距2m,梅花状布置。墙后设滤水层及隔水层。
6结论
6.1工程实践表明,桩锚支护在边坡稳定加固方面取得了较好的效果。在桩上增设锚杆后,明显减小了护坡桩的自由长度,同时由于锚杆可承受较大的拉拔力,从而减小了桩身和基础的荷载,可大幅度减小桩的断面,降低了边坡支护的造价。
6.2本工程桩锚支护具有安全稳定性高,施工界面美观及施工简便可行的特点。
6.3桩锚支护不仅适用于边坡稳定加固处理,还可用于深基坑支护,码头、堤坝、桥梁、山体滑坡的支护,具有广阔的应用前景。
6.4通过上述对桩锚支护的分析研究,为桩锚支护的设计计算及施工技术要求提供了参考,为类似工程的加固奠定了理论基础。
参考文献:
[1]黄求顺,张四平,胡岱文.边坡工程[S].重庆:重庆大学出版设,2002.
[2] 茅均标,周旭荣,茅军念,朱晓琼.北京创世纪大厦工程深基坑边坡支护设计与施工[J]. 探矿工程(岩土钻掘工程),2006,No.5: 1-4.
[3] 李湘林. 某边坡稳定分析及加固设计[J]. 山西建筑,2006,Vol.32,No.2:122-123.
关键词: 滑坡、稳定性分析、抗滑桩、滑坡治理
Abstract: the highway K132 + 900-K133 + 100 landslide stability analysis and evaluation, serious analysis on the cause of the induced landslides, based on the characteristics of practical engineering put forward effective treatment plan.
Keywords: landslide, stability analysis, design and landslide
中图分类号：P642.22文献标识码：A 文章编号：
前言
高速公路桩号K132+900-K133+100段一级坡原设计坡比为1：0.75，二级边坡原设计坡比为1：1。2010年8月对该路堑开挖后出现滑坡体，其滑坡范围已超过红线120米，平均厚度约5.1m，潜在滑坡方量约80000 m3，主滑方向约为153°(垂直公路路堑边坡走向)。滑坡范围内水田出现了大规模沉降、开裂等明显特征，多达十一条裂缝，裂缝沉降最大达2.5cm，最宽有50cm，且直接危及到3.5KVA的高压线杆。为保障附近居民的正常生活及公路的安全，以及维护社会稳定、促进社会和谐，对该处滑坡体进行工程治理具有非常重要的意义。
1边坡工程地质条件
1.1 地理位置与地形地貌
浙江省，位于我国东南沿海地区，地处长江三角洲南翼，其东、西、南、北方向分别与东海海域、安徽、福建、上海接壤。浙江的地貌多为低山与丘陵,著名的有喀斯特地貌、火山地貌、流水地貌和丹霞地貌等等，地势起伏较大，自西南向东北呈阶梯状下降。另外,浙江横跨“华南褶皱系”和“扬子地台”两大地质构造单元，两单元之间又以“绍兴――江山”深断裂带为界，其两侧的地层分布、构造形态和岩浆活动均有较大的差异。
1.2区域地质构造
该边坡岩土类型主要为粉质黏土、强风化泥质灰岩、中风化泥质灰岩，岩土分界面主要为粉质黏土或强风化泥质灰岩；下伏基岩为中风化泥质灰岩，属单斜岩层，岩层走向与路线呈小角度相交，不利于边坡稳定。
2滑坡稳定性分析
2.1 滑动面抗剪强度参数反演分析及安全系数计算
该滑坡体地形平缓，平均地形坡度一般在17°左右，前缘局部地形较陡，岩土分界面亦较平缓；边坡在开挖过程中出现裂缝。根据滑坡边界条件、滑面特征和目前的变形特征综合分析，该滑坡为沿岩土分界面的整体滑动。为了进一步分析该滑坡的稳定性，选取沿滑坡主滑方向的K133+010剖面，采用刚体极限平衡法进行计算分析。分别计算沿岩土分界面的整体稳定性。滑坡剩余下滑力计算采用传递系数法。
Ti=KWisinαi+ψiTi-1-Wicosαitanφi-ciLi
ψi=cos(αi-1-αi)-sin(αi-1-αi) tanφi
式中Ti ，Ti-1――第i和第i-1滑块剩余下滑力（kN/m）；
Fi――安全系数,
Wi――第i滑块的自重力（kN/m）；
αi，αi-1――第i和第i-1滑块对应滑面的倾角（º）；
φi――第i滑块滑面内摩擦角（º）；
ci――第i滑块滑面岩土粘聚力（kN/m）；
Li――第i滑块滑面长度（m）；
ψi――传递系数。
图1 稳定性计算示意图
根据现场滑坡区地形、本次勘察所取得的地质资料及目前边坡的稳定情况，根据目前情况下滑坡的稳定性，选取典型的横断面反算滑动面的残余抗剪强度参数。反算结果为φ＝13.0°，C＝4.66KPa。根据反算滑动面抗剪强度参数的反算结果，滑动面参数取粉质粘土的残余抗剪强度指标（φ＝13.0°，C＝4.66KPa），采用‘理正边坡稳定分析软件’，弧形滑动法计算，边坡稳定系数计算结果见表1。
表1 目前坡面下滑坡的安全系数成果表
剖面号 计算模型 滑带土残余抗剪强度 滑坡稳定性系数Fs 稳定性评价结论
K133+010 圆弧滑动面 φ＝13.0°，C＝4.66KPa 0.96 不稳定
2.2 滑坡稳定性评价
根据滑坡的边界条件、滑面形态、滑坡变形特征和稳定性计算成果综合分析，由于高速公路施工对滑坡前缘的开挖，形成了临空面，破坏了山体原有的应力平衡，由于降雨导致地表水入渗，一方面降低了滑动面的摩擦系数，另一方面增加了地下水动水压力，从而导致了坡体的失稳。滑坡区大部分全风化泥质灰岩及以上土层岩土体松散，受地表水和地下水的影响，土体抗剪力强度低，自稳能力差。
2.2.2 建议边坡治理方案
1）抗滑桩方案
方案优点：结构较轻巧，先施工的抗滑桩可对滑坡体起一定的支挡作用，在施工期内对现有边坡稳定性影响较小，造价一般。
方案缺点：因抗滑桩需嵌入基岩一定深度，施工欠方便。
2）重力式抗滑挡墙方案
方案简介：采用浆砌片石挡墙支挡，系统依靠墙体自重挡土。
方案优点：施工工艺简单，取材容易。
方案缺点：结构笨重，挡墙施工开挖时可能诱发加剧滑坡活动。
综上所述：抗滑桩方案和重力式抗滑挡墙方案均是可行的，从岩土工程角度来说，抗滑桩方案更占优，推荐采用抗滑桩支挡方案。
3滑坡处治
3.1 防治目标与原则
该滑坡的防治目标，主要是对高速公路桩号K132+900-K133+100段路堑边坡进行防护，确保公路路基以及该段公路路堑开挖边坡的稳定。
根据开挖揭露的岩体结构和构造特征，结合勘探、试验成果，以控制公路路基及以上滑坡体的稳定，确保边坡长期稳定为前提，全面分析比较加固措施，提出技术可行、经济合理的加固方案。经过对抗滑桩处治和重力式抗滑挡墙处治两种方案的技术经济比较，推荐采用抗滑桩处治方案。
3.2 滑坡处治设计
根据滑坡区地形、地质等条件，同时考虑经济、环保、方便施工等因素，根据对滑坡处治的整体设计思路，对滑坡体局部地段采用抗滑桩加固，采用2m×1.5m抗滑桩，沿路线方向间距4m，布置在距坡口线外5m的位置(桩中心距坡口线)，自K132+925至K133+057共布置34根抗滑桩（具体布置见图2）。设计桩长为18m，嵌入中风化泥灰岩6m左右深度，具体根据现场开挖情况进行调整；一级边坡坡比为1：1.25，二级边坡坡比为1：1.5，一级坡顶设2m宽平台，K132+900~K132+925及K133+057~K133+100段坡比为1：1.25，采用方格骨架护坡。平台上设置平台截水沟，坡面采用方格骨架植草防护。在后缘及两侧设置环坡顶截水沟，滑坡体区域坡面设8m深泄水孔疏排地表水和滑坡体内浅层水（详见图3）。对滑坡体已有的裂缝进行填塞或夯实以防止地表水直接渗入滑体内。
抗滑桩为人工挖孔桩，桩体和护壁混凝土强度等级分别为C25、C20；当开挖后的滑坡体厚度小于设计厚度而引起抗滑桩的桩长小于设计桩长时，抗滑桩应相应减少除锚固段之外的长度；当开挖后的滑坡体厚度大于设计厚度而引起抗滑桩的桩长大于设计桩长时，抗滑桩增加段的配筋应按锚固段配筋情况执行；预计抗滑桩位置处沿路基纵向滑坡中间断面处滑体厚度较大，两侧逐渐变薄。根据滑坡处理应进行动态设计、信息化施工的原则，施工过程中具体桩长应根据现场基岩揭露标高，同时按照上述原则，由现场监理工程师对桩长进行相应适当的调整，如有其它疑问或现场情况与设计不符的特殊情况，应及时与设计人员联系，以便及时采取合理的措施进行处理。
图2抗滑桩设计平面图
图3 抗滑桩设计立面图
4结语
通过对高速公路 K132+900-K133+100滑坡的稳定性进行分析，对滑坡进行了不同工况下的稳定性计算与分析评价，并且提出了相应整治措施。该路段经抗滑桩处理后，通过长期的观测，该路段滑坡体未出现再次滑动的迹象，说明采用抗滑桩处治该滑坡是有效可靠的，对同类工程具有一定的参考价值。
参考文献
[1] 陈祖熠.《水利水电工程的滑坡和防治》重庆建筑.2005(6)
关键词：高边坡 抗滑结构 锚固 减载 排水 治理 水利水电工程
边坡是近阶段为了保护各个施工质量良好进行和使用寿命的主要措施和控制手段。在水利工程施工的过程中，由于施工要求的不断增加使得这些边坡的处理成为影响施工的重要因素和前提。其不但影响着水利工程在施工过程中施工质量，更是施工周期的衡量标准。稳定问题是水利水电工程中经常遇到的问题。边坡的稳定性能直接决定着工程的施工前提，更是导致施工中各种易发性问题的主要关键。边坡的保护和稳定性，是决定着水利工程是否能够在当前地理环境中进行施工的前提和基础，更是决定施工周期和施工效率的主要手段。高边坡的地质构造往往比较复杂，是影响当前滑坡的主要原因和基础因素，由于滑坡的影响使得当前我国多出工程出现不同的质量问题，进而影响工程的质量，威胁人们生命财产安全。
1.混凝土抗滑桩
在我国，由于当初受到各种国情的影响与限制，使得我国的各种技术和管理制度在发挥和使用的过程中都存在着多种问题，是形成当前各种影响的主要因素。边坡的治理技术是从60年代开始，该项技术得到了推广，并从理论上得到了完善和提高。自从改革开放以后各种先进的科学技术不断应用使得高边坡的抗滑桩技术达到了一定的水平。抗滑桩由于能有效而经济地治理滑坡，尤其是滑动面倾角较缓时，其效果更好，因此在边坡治理工程中得到了广泛采用。
1.1抗滑桩的建成
采用抗滑桩是稳定洪道边坡的主要手段，在263m高程平台上共设置了9根直径1m的钢筋混凝土抗滑桩，每根桩都贯穿几个棱体，最深的达35m，桩顶嵌入溢洪道渠底板内。为了不干扰平台外侧基坑的施工，桩身用大孔径钻机钻成，孔壁完整，进度较快，两个月就全部完成。这9根抗滑桩按两种工作状态考虑：在溢洪道未形成时，抗滑桩按弹性基础上的悬臂梁考虑，不考虑桩外侧滑面上部岩体的抗力；在溢洪道建成后抗滑桩桩顶嵌入溢洪道底板，此时按滑坡的下滑力考虑。
1.2混凝土沉井
沉井是一种混凝土框架结构，施工中一般可分成数节进行。在滑坡工程中既起抗滑桩的作用，有时也具备挡土墙的作用。为了避免1988年汛后左导墙和护坦基础开挖过程中滑体再度复活，确保基坑的安全施工，对左岸边坡的整体进行稳定分析后，决定在坡脚实施沉井抗滑为主和坡面保护、排水为辅的综合治理措施。
沉井结构设计根据沉井的受力状态、基坑的施工条件和沉井的场地布置等因素决定，沉井结构平面呈“田”字形，井壁和横隔墙的厚度主要由满足下沉重量而定。井壁上部厚80cm，下部厚90cm；横隔墙厚度为50cm，隔墙底高于刃脚踏面1.5m，便于操作人员在井底自由通行。沉井深11m，分成4、3、4m高的3节。
1.3混凝土框架和喷混凝土护坡
混凝土框架对滑坡体表层坡体起保护作用并增强坡体的整体性，防止地表水渗入和坡体的风化。框架护坡具有结构物轻，材料用量省，施工方便，适用面广，便于排水，以及可与其他措施结合使用的特点。
1.4锚固洞
在水电站边坡工程中，采用各种不同断面的锚固洞64个，形成较大的抗剪力。在左岸边坡滑坡以前，已完成2m×2m断面小锚固洞18个，每个洞可承受剪力9000kN。此外，还利用地质探洞回填等增加一部分剪力。由于锚固洞具有一定的倾斜度，防止了混凝土与洞壁结合不实的可能性，同时采取洞桩组合结构的受力条件远较传统悬臂某结构某合理，可望提供较大的抗力。
2.锚固技术的应用
采用预应力锚索进行边坡加固，具有不破坏岩体，施工灵活，速度快，干扰小，受力可靠，且为主动受力等优点，加上坡面岩体抗压强度高。预应力锚索由锚索体、内锚头、外锚头三部分组成。内锚头用纯水泥浆或砂浆作胶结材料，其长度1000kN级为5～6m，3000kN级为8～10m,6000kN级为10～13m；外锚头为钢筋混凝土结构，与基岩接触面的压应力控制在2.0MPa以内。
为提高锚索受力的均匀性，工程施工某单位设计了一种小型千斤顶，采用“分组单根张拉”的方法，如3000kN锚索19根钢绞线，每组拉3根，7次张拉完；6000kN锚索37根，10次张拉完，既简化操作程序，又提高锚索受力均匀性。锚索在补偿张拉时可以用大千斤顶整体张拉(如3000kN锚索)，也可继续用分组单根张拉方法(如6000kN锚索)，都不会影响锚索受力的均匀性。
在高边坡施工过程中为保证开挖与锚固同步施工，必须缩短锚索施工时间，及早对岩体施加预应力，以达到加快工程进度，确保边坡稳定的目的。该项成果对及时加固高边坡蠕变和松弛的岩体具有重要的现实意义，充分体现了“快速、经济、安全”的原则。
预应力锚杆也是常见的一种加固形式，为了确保雨季在滑坡体前方的施工安全，稳定抗滑桩到滑坡体前缘的约20～40m长，10余万m3的滑坡体，决定在565m高程马道上设置300kN预应力锚杆。锚杆分两排，孔距2m、孔径90mm，孔与水平成60°夹角，用36的钢筋，共实施了152根预应力锚杆，保证了工程的安全。
3、减载、排水等措施的应用
3.1减载、压坡
在有条件的情况下，减载压坡应是优先考虑的加固措施。滑坡体后缘受倾向SE的陡倾岩层影响，将向S(24°～71°)E方向滑动。该方向与滑坡前缘滑移方向有近20°～60°的夹角，将部分下滑力传至滑坡体前缘及治坡建筑物上，对滑坡整体的稳定不利，因此能有效控制后坡滑移也就能减缓整体滑坡。
在滑坡体后缘覆盖层最厚的部位，在保证施工道路布置的前提下，尽量在后缘减载。第一次减载14万余m3，至610m高程，第一次减载后，滑动速度明显降低。紧接着再减载12万余m3，至600m高程。两次减载共26万余m3，滑坡抗滑稳定安全系数提高约10%。
3.2排水、截水
地表水渗入滑坡体内，既增加滑坡体的重量，增加滑动力，又降低了滑动面上岩层的内摩擦力，对滑坡体的稳定是不利的。对于滑坡体以外的山坡上的地表水，采取层层修建拦水沟、排水沟的方法排水。在坡体范围内的地表水，对开裂的地方用黄土封堵，低洼积水地方用废碴填平，顺地表水集中的地方设排水沟排走地表水。
Abstract： In view of the danger of slope retaining wall， the paper puts forward the scheme of slope reinforcement design on the basis of considering the contribution of the original supporting measures to the slope stability. On the basis of the inversion analysis method， this paper puts forward the design idea， which is used in engineering practice and has achieved good economic effect.
关键词：挡墙加固；反演分析法；桩板式挡土墙
Key words： retaining wall reinforcement；inversion analysis method；pile plank retaining wall
中图分类号：U417.1+1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）21-0131-03
0 引言
随着2011年云南省“城镇上山”重大用地决策的提出，越来越多的山地工程建设项目的涌现也带来众多的边坡、挡墙问题。一些边坡、挡墙因设计经验不足、施工质量不够等原因，往往刚施工完成就出现严重变形，影响正常使用。如何在考虑原有工程量对边坡稳定贡献的基础上，提出边坡加固设计方案，做到既安全又经济，是各位岩土工程师常常遇到的困惑。笔者在多年的工程实践中，结合规范要求、理论计算及工程实践，采用基于反演分析法的挡墙加固设计思路，实际应用效果较好。
1 反演分析法思路
《建筑边坡工程鉴定与加固技术规范》第4.4.4条“当边坡工程已产生变形或滑动时，可采用反演分析法确定滑动面抗剪强度指标。对出现变形的边坡工程，其稳定性系数Ks宜取1.00～1.05；对产生滑动的边坡工程，其稳定系数Ks宜取0.95～1.00。”
基于以上规范要求，我们可以假设现状边坡或挡墙是处于临界平衡状态的，临界状态所对应的安全系数可按等于1.00考虑。此时边坡平衡状态方程可表述为：
R抗≈K0R下 （1）
式中：R抗―原有支挡措施提供的抗滑力；R下―含外力作用下的边坡下滑力；K0―现状下边坡稳定安全系数，≈1.00。
加固后的挡墙或边坡的设计安全系数须满足规范要求，可表述为：
μR增+R抗≥K1R下 （2）
式中：μ―新增加固措施安全发挥系数；R增―新增支挡措施提供的抗滑力；R抗―原有支挡措施提供的抗滑力； R下―含外力作用下的边坡下滑力；K1―满足规范要求的安全系数。
2 工程实例
2.1 工程概况
云南省楚雄市某矿业机械厂建设于山前坡地上，整个场地由挖山平整形成，在东北侧形成约12.0m高垂直边坡，坡顶1：1自然放坡。支挡措施采用“悬臂式桩板挡墙”，抗滑桩桩长20.0m，悬臂段高12.0m，嵌固端入稳定基岩8.0m，截面尺寸1.0m×1.2m，间距4.0m，建成后运行正常，未见变形裂缝。2014年挡墙上部地块规划新建一玻璃厂，玻璃厂地面标高高于原挡墙顶约7.5m，平整场地后挡土墙前硬化层被挤裂鼓起（图1）、原支挡方桩桩身中下部出现斜裂缝（图2），桩顶偏移错位严重，最大水平位移达10cm，对挡土墙前部厂区的人员生命和财产安全造成了严重的影响。究其破坏原因，主要是原有挡墙措施在未加固的情况下，墙顶场平、建筑加荷，对抗滑桩产生的主动土压力超过其支跄芰Γ导致抗滑桩损坏，挡土墙失稳。
■
2.2 反演计算
由于该悬臂式桩板墙设计时未按规范实施，建设方不能提供原设计图纸及边坡勘察资料，故本次挡墙加固采用“反验分析法”进行设计。设计过程如下：
采用朗肯土压力公式计算天然状态下挡墙所受到土压力，填土重度取19kN/m3，填土综合内摩擦角取35°：
Ea1=0.5×19×（12）2×tan（45-35/2）2=370.71kN/m
坡顶动荷载及超载产生的土压力：
Ea2=（20+7.5×19）×12×tan（45-35/2）2=528.43kN/m
则单位长度挡墙所承受的土压力为：
Ea合=899.14kN
根据挡土墙变形现状，假定现状安全系数为1.00，则根据式（1）推导原挡土墙被动土压力合力为：
Ep合≈Ea合=899.14kN
挡墙加固考虑采用预应力锚索加固，设计3排，新增加锚索安全发挥系数μ取0.95，加固后的挡设计安全系数取1.35，则根据式（2），有：
0.95×3×R增+899.14×4≥1.35×899.14×4
R增≥441.68kN
锚杆的极限粘结强度标准值按120kPa考虑，则设计锚索锚固长度L：
L=441.68/（3.14×0.15×120×0.75×cos（20°））=11.09m
2.3 治理方案
为保证挡土墙墙顶及墙脚厂区安全，采取如下紧急抢险和后续加固设计方案（图3）。
2.3.1 坑顶卸载
为控制挡墙继续变形，立即组织人力、机械将挡土墙顶部新近填土挖除卸载。
2.3.2 增大抗滑桩桩径
根据桩的受损外观分析及加固条件，采用增大抗滑桩截面的加固措施，沿原桩左侧、面侧及右侧三面布设双层双向HRB400Φ16钢筋，桩身三侧截面尺寸均增大20cm，采用C30混凝土浇筑。
2.3.3 预应力锚索设计
在原桩板挡土墙上设置3道预应力锚索，锚索种类采用5束？准15.2mm低松弛钢绞线（极限强度标准值为1860MPa），锚索总长24m，自由段12m，锚固段12m，直径150mm，锚索设计值678kN，锁定值480kN。
2.3.4 加筋土挡墙设计
为减少坡顶挡墙加荷对桩板墙的影响，对坡顶玻璃厂的后期高填方边坡宜采用轻体量的支护措施，故考虑采用7.5m高的加筋土挡墙进行支挡。加筋土挡墙分两级，上一级墙高3.5m，下一级墙高4.0m，土工格栅采用坦萨UXB型单向土工格栅，模块现场预制后拼装。
2.4 治理效果
该工程自加固竣工（图4）至今已近2年，施工过程监测及竣工后的跟踪监测结果显示，从预应力锚索施工后，抗滑桩顶部未再出现明显位移；上部加筋土挡墙也未出现明显沉降、位移现象，说明原p坏的桩板墙得到了加固修复，证明了该加固方案的合理性，为类似工程的处理提供参考。
3 结论
在缺少原有边坡挡墙及勘察资料的情况下，反演分析法可以迅速地确定出比较安全、经济、合理的加固设计计算方法，可充分考虑原有支挡结构的作用，取得较好的经济效益。
■
参考文献：
[1]程良奎.岩土锚固工程技术[M].北京：人民交通出版社，1996.
[2]林宗元.岩土工程治理手册[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，1993.
[3]GB/T50290-2014，中华人民共和国国家标准.土工合成材料应用技术规范[S].
[4]GB50330-2013，中华人民共和国国家标准.建筑边坡工程技术规范[S].
关键词：公路边坡； 稳定性；防护
近年来，我国公路尤其是高等级公路建设发展迅速，但由于我国高等级公路建设起步较晚，缺少经验，技术水平较低，由此引发了一系列的环境治理技术问题，路基边坡失稳问题则是其中急需解决的主要问题之一。岩石高边坡的失稳破坏不仅会直接摧毁工程建设本身，而且也会通过环境灾难对工程和人居环境带来间接的影响和灾害。如何提高公路边坡稳定性，防止边坡失稳是当前高等级公路建设中一项重要研究课题。本文通过对造成公路路基边坡失稳的主要原因分析，精确分析计算相关数据，从中找到提高公路边坡稳定性的对策，为提高我国高等级公路建设质量提供科学依据。
一、工程概况
某段公路在开挖时，边坡出现了较大的滑移现象。并在地表出现了很多裂缝，最长的宽度约35 cm，坡顶最长裂缝滑塌到边缘11 m左右，大大超过预计滑动范围。滑落体多为碎石土，呈楔形；中部坡体纵向开裂，滑坡体长度130~180 m左右，宽度约4~9 m，滑落体多为表土层和碎安山岩。为不影响施工进度，工作人员针对边坡滑移进行了具体的分析，通过计算，在此路段进行了边坡加固设计。
二、加固方案设计
（一）方案选择
综合此路边坡滑塌的特殊因素，工程人员最终决定利用预应力锚杆技术加上高压注浆技术保持边坡的整体稳定性，利用抗滑锚杆桩加上高压注浆技术保持边坡局部稳定性。此设计方法是通过高压注浆浆液的渗透、劈裂和挤压等作用加强公路边坡的强度并提高预应力锚杆的承载力；利用预应力锚杆挤压加固作用提高岩土体的凝聚力、内摩擦力，进而提高岩土体的强度；利用抗滑锚杆桩良好的抗滑性能，不用清理滑塌体，却能保证边坡局部稳定性。
（二）具体设计方案
具体设计方案如图1所示。
图1：边坡加固方案示意
设计步骤如下：
1．在公路边坡坡体上设有4个台阶，相邻的两阶高度差约为10 m。
2．在滑塌区和其左右的第2级平台上，布置2排抗滑锚杆桩，利用高压注浆技术，对抗滑锚杆桩周围松动土体进行高压注浆，确保浆液从塌方体的中心向外扩散，从而控制了边坡局部失稳。抗滑锚杆桩是2根Φ28 mm螺纹钢，长20 m，在第2级平台坡脚处布置第1排抗滑锚杆桩，以此类推，锚杆桩间距为2.5 m×2.5 m。
3．在1~4台阶平台上分别布置3排、5排、4排和4排长为16~24 m预应力锚杆，锚杆采用Φ32 mm的螺纹钢，安装倾角25°，并对其施加150 kN的预应力。
4．第1级台阶采用7.5号浆砌片石挡土墙防护，墙顶厚度50 cm，墙趾厚度100 cm。
5．第2级及其以上边坡进行挂网喷射混凝土施工，封闭好边坡岩土体，以防其再被风化。钢筋网主筋为Φ10 mm，辅筋Φ6 mm，主筋与预应力锚杆焊接。喷射混凝土层厚8~10 cm。
三、稳定性分析
（一）稳定性分析的方法
本次计算采用数值模拟计算方法，数值模拟计算方法采用著名的岩土工程计算程序。该程序是为地质工程应用而开发的连续介质显式有限差分计算程序，主要适用于模拟计算岩土工程地质材料的力学形式。基于不同结构的属性各异，承载方式也不同，加固后坡体的整体稳定性较难分析。为了便于计算，将喷射混凝土看做梁、将抗滑锚杆看成是抗滑桩，其他结构的性质保持不变。具体计算过程如下：
1．挡土墙
将挡土墙横断面当做矩形来计算比较方便。
梁单元的方向矢量表示方法为：
单元力的表示方法为：
由此，挡土墙的每一节点的切向力、法向力以及力矩，可以用矩阵的方式表示出来：
式中：、 、 和 分别表示单元节点的法向位移和切向位移；表示挡土墙刚度，可以用下表示。
2．抗滑锚杆桩
根据抗滑锚杆桩的特点，可以看成抗滑桩来计算。从承受载荷性质角度说，抗滑桩是介于梁和锚杆之间的结构体，在每一个结构单元的节点处，抗滑桩有3个自由度，2个位移以及1个转动。由于抗滑锚杆与喷射混凝土有连接，其转动受到了一些限制。抗滑桩受到的剪力见下式：
式中：表示抗滑桩单元长度；表示抗滑桩刚度；表示抗滑桩轴向位移；表示周围土体轴向位移。
抗滑桩单位长度的最大剪切应力可以由下式表示：
式中：表抗滑桩偶合弹性系统内聚力；表抗滑桩法向应力，可以由下式求出；表示系统的内摩擦角；表示抗滑桩的周长。
式中：表示单位矢量；表示土体的空隙压力。
3．预应力锚杆
预应力锚杆的优点主要表现在抗拉性能方面，所以锚杆的主要研究的数据就是杆体所受轴向力和轴向位移。根据材料力学的分析方法，杆体所承受的轴向力增量可以表示为：
式中：、 分别表示2个节点的方向余弦。
锚杆所受到的剪应力可以用下式计算：
式中：表示锚杆的长度；表示浆体(握裹体)的剪切刚度；、 分别表示锚杆和岩体的轴向位移；表示握裹体的厚度；表示预应力锚杆的直径；表示握裹体的剪切模量。
而注浆体(握裹体)与周围岩体接触面处的应力表示，可以由下式实现：
式中：表示杆体的相对位移。
（二）分析模型
计算模型中每个网格代表1 m的实际尺寸，为了尺寸和计算模型网格一致，加固结构设计分成10个计算单元。在坡体底部采用固定边界，两侧采用粘滞性边界作为边界约束的方式。同时，为能更好地阐述问题，在模型中标记锚杆计算单元和计算节点。
（三）计算结果
图2为边坡加固以后，在水平和垂直两个方向上，坡体不同单元节点的位移的变化情况。为能更好地阐明，在坡体上、中、下三部分分别选取三个计算节点，其中在坡体上部有节点(64，20)，在坡体中部有节点(43，36)，在坡体下部有节点(14，56)。
从计算结果及图形曲线可以看出，在初始阶段似乎有较大扰动，这是因为坡体中存在初始应力场，但随着计算时步的增加，坡移速度接近于0，同时，单元节点的位移也逐渐稳定。可见坡体加固后的稳定性控制得很好。
图3表示坡体加固结构各个预应力锚杆轴向力的变化情况。4个单元分别取自4个不同的加固区域，每一个区域取一个计算单元，自上而下分别为单元(145)、(184)、(244)和单元(293)。从图中可以看出：随着计算时步的增加，预应力锚杆的轴向力逐渐变得稳定，且除上部区域锚杆的轴向力同初始预应力 (150kN)的差距较大外，其余区域锚杆的轴向力基本上在140~152kN之间，可见对下面3个区域的预应力锚杆施加150 kN应力还是比较科学的，要使对上 图2：坡体的位移变化曲线
部区域所施加的预应力稍大。
图3：锚杆轴向力变化曲线
可以得知，较之预应力锚杆，两排抗滑锚杆桩轴向力更大，平均为(215 kN、250 kN)，这就说明了抗滑锚杆桩达到了公路边坡防护的目的，确保了公路边坡的整体稳定性。
四、结语
高等级公路的发展在国民经济中占有重要地位，而边坡的稳定是保证其正常使用的前提。高边坡工程易发生失稳灾害，在进行加固方法的选择时，需要正确分析边坡失稳机理，准确评价其稳定性。高速公路失稳高边坡动态设计以施工前后及施工过程中获得的监测信息、计算结果为主，综合考虑所获得的信息，及时通过分析处理成设计所需要的信息，不断地修改、补充和调整设计方案，使之更好地符合边坡的真实情况。我们要在以后的工作中重视边坡的稳定与防护，在设计和施工中，也要尽量地掌握地质、地形、气候、水文等详细资料，可以减少对自然环境的破坏，也可消除或减轻边坡防护的问题，从而保证了公路的总体质量。
参考文献
[1]李杰．边坡稳定性问题的理论分析及其应用研究[D]．大连理工大学 ，2002．
[2]闫超君．土质边坡滑坡机理及防治措施的研究[D]．合肥工业大学 ，2005．
[3]习小华．勉宁高速公路岩质边坡稳定性分析与评价[D]．西安科技大学 ，2004．
[4]汪春桃，胡光伟，徐春明．高速公路边坡稳定性分析与防护设计[A]．第二届全国岩土与工程学术大会论文集（上册）[C]．2006．
Abstract： Research purposes： This paper mainly studies， with the Tunnel-Landslide Orthogonal system， the influence of the different distance of back row buried anti-slide piles through large geological mechanics simulation model test， and mainly analyzes that the different distances of back row buried anti-slide piles affect the displacement of the anchor anti-slide piles in the slope toe， the strain of Tunnel， and change of the displacement of back row buried anti-slide pile in two stages of the application of load and slope toe cutting. Research conclusions： In two stages of the application of load and slope toe cutting：①the different distance of back row buried anti-slide piles produce a larger influence on the left of the main section of the back row buried anti-slide piles； ②the different distance of back row buried anti-slide piles affect the force of the corresponding anchor anti-slide piles in the slope toe； ③the different distance of back row buried anti-slide piles have a great influence on the tunnel along the longitudinal strain， and the application of load and slope toe cutting affect the security and stability of landslide to some degree.
关键词： 工程扰动；隧道；滑坡；模型试验；应变
Key words： engineering disturbance；tunnel；landslide；model test；strain
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）24-0133-04
0 引言
我国是一个多山的国家，滑坡灾害也相应很多，有时因客观因素限制，隧道将不可避免地靠近甚至穿越滑坡。抗滑桩是加固滑坡的一种重要的支挡结构[1-3]。一般情况下，在滑体适当位置设置一排抗滑桩即可加固滑体。但当滑体规模较大、滑坡推力巨大，设置一排抗滑桩需较大截面，成本偏高或者难以有效支挡，这时两排或多排抗滑桩常常成为首选方案，但其合理布置型式显得非常关键。因此，以上挡下托式抗滑桩作为支挡结构，研究双排抗滑桩布置型式的不同对隧道滑坡体系的影响是十分必要的，而且可为抗滑桩优化设计提供参考。
目前，国内外对穿越滑坡的隧道的受力和变形以及采用上挡下托式抗滑桩结构加固滑坡方面等均有一定的研究，吴红刚[4]对隧道-滑坡体系的类型和隧道变形的模式进行了研究。陶志平[5]等研究了穿越滑坡地段的隧道变形地质力学模型。赵志刚[6]等对穿越滑坡的隧道综合防治技术进行了研究。本文主要通过在加载和坡脚开挖两种工况下，研究抗滑桩布置型式的差异，对隧道滑坡正交体系的影响。为了便于叙述，将布置于主滑段的左、右半幅埋入式抗滑桩统称为后排抗滑桩，坡脚段预应力锚索抗滑桩称为前排抗滑桩。
1 试验设计
1.1 试验目的
本次模型试验采用上挡下托式抗滑桩作为支挡结构，以细沙作为滑体材料，人工设置滑动面，模拟在加载和坡脚开挖工况下，结构布置差异对 “隧道-滑坡”正交体系的影响研究。重点研究在不同工况下：①不同位置抗滑桩的桩顶位移变化趋势；②后排埋入式抗滑桩对前排预应力锚索抗滑桩的影响；③在上挡下托式结构支护下，后排抗滑桩布置差异对隧道的应变影响。
1.2 试验模型设计
此次模型试验依托宝兰客专建设工程，在试验工地人工搭建大型模型箱，模型箱尺寸为：长960cm，宽470cm，高480cm。试验中抗滑桩长均为1m，具体布置为：①滑坡主滑段桩为埋入式抗滑桩，其中悬臂段长50cm，锚固段（埋入基岩）长50cm。②坡脚段桩设樵びαγ索抗滑桩，锚索长1m与水平轴成22度夹角，其中锚固段锚索长为50cm，自由段长50cm。滑坡坡面为水平倾角21°的单面斜坡，隧道埋设于滑体抗滑段。试验模型设计面剖图，如图1所示：
试验中，上挡下托式抗滑桩布置如图2所示：第一排桩为桩-隧道中心间距80cm的预应力锚索抗滑桩，布置于坡脚，共布置27根桩。第二排桩为桩-隧中心间距80cm的埋入式抗滑桩，布置在滑体主滑段左侧，共布置14根。第三排桩为桩-隧中心间距160cm的埋入式抗滑桩，布置在滑体主滑段右侧，共布置13根。
1.3 试验材料的选择
依据宝鸡至兰州客运专线秦安县境内典型“隧道-滑坡”正交体系，结合本次试验模型台的尺寸，综合选取原型与模型的几何相似比为1：50，其余主要原型和模型材料性质及参数选取如表1所示。
1.4 模型试验元件布置
本次模型试验，采用应变片、百分表以及采集设备数据采集仪试验全过程进行监测。隧道埋设于抗滑段与主滑段交界处，两端接长并用石膏固结。隧道应变片的布置方式为：沿隧道两侧纵向等间距各布置30个电阻式应变片，共计60个（如图3所示）。具体布置如图3所示。
试验中共使用8块百分表（如图2所示），监测断面1-1、断面2-2桩顶水平位移。其中1、2、3、4号为埋入式抗滑桩，1′、2′、3′、4′测为预应力锚索抗滑桩，其中监测1、2、3、4桩桩顶位移时接长50cm，并用不透水胶带粘贴牢固。
2 试验过程
试验通过加载和坡脚开挖两个工况，研究支挡结构布置差异（位置、间距），对隧道滑坡正交体系的影响。
2.1 加载阶段
试验采用人工加载的方式，直接作用在预留的加载平台上，一共加载5个等级 。每一级加载20袋沙，每沙袋重25kg，间隔半小时加载一次。图4为第5次加载结束后，现场采集照片。
2.2 坡脚开挖阶段
坡脚开挖采用人工开挖方式，每隔1小时开挖一次，每次开挖长度为20cm，一共开挖7次。图5为开挖结束后的照片。
3 试验结果
滑体沿潜在滑动面滑动时，由于抗滑桩埋设位置的不同以及所用抗滑桩种类的不同，各排抗滑桩在各个阶段的受力状态是有差别的。本文重点通过研究在加载和坡脚开挖工况下，后排埋入式抗滑桩布置差异对不同位置抗滑桩桩顶位移以及隧道的应变影响。
3.1 加d阶段
3.1.1 桩顶水平位移S-t曲线图
加载工况下，加载前、后分别记录一次百分表数据；加载结束后 ，每半小时记录一次数据。待数值稳定后，间隔1小时记录一次数据，直至试验完成。
从图6中可以看出，在第一次加载结束后，1号桩和2号桩水平位移首先增大，且由于2号桩离加载平台较近，2号桩桩顶水平位移增加幅度较大。在第二次加载结束后，虽然重量不断增加，但因滑体底部砂砾蠕动，滑面附近埋入式抗滑桩发生局部剪切，抗滑桩向后倾倒，桩顶位移值减小。随后由于荷载的不断施加，砂砾沿潜在滑动面贯通，滑体整体下滑，埋入式抗滑桩桩顶位移较快增加。在加载完成1小时后，1号埋入式抗滑桩位移成倍增加，表明抗滑桩布置型式的差异，对抗滑桩的受力有很大影响。
从图7中可以看出，随着荷载的不断施加，坡脚段预应力锚索抗滑桩桩顶位移不断增加，且由于后排埋入式抗滑桩的布置差异，1′号预应力抗滑桩位移增长幅度较快。从图6、7可以看出，后排埋入式抗滑桩的布置差异对前排对应的预应力锚索抗滑桩桩顶位移影响较大。
3.1.2 加载阶段隧道应变曲线图
从图8、9中可以看出，在加载工况下，由于后两排抗滑桩布置的差异，隧道的纵向应变分布不再呈中间大，两端小的变化趋势，而是隧道局部应变突变明显。
总体来看，随着荷载的不断施加，隧道山侧、河侧应变不断增加，且山侧应变比河侧要大。在加载过程中，隧道的山侧应变沿纵向变分布相似，河侧应变沿纵向分布相似。
3.2 坡脚开挖阶段
坡脚开挖阶段，开挖前、后分别记录一次百分表数据；坡脚开挖结束后，每半小时记录一次数据。待数值稳定后，间隔1小时记录一次数据，直至试验完成。
3.2.1 桩顶水平位移S-t曲线图
从图10中可以看出，随着坡脚开挖的不断进行，后排埋入式抗滑桩桩头位移不断增加，且由于后排埋入式抗滑桩布置型式的差异，1号埋入式抗滑桩位移增长较快（图10）。坡脚开挖对滑坡稳定有一定的影响。
从图11中可以看出，在第一次坡脚开挖结束后，预应力锚索抗滑桩位移首先增大。随着开挖的持续进行，预应力锚索抗滑桩位移在小幅度波动后，不断增大。由于预应力锚索的作用，抗滑桩桩顶位移较小。后排埋入式抗滑桩布置差异对前排预应力锚索抗滑桩影响较大，表现为左侧预应力锚索抗滑桩位移增长迅速，受力状态不同。
3.2.2 坡脚开挖阶段隧道应变曲线图
从图12、13中可以看出，在坡脚开挖阶段，隧道山侧、河侧应变随着开挖的不断进行，隧道应变不断增大，且山侧、河侧应变沿纵向分布趋势相近。总体来看，隧道局部突变明显，山侧应变比河侧要大。
4 结论
通过分析在加载和坡脚开挖工况下，后排埋入式抗滑桩布置间距的差异，对不同位置的抗滑桩和隧道的影响，可以得出以下结论：
①后排埋入式抗滑桩布置间距差异，对主滑段左半幅埋入式抗滑桩的受力状态影响较大；对坡脚对应部分的预应力抗滑桩受力状态有较大影响；对隧道沿纵向应变分布规律有较大影响。
②加载和坡脚开挖对滑坡稳定均有一定的影响。随着荷载的不断施加，应变不断增加，且山侧应变比河侧要大；随着开挖的不断进行，应变不断增大，山侧应变比河侧要大。
③针对坡体病害地段的隧道工程建设与运营维护，建议预加固工程设计中应选择合理的桩排间距；施工中尽可能减小工程扰动影响，尽量采用预加固工程从根源上解决问题，切忌盲目卸载。
参考文献：
[1]铁道部第一勘测设计院.路基[M].北京：中国铁道出版社，1995.
[2]贺建清，张家生，梅松华.弹性抗滑桩设计中几个问题的探讨[J].岩石力学与工程学报，1999，18（5）：497-502.
[3]Griffiths D V，Lane P A.Slope stability analysis by finite elements[J]. Geotechnique，1999，49（3）：387-403.
[4]吴红刚，吴道勇，马惠民，等.隧道C滑坡体系类型和隧道变形模式研究[J]. 岩石力学与工程学报，2012，31（增2）：3632-3642.
关键词：水利水电工程；高边坡加固；处理技术
0引言
现如今，我国的经济正处于稳步的发展状态，我国的基础建设正在加大力度开展，水利水电工程的建设也越来越多，水利水电工程的施工建设一直在面临着考验，提升工程的建设质量可以更好的促进经济社会的进步，其中的高边坡加固需要更完善的技术支持，人们的根本利益也能得到一定的保障。
一、 高边坡加固处理技术的重要性
在水利水电工程的建设当中，高边坡的稳定性至关重要，而现存的岩质的高边坡的稳定性呈现低下的状态，对水利水电工程的建设质量有很大的影响，在水利水电中需要挖掘水库的溢洪道，一旦开挖就可能造成高边坡的稳定性越来越低，对整体的施工进程有阻碍的影响，施工的安全性也无法得到保障，因此，高边坡加固技术的应用可以有效的提高高边坡的稳定性，对施工的工程质量也有绝对的保障[1]。
二、 高边坡加固处理技术的应用
（一） 技术的种类
1.锚固技术
应用锚固技术可以更好的保障边坡的稳定性，在施工的过程中，锚固技术可以将受拉杆件固定于高边坡的位置上，具体的方式为喷锚支护、预应力锚固、锚洞和抗滑桩，在具体的施工的中必须按照严格的规范进行施工，对洞室的挖掘要设计桩号，然后拉线进行测量过后才可以开始放线，将锚孔的位置进行标记确定，在钻机工作之前需要对地质环境进行准确的勘探，依据施工记录的参考资料开始钻孔，对出现的水和岩石等物质要及时的清理。制作的锚索必须选择预应力较强的钢绞线，锚筋的下料要准确齐整之后就可以按照规范和比例实施锚孔的注浆工作。
首先，锚固技术应用的首要工作就是锚孔钻早技术，施工人员可以开凿洞室，然后可以钻机在钻孔的时候就要注意水平面和锚孔的倾斜角度为二十度，最小的误差应该不超过一度，方位的误差应该控制在两度之内，钻孔的深度和直径不可以小于设计的初值，至少超出钻的五十厘米，设计的符合要求之后就可以进行锚索的安装工作。
最后就是锚索的制作需要更加的注意，在锚筋下料的过程当中，一般的误差不能超过五十毫米，绞线在缠绕的过程中必须制成U型的形状，注浆时要求强度一定要超过四十兆帕，水泥灰的比例大约为0.4：0.5即可。
2. 减载和排水技术
水利水电的建设施工中，应用减载和排水技术可以更好的维持高边坡的稳定性，减载技术的应用可以减小高边坡的下滑力。在技术的应用过程中，施工人员按照要求削减滑坡体的岩石，通过进行反压可以将被削的土石堆放到滑坡的阻滑位置，还可以放置到高边坡的阻滑位置的前缘，这样可以有效的降低下滑力。
排水技术的应用的主要目的就是排除地下水，依据地下水所处的深度可以具体的加以划分，主要为深层地下水以及浅层地下水。其中的浅层地下水开展排水的工程的过程中需要有效的方法，例如水平钻孔的方法，通过截水沟也可以顺利的排除地下水，在深层地下水的排水施工建设过程中可以利用开采集水井的方法，也可以利用开辟截水盲沟的方法，地下水的排除可以很好的降低高边坡的渗水压力，同时地下的水位也可以随之降低，对高边坡的稳定性具有促进作用，水利水电的工程建设质量也会有所保障[2]。
3. 混凝土抗滑结构技术
这一技术的应用也可以很好地保障高边坡的稳定性，高边坡的结构强度也有很好的保障。其中具体的结构方法可以分为以下几种，第一种就是混凝土的抗滑桩，抗滑桩的应用可以很好地治理滑坡的产生，当滑坡的倾角比较小的时候就可以更好的发挥抗滑桩的作用，其治理的效果比较好，在高边坡的防护中应用的比较广泛；第二种就是混凝土沉井的方法，混凝土的沉井主要是利用框架的结构开展的，在具体的工程建设当中，可以根据沉井的节数展开施工，这种方法可以起到抗滑桩的作用，还具备了挡土墙的功效，能够有效的阻止坡体变形。
（二） 处理流程
1.测量
高边坡防护的处理技术的第一项工作就是根据设计图纸计算抗滑桩的具置坐标，之后对截水沟的位置进行测量，同时对边坡的顶线位置也要展开测量，然后才可以挖掘路堑，对二级边坡进行挖掘。
2. 喷锚防护
二级边坡的挖掘之后要放入锚杆，喷射混凝土加以防护，加注防护用的钢筋，锚杆的设计最好呈现梅花形，喷射的混凝土的厚度也要采用梅花形加以布置。钢筋和钻孔的大小选择需要按照实际工程的标准选择，例如一工程的坝高为六十五米，设计的坝顶高约为七百三十五米，上游的边坡的比例大约在1：1.405左右，下游的边坡比例为1：1.5左右，坝顶的长度和宽度分别为三百三十米和八米。
因此钢筋的选择为Φ25，钻孔的大小选择为Φ50，锚杆间距的不知大约为4平方米的距离，长度大约为六米即可，混凝土的厚度大约为八厘米即可，在喷锚防护的过程中需要注意喷锚期间的混凝土厚度的问题，稍有误差都会影响整个喷锚防护的效果，需要施工人员认真仔细的对待。
3. 挖桩孔
当二级边坡的防护完成之后就可以挖掘抗滑桩的基坑，一般的桩间距离为三米左右，断面的面积为六平方米，这样再依据设计图纸开展跳二挖一的处理方法，具体的施工过程就是首先进行两边的挖掘工作，然后再进行中间的挖掘工作，人工挖孔和电动卷扬机的并用可以保障孔位的正确挖掘[3]。
4. 混凝土浇注
混凝土的浇注是最后一道关键的工序，根据设计图纸采用拌和站的方式，利用串筒对混凝土进行浇灌，采用插入式振捣器可以加强混凝土的密实程度，把握浇注的厚度即可。混凝土的浇筑需要连续的进行，如果中间出现一定的间断，那么间断的时间一定不能过长，一旦前面已经浇筑完成的混凝土出现凝结现象再进行后续的浇筑就会使浇筑出现严重的不契合，整个混凝土浇筑的工序就会以失败告终，如果继续沿用就会影响高边坡防护的建设质量，对后期的养护也是极其不利的。
结论：综上所述，喷锚混凝土的支护方法可以很好的对高边坡加以防护，还可以有效的提高岩石的抗变形刚度，结构强度也有着一定的加强作用，在选择合适的高边坡处理技术的时候一定要根据工程的具体情况，这样可以保障工程的质量。
参考文献：
[1]路盘遵.水利水电工程高边坡加固与处理技术综述[J].黑龙江水利科技，2014，04：137-138.
关键词:高边坡 滑坡 加固
随着我国大量建设高坝, 高边坡的加固问题尤为突出，并在水电建设中得以表现。我国曾经有几十个水利水电工程在施工中发生过边坡失稳的问题。治理边坡不仅会浪费大量的资金,还拖延了其建设工期，成为水利水电工程施工过程中一个比较严峻的问题，边坡工程甚至已经成为制约工程进度和成败的关键。因此, 研究水利水电工程高边坡相关的加固治理策略具有十分的现实意义。
1 高边坡滑坡失稳的原因分析
1)地层岩性:构成高边坡的物质基础就是地层岩性及其组合，岩性决定岩石的强度、抗风化能力、岩体结构及所能保持的边坡高度。岩石软弱，风化深度大，构造破碎严重，当切坡高度、陡度达到一定值时会发生失稳现象。
2)地质构造：决定了岩层的产状、节理裂隙的性质及发育程度、断层破碎带的性质等。受到构造的影响, 如高边坡体上节理裂隙发育,岩体破碎，将严重影响其稳定性。
3)地形地貌：是产生滑坡的重要条件。不利形态和规模的边坡，往往会在坡顶产生张应力，引起坡顶出现张裂缝；在坡脚产生强烈的剪应力, 出现剪切破坏带，这些作用极大地降低边坡的稳定性。
4)水文地质条件：是造成边坡失稳的重要因素。地下水软化岩(土)体,降低其强度,增大容重而增大了下滑力,产生静、动水压力, 产生边坡的失稳。坡体内具丰富的地下水,岩性软弱,往往导致大规模变形,如坡体滑坡、边坡滑坡的产生。是否具地下水及地下水发育程度是评价边坡稳定的重要因素。
5)降雨：是滑坡致灾的最主要外因。降水对滑坡的作用是一个动态过程,大气降水注入滑体,增加岩土的含水量、增加岩土体容重、软化岩体、降低岩体的抗剪强度。降雨渗入到风化岩土体之下的基岩面或断水层面变成剂, 降低了接触面的抗滑稳定性。
6)人为因素：边坡的不合理设计、爆破、开挖或加载, 大量生产生活用水的渗入等都能造成边坡变形破坏,甚至整体失稳。
2 水利水电工程岩质高边坡的加固治理策略
1)减载、压坡
在有条件的情况下, 减载压坡应该是优先考虑的加固措施。当减载压坡难以实施或仍不能满足设计标准时, 再考虑采用其它加固措施。
2)混凝土抗滑桩
我国曾在50年代少量工程中试用混凝土抗滑桩技术。从60年代开始，该项技术得到了推广，并从理论上得到了完善和提高。混凝土抗滑桩因为能有效而经济地治理滑坡, 尤其是滑动面倾角较缓时, 其效果更好, 因此在边坡治理工程中得到了广泛采用。其适用于边坡滑动面以下为稳定的基岩或密实的土层, 能提供可靠的锚固力的情况。
3)混凝土挡墙
混凝土挡墙是治坡工程中最常用的一种方法, 它能有效地从局部改变滑坡体的受力平衡, 阻止滑坡体变形的延展。挡土墙适用于需要保护的土质边坡、堆积体边坡、填方边坡和坡脚受水流冲刷、风化破碎或软岩构成的岩质边坡。
4)混凝土沉井
沉井是一种混凝土框架结构, 施工中一般可分成数节进行。在滑坡工程中既起抗滑桩的作用, 有时也具备挡土墙的作用。沉井结构设计根据沉井的受力状态、基坑的施工条件和沉井的场地布置等因素决定，沉井结构平面呈“田”字形，井壁和横隔墙的厚度主要由满足下沉重量而定。
5)混凝土框架和喷混凝土护坡
混凝土框架对滑坡体表层坡体起保护作用并增强坡体的整体性, 防止地表水渗入和坡体的风化。框架护坡具有结构物轻, 材料用量省, 施工方便，适用面广，便于排水, 以及可与其它措施结合使用的特点。在岩性较好的部位可采用锚杆和喷混凝土保护坡面。适用于边坡浅表层岩体存在不利的层理、片理、裂隙和断层等结构面, 组合成较普遍分布的不稳定块体和楔体,容易发生滑动、倾倒或溃屈等破坏的情况。
6)锚固洞
在边坡治理工程中得到了广泛采用。采用预应力锚索进行边坡加固, 具有不破坏岩体, 施工灵活, 速度快, 干扰小, 受力可靠, 且为主动受力等优点, 加上坡面岩体抗压强度高。由于锚固洞具有一定的倾斜度，防止了混凝土与洞壁结合不实，同时采取洞桩组合结构的受力条件远较传统悬臂结构合理，可望提供较大的抗力。该措施适用于岩体坚硬完整的边坡滑面较陡部位。
7)排水、截水
地表水渗入滑坡体内, 既增加滑坡体的重量, 增加滑动力,又降低了滑动面上岩层的内摩擦力, 对滑坡体的稳定是不利的。对于滑坡体以外的山坡上的地表水, 采取层层修建拦水沟、排水沟的方法排水。在坡体范围内的地表水, 对开裂的地方用黄土封堵, 低洼积水地方用废碴填平, 顺地表水集中的地方设排水沟排走地表水。
3 高边坡加固治理方法及应用
1)抗滑挡土墙支护
抗滑挡土墙是最常用的一种方法，为防止路基填土或山坡岩土坍塌而修筑的、承受土体侧压力的墙式构造物。挡土墙的设计应根据现场的实际情况，如地质条件、材料供应状况等进行，因地制宜，方能设计出合理、经济的挡土墙。天生桥二级水电站工程下山包厂址未定之前,由于连降大雨,550m高程夹泥层上面的岩体滑动10余cm，584m高程平台上出现3条裂缝。为此采取了在550m高程浇筑50余m长的混凝土挡墙和打锚杆等措施。天生桥二级水电站厂房高边坡坡顶设置了混凝土挡土墙,以防止古滑坡体的复活,部分坡面采用浆砌块石护面加固，坡脚680m高程设置混凝土防护墙，取得了不错的效果。
2)抗滑桩加固
抗滑桩是穿过滑坡体深入于滑床的桩柱,用以支挡滑体的滑动力,起稳定边坡的作用,适用于浅层和中厚层的滑坡,是一种抗滑处理的主要措施。安康水电站坝址区两岸边坡属于稳定性极差的易滑地层,再加上雨水的侵入,致使边坡开挖过程中发生十几处大小不等的工程滑坡, 采用抗滑桩是稳定安康溢洪道边坡的主要手段, 在263m 高程平台上共设置了9 根直径1m 的钢筋混凝土抗滑桩,每根桩都贯穿几个棱体,最深的达35m,桩顶嵌入溢洪道渠底内。
3)锚索及预应力锚索加固
锚索支护通过锚索将软弱、松动、不稳定的岩土体悬吊于稳定的岩土体中, 以防止其离层滑落。在漫湾水电站边坡工程中, 采用了1000kN 级锚索1371 根、1600kN 级锚索20根、3000kN 级锚索859 根、6000kN 级锚索21 根,均为胶结式内锚头的预应力锚索,采取后张法施工。
