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1、预应力锚索抗滑桩施工工法 1/11 预应力锚索抗滑桩施工工法 中铁十九局集团第二工程有限公司西南公司 麻玉明 一、前言 大保高速公路 13-1 合同段，由于路堑开挖发生大型滑坡，施工中采用了预应力锚索抗滑桩进行了整治。历经 5 个月的雨季，经观测滑坡体未发生滑动迹象,均取得了显著整治效果。从而在全线大型滑坡治理中推广应用。我公司在进行多达 135 棵预应力锚索抗滑桩的施工中，不断探索实践，通过总结提高，逐步形成本工法。二、工法特点 桩身结构简单，施工方便。开挖过程中可直接探测到地层的地质情况和滑动面的位置，便于修改和完善设计。不受施工场地影响，桩群布置灵活。工作面多，各桩之间施工干扰小，便于争
2、取工期。桩的适应性强，抗滑效果好，每根桩施工完成后，都能起到抗滑作用，不致引起滑体进一步滑移。随着抗滑桩数目的增多以与桩身强度的上升，滑坡体将日趋稳定。边开挖边支护，施工安全可靠。锚索与抗滑桩的有机结合既增加了抗滑桩的抗滑力，又使整个滑体处于桩索结合的立体控制中，从而大大增强了滑体的稳定性。三、适用范围 预应力锚索抗滑桩施工工法 2/11 适用于处理滑动面下有稳定岩土地层的大体积深层滑坡体与复活的古滑体。在地质条件较差地段进行新建工程施工，进行大体积刷坡前可考虑采用本工法进行坡体加固。四、施工工艺、基本原理 预应力锚索抗滑桩的受力计算，滑动面以上根据滑坡体推力和桩前抗力与锚索的预应力进行计算，
3、滑动面以下的部分根据滑动面处的弯矩和剪力，按地基的弹性抗力进行计算。整体结构设计按极限状态法计算。预应力锚索抗滑桩基本结构见图 1。钢筋砼护壁滑坡锚索50cm锁口大保高速公路合同段由于路堑开挖发生大型滑坡施工中采用了预应力锚索抗滑桩进行了整治历经个月的雨季经观测滑坡体未发生滑动迹象均取得了显著整治效果从而在全线大型滑坡治理中推广应用我公司在进行多达棵预应力锚索抗测到地层的地质情况和滑动面的位置便于修改和完设计不受施工场地影响桩群布置灵活工作面多各桩之间施工干扰小便于争取工期桩的适应性强抗滑效果好每根桩施工完成后都能起到抗滑作用不致引起滑体进一步滑移随着抗滑桩数滑桩的抗滑力又使整个滑体处于桩索结
4、合的立体控制中从而大大增强了滑体的稳定性三适用范围预应力锚索抗滑桩施工工法适用于处理滑动面下有稳定岩土地层的大体积深层滑坡体与复活的古滑体在地质条件较差地段进行新建工程预应力锚索抗滑桩施工工法 3/11 图 1 预应力锚索抗滑桩基本结构示意图 、工艺流程（见图 2）测量放样 浇注井口锁口 施工准备 终孔检查处理 井内排水、通风 节段循环开挖、支护 设备安装 大保高速公路合同段由于路堑开挖发生大型滑坡施工中采用了预应力锚索抗滑桩进行了整治历经个月的雨季经观测滑坡体未发生滑动迹象均取得了显著整治效果从而在全线大型滑坡治理中推广应用我公司在进行多达棵预应力锚索抗测到地层的地质情况和滑动面的位置便于修
5、改和完设计不受施工场地影响桩群布置灵活工作面多各桩之间施工干扰小便于争取工期桩的适应性强抗滑效果好每根桩施工完成后都能起到抗滑作用不致引起滑体进一步滑移随着抗滑桩数滑桩的抗滑力又使整个滑体处于桩索结合的立体控制中从而大大增强了滑体的稳定性三适用范围预应力锚索抗滑桩施工工法适用于处理滑动面下有稳定岩土地层的大体积深层滑坡体与复活的古滑体在地质条件较差地段进行新建工程预应力锚索抗滑桩施工工法 4/11 图 2 预应力锚索抗滑桩施工工艺框图、施工方法 施工准备 测定桩位并平整施工场地。根据桩位的布置、桩数的多少与地形地貌情况进行成片平整，修建临时施工便道。进行桩位放样并设置护桩，清刷桩位堑顶边坡浮土
6、与松动的石头，预防施工滑落土石。做好场地周围地表水的截排和防渗工作,并根据地形选择好每个桩的大保高速公路合同段由于路堑开挖发生大型滑坡施工中采用了预应力锚索抗滑桩进行了整治历经个月的雨季经观测滑坡体未发生滑动迹象均取得了显著整治效果从而在全线大型滑坡治理中推广应用我公司在进行多达棵预应力锚索抗测到地层的地质情况和滑动面的位置便于修改和完设计不受施工场地影响桩群布置灵活工作面多各桩之间施工干扰小便于争取工期桩的适应性强抗滑效果好每根桩施工完成后都能起到抗滑作用不致引起滑体进一步滑移随着抗滑桩数滑桩的抗滑力又使整个滑体处于桩索结合的立体控制中从而大大增强了滑体的稳定性三适用范围预应力锚索抗滑桩施工
7、工法适用于处理滑动面下有稳定岩土地层的大体积深层滑坡体与复活的古滑体在地质条件较差地段进行新建工程预应力锚索抗滑桩施工工法 5/11 出碴道路。布置好现场照明设施，设置滑坡变形观测点。安排好施工人员并备好各工序所需要的施工机具。雨季施工时提前搭好防水棚，以免耽误施工。桩身施工 根据桩位放样结果，进行井口部分的开挖。当下挖到 1m时，立即施工锁口护壁，锁口护壁比普通护壁厚 30cm，用来防止下节井壁开挖时井口沉陷。为防止雨水倒灌，锁口护壁顶标高比施工场地标高高 50cm。在锁口护壁上预埋两根22钢筋并随开挖深度设置上下井扶梯。锁口护壁施工完成后随即安装木绞车或 1T的小卷扬机提升，并在孔口搭设人
8、字扒杆、三角架或脚手架。井身采用边开挖边支护。开挖深度一般为 1 2m（具体视地质情况而定），即进行钢筋砼护壁的浇注。掘进：掘进采用风镐配合人工开挖，局部石质坚硬地段，采用风枪钻浅眼松动爆破，尽量减少对井壁的震动。开挖顺序为先中间后四边（即井壁），并作好地质素描以与土层岩层的变化情况。当开挖井壁出现较大的渗水时，必须立即进行支护，以防塌孔。出碴：出碴采用人工装碴、吊斗（用半个大柴油筒自制）配合卷扬机提升，人工小斗车运输的方式。护壁：首先绑扎护壁钢筋，为方便下节护壁的连接，纵向钢筋埋入土中约15cm，箍筋连接牢固，使其形成整体受力。在锚索设计位置设法避开钢筋，以减小锚索钻孔的难度。钢筋绑扎完成后
9、立即立模浇灌砼，上下两节护壁间预留马口，待拆模后用干硬砼堵塞抹平。大保高速公路合同段由于路堑开挖发生大型滑坡施工中采用了预应力锚索抗滑桩进行了整治历经个月的雨季经观测滑坡体未发生滑动迹象均取得了显著整治效果从而在全线大型滑坡治理中推广应用我公司在进行多达棵预应力锚索抗测到地层的地质情况和滑动面的位置便于修改和完设计不受施工场地影响桩群布置灵活工作面多各桩之间施工干扰小便于争取工期桩的适应性强抗滑效果好每根桩施工完成后都能起到抗滑作用不致引起滑体进一步滑移随着抗滑桩数滑桩的抗滑力又使整个滑体处于桩索结合的立体控制中从而大大增强了滑体的稳定性三适用范围预应力锚索抗滑桩施工工法适用于处理滑动面下有稳
10、定岩土地层的大体积深层滑坡体与复活的古滑体在地质条件较差地段进行新建工程预应力锚索抗滑桩施工工法 6/11 排水通风：少量渗水，在装碴时随碴一起由吊斗排出，出水量大时用水泵排水。井外安装一台 5.5KW的轴流式通风机通风。终孔检查：经测量人员检查到开挖至设计标高后，根据孔底岩层情况对照设计资料确定是否进行变更设计并报监理工程师检查。如符合要求随即对护壁、井底进行处理，凿除护壁突出部分，清除护壁、井底杂物并尽量平整井底，以保证钢筋笼安放准确稳定。钢筋笼制作与安装：根据施工现场条件，钢筋笼采用预制成笼和孔内绑扎两种方法。按设计图纸制作一块样板，采用箍筋成形法预制钢筋笼。安装采用双吊点法，汽车起重机
11、吊装入孔，下降速度要均匀，不得碰撞孔壁，就位后使钢筋笼轴线与桩轴线重合，钢筋笼吊装入孔达到设计标高后，在孔口固定小钢轨成井字形方木上，防止混凝土灌注过程中钢筋笼浮起或位移，当灌筑完毕，上部混凝土初凝后，解除钢筋笼的固定设施。采用孔内绑扎时，主筋在孔外对焊好，箍筋也在孔外弯制成形。所有钢筋用滑轮组配合下放入孔内，每边孔壁先放入主筋 56 根并按图纸进行固定，然后进行箍筋的绑扎使主骨架成形，然后施工其它主筋箍筋一次成形。钢筋笼安装固定后，为方便桩上预应力锚索的施工，根据锚索设计的位置、角度等预埋锚索施工管道，管道位置要精确并与钢筋笼焊接牢固两端用水泥纸堵上，防止在浇灌砼时管道移位与堵塞。桩身砼浇灌
12、：桩位不集中或数量不多时，采用在井口附近设置拌合站，使用漏斗、溜槽和串筒输送砼到井下。桩位集中且数量较多时采用集中拌合，砼输送车运输，砼输送泵配合漏斗、串筒把砼送到井下。砼每 30cm左右捣固一层。施工中砼浇灌连续进行，严禁中途停工，以免发生断桩。预应力锚索施工：在抗滑桩达到设计强度的 85%时，开始施工预应力锚索。钻孔：找出抗滑桩锚索预留位置，去掉前部的土与此处的护壁，找出锚索的预留孔，钻机就位准备钻孔。钻孔直径为 120mm，孔深比锚索设计长度加深 1m，钻孔角度、方向偏差不得大于1。大保高速公路合同段由于路堑开挖发生大型滑坡施工中采用了预应力锚索抗滑桩进行了整治历经个月的雨季经观测滑坡体
13、未发生滑动迹象均取得了显著整治效果从而在全线大型滑坡治理中推广应用我公司在进行多达棵预应力锚索抗测到地层的地质情况和滑动面的位置便于修改和完设计不受施工场地影响桩群布置灵活工作面多各桩之间施工干扰小便于争取工期桩的适应性强抗滑效果好每根桩施工完成后都能起到抗滑作用不致引起滑体进一步滑移随着抗滑桩数滑桩的抗滑力又使整个滑体处于桩索结合的立体控制中从而大大增强了滑体的稳定性三适用范围预应力锚索抗滑桩施工工法适用于处理滑动面下有稳定岩土地层的大体积深层滑坡体与复活的古滑体在地质条件较差地段进行新建工程预应力锚索抗滑桩施工工法 7/11 制索：施工前进行质量检查，剔除出有磨损、锈蚀、松散的钢绞线。对合
14、格的按计算长度截断，量出内锚段和自由段长度，对自由段长度进行隔离处理。把经过处理的 7 根 75 钢绞线理顺放齐，同时将聚乙烯软管（与钢铰线等长）在距钢绞线内锚段端部 0.5m 处并排放置，并将钢绞线围绕着注浆软管捆扎。在自由段与内锚段接触处也用铅丝捆好。在内锚段每隔 0.8m 放一个对中支架，支架用铅丝捆紧，孔底端装导向帽，使整个内锚段呈枣核状。自由段每隔 5m放一个对中支架。整个锚索绞线应互不交叉。（见图 3）图 3 锚索结构示意图 锚索安装：锚索安装前用高压风清洗孔内粉尘，待粉尘清洗干净后用人工仔细缓慢地将锚索放入孔内。注浆：锚索就位后进行注浆，砂浆标号为 M30，外加剂用量为早强剂 5
15、，膨胀剂 10%，减水剂 3%，水灰比 0.42。注浆直至孔口返浆，且 24 小时后再进行补偿注浆。外锚段浇注：浇注外锚墩必须保证垫墩顶面与钻孔轴线垂直，砼固结后将钢垫板套在礅上预的地脚螺丝上固定。张拉：对锚索的张拉分两次进行，第一次张拉分五级，前四级为设计的 25%、50%、75%、100%,分别稳定 5 分钟，最后一级为设计应力的 110，稳定时间 30 分钟。锁定 48 小时后进行第二次补偿张拉。封锚：当前述工序结束后，即进行第二次（自由段）灌浆后，把多余的锚锚 固 段导向冒对中支架自 由 段锚具锚垫大保高速公路合同段由于路堑开挖发生大型滑坡施工中采用了预应力锚索抗滑桩进行了整治历经个月
16、的雨季经观测滑坡体未发生滑动迹象均取得了显著整治效果从而在全线大型滑坡治理中推广应用我公司在进行多达棵预应力锚索抗测到地层的地质情况和滑动面的位置便于修改和完设计不受施工场地影响桩群布置灵活工作面多各桩之间施工干扰小便于争取工期桩的适应性强抗滑效果好每根桩施工完成后都能起到抗滑作用不致引起滑体进一步滑移随着抗滑桩数滑桩的抗滑力又使整个滑体处于桩索结合的立体控制中从而大大增强了滑体的稳定性三适用范围预应力锚索抗滑桩施工工法适用于处理滑动面下有稳定岩土地层的大体积深层滑坡体与复活的古滑体在地质条件较差地段进行新建工程预应力锚索抗滑桩施工工法 8/11 索切除用 M30砂浆把锚头封闭，以防止自然对锚
17、索的风化侵蚀。施工组织：抗滑桩自两端向中间隔桩分批开挖。施工过程中，对桩中线与桩尺寸经常检测，以防孔位发生偏差。为加快进度，抗滑桩分三班轮流进行。五、机具设备 机具设备根据进度计划安排而调整。施工单根预应力锚索抗滑桩所需机具设备见表 1。表 1 单根预应力锚索抗滑桩需用机具设备表 序号 名称 规格型号 单位 数量 备注 1 拌合机 350L 台 1 2 卷扬机 1T 台 1 3 压风机 4L-20/8 台 1 4 风枪 YT-28 台 2 5 风镐 把 6 含备用 6 通风机 5.5KW 台 1 7 水泵 BW-120 台 2 8 切割机 台 2 9 电焊机 台 3 10 发电机 75KW 台
18、 1 全工区 11 装载机 3m3 台 1 全工区 12 拌合站 500L 座 1 全工区 大保高速公路合同段由于路堑开挖发生大型滑坡施工中采用了预应力锚索抗滑桩进行了整治历经个月的雨季经观测滑坡体未发生滑动迹象均取得了显著整治效果从而在全线大型滑坡治理中推广应用我公司在进行多达棵预应力锚索抗测到地层的地质情况和滑动面的位置便于修改和完设计不受施工场地影响桩群布置灵活工作面多各桩之间施工干扰小便于争取工期桩的适应性强抗滑效果好每根桩施工完成后都能起到抗滑作用不致引起滑体进一步滑移随着抗滑桩数滑桩的抗滑力又使整个滑体处于桩索结合的立体控制中从而大大增强了滑体的稳定性三适用范围预应力锚索抗滑桩施工
19、工法适用于处理滑动面下有稳定岩土地层的大体积深层滑坡体与复活的古滑体在地质条件较差地段进行新建工程预应力锚索抗滑桩施工工法 9/11 13 砼输送车 6m3 台 1 全工区 14 砼输送泵 HBT60 台 1 全工区 15 吊车 QY16 台 1 全工区 16 钻机 MGJ-50 台 1 17 注浆泵 YSB250/120 台 1 18 张拉机（化油千斤顶）100-150T 台 3 含备用 六、劳力组织（见表 2）表 2 预应力锚索抗滑桩施工所需劳力组织 序号 工种 工作内容 人数 备注 1 现场指挥 负责现场施工组织与管理 1 全工区 2 调度 负责现场人员、机械的调配 1 全工区 3 工程
20、师 负责现场技术交底与技术指导 1 全工区 4 安全员 专职负责现场安全工作 1 全工区 5 测量员 负责测量放样 3 全工区 大保高速公路合同段由于路堑开挖发生大型滑坡施工中采用了预应力锚索抗滑桩进行了整治历经个月的雨季经观测滑坡体未发生滑动迹象均取得了显著整治效果从而在全线大型滑坡治理中推广应用我公司在进行多达棵预应力锚索抗测到地层的地质情况和滑动面的位置便于修改和完设计不受施工场地影响桩群布置灵活工作面多各桩之间施工干扰小便于争取工期桩的适应性强抗滑效果好每根桩施工完成后都能起到抗滑作用不致引起滑体进一步滑移随着抗滑桩数滑桩的抗滑力又使整个滑体处于桩索结合的立体控制中从而大大增强了滑体的
21、稳定性三适用范围预应力锚索抗滑桩施工工法适用于处理滑动面下有稳定岩土地层的大体积深层滑坡体与复活的古滑体在地质条件较差地段进行新建工程预应力锚索抗滑桩施工工法 10/11 6 工班长 负责组织本工班施工 3 7 钢筋工 负责钢筋制作、安装 6 8 立模工 负责模板修理、立模、拆模 4 9 砼工 负责砼捣固 1 10 电工 负责现场施工用电 1 11 司机 分别负责各自机械的操作 6 全工区 12 钻工 负责风镐、风枪的操作 2 13 注浆工 负责注浆泵的操作与压力的控制 1 14 普工 配合施工中各项工作 25 七、质量控制 桩基施工质量标准按桥梁施工技术规范对照执行。预应力锚索的材质必须符合
22、设计规定，孔位角度、方向偏差不得大于1 锚索体与内锚头以与外锚具联结必须牢固，其强度应大于锚索的张拉力。八、安全措施 严格执行公路施工安全技术规范，建立组织机构，制定安全责任制。井上设专人指挥，在井口上边坡设置防护网，以防落石。上下井时，必须系上安全绳。所有施工人员必须戴安全帽。暂停施工时，井口用 5cm板覆盖，防止人畜坠落。大保高速公路合同段由于路堑开挖发生大型滑坡施工中采用了预应力锚索抗滑桩进行了整治历经个月的雨季经观测滑坡体未发生滑动迹象均取得了显著整治效果从而在全线大型滑坡治理中推广应用我公司在进行多达棵预应力锚索抗测到地层的地质情况和滑动面的位置便于修改和完设计不受施工场地影响桩群布
23、置灵活工作面多各桩之间施工干扰小便于争取工期桩的适应性强抗滑效果好每根桩施工完成后都能起到抗滑作用不致引起滑体进一步滑移随着抗滑桩数滑桩的抗滑力又使整个滑体处于桩索结合的立体控制中从而大大增强了滑体的稳定性三适用范围预应力锚索抗滑桩施工工法适用于处理滑动面下有稳定岩土地层的大体积深层滑坡体与复活的古滑体在地质条件较差地段进行新建工程预应力锚索抗滑桩施工工法 11/11 在钢绞线拆盘时应注意安全，防止线头弹出伤人。钢绞线切口毛刺与时清除，以防扎（划）破手脚。在滑坡设置位移观测点并由专人负责，发现危险时，与时通知作业人员撤离。九、效益分析 投入少，成本低。可同时进行多个作业面施工，进度快，便于争取
24、工期。适应性强，施工干扰少且不危与附近建筑物。十、工程实例 我公司承建的云南大保高速公路 13-1 合同段，途经地质较为复杂的“滇西红层”，在 K436+159.85570 段路堑施工时，由于修路切坡，于 1999 年 10 月相继诱发了三个大型滑坡（H1、H2与 H3滑坡）。抗滑支挡和锚固为主，辅以护坡和排水的综合治理措施。该滑坡于 2000 年 12 月开工，2001 年 6 月完工，共完成预应力锚索抗滑桩 135棵。由于采取整治措施得力，施工组织严谨，工程质量优良,对今后类似工程具有借鉴指导作用。大保高速公路合同段由于路堑开挖发生大型滑坡施工中采用了预应力锚索抗滑桩进行了整治历经个月的雨季经观测滑坡体未发生滑动迹象均取得了显著整治效果从而在全线大型滑坡治理中推广应用我公司在进行多达棵预应力锚索抗测到地层的地质情况和滑动面的位置便于修改和完设计不受施工场地影响桩群布置灵活工作面多各桩之间施工干扰小便于争取工期桩的适应性强抗滑效果好每根桩施工完成后都能起到抗滑作用不致引起滑体进一步滑移随着抗滑桩数滑桩的抗滑力又使整个滑体处于桩索结合的立体控制中从而大大增强了滑体的稳定性三适用范围预应力锚索抗滑桩施工工法适用于处理滑动面下有稳定岩土地层的大体积深层滑坡体与复活的古滑体在地质条件较差地段进行新建工程