抗滑桩技术在铁路工程中的应用

抗滑桩技术在铁路工程中的应用

摘要：本文结合铁路工程实例，介绍了地质情况及施工设计，对其主要施工措施进行了阐述，着重对埋入式抗滑桩施工和预应力锚索施工的工艺流程、施工方式等进行了论述，通过实例表明，施工质量能够满足设计要求，同时也达到了预期设计效果，对类似铁路工程有一定的借鉴意义。

关键词：铁路工程 抗滑桩 预应力

预应力锚索目前已在治理铁路滑坡体中得到了广泛的应用，其主要工作原理是：将有足够强度和刚度的桩体嵌入到岩层中，阻止滑坡体下滑。预应力锚索主要是利用有一定强度的水泥砂浆在一定强度的锚索底端与周围岩石形成锚固体，然后在锚索预应力的作用下，将不稳定的坡体与稳定山体组成一个整体，阻止结构裂隙进一步发展，确保边坡的稳定。

一、地质概况

洛湛铁路邵阳至永州段DK294+970～DK295+070，该路段属剥蚀地貌，地形波浪起伏，地表外貌为两端地形高，中间低，且封闭，地层岩性为砂岩，构造属于侵蚀剥蚀低山地貌。滑坡近东西向伸展，区内地形为上下陡、中部缓的折线型坡面，在坡体的中间部分布有较为平缓的台阶状平地。路堑中心最大挖深为22 m，最大边坡约为59m[1]。滑坡目前状态基本稳定，但随雨水对滑坡前缘的冲刷及侵蚀，仍存在下滑的可能，所以必须对其进行加固治理。

二、主要施工措施

1、埋入式抗滑桩施工

（1）由于该滑坡目前变形较严重，为了保证施工安全，需要首先进行预应力锚索框架的施工，在回填反压后可进行埋入式抗滑桩的施工。对于埋入式抗滑桩的施工，必须将两桩分段开挖，严禁全断面开挖。

（2）抗滑桩需按照桩排的方向及桩中心坐标准确地定位，在施工前要先将桩位附近的边坡或表层上易滑塌的部分清除，另外做好桩位附近地表水流的拦截工作。

（3）抗滑桩要按照没计事先做好锁口盘和护壁。每开挖一节，就要做好该节护壁。当护壁砼达到一定的强度后才可开挖下一节，而且护壁各节中的纵向钢筋必须焊接，禁止简单捆扎。

（4）在浇筑护壁砼时，要保证护壁不能侵入桩的截面净空以内。桩坑开挖过程中还应随时校准净空尺寸和垂直度。

（5）开挖桩孔的过程中，地质人员需要下坑进行地质编录，对地层岩性及滑面位置进行核对。一旦发现与设计情况不符，要及时与监理或设计人员联系，以便及时地做出设计变更或改进。

(6)在桩坑挖到没计标高后需进行验槽，以保证封底砼的厚度。

2、预应力锚索施工

（1）索梁施工

预应力锚索梁是预应力钢绞线锚固结构的锚垫着落点（见下图），其施工质量的优劣直接影响着预应力锚索的加固质量。其施工工艺流程为：施工准备一搭建脚手架一放样一混凝土垫层找平一钢筋的加工与安装一安装模板一混凝土浇筑一混凝土试件制作一养护。在在混凝土灌注前，必须将锚具中的波纹管、螺旋钢筋和锚垫板按照要求固定在横梁的钢筋上，方向要与锚孔方向一致，摆放平整。混凝土浇筑后必须安排专人养护，只有在混凝土达到设计强度之后，才能进行锚索的张拉。

预应力锚索结构

（2）锚索框架

框架梁采用钢筋砼现场浇注，浇注时需预埋锚垫板、螺旋钢筋，节点处务必捣实，框架梁嵌入坡体约20cm；两根横梁及两根竖梁组成框架，每片框架进行整体浇灌，在两片框架之间设置2cm的伸缩缝，内填浸沥青的木板[2]。待框架梁砼达到没计强度后才能进行张拉锁定锚索。

（3）锚索拉拔试验

预应力锚索是治理该边坡非常重要的一项工程，对整个治理工程的成败起着至关重要的作用。因此，按照有关规范的要求，锚索工程在舡前必须在现场做基本的测试实验，即锚索的拉拔试验，主要用来确定实际锚固力的大小，验证没计参数的选择是否合理，并根据现场的试验结果加以改进，最终确定准确的周边摩阻力值和有效的锚固长度。

三、施工中遇到的问题及对策

1、问题

在开挖过程中经常出现地层地质情况与设计地层存在较大的差异，顶部的覆盖层为砂质黄土、碎石土，但下部地层并非单纯的变质砂岩，而是千枚岩夹变质砂岩。这种风化砂质千枚岩夹变质砂岩在暴露后会很快变成松散的破碎体，剥蚀落下，而且岩层的倾角小于边坡坡比，再加上雨水的冲刷、浸蚀，使岩体加剧风化，在施工过程中时常发生溜坍，难以成孔。

采取的措施

（1）改进钻机

有时钻机的适应范围会受到地质的限制，影响施工的进行，对国产钻机在工艺和钻具等方面进行改进后，并在破碎的地层中采用套管跟进的方法，其最大钻深可达60m，性能良好，可以有效地解决破碎、松散地层中成孔难的问题。将传统地质钻机进行改进后，能够使施工进度加快5倍，如此一来既保证了质量，又加快了进度，而且能够在一定程度上节约成本。

（2）施工方法

在施工过程中施工方法也至关重要。将成孔与套管同步钻进，成孔后将钻具全部取出，然后按设计将锚索放入孔内，最后边抽管边注浆，这样能够很好地防止塌孔对工程质量的影响。

（3）施工工艺

在套管的头部安装管角，在钻头与冲击器之间设计、安装导向器，在设计尺寸时应使得钻头刚好露出套管，然后在冲击器上连接钻杆。这样，导向器便可保证方向，并能控制套管与钻头的连接，同时还能使得套管与钻头同步钻进。在成孔后钻头可顺利地收回到套管中，将整个钻具从套管中抽出，套管留在孔内，以保证钻孔不坍塌。然后将锚索放入孔中，边抽套管边注砂浆，最后再将套管全部抽出。这样既能够保证注浆的质量，又能将套管全部取出，而且加快了工期。

结论：

为了检测埋入式抗滑桩和预应力锚索抗滑桩的实际应用效果，在锚索及桩身上设置了一系列测力点，并在滑坡体上设置观测点。经过长时间的观测表明：滑坡体没有出现下滑现象，处于较稳定的状态，锚锁及桩身的受力情况良好，蠕变量较小，表明该施工设计是可行的，满足了设计要求，而且达到了设计目的。

参考文献： [2]胡娟，孙晓义.预应力锚索桩及土钉格子梁墙复合结构施工[J].安徽建筑，2010，7(2):78