预应力锚索- 抗滑桩联合支护体系在山区高速公路滑坡治理中的综合应用研究

1 引言

滑坡灾害是山区交通基础设施建设的重要制约因素。随着我国高速公路网络向地质条件复杂的山区延伸，工程建设中遭遇的高边坡稳定性问题日益突出。特别是在强降雨、不良地质等因素触发下，施工期滑坡风险极高，对工程安全、工期及投资控制构成严峻挑战[1]。传统抗滑桩多采用悬臂式结构，依靠桩身嵌固段抗力平衡滑坡推力，往往导致桩身弯矩大、截面尺寸与埋深过大，不仅工程量大、造价高，且施工安全风险较大。

预应力锚索抗滑桩组合结构作为一种主动支护体系，通过将预应力锚索与抗滑桩结合，利用锚索提供的巨大拉力与桩体共同作用，有效平衡滑坡推力，从而从根本上改变桩体的受力机制[2-5]。该结构具有受力合理、轻巧经济、安全可靠等显著优点，已在深基坑、滑坡治理等领域得到广泛应用。本文结合云茂高速公路TJ7 标段一处典型工程滑坡实例，系统介绍该组合结构从方案设计、施工技术到效果验证的全过程应用实践，以期为类似工程提供参考。

2 工程概况与滑坡成因分析

2.1 工程地质概况

云茂高速TJ7 标 K49+065～K49+420 段路堑右侧边坡全长 355m ，最大坡高35m。边坡区揭露地层主要为粉质粘土及强风化变质砂岩，基底局部为花岗岩。原设计采用分级放坡+骨架植草防护方案。受季节性降雨影响，滑坡体存在明显的浅层滑动趋势。

2.2 滑坡变形特征与成因

2019 年 8 月，在连续暴雨作用下，边坡开挖至二级平台时发生显著变形。监测数据显示：坡顶出现多条横向与纵向裂缝，宽度2mm～8cm 不等；坡脚出现三处涌水点，局部浆砌片石外鼓；地表最大累计位移达 104.8mm （G-WY-1 点），深层位移速率最高达 5.57mm/d （SC-12 点），表明边坡处于加速失稳状态。该滑坡为典型的强降雨诱发的大型深层土质滑坡，其成因在于： ① 连续暴雨大幅增加滑体自重并降低岩土体抗剪强度； ② 开挖卸荷改变了原有应力平衡，形成临空面；③ 地下水位上升产生渗透压力，共同导致滑体沿潜在软弱面向剪出口滑移。

3 综合治理方案设计

鉴于滑坡规模大、变形急剧，设计遵循“一次根治、综合治理”原则，采用以预应力锚索抗滑桩为核心的综合处治方案。

3.1 组合结构选型与布置

治理方案共设计抗滑桩 129 根，桩径均为 2.0m ，根据滑体厚度不同，桩长分为25m、30m 和35m 三种。桩身采用C30 混凝土，桩中心间距5m。为优化受力，部分区段采用双排桩设计，净间距6m。预应力锚索设置于桩身，通过锚固段深入滑面以下稳定基岩，与桩体共同形成协同抗滑体系。

3.2 配套措施优化

为最大限度发挥组合结构效能并控制造价，对原方案进行了多项优化： ① 边坡卸载：对原第三、四级边坡进行削坡减载，将第二级平台由8m大幅加宽至29m，有效减小了滑坡推力与抗滑桩桩长； ② 排水系统强化：在坡顶及各级平台增设截水沟，并于坡脚设置排水斜孔，系统性控制地下水对边坡稳定的不利影响； ③ 坡面防护升级：在减载后的坡面增设锚索框架梁，进一步提升浅层稳定性。

4 关键施工技术及质量控制

4.1 抗滑桩旋挖钻成孔技术

针对复杂地层，采用旋挖钻机成孔，并根据地下水情况灵活采用干挖或泥浆护壁工艺。严格控制钻孔垂直度与孔深，确保桩基准确嵌入稳定基岩。钢筋笼采用长线法制作与直螺纹套筒连接，确保护筒质量与连接强度。混凝土灌注采用导管水下连续灌注工艺，保证桩身完整性。

4.2 预应力锚索施工核心工艺

锚索施工是质量控制的重点，其主要流程包括：

（1）精准钻孔：采用锚杆钻机按设计孔位、倾角钻孔，确保孔深、孔径及清洁度满足要求。对破碎地层采用套管跟进技术，防止塌孔。

（2）锚索编束与安装：钢绞线按设计长度下料，在锚固段安装紧箍环与扩张环，在自由段涂抹防腐剂并套波纹管注满黄油。编束后人工缓慢送入孔内，防止扭压和防腐层损伤。

（3）注浆与锚墩制作：采用孔底返浆法进行锚固段注浆，压力控制在0.6～0.8MPa。注浆后立即施工锚墩，确保锚垫板与孔轴垂直。

（4）分级张拉锁定：待浆体与锚墩强度达 80% 以上后，进行分级张拉（预张拉→分级张拉→补偿张拉）。采用“双控法”（油表压力与伸长量）精确控制张拉力，以抵消钢绞线松弛和地层蠕变造成的预应力损失。张拉完成后及时进行张拉段注浆和封锚。

5 治理效果分析与讨论

5.1 稳定性效果分析

通过后期监测数据验证（见图 1），治理工程实施后，边坡深部与地表位移均得到有效遏制，位移速率显著下降并趋于零，坡体恢复稳定状态，表明治理方案取得了预期效果。

图1 变形监测数据

注：△X 为纵向位移（“+”值为向里程终点方向位移，“-”值为向里程起点方向位移） △Y 为横向位移（ ^**+ ”值为向左侧位移，“-”值为向右侧位移）

5.2 经济效益分析

与传统悬臂抗滑桩方案相比，本工程采用的组合结构发挥了巨大优势： ① 节省材料：预应力使得桩身弯矩大幅减小，桩径与配筋得以优化，桩长缩短，节约了混凝土与钢材用量； ② 缩短工期：桩长减小和机械化施工提高了抗滑桩施工效率，锚索施工与桩体施工可部分并行，总体缩短了治理周期； ③ 降低风险：主动预加固避免了可能发生的灾难性滑坡事故，减少了潜在的重大经济损失。

5.3 社会与环境效益

该技术的成功应用，确保了云茂高速公路项目的顺利推进，保障了施工人员及周边居民的生命财产安全。其“绿色、经济、高效”的治理理念，减少了大规模开挖对环境的破坏，赢得了参建各方及当地社区的广泛认可，为在复杂山区地质条件下进行基础设施建设积累了宝贵经验，具有广阔的推广前景。

6 结论

（1）预应力锚索抗滑桩组合结构通过“主动支护”机制，能有效治理大型深层滑坡，其技术先进，受力合理，是解决山区高速公路高边坡稳定问题的有效手段。

（2）综合治理需坚持“治坡先治水”原则，配套的边坡卸载、排水系统优化与坡面防护措施，对保障主体结构效能至关重要。

（3）精细化的施工质量控制，尤其是锚索钻孔、防腐、注浆及精准的张拉锁定工艺，是确保组合结构长期安全可靠的关键。

（4）该技术在云茂高速的成功应用，取得了显著的经济与社会效益，对类似工程具有重要的借鉴与推广价值。

参考文献

[1] 朱伟平. 高速公路边坡处治施工中的预应力锚索抗滑桩应用研究[J]. 西部交通科技， 2018 （25）： 30-33.

[2] 张英哲. 公路高边坡预应力锚索抗滑桩施工技术研究[J]. 现代工程科技，2025， 4（06）： 17-20.

[3] 贺钢， 蒋楚生. 新建广大铁路某工点滑坡加固治理[J]. 高速铁路技术，2016， 7（06）： 72-76.

[4] 孙洪福. 某高边坡预应力锚索抗滑桩加固优化研究[J]. 交通世界， 2023，（24）： 99-101.