锚索桩板墙施工工序类型和技术经济分析

李菊芳

(中铁西北科学研究院有限公司，甘肃 兰州 730000)

1 概述

随着工程建设不断向西部山区发展，不可避免遇到开挖、填筑边坡和工程滑坡，常用抗滑桩、预应力锚索、桩板墙和锚杆框架等进行防治[1]，但采用单一结构通常难以取得理想治理效果，于是锚索桩板墙作为高轻组合支挡结构应运而生。

锚索桩板墙被广泛应用在公路、铁路和建筑等行业的工程边坡和滑坡防治工程中，取得了很好效果。公路工程方面：张光龙（2018）[2]以某山区公路为例，对锚索桩板墙的受力原理、结构组成和施工工艺等进行了总结；李兴庆（2012）[3]等以禄大公路某段现浇梁梁桥改为路堤式锚索桩板墙为例，从抗滑桩和锚索施工工艺等技术角度分析了设计变更的合理性；程德权（2015）[4]将高速公路路堤锚索桩板墙分为桩板分离式和桩板整体式并探讨其施工技术；杜文杰（2011）[5]以某高速公路半填半挖路基为例，分析了不同施工工艺下锚索桩板墙的力学特征并讨论其施工控制要点；胡利（2015）[6]以大（庆）广（州）高速公路为例，对采用预应力锚索桩板墙防护的高填方施工技术进行探讨并对其质量控制要点进行了总结；孟锐（2019）[7]以鄂西北山区公路改扩建工程为例，对不同条件下填方锚索桩板墙采用施工工序进行了探讨；王大伟（2012）[8]通过试验研究了施工阶段的最不利工况；潘文成（2009）[9]探讨了锚索桩板墙施工注意事项。铁路工程方面：史常青（2005）[10]以渝怀铁路白马车站为例，论述了锚索桩板墙施工的关键技术和工艺；俞琛（2003）[11]等结合某铁路工点，对锚索桩板墙的作用机理、施工工艺和工程造价等做了分析。

上述研究表明，在采用锚索桩板墙治理工程边坡和滑坡方面已经取得了很多成果，但是对该结构的施工工序类型和适用性方面文献较少。本文以典型工程实例为依托，阐明了锚索桩板墙施工工序类型，从技术和经济方面分析其适用性。

2 锚索桩板墙施工工序类型和适用性

锚索桩板墙是一种高轻组合支挡结构，由抗滑桩、预应力锚索和挡土板共同组成，挡土板安置于抗滑桩后，锚索外端固定于抗滑桩上，另一端在穿过滑动面（软弱面）后锚固在稳定的岩土体中。

在工程边坡和滑坡防治工程中，预应力锚索桩板墙的施工工序按填土与锚索施工的先后顺序主要分为三种：先填后锚、先锚后填和填锚结合。预应力锚索桩板墙施工工序的选择受工程地质条件、工期、工程安全等级、施工机具等多种因素影响，为了保证施工期间的安全和工程的质量，只有合理调控施工工序，才能达到预期的工程治理目标和效果。

采用先锚后填工序（如图1 所示），从成本控制上看，减少钻孔及注浆的工程数量，节省工程投资，提高锚固段注浆质量，桩体预留孔不易破坏。该工序从施工进度上看，桩与锚索也可同时施工，缩短了工序衔接时间，有利于节约工期。但因板后填土，锚索易腐蚀且意外损伤大，且压实度欠佳。施工机具选择上，无机械工作面时，只能使用小型夯实机或进行人工补夯，影响工程进度。该工序多用于工期要求高，工程地质条件复杂的边坡和滑坡防治工程中。

图1 先锚后填流程图和示意图

采用先填后锚工序（如图2 所示），从压实质量上看，压实效果好，且先填土可使锚索不受人为或机械的意外损伤。从施工机具选择上，如果机械工作面允许，避开存在桩体地基的同时，板后填土可灵活选择碾压机械，方便快捷。但从成本控制上看，不仅会使锚索钻孔及注浆的工程量增加，还会对桩体预留孔的破坏增大。若考虑桩前钻孔作业平台，需多级搭建，增加了施工安全风险。该工序多用于压实度要求高，工程安全等级要求高的边坡和滑坡防治工程中。

图2 先填后锚流程图和示意图

采用填锚结合工序（如图3 所示）综合上述两种方法的特点，锚索意外损伤的几率大大降低。施工机具选择上，有工作面时，板后填土机械可灵活选择。但压实度欠佳，且延长了工序衔接时间，影响了项目工期。该工序多用于工程安全等级要求高且工程地质条件复杂的边坡和滑坡防治工程中。见表1。

图3 锚填结合流程图和示意图

表1 工序特征及适用性

3 工程实例

不同的施工工序对工程开展的影响不同。在满足技术可行，安全可靠的前提下，应综合考虑工程地质特性、施工条件及造价等因素来确定施工工序，以达到工程边坡和滑坡整治效果。其中，先填后锚工序（如图2 所示）的典型案例在胡利（2015）[6]、孟锐（2019）[7]和填锚结合工序（如图3 所示）的典型案例在杜文杰（2011）[5]文献中分别有阐述，本文主要以先锚后填工序（如图2 所示）的典型案例，结合工程特点对该工序进行探讨。

3.1 案例一：工业场地边坡治理工程

陕北某边坡地处黄土高原丘陵沟壑地带，地形起伏较大，总体地势西高东低，坡面较多陡坎，沟谷下切较深，存在多处老滑坡。尤其是工点BH2 滑坡后壁高陡，坡体临空面较大，上部坡体发生卸荷变形，导致裂缝的产生，更易产生次生滑坡。且滑塌堆积体侵占厂区用地红线，对厂区建设产生较大影响。

该边坡治理采用预应力锚索桩板墙[12]。抗滑桩截面尺寸为1.8m×2.4m，桩身长24m，桩中对中间距为6m，桩身砼为C30，共设置43 根。桩间设置30cm厚钢筋混凝土挡土板。每根抗滑桩在桩头和-5m 的位置处各设置两根6 束Φ15.24 高强度低松弛预应力锚索，第一排锚索长度为31～43m，倾角25°；第二排锚索长度为27～29m，锚固段长度均为10m，倾角30°。如图4 所示。

图4 陕西某锚索桩板墙施工过程

考虑到该边坡工程地质条件复杂，坡体陡峻以及项目建设规模大，工期紧等情况，结合施工工序适用性，采取先锚后填施工工序。该工点锚索桩板墙施工工期计划9 个月，通过合理优化施工工序，节约工期近2 个月，从而节约了人工和机械工程费用。在整个项目中把每道工序节省下来的安全时间综合利用起来，降低风险，保障项目的顺利进行[13]。通过整体边坡治理工程，达到了预期效果，保证了厂区的工程建设及后期运营安全。

图5 工后全貌

3.2 案例二：建筑开发项目边坡防护工程

云南某建筑开发项目位于丽江，所在区整个地势呈南西高北东低，场地地面高程介于2384.71～2443.12m，高差58.41m 左右，场地四周及场地内将形成0.0～14.9m 高度不等的挖、填方边坡。该项目边坡治理工程属重要建筑物场地边坡，边坡为永久性边坡其使用年限为50 年，抗震设防烈度8 度[14]。其中边坡安全等级确定为二级和三级，边坡防护工程采用“预应力锚索桩板墙+框构梁+挡土墙+人字形格构+截排水沟”[14]。根据工程地质特点，结合填土与锚索施工先后顺序的适用性，采取先锚后填工序。

图6 云南某锚索桩板墙工程

项目管理追求的基本目标就是在限定的时间和资源条件下，以尽可能快的进度，尽可能低的成本完成高质量的工程项目[15]。该实例表明，通过采用先锚后填的灵活工序，确保了锚索桩板墙的施工质量，施工进度快，安全性高，也提高了工程经济效益，达到了预期目标。

4 结论

针对工程边坡和滑坡治理工程中锚索桩板墙的不同施工工序特点，依托典型案例进行技术经济分析，获得了以下几方面有益认识：

1）从工程技术和经济角度综合分析了工程边坡和滑坡治理工程中锚索桩板墙的工序类型与其适用性。

2）以陕西和云南地区两个典型工程案例为依托，分析了坡体特征和治理工程总体设计，重点对锚索桩板墙工序进行了阐述。

（致谢：对文中涉及的项目和相关技术人员对本人的技术指导表示感谢！）