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【摘 要】抗滑桩+预应力锚索相结合的复合桩锚技术在某高填方挡土墙变形加固治理中的应用，取得了良好的加固效果。采用抗滑桩来防止高填方区的深层滑动，采用预应力锚索有效地限制了挡土墙的水平位移和倾覆变形，保证了高填方挡土墙的整体稳定与安全。本文结合工程实例，分析阐述了在高填方挡土墙变形加固治理中采用复合桩锚支护结构的设计与施工技术要点， 其成功经验可为今后类似工程的设计和施工提供借鉴。
【关键词】复合桩锚技术；填方挡墙；病害治理；应用
1. 引言
随着我国城市化的快速推进及经济的快速发展，城乡建设用地需求不断增加，坝区耕地资源持续减少，“城镇上山”和工业项目上山是一个总的趋势，高大挖方边坡、填方边坡也就应运而生。山地工程建设中，常常会涉及挖方边坡和填方边坡的治理问题，经过若干年的工程实践，人们探索和总结和出了许多行之有效的边坡治理方法，但在特殊情况下，也会出现现有方法不能满足特殊需求的情况。在岩土治理工程中，由于设计原因、施工原因或地质原因，有时可能会出现一些事先预想不到的情况，其结果可能使治理工程结构出现异常，如支挡结构变形过大、建（构）筑物开裂甚至损伤等，特别是高填方地区的浆砌毛石挡墙边坡，填土和挡墙砌筑质量的离散性比较大，施工过程的质量控制难以达到设计要求，往往形成一些病害，需要在施工过程中或后期使用过程中采取有针对性的、行之有效的变形加固处理措施，以遏制不利情况继续发展，保证项目的正常运行。作者在主持云南昆钢铁合金有限公司迪庆锰系铁合金生产线（三期）建设项目高填方挡土墙病害治理过程中，采用“抗滑桩+预应力锚索”相结合的复合桩锚技术，取得了良好的加固应用效果，在此作简要介绍，供同行参考。
2. 工程概况
2.1 云南昆钢铁合金有限公司迪庆锰系铁合金生产线（三期）建设项目位于云南迪庆经济开发区“老虎箐”工业园区。场地斜坡未开挖整平前属稳定场地，场地内及周围除存在北端采石场后缘崩塌体及场地内存在弱膨胀潜势的地基土外，未发现滑坡、泥石流、洞穴等不良地质作用及地质灾害隐患。工程建设场地整平后，形成的填、挖方边坡属不稳定边坡，场地整平过程中经过场地的统一设计施工，在整个场地内形成8～14米高的扶壁式挡土墙及圬工砌体重力式挡土墙。
2.2 在场地整平完成及项目基本建成后尚未投产前，场内挡土墙发生变形开裂，场地内地坪及厂房地坪出现裂缝，部分厂房靠挡土墙（填方）一侧出现竖向变形（如图1～图4）。 经过厂区挡墙、边坡、建筑物变形观测报告显示：
（1）在观测期间，观测范围内，该场地向南滑移，方向南偏西。
（2）局部地方，如2#挡墙局部、4#挡墙、6#挡墙局部的水平位移速率明显大于场地的水平位移速率。
（3）整个厂区内4#挡墙顶部开裂最为严重，墙顶道路及建筑物已出现了较大的裂缝，挡墙上部观测点位移量最大位移值为64.20mm，平均值为45.60mm，平均沉降量为10mm，挡墙下部最大位移值为52.4mm，位移量平均值为38mm。而且该挡墙的变形明显比场地的变形速率大，且变形速率未见收敛，并有雨水不断从裂缝间渗入，加剧裂缝的扩大（见图3～图4）。
3. 工程地质条件
3.1 拟建工程场地位于老虎箐沟北端，场地地形总体北高南低呈斜坡状，局部陡坎状，地面坡度一般10°～20°，北侧较陡，坡度约30°；场地东西走向地形呈波状起伏，西端及东端地势较高，中部及南部地勢较低凹。场地内地面标高介于1919.93～1969.52m，最大高差49.59m。最高地段为场地西北端，最低地段为场地西南端。场地外围地形特征为：场地东侧和北侧紧靠高陡山体，为山体环绕，山体坡度30～60°；场地西侧为延伸斜坡；场地西南侧靠近老虎箐沟。场地外围地表植被发育，植被以茂密的云南松为主，少量灌木林，地面杂草丛生。
3.2 根据钻探揭露，场地勘探深度范围内的地基土、岩层主要为：第四系植物层①层植物层；第四系坡洪积②层含碎石粉质粘土，②1层含角砾粉质粘土、②2层块石；第四系坡残积③层、③1层次生红粘土；下伏揭露基岩为三叠系中统虎跳峡组强～中风化白云质灰岩构成。
①层植物层：黄褐～暗褐色，稍湿，可塑状态，主要由粘性土组成，含植物根系及少量强风化玄武岩角砾、碎石，土体疏松，均匀性差。
②层含碎石粉质粘土：褐黄色，可塑～硬塑状态，饱和，部份地段夹厚度≤0.20m的薄层粘土，不均匀的含有强风化玄武岩及灰岩角砾、碎石，次棱角～亚圆形，一般粒径1.0～8.0cm不等，最大达20.0cm。该土层均匀性较差，包含物粒径及含量分布不均匀，中压缩性，自由膨胀率介于17～61%，平均40%，具弱膨胀潜势。
②1层含角砾粉质粘土：褐黄色，可～硬塑状态，饱和，部份地段夹薄层粘土，不均匀的含有强风化玄武岩及灰岩风化角砾，次棱角～亚圆形，一般粒径1.0～5.0cm，最大达8.0cm，该土层主要受场地内引水沟渠渗漏水浸泡后使其状态变差，自由膨胀率介于31～56%之间，平均44%，具弱膨胀潜势。
②2层块石：浅灰～青灰岩，主要成份为中风化玄武岩组成，一般粒径20.0～150.0cm，大者达300～400cm，岩质坚硬，锺击反弹，呈“孤石”状分布于②层内，空间分布不均匀，无规律性。
③层次生红粘土：红褐～暗红色，可～硬塑状态，饱和，具较高孔隙比，较高液限，较高塑性，中压缩性，自由膨胀率46%，具弱膨胀潜势，切面光滑，干强度及韧性高。
③1层次生红粘土：红褐～暗红色，可塑状态，饱和，较高孔隙比，较高液限，较高塑性，高压缩性，干强度高，韧性好。
④强～中风化白云质灰岩：浅灰～灰白色，中～厚层状，隐晶质结构，节理裂隙发育，主要节理为两组，J1180°（倾向）<60°（倾角）、J255°<68°，岩层产状120°<55°，节理面及层面光滑、平直，无充填物，无溶蚀痕迹，岩石质量指标极差。岩石饱和单轴抗压强度，平均72.1MPa，属坚硬岩，岩体完整程度极破碎，岩体基本质量等级为V类。 4. 挡土墙病害成因分析
4.1 从现场情况来看，该工程的病害有几个显著特征：（1）变形主要发生在雨季；（2）场地挡土墙有不同程度竖向位移和水平向的外倾位移；（3）挡土墙墙面有明显隆起现象；（4）路面的裂缝多发生在挖填结合部；（5）厂房地坪的裂缝多发生在挖填结合部；（6）厂房的竖向位移多发生在填方区。
4.2 通过以上地质资料及施工现状分析，病害产生主要原因有以下几点：
（1）从场区的工程地质条件分析，第四系坡洪积②层含碎石粉质粘土、②1层含角砾粉质粘土、②2层块石以及第四系坡残积③层、③1层次生红粘土均具弱膨胀潜势，遇水易软化、膨胀。
（2）年度雨季雨量丰富，场区排水措施未能把场区以上的地表水及场地内的积水有效地引出，在地表水渗入条件下，在侵水状态下物理力学指标显著下降，填土主动土压力增大，加之挡土墙的基础埋深不够（挡墙基础大部分位于填土层内），在地表水渗入浸润作用下，挡土墙抗倾覆能力和墙基抗滑移能力下降，挡墙（边坡）稳定性降低，导致挡土墙外倾变形。由于挡土墙的变形致使填筑碾压体的整体位移，在路基挖填结合部出现路面拉裂缝就在所难免。
（3）从挡墙墙面有明显隆起变形现象分析，其挡土墙墙体本身可能存在一些问题：一是砌筑体（块石）的强度和块径是否满足要求？二是砌筑砂浆是否饱满、砂浆强度是否满足要求？三是如此高的挡土墙，墙体设计断面尺寸是否合理？
（4）场地内填土料主要以②层为主，因此压实填土层具有与②层相同的弱膨胀潜势。地基土的胀缩对挡墙、建（构）筑物的产生不利影响。
（5）从现场施工资料来看，填土内含有粒径较大的块石、孤石，填土压实度达不到设计的要求。
（6）边坡开挖高陡临空，造成坡体卸荷，原始的极限平衡被破坏，坡脚应力集中发展， 超过坡脚岩土的承载能力失稳。
（7）挡土墙主要为扶壁式挡土墙及圬工砌体重力式挡土墙，而且处于斜坡上，基底横向坡度较大，施工时形成一楔形填方，施工存在一定难度，不能很好压实，填土主动土压力增大，造成挡土墙失稳。
（8）由于场区原始地形为一相对较陡的斜坡带，滑动势能相对较高。加之该处填方高度最大，填方高度在8～14m左右，在其自稳能力较差的情况下，自身即可发生剪切滑动变形，而下伏性质较差的植物层和含碎石粉质粘土，更为填方整体滑动提供了良好的附着面（ 滑动带）。
（9）填方厚度大，大部分挡土墙基础设置在填土内，由于填土的地基承载力较低，造成基底土体压缩变形，墙体沉降，墙后道路建（构）筑物开裂变形。
5. 挡土墙病害加固治理设计
5.1 加固设计思路。根据现场挡墙的裂缝及变形情况，挡墙现处于极限平衡状态或欠稳定状态，其整体稳定系数应该在0.98～1.05。填土及墙背填土力学指标设计参数选取可根据场地现状变形情况结合典型剖面天然状态下反算而得：采用反算后填土的抗剪强度指标Ck=16KPa，k=9.0度进行该挡墙（边坡）的稳定性验算， 其稳定系数为1.02，这也与现状情况基本吻合。据此，根据不同的设计工况进行工程治理设计：（1）工况Ⅰ（自重）：Ks≥1.30 ；（2）工况Ⅱ（自重+地震力）：Ks≥1.15。
5.2 加固治理设计。
（1）综上所述，场地现状边坡稳定系数均较小，通过前期扶壁式挡土墙及圬工砌體挡土墙为主的支挡手段进行综合处理后边坡均处于极限平衡状态或欠稳定状态，在地震等外力作用下将产生过大变形或滑移现象，必须对形成的挡墙及边坡进行加固治理。通过此加固方案的实施，提高整个场地的整体稳定性，满足场地内相关配套设施的安全使用，确保各剖面整体稳定系数均满足规范要求。
（2）根据场地变形特征及场地地形、岩土特征及加固工程特点，迪庆锰系铁合金项目（三期）挡墙（边坡）病害加固治理工程设计为：“采用预应力锚索对已施工挡土墙进行补强加固，在场地最南端采用人工挖孔抗滑灌注桩抵抗场地的深层滑移，并对填方区进行灌浆加固处理，改善填土的性能”。挡墙（边坡）病害加固治理工程设计见图5。
5.2.1 预应力锚索设置。为了有效地控制高填方挡墙的水平位移和竖向沉降，设计时采用了钢筋砼框格梁与预应力锚索结合的治理方案。在已建挡墙上设置拉力型预应力锚索，水平间距3.0m，竖向间距4.0m，锚索束数为5束15.24钢绞线，预应力锚索长度为22～30m。单根锚索承载力设计值为600KN，施加预应力630KN。 具体设置情况详见图6。
（1）锚索孔倾角25度， 终孔直径不小于150mm，孔口孔位偏差不大于5cm，孔径误差不大于10mm。钻孔全过程作地质编录， 以保证内锚固段穿过填土区且锚固于较好的岩（土）体内。 若发现已达设计深度仍未穿过填土区或不稳定土体时， 应修正钻孔深度或采取相应的其他技术措施 。
（2）锚固段灌浆材料选用425#普通硅酸盐水泥，锚固段水泥结石体的强度等级不低于30MPa。灌浆压力0.2MPa～0.5MPa，浆液水灰比0.5～0.6， 并加适量高效减水剂和膨胀剂。
（3）选取3根锚索做拉拔试验， 最大试验荷载为设计荷载的1.75 倍。锚索张拉首先采用先单根张拉设计荷载的10%，再整体张拉，整体张拉分级张拉荷载标准为设计荷载的25%、50%、75%、100% 、超张拉值为105%，稳压锁定。
（4）预应力锚索张拉锁定后， 自由段采用水泥浆或水泥砂浆封孔。
5.2.2 人工挖孔抗滑桩设置。在场地最南端4号挡土墙脚位置设置一排桩径为1200mm，桩心距为3m的人工挖孔抗滑灌注桩，桩顶设置1.3×0.5米的锁口冠梁，冠梁上设置一排预应力锚索，冠梁采用C30砼进行整体浇注。抗滑桩长度根据现场实际揭露的地层来确定，多数抗滑桩施工至地下8米左右均可遇见卵、漂石层及基岩，故在满足整体稳定的前提下经设计计算，结合实际地质情况对抗滑桩进行优化调整，调整后抗滑桩长约16.0米。 5.2.3 钢筋砼框格梁设置。在已建近垂直高陡挡墙墙面上设置钢筋砼框格梁，锚索与钢筋砼框格梁连接，钢筋砼框格梁断面尺寸为400mm×400mm。框格梁采用整体浇注法施工，浇注前，在孔口1m范围内埋设波纹管，方向与锚孔方向一致。现场浇注时，注意砼振捣，尤其是在锚孔周围，钢筋较密，应仔细振捣，保证砼密实，框格梁每20米左右处预留2～3cm伸缩缝，并用浸沥青的木板填塞。
5.2.4 填方区注浆孔设置。在以上措施实施结束后对高填方变形较大区域进行固结注浆加固处理，注浆排距及孔距为3～4m，桩径不小于70mm，桩长为5～15m。孔位布置为梅花型，各单元布置方法不一致。灌浆采用纯压式灌浆，地面以下1.5m为非灌段，其余合并为一个灌浆段。灌浆按分序加密原则分为两个次序。墙基以下钻孔若发现不良地质现象， 及时报地质、设计、监理工程师共同商定处治方案。灌浆压力0.1MPa～0.3MPa，灌漿浆液水灰比为0.45～0.55。当注入率不大于1L/min，继续灌注30分钟，灌浆可以结束。灌浆过程中，耗浆量过大时可采用水泥砂浆回填灌浆。灌浆结束后封孔采用浓浆压力闭浆封孔，闭浆时间不少于20min。注浆材料采用32.5级纯水泥浆，用自下而上的上行式注浆。
6. 选择复合桩锚技术进行填方挡墙病害治理的优缺点
（1）采用“预应力锚索对已施工挡土墙进行补强加固，在挡土墙脚用人工挖孔抗滑灌注桩抵抗场地的深层滑移，并对填方区进行灌浆加固处理，改善填土的性能”的方案，在不破坏原有挡土墙墙体结构的基础上，大大提高了挡土墙的整体性，并缩短了工期。
（2）在原有挡土墙上进行补强加固处理，不大量占用场地，不影响上部厂房、车间的建设。
（3）充分利用原有结构，不对挡土墙进行拆除重建，可以避免拆除重建过程中次生灾害的发生，施工安全度较高。另外上部锚索框格梁施工后，对挡墙脚人工挖孔抗滑灌注桩的施工提供了安全保障。
（4）采用此加固处理方案在施工中充分利用锚索孔和灌浆孔作为先导孔进行全孔地质编录，对先前的分析判断进行验证，出现异常情况，及时反馈给设计人员，对原加固方案进行信息化调整、更新和优化设计。
（5）若大量的拆除原挡土墙体及墙后土方，则挖、填费用高，重建费用也高，而且不能保证场内道路的正常使用。
（6）该复合桩锚补强加固处理方案虽有许多优点，但存在由于墙后填土较厚，锚索长度较长，填土内锚索成孔难度较大及灌浆量大等问题。
7. 结束语
（1）本工程在高填方挡墙病害加固治理设计及施工方面，针对具体问题采取了切实可行的处置措施。通过对工程地质及水文条件、周边环境条件的具体分析，采用“预应力锚索+人工挖孔抗滑桩”复合桩锚技术，有效控制了挡墙的变形及周边道路、厂房、地面的变形，确保了挡墙上、下平台处的建（ 构）筑物及厂区道路的安全使用。在整个治理施工及治理后的使用过程中，未发生任何异常情况。实践证明，复合桩锚支护技术在解决高填方挡墙病害处治中有其优越的方面，支护效果显著（见如图7、图8）。
（2）由于在本次设计中高填方地区的浆砌毛填土和挡墙砌筑质量的离散性比较大，很难合理确定岩（ 土） 体的抗剪强度指标，设计计算中的诸多简化和实际工程的工作状态间也存在差异，采用可靠的监测手段进行挡墙、周边道路、厂房、地面的变形、沉降观测，提高监测数据的可靠性，以监测数据指导施工过程并进行动态设计是设计、施工取得成功的重要保障。
（3）抗滑桩施工及各关键工序的施工是决定加固治理成败的重要工序，因此必须合理选定施工工序和施工参数，以达到加固处理过程中减少土体扰动范围。本项目针对填土中预应力锚索成孔困难的特点采取了适用有效的措施：进行全孔跟管钻进，并采用与钻孔匹配的钻杆钻具，选择同心度好的钻杆装配钻机，采用低转速进行钻孔施工，及时组织人员进行锚索安放及注浆施工等。
【关键词】复合桩锚技术；填方挡墙；病害治理；应用
1. 引言
随着我国城市化的快速推进及经济的快速发展，城乡建设用地需求不断增加，坝区耕地资源持续减少，“城镇上山”和工业项目上山是一个总的趋势，高大挖方边坡、填方边坡也就应运而生。山地工程建设中，常常会涉及挖方边坡和填方边坡的治理问题，经过若干年的工程实践，人们探索和总结和出了许多行之有效的边坡治理方法，但在特殊情况下，也会出现现有方法不能满足特殊需求的情况。在岩土治理工程中，由于设计原因、施工原因或地质原因，有时可能会出现一些事先预想不到的情况，其结果可能使治理工程结构出现异常，如支挡结构变形过大、建（构）筑物开裂甚至损伤等，特别是高填方地区的浆砌毛石挡墙边坡，填土和挡墙砌筑质量的离散性比较大，施工过程的质量控制难以达到设计要求，往往形成一些病害，需要在施工过程中或后期使用过程中采取有针对性的、行之有效的变形加固处理措施，以遏制不利情况继续发展，保证项目的正常运行。作者在主持云南昆钢铁合金有限公司迪庆锰系铁合金生产线（三期）建设项目高填方挡土墙病害治理过程中，采用“抗滑桩+预应力锚索”相结合的复合桩锚技术，取得了良好的加固应用效果，在此作简要介绍，供同行参考。
2. 工程概况
2.1 云南昆钢铁合金有限公司迪庆锰系铁合金生产线（三期）建设项目位于云南迪庆经济开发区“老虎箐”工业园区。场地斜坡未开挖整平前属稳定场地，场地内及周围除存在北端采石场后缘崩塌体及场地内存在弱膨胀潜势的地基土外，未发现滑坡、泥石流、洞穴等不良地质作用及地质灾害隐患。工程建设场地整平后，形成的填、挖方边坡属不稳定边坡，场地整平过程中经过场地的统一设计施工，在整个场地内形成8～14米高的扶壁式挡土墙及圬工砌体重力式挡土墙。
2.2 在场地整平完成及项目基本建成后尚未投产前，场内挡土墙发生变形开裂，场地内地坪及厂房地坪出现裂缝，部分厂房靠挡土墙（填方）一侧出现竖向变形（如图1～图4）。 经过厂区挡墙、边坡、建筑物变形观测报告显示：
（1）在观测期间，观测范围内，该场地向南滑移，方向南偏西。
（2）局部地方，如2#挡墙局部、4#挡墙、6#挡墙局部的水平位移速率明显大于场地的水平位移速率。
（3）整个厂区内4#挡墙顶部开裂最为严重，墙顶道路及建筑物已出现了较大的裂缝，挡墙上部观测点位移量最大位移值为64.20mm，平均值为45.60mm，平均沉降量为10mm，挡墙下部最大位移值为52.4mm，位移量平均值为38mm。而且该挡墙的变形明显比场地的变形速率大，且变形速率未见收敛，并有雨水不断从裂缝间渗入，加剧裂缝的扩大（见图3～图4）。
3. 工程地质条件
3.1 拟建工程场地位于老虎箐沟北端，场地地形总体北高南低呈斜坡状，局部陡坎状，地面坡度一般10°～20°，北侧较陡，坡度约30°；场地东西走向地形呈波状起伏，西端及东端地势较高，中部及南部地勢较低凹。场地内地面标高介于1919.93～1969.52m，最大高差49.59m。最高地段为场地西北端，最低地段为场地西南端。场地外围地形特征为：场地东侧和北侧紧靠高陡山体，为山体环绕，山体坡度30～60°；场地西侧为延伸斜坡；场地西南侧靠近老虎箐沟。场地外围地表植被发育，植被以茂密的云南松为主，少量灌木林，地面杂草丛生。
3.2 根据钻探揭露，场地勘探深度范围内的地基土、岩层主要为：第四系植物层①层植物层；第四系坡洪积②层含碎石粉质粘土，②1层含角砾粉质粘土、②2层块石；第四系坡残积③层、③1层次生红粘土；下伏揭露基岩为三叠系中统虎跳峡组强～中风化白云质灰岩构成。
①层植物层：黄褐～暗褐色，稍湿，可塑状态，主要由粘性土组成，含植物根系及少量强风化玄武岩角砾、碎石，土体疏松，均匀性差。
②层含碎石粉质粘土：褐黄色，可塑～硬塑状态，饱和，部份地段夹厚度≤0.20m的薄层粘土，不均匀的含有强风化玄武岩及灰岩角砾、碎石，次棱角～亚圆形，一般粒径1.0～8.0cm不等，最大达20.0cm。该土层均匀性较差，包含物粒径及含量分布不均匀，中压缩性，自由膨胀率介于17～61%，平均40%，具弱膨胀潜势。
②1层含角砾粉质粘土：褐黄色，可～硬塑状态，饱和，部份地段夹薄层粘土，不均匀的含有强风化玄武岩及灰岩风化角砾，次棱角～亚圆形，一般粒径1.0～5.0cm，最大达8.0cm，该土层主要受场地内引水沟渠渗漏水浸泡后使其状态变差，自由膨胀率介于31～56%之间，平均44%，具弱膨胀潜势。
②2层块石：浅灰～青灰岩，主要成份为中风化玄武岩组成，一般粒径20.0～150.0cm，大者达300～400cm，岩质坚硬，锺击反弹，呈“孤石”状分布于②层内，空间分布不均匀，无规律性。
③层次生红粘土：红褐～暗红色，可～硬塑状态，饱和，具较高孔隙比，较高液限，较高塑性，中压缩性，自由膨胀率46%，具弱膨胀潜势，切面光滑，干强度及韧性高。
③1层次生红粘土：红褐～暗红色，可塑状态，饱和，较高孔隙比，较高液限，较高塑性，高压缩性，干强度高，韧性好。
④强～中风化白云质灰岩：浅灰～灰白色，中～厚层状，隐晶质结构，节理裂隙发育，主要节理为两组，J1180°（倾向）<60°（倾角）、J255°<68°，岩层产状120°<55°，节理面及层面光滑、平直，无充填物，无溶蚀痕迹，岩石质量指标极差。岩石饱和单轴抗压强度，平均72.1MPa，属坚硬岩，岩体完整程度极破碎，岩体基本质量等级为V类。 4. 挡土墙病害成因分析
4.1 从现场情况来看，该工程的病害有几个显著特征：（1）变形主要发生在雨季；（2）场地挡土墙有不同程度竖向位移和水平向的外倾位移；（3）挡土墙墙面有明显隆起现象；（4）路面的裂缝多发生在挖填结合部；（5）厂房地坪的裂缝多发生在挖填结合部；（6）厂房的竖向位移多发生在填方区。
4.2 通过以上地质资料及施工现状分析，病害产生主要原因有以下几点：
（1）从场区的工程地质条件分析，第四系坡洪积②层含碎石粉质粘土、②1层含角砾粉质粘土、②2层块石以及第四系坡残积③层、③1层次生红粘土均具弱膨胀潜势，遇水易软化、膨胀。
（2）年度雨季雨量丰富，场区排水措施未能把场区以上的地表水及场地内的积水有效地引出，在地表水渗入条件下，在侵水状态下物理力学指标显著下降，填土主动土压力增大，加之挡土墙的基础埋深不够（挡墙基础大部分位于填土层内），在地表水渗入浸润作用下，挡土墙抗倾覆能力和墙基抗滑移能力下降，挡墙（边坡）稳定性降低，导致挡土墙外倾变形。由于挡土墙的变形致使填筑碾压体的整体位移，在路基挖填结合部出现路面拉裂缝就在所难免。
（3）从挡墙墙面有明显隆起变形现象分析，其挡土墙墙体本身可能存在一些问题：一是砌筑体（块石）的强度和块径是否满足要求？二是砌筑砂浆是否饱满、砂浆强度是否满足要求？三是如此高的挡土墙，墙体设计断面尺寸是否合理？
（4）场地内填土料主要以②层为主，因此压实填土层具有与②层相同的弱膨胀潜势。地基土的胀缩对挡墙、建（构）筑物的产生不利影响。
（5）从现场施工资料来看，填土内含有粒径较大的块石、孤石，填土压实度达不到设计的要求。
（6）边坡开挖高陡临空，造成坡体卸荷，原始的极限平衡被破坏，坡脚应力集中发展， 超过坡脚岩土的承载能力失稳。
（7）挡土墙主要为扶壁式挡土墙及圬工砌体重力式挡土墙，而且处于斜坡上，基底横向坡度较大，施工时形成一楔形填方，施工存在一定难度，不能很好压实，填土主动土压力增大，造成挡土墙失稳。
（8）由于场区原始地形为一相对较陡的斜坡带，滑动势能相对较高。加之该处填方高度最大，填方高度在8～14m左右，在其自稳能力较差的情况下，自身即可发生剪切滑动变形，而下伏性质较差的植物层和含碎石粉质粘土，更为填方整体滑动提供了良好的附着面（ 滑动带）。
（9）填方厚度大，大部分挡土墙基础设置在填土内，由于填土的地基承载力较低，造成基底土体压缩变形，墙体沉降，墙后道路建（构）筑物开裂变形。
5. 挡土墙病害加固治理设计
5.1 加固设计思路。根据现场挡墙的裂缝及变形情况，挡墙现处于极限平衡状态或欠稳定状态，其整体稳定系数应该在0.98～1.05。填土及墙背填土力学指标设计参数选取可根据场地现状变形情况结合典型剖面天然状态下反算而得：采用反算后填土的抗剪强度指标Ck=16KPa，k=9.0度进行该挡墙（边坡）的稳定性验算， 其稳定系数为1.02，这也与现状情况基本吻合。据此，根据不同的设计工况进行工程治理设计：（1）工况Ⅰ（自重）：Ks≥1.30 ；（2）工况Ⅱ（自重+地震力）：Ks≥1.15。
5.2 加固治理设计。
（1）综上所述，场地现状边坡稳定系数均较小，通过前期扶壁式挡土墙及圬工砌體挡土墙为主的支挡手段进行综合处理后边坡均处于极限平衡状态或欠稳定状态，在地震等外力作用下将产生过大变形或滑移现象，必须对形成的挡墙及边坡进行加固治理。通过此加固方案的实施，提高整个场地的整体稳定性，满足场地内相关配套设施的安全使用，确保各剖面整体稳定系数均满足规范要求。
（2）根据场地变形特征及场地地形、岩土特征及加固工程特点，迪庆锰系铁合金项目（三期）挡墙（边坡）病害加固治理工程设计为：“采用预应力锚索对已施工挡土墙进行补强加固，在场地最南端采用人工挖孔抗滑灌注桩抵抗场地的深层滑移，并对填方区进行灌浆加固处理，改善填土的性能”。挡墙（边坡）病害加固治理工程设计见图5。
5.2.1 预应力锚索设置。为了有效地控制高填方挡墙的水平位移和竖向沉降，设计时采用了钢筋砼框格梁与预应力锚索结合的治理方案。在已建挡墙上设置拉力型预应力锚索，水平间距3.0m，竖向间距4.0m，锚索束数为5束15.24钢绞线，预应力锚索长度为22～30m。单根锚索承载力设计值为600KN，施加预应力630KN。 具体设置情况详见图6。
（1）锚索孔倾角25度， 终孔直径不小于150mm，孔口孔位偏差不大于5cm，孔径误差不大于10mm。钻孔全过程作地质编录， 以保证内锚固段穿过填土区且锚固于较好的岩（土）体内。 若发现已达设计深度仍未穿过填土区或不稳定土体时， 应修正钻孔深度或采取相应的其他技术措施 。
（2）锚固段灌浆材料选用425#普通硅酸盐水泥，锚固段水泥结石体的强度等级不低于30MPa。灌浆压力0.2MPa～0.5MPa，浆液水灰比0.5～0.6， 并加适量高效减水剂和膨胀剂。
（3）选取3根锚索做拉拔试验， 最大试验荷载为设计荷载的1.75 倍。锚索张拉首先采用先单根张拉设计荷载的10%，再整体张拉，整体张拉分级张拉荷载标准为设计荷载的25%、50%、75%、100% 、超张拉值为105%，稳压锁定。
（4）预应力锚索张拉锁定后， 自由段采用水泥浆或水泥砂浆封孔。
5.2.2 人工挖孔抗滑桩设置。在场地最南端4号挡土墙脚位置设置一排桩径为1200mm，桩心距为3m的人工挖孔抗滑灌注桩，桩顶设置1.3×0.5米的锁口冠梁，冠梁上设置一排预应力锚索，冠梁采用C30砼进行整体浇注。抗滑桩长度根据现场实际揭露的地层来确定，多数抗滑桩施工至地下8米左右均可遇见卵、漂石层及基岩，故在满足整体稳定的前提下经设计计算，结合实际地质情况对抗滑桩进行优化调整，调整后抗滑桩长约16.0米。 5.2.3 钢筋砼框格梁设置。在已建近垂直高陡挡墙墙面上设置钢筋砼框格梁，锚索与钢筋砼框格梁连接，钢筋砼框格梁断面尺寸为400mm×400mm。框格梁采用整体浇注法施工，浇注前，在孔口1m范围内埋设波纹管，方向与锚孔方向一致。现场浇注时，注意砼振捣，尤其是在锚孔周围，钢筋较密，应仔细振捣，保证砼密实，框格梁每20米左右处预留2～3cm伸缩缝，并用浸沥青的木板填塞。
5.2.4 填方区注浆孔设置。在以上措施实施结束后对高填方变形较大区域进行固结注浆加固处理，注浆排距及孔距为3～4m，桩径不小于70mm，桩长为5～15m。孔位布置为梅花型，各单元布置方法不一致。灌浆采用纯压式灌浆，地面以下1.5m为非灌段，其余合并为一个灌浆段。灌浆按分序加密原则分为两个次序。墙基以下钻孔若发现不良地质现象， 及时报地质、设计、监理工程师共同商定处治方案。灌浆压力0.1MPa～0.3MPa，灌漿浆液水灰比为0.45～0.55。当注入率不大于1L/min，继续灌注30分钟，灌浆可以结束。灌浆过程中，耗浆量过大时可采用水泥砂浆回填灌浆。灌浆结束后封孔采用浓浆压力闭浆封孔，闭浆时间不少于20min。注浆材料采用32.5级纯水泥浆，用自下而上的上行式注浆。
6. 选择复合桩锚技术进行填方挡墙病害治理的优缺点
（1）采用“预应力锚索对已施工挡土墙进行补强加固，在挡土墙脚用人工挖孔抗滑灌注桩抵抗场地的深层滑移，并对填方区进行灌浆加固处理，改善填土的性能”的方案，在不破坏原有挡土墙墙体结构的基础上，大大提高了挡土墙的整体性，并缩短了工期。
（2）在原有挡土墙上进行补强加固处理，不大量占用场地，不影响上部厂房、车间的建设。
（3）充分利用原有结构，不对挡土墙进行拆除重建，可以避免拆除重建过程中次生灾害的发生，施工安全度较高。另外上部锚索框格梁施工后，对挡墙脚人工挖孔抗滑灌注桩的施工提供了安全保障。
（4）采用此加固处理方案在施工中充分利用锚索孔和灌浆孔作为先导孔进行全孔地质编录，对先前的分析判断进行验证，出现异常情况，及时反馈给设计人员，对原加固方案进行信息化调整、更新和优化设计。
（5）若大量的拆除原挡土墙体及墙后土方，则挖、填费用高，重建费用也高，而且不能保证场内道路的正常使用。
（6）该复合桩锚补强加固处理方案虽有许多优点，但存在由于墙后填土较厚，锚索长度较长，填土内锚索成孔难度较大及灌浆量大等问题。
7. 结束语
（1）本工程在高填方挡墙病害加固治理设计及施工方面，针对具体问题采取了切实可行的处置措施。通过对工程地质及水文条件、周边环境条件的具体分析，采用“预应力锚索+人工挖孔抗滑桩”复合桩锚技术，有效控制了挡墙的变形及周边道路、厂房、地面的变形，确保了挡墙上、下平台处的建（ 构）筑物及厂区道路的安全使用。在整个治理施工及治理后的使用过程中，未发生任何异常情况。实践证明，复合桩锚支护技术在解决高填方挡墙病害处治中有其优越的方面，支护效果显著（见如图7、图8）。
（2）由于在本次设计中高填方地区的浆砌毛填土和挡墙砌筑质量的离散性比较大，很难合理确定岩（ 土） 体的抗剪强度指标，设计计算中的诸多简化和实际工程的工作状态间也存在差异，采用可靠的监测手段进行挡墙、周边道路、厂房、地面的变形、沉降观测，提高监测数据的可靠性，以监测数据指导施工过程并进行动态设计是设计、施工取得成功的重要保障。
（3）抗滑桩施工及各关键工序的施工是决定加固治理成败的重要工序，因此必须合理选定施工工序和施工参数，以达到加固处理过程中减少土体扰动范围。本项目针对填土中预应力锚索成孔困难的特点采取了适用有效的措施：进行全孔跟管钻进，并采用与钻孔匹配的钻杆钻具，选择同心度好的钻杆装配钻机，采用低转速进行钻孔施工，及时组织人员进行锚索安放及注浆施工等。