■孫星

（陜西省交通規(guī)劃設(shè)計研究院 陜西 西安710065）

錨桿（索）在加固高邊坡中的應(yīng)用

■孫星

（陜西省交通規(guī)劃設(shè)計研究院 陜西 西安710065）

在我國的高速公路及國道主干線改造工程中，錨桿（索）已成為高邊坡加固的最常用手段。錨桿（索）的使用，可以增強(qiáng)地層的強(qiáng)度，改善地層的力學(xué)性能；可以使結(jié)構(gòu)與地層連鎖在一起，形成一種共同工作的復(fù)合體，提高潛在滑移面上的抗剪強(qiáng)度，有效地阻止坡體位移。

錨桿（索）高邊坡滑塌穩(wěn)定性分析

1 前言

目前，在我國的高速公路及國道主干線改造工程中，錨桿（索）已成為高邊坡加固的最常用手段。它是利用錨桿（索）周圍地層巖土的抗剪強(qiáng)度來傳遞結(jié)構(gòu)的拉力或保持地層開挖面的自身穩(wěn)定，由于錨桿（索）的使用，使錨固地層產(chǎn)生壓應(yīng)力區(qū)，并對加固地層起到加筋作用：可以增強(qiáng)地層的強(qiáng)度，改善地層的力學(xué)性能；可以使結(jié)構(gòu)與地層連鎖在一起，形成一種共同工作的復(fù)合體，使其能夠有效地承受拉力和剪力，并能提高潛在滑移面上的抗剪強(qiáng)度，有效地阻止坡體位移。這是一般支擋結(jié)構(gòu)所不具備的力學(xué)作用。在巖土錨固中通常將錨桿和錨索統(tǒng)稱為錨桿。

2 錨桿（索）的組成

錨桿一般由錨頭、自由段和錨固段三部分組成，其中錨固段用水泥漿或水泥砂漿注漿將桿體與土體或巖體粘結(jié)在一起，性成錨桿的錨固段。錨固段是錨桿的最重要組成部分，根據(jù)設(shè)置錨固段的巖土體的性質(zhì)和工程特性與使用要求等，錨固段可以有多種形式，常用的有圓柱形(a)、端部擴(kuò)大形（b）和分段擴(kuò)大形（c）三種類型。

圖1 錨桿（索）結(jié)構(gòu)簡圖

3 工程實(shí)例

3.1 工程概況

G210鎮(zhèn)巴縣楊家河山體發(fā)生大面積滑塌，滑塌體長約140米，寬約100米，滑塌后緣距路面高差最大達(dá)82.5米，厚度約15～20米，總方量約12.5萬方?；逊e物大量堆積于坡體中下部，堵塞G210路基及部分河道，在路基處堆積高度十余米，導(dǎo)致鎮(zhèn)巴與漢中的交通中斷。

圖2 滑體全貌圖

3.2 工程地質(zhì)特征

該滑塌體位于一山梁處，屬低山區(qū)地貌。坡體整體地形高陡，自然坡度50°左右，地表植被較發(fā)育，前緣為楊家河河道，河道常年流水。坡體地層主要為上覆坡殘積碎石土，中下部為震旦系陡山沱組強(qiáng)～中風(fēng)化含礫石凝灰質(zhì)砂巖，巖層產(chǎn)狀為90°∠73°，與邊坡坡向呈小角度斜交，巖層主要發(fā)育190°∠76°、355°∠50°兩組節(jié)理，將巖石切割成塊狀。

3.3 穩(wěn)定性分析

該段邊坡地形高陡，上覆坡殘積碎石土，松散，中下部為震旦系陡山沱組全～強(qiáng)風(fēng)化含礫石凝灰質(zhì)砂巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，將巖石切割成塊狀，大部分巖層已傾倒折斷，形成巖石傾倒破碎帶，為滑塌體的主要物質(zhì)來源。受連續(xù)降雨影響，坡體上部碎石土及巖層全強(qiáng)風(fēng)化破碎帶飽和，降低結(jié)構(gòu)面剪切強(qiáng)度，形成大面積滑塌。

3.3.1 參數(shù)選取

根據(jù)現(xiàn)場容重試驗(yàn)結(jié)果，剔除異常參數(shù)，再對各參數(shù)進(jìn)行分析統(tǒng)計，得出巖土體天然容重及飽和容重γ=22.5kN/m3。依據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)值給定c值，再結(jié)合定性分析結(jié)果（滑塌體目前處于極限穩(wěn)定狀態(tài)）對滑塌體穩(wěn)定性進(jìn)行反算，求出內(nèi)摩察角（Φ）值。

滑塌體穩(wěn)定性計算參數(shù)最終取值：天然容重γ=21.5kN/m3，飽和容重γ=22.5kN/m3，聚力C=14.0～15.0kPa，摩擦角Φ=27.0～27.5°。

3.3.2 穩(wěn)定性計算

選取典型地質(zhì)斷面，選取1.20的安全系數(shù)，對該滑塌體沿推測滑動面產(chǎn)生滑動進(jìn)行了穩(wěn)定性計算。

根據(jù)計算結(jié)果，該滑塌體在天然狀態(tài)下，穩(wěn)定系數(shù)為1.027，剩余下滑力為1238 KN/m；飽水狀態(tài)下，穩(wěn)定系數(shù)為0.99，剩余下滑力為1604 KN/m。

圖3 典型工程地質(zhì)斷面計算簡圖

3.4 治理設(shè)計

對滑塌體采用清方卸載及坡面錨固的治理方案，清方卸載采用1:1.12的綜合坡率（單級坡率1:0.75～1：1）對滑塌體的大部分物質(zhì)進(jìn)行清方，卸載后滑塌體穩(wěn)定系數(shù)為0.794～0.830，剩余下滑力為1603～1852 KN/m，邊坡中部采用錨索、錨桿框架梁對這個坡體進(jìn)行加固，坡體設(shè)置錨索、錨桿框架梁錨固后，滑塌體穩(wěn)定系數(shù)提高至1.22，保證坡體整體穩(wěn)定。其具體設(shè)計內(nèi)容如下：

（1）對滑塌體進(jìn)行清方卸載，采用單級坡率1:0.75～1:1，坡高8～10米，平臺寬度3米，在坡體中部設(shè)置2道5～6米的寬平臺。刷方邊坡最大十級邊坡，坡高99米。

圖4 工程布置立面圖

圖5 工程布置斷面圖

（2）在邊坡中部的三級、五級、六級及八級邊坡坡面設(shè)置錨索框架梁對邊坡整體進(jìn)行錨固，框架梁內(nèi)采用植生袋綠化。錨索采用8束Φ15.24mm鋼絞線編束，錨索長度根據(jù)地層情況確定為28～35米，錨索內(nèi)錨固段為12米，設(shè)計角度25°，設(shè)計張拉力為1000KN。

（3）在邊坡的一級、二級、四級、七級、九級及十級邊坡坡面設(shè)置錨桿框架梁，錨桿長度12～15米，框架梁內(nèi)采用植生袋綠化。

（4）在刷方邊坡的各級平臺布設(shè)C20混凝土矩形截水溝，各級邊坡坡面布設(shè)急流槽。

4 結(jié)語

（1）G210鎮(zhèn)巴縣楊家河山體滑塌治理中大量使用錨桿（索），較好的防止了山體不穩(wěn)定巖層的滑移，對邊坡的長期穩(wěn)定提供了很好的保證。

（2）建立在破碎風(fēng)化的軟巖、粗粒土以及黏性土中的錨桿（索），由于介質(zhì)條件變化，常會出現(xiàn)各種復(fù)雜性的問題。而且在鉆錨桿孔時，會引起土的應(yīng)力釋放及機(jī)械的擾動；像錨

桿孔注漿，用增壓裝置、擴(kuò)孔等都會出現(xiàn)不同的應(yīng)力變化。這些復(fù)雜的影響因素都需結(jié)合具體的工程進(jìn)行研究，而遠(yuǎn)非用標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計可解決。因此，各項錨桿工程在施工前必須進(jìn)行現(xiàn)場抗拔試驗(yàn)，目的是為了判明施工的錨桿目的是為了判明施工的錨桿能否滿足設(shè)計的要求性能，若不能滿足時應(yīng)及時設(shè)計或采取補(bǔ)救措施，以保證錨桿工程的安全。

[1]宋正利,劉造斌,吳靜.高速公路深挖方邊坡錨索防護(hù)施工.建筑技術(shù),2004,35(5):372-373

[2]巖土工程治理手冊.北京：中國建筑出版社：301

[3]王恭先，徐峻嶺等，滑坡學(xué)與滑坡防治技術(shù) [M].北京：中國鐵道出版社，2004

[4]李海光，新型支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計與工程實(shí)例子 [M]，北京：人民交通出版社，2004:30-35

TU[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-12-461-2