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        錨索肋板墻在山區(qū)公路高邊坡塌方治理中的應(yīng)用

        2020-03-01 09:41:18羅勁松何蛟
        西部交通科技 2020年10期

        羅勁松 何蛟

        摘要:文章結(jié)合某山區(qū)公路高邊坡塌方治理工程實(shí)例,對(duì)錨索肋板墻在山區(qū)公路高邊坡塌方治理中的應(yīng)用進(jìn)行探討,介紹了錨索肋板墻的治理原理、應(yīng)用優(yōu)勢(shì)、尺寸擬定、錨固驗(yàn)算、應(yīng)用方法、治理效果及施工要點(diǎn),為錨索肋板墻在山區(qū)公路高邊坡塌方治理中的應(yīng)用與推廣提供相關(guān)參考經(jīng)驗(yàn)。

        關(guān)鍵詞:錨索肋板墻;山區(qū)公路;高邊坡塌方治理

        0 引言

        山區(qū)公路在我國(guó)交通路網(wǎng)中分布廣泛,發(fā)揮著重要的作用,為我國(guó)的交通事業(yè),特別是山區(qū)的交通發(fā)展作出了極大貢獻(xiàn)。山區(qū)公路由于山高林密、地勢(shì)險(xiǎn)峻、雨水充沛、不良地質(zhì)等原因,時(shí)常會(huì)產(chǎn)生高邊坡塌方,給公路施工與運(yùn)營(yíng)帶來巨大的安全隱患及經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)山區(qū)公路高邊坡塌方進(jìn)行治理,有利于消除此類安全隱患。山區(qū)公路高邊坡塌方的治理方案多種多樣,本文將著重闡述錨索肋板墻在山區(qū)公路高邊坡塌方治理中的一些具體應(yīng)用,為山區(qū)公路高邊坡塌方治理提供參考經(jīng)驗(yàn)。

        1 工程概況

        廣西某山區(qū)四級(jí)公路,由于地形陡峻無法展線,同面坡內(nèi)多次采用回頭彎,且高差較大,施工中發(fā)現(xiàn)某路段的下邊坡發(fā)生塌方,即為下行線的上邊坡發(fā)生塌方,上下行線路面的高差約為16m。該部分塌方邊坡,

        其地質(zhì)情況主要為堆積侵蝕地貌,殘破積黏土層較厚,約為3.5~4.5m;下伏基巖為泥質(zhì)粉砂巖、砂巖,邊坡基巖風(fēng)化嚴(yán)重,節(jié)理發(fā)育較為破碎。

        2 錨索肋板墻的治理原理與應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

        高邊坡塌方的治理方案多種多樣,主要根據(jù)實(shí)地具體情況制定出最適宜的治理方案。針對(duì)該邊坡的具體塌方情況,擬定三種治理方案進(jìn)行方案比選,其中第一種是錨索肋板墻方案,第二種是護(hù)面墻方案,第三種是路塹墻方案。三種治理方案的大體設(shè)置如下頁(yè)圖1所示。

        錨索肋板墻方案在施工工藝上稍為復(fù)雜,工程造價(jià)較高,但塌方治理效果最佳;護(hù)面墻方案施工難度一般,造價(jià)最低,但其構(gòu)造形式較差,治理效果較差;路塹墻方案施工工藝簡(jiǎn)單,造價(jià)居中,但擋墻上填土段難以采用大型機(jī)械碾壓,采用小型夯實(shí)機(jī)或人工夯實(shí)又費(fèi)時(shí)費(fèi)工,在具體施工和工期上處于劣勢(shì)??紤]到錨索肋板墻方案的塌方治理效果最佳,能較好地消除塌方隱患,及防止上邊坡的落石危害,綜合考慮后確定采用錨索肋板墻方案。

        錨索肋板墻的治理原理是:通過預(yù)應(yīng)力錨索施加張拉力,連同肋板墻一道對(duì)邊坡巖土體施加壓力,以達(dá)到限制邊坡巖土體變形的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。預(yù)應(yīng)力錨索桿件主要承受拉應(yīng)力,依賴鉆孔及注漿體凝結(jié)而將鋼絞線錨固于邊坡巖土體的穩(wěn)定基巖中。當(dāng)預(yù)應(yīng)力錨索桿件被張拉并錨定時(shí),會(huì)使肋板墻產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的預(yù)壓力,限制了邊坡巖土體的變形趨勢(shì)從而達(dá)到穩(wěn)定的目的。錨索肋板墻的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于其有預(yù)應(yīng)力的施加,對(duì)于較為破碎的巖土體塌方有較強(qiáng)的穩(wěn)定作用,且長(zhǎng)期保持有預(yù)應(yīng)力,對(duì)正在發(fā)展的塌方體或者未完全脫落的塌方體,有著較強(qiáng)的限制變形作用。

        3 錨索肋板墻的尺寸擬定與錨固驗(yàn)算

        本路段錨索肋板墻的具體方案如下:邊坡腳設(shè)置一道高2.2m的漿砌片石基礎(chǔ),按1∶0.75坡率往上修筑兩幅錨索肋板墻,兩幅錨索肋板墻之間設(shè)置一個(gè)2m寬的平臺(tái)。肋板墻厚度為0.4m,每隔3m設(shè)一道肋,肋寬0.6m,高0.3m。錨索由6根15.2mm鋼絞線結(jié)束而成,錨具采用OVM15-6型,鋼絞線采用1860級(jí)15.2mm高強(qiáng)度、低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線。錨索設(shè)計(jì)荷載為400kN,鎖定荷載為300kN。錨索鉆孔130mm,錨索總長(zhǎng)18m,其中錨固段長(zhǎng)度為9m,自由段長(zhǎng)度為7m,沉渣段長(zhǎng)度為1m。注漿漿體采用水泥砂漿,水灰比為0.4~0.45,砂漿強(qiáng)度≥30MPa,注漿壓力采用0.6~0.8MPa。預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)圖見圖2。

        錨索肋板墻方案中最主要的驗(yàn)算為預(yù)應(yīng)力錨索的錨固驗(yàn)算。本路段預(yù)應(yīng)力錨索的錨固驗(yàn)算采用安全系數(shù)計(jì)算法,輔助計(jì)算軟件采用理正巖土。主要的驗(yàn)算步驟為:(1)控制參數(shù)輸入;(2)坡面信息輸入;(3)土層信息輸入;(4)筋帶信息輸入;(5)計(jì)算條件設(shè)定;(6)計(jì)算結(jié)果輸出。本塌方路段預(yù)應(yīng)力錨索的錨固驗(yàn)算,其滑裂面形狀采用圓弧滑動(dòng)法;圓弧穩(wěn)定分析方法采用Bishop法;軟件自動(dòng)搜索最危險(xiǎn)滑裂面,經(jīng)過計(jì)算得出總的下滑力<總的抗滑力,計(jì)算結(jié)果顯示錨固驗(yàn)算通過。

        4 錨索肋板墻的應(yīng)用方法與治理效果

        在錨索肋板墻治理山區(qū)公路高邊坡塌方過程中,應(yīng)根據(jù)高邊坡塌方路段的實(shí)際情況來采取不同的應(yīng)用方法。高邊坡塌方的高差、邊坡坡率、巖土體破碎程度、下伏基巖層深度等情況,都將影響著錨索肋板墻的具體設(shè)置與治理效果。

        當(dāng)邊坡塌方的高差過大時(shí),則不宜從坡腳至坡頂都采用錨索肋板墻。為避免坡腳處的錨索肋板墻板厚過大,錨索桿過長(zhǎng),3級(jí)及以上的錨索肋板墻不建議采用??稍谒竭吰缕履_處先設(shè)置1~2級(jí)的重力式護(hù)坡?lián)跬翂Γ瑝窨蛇m當(dāng)增加,之后再在重力式護(hù)坡?lián)跬翂斠陨系乃狡旅娌捎缅^索肋板墻進(jìn)行治理。如此,重力式護(hù)坡?lián)跬翂εc錨索肋板墻相組合的應(yīng)用方法,不僅在結(jié)構(gòu)受力上更為有利,同時(shí)也大大減少了錨索鉆孔、注漿、張拉等作業(yè)量。

        錨索肋板墻的傾角一般保持在45°~75°之間。當(dāng)高邊坡的邊坡坡率較緩時(shí),其傾角可向45°靠攏;當(dāng)高邊坡的邊坡坡率較陡時(shí),其傾角可向75°靠攏。肋板墻的傾角將直接影響著錨索的角度、數(shù)量、深度,以及力學(xué)模型計(jì)算與最終的治理效果,因此肋板墻的傾角一般在55°~65°之間最為合理,對(duì)錨索肋板墻的受力最為有利。在具體應(yīng)用過程中,當(dāng)高邊坡坡率較緩時(shí)可將錨索長(zhǎng)度設(shè)置短些,肋板間距設(shè)置大些,錨索布置較疏;當(dāng)高邊坡坡率較陡時(shí)可將錨索長(zhǎng)度設(shè)置長(zhǎng)些,以增加其錨固深度,肋板間距設(shè)置小些,錨索布置較密,以增加錨索數(shù)量,如此將取得較好的治理效果。

        錨索肋板墻在應(yīng)用中應(yīng)重視高邊坡塌方體的破碎程度,并根據(jù)其破碎程度來調(diào)整錨索肋板墻的具體設(shè)置。當(dāng)塌方巖土體較為破碎時(shí),可清理虛方后在巖土體與肋板墻之間回灌片石混凝土,并適當(dāng)加厚肋板墻,適當(dāng)加深錨索孔深;當(dāng)塌方巖土體較為完整時(shí),可適當(dāng)增加肋板間距,減少錨索數(shù)量。另外,塌方邊坡路段的下伏基巖類型及深度亦需探明,這將對(duì)錨索肋板墻的整體方案設(shè)置、確定錨索數(shù)量、孔深錨固驗(yàn)算等產(chǎn)生直接影響。同時(shí),實(shí)事求是地依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況來確定錨索肋板墻方案,也是對(duì)治理效果的有力保障。

        5 錨索肋板墻的工藝流程與施工要點(diǎn)

        對(duì)于錨索肋板墻的施工,其工藝流程與技術(shù)要求等可詳細(xì)參照《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF10-2006)、《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330-2013)等技術(shù)規(guī)范執(zhí)行。在具體施工中還需要注意如下幾點(diǎn):(1)錨索肋板墻墻背與地面線間以C20片石混凝土填補(bǔ);(2)兩肋板間設(shè)2cm寬伸縮縫一道,內(nèi)用瀝青麻絮填塞;(3)肋板墻及錨柱均用C30混凝土現(xiàn)澆,由下而上逐級(jí)施工;(4)肋板墻需嵌入平臺(tái)以下0.5m;(5)重視泄水孔布置,并設(shè)置反濾層;(6)肋板施工時(shí)應(yīng)注意預(yù)留錨索孔;(7)待注漿體及錨固體達(dá)到強(qiáng)度后方可進(jìn)行錨索張拉、鎖定,錨索鎖定后,用C30混凝土封閉錨頭;(8)錨固段架線環(huán)與箍線環(huán)每隔1m間隔設(shè)置,自由段每隔3m設(shè)置一道箍線環(huán)以保證錨索順直。

        6 結(jié)語

        錨索肋板墻作為一種施工工藝成熟、邊坡治理效果良好的治理形式,應(yīng)當(dāng)在山區(qū)公路高邊坡治理中得到更為廣泛的應(yīng)用。在適宜的條件下選擇錨索肋板墻,可以有效抑制高邊坡的塌方與滑動(dòng),消除高邊坡安全隱患,達(dá)到良好的治理效果。本文通過一處山區(qū)公路高邊坡塌方治理案例,總結(jié)了錨索肋板墻在山區(qū)公路高邊坡塌方治理中的一些應(yīng)用,希望能為山區(qū)公路高邊坡塌方治理提供參考經(jīng)驗(yàn)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]JTGD30-2015,公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

        [2]JTGF10-2006,公路路基施工技術(shù)規(guī)范[S].

        [3]GB50330-2013,建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].

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