預(yù)應(yīng)力錨索在不穩(wěn)定順層邊坡加固中的應(yīng)用

張富軍

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司,四川 成都 610031)

1 預(yù)應(yīng)力錨索加固邊坡的加固原理

預(yù)應(yīng)力錨索是通過對錨索施加張拉應(yīng)力以加固巖土體使其達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)或者改善內(nèi)部應(yīng)力狀況的支擋結(jié)構(gòu)。錨索是主要承受拉力的桿狀構(gòu)件,通過鉆孔及注漿體將鋼絞線固定于深部穩(wěn)定地層中,在被加固體表面對鋼絞線張拉產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力,從而達(dá)到使被加固體穩(wěn)定和限制其變形的目的。

2 工程概況

2.1 地形地貌

本段路基挖方深切山脊,地形起伏較大,坡頂、坡底地面高程 311～349m,自然橫坡約 20～30°,山坡基巖零星出露,地表多覆蓋第四系殘坡積土,植被較發(fā)育。

2.2 地質(zhì)概況

據(jù)鉆孔揭示,本段地層自上而下為:

<3>坡殘積層:粉質(zhì)黏土:棕紅色、褐黃色粉質(zhì)粘土,偶含碎石,以硬塑為主,黏性較強(qiáng),一般厚 0～2m,分布于山坡中,屬Ⅱ級普通土。

<7-3>泥灰?guī)r:呈薄層狀,屬Ⅳ級軟石。地表多見黃褐色的強(qiáng)風(fēng)化層(W3),巖石風(fēng)化裂隙較發(fā)育,巖質(zhì)稍軟,局部呈土狀,碎塊用手折易斷,屬Ⅲ級硬土。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)特征

山坡出露巖層產(chǎn)狀為:山西面為 SN/30°E,東面為N60°E/25°SE。受局部構(gòu)造影響,產(chǎn)狀有變化。節(jié)理較發(fā)育,主要為構(gòu)造節(jié)理,產(chǎn)狀為:N 70～ 80°W/75NE,N 40°E/85°NW。節(jié)理面微張,靠地表裂隙面多被溶蝕,見黏土充填。

本段山體受構(gòu)造擠壓,巖層產(chǎn)狀變化大,局部見有明顯的褶曲構(gòu)造和層間擠壓,尤其是薄層狀的泥灰?guī)r中褶曲構(gòu)造發(fā)育。場地?zé)o地表水和地下水出露。

3 邊坡穩(wěn)定分析

采用的計(jì)算參數(shù)如下:

結(jié)構(gòu)面取 C=6kPa、φ=18°,巖層的視傾角為 21.1°。

通過赤平投影分析和平面滑動穩(wěn)定分析檢算,如表 1。

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圖1 邊坡加固典型橫斷面圖

計(jì)算選用的代表性斷面如下:

4 工程措施

根據(jù)邊坡穩(wěn)定性分析,采用錨索框架梁對邊坡進(jìn)行整體加固。錨索作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件,采用 4束 15.2高強(qiáng)度低松弛鋼絞線(其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)為 1860 kPa),第二級邊坡錨索按 400 kN張拉,第一級邊坡錨索按 550 kN張拉。錨索設(shè)計(jì)拉力 550 kN,按 15%超張拉。錨索下傾 20°。錨索長有23m和18m兩種,錨固段長 10m,鉆孔直徑 110mm,鉆孔超鉆 1m。框架梁間距為 3.5m,呈菱形布置,截面尺寸為 0.6 m×0.5m。

5 施工注意事項(xiàng)

做好地表截排水設(shè)施后,邊坡自上而下分層開挖、分層施工。待最上兩級邊坡開挖完全揭示巖層情況后,應(yīng)立即開展錨索張拉試驗(yàn),確認(rèn)施工工藝。由以上計(jì)算結(jié)果知,三級邊坡全部開挖完成后邊坡安全系數(shù)小于 1,為不穩(wěn)定邊坡,因而在第二級邊坡開挖完畢后必須進(jìn)行第二級邊坡的錨索施工,待錨索施工完畢后方可繼續(xù)開挖第一級邊坡。

6 結(jié)束語

預(yù)應(yīng)力錨索作為高邊坡加固的一種有效措施,在各種邊坡工程建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用,經(jīng)計(jì)算,采用預(yù)應(yīng)力錨索措施后邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)由加固前的 0.959提高到了1.207。錨索工程為地下工程,具有隱蔽性和專業(yè)性,所以在設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范規(guī)定,以保證錨索工程的設(shè)計(jì)施工質(zhì)量。

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