錨索與格構梁在土質邊坡支護中的應用

【摘 要】為了保證邊坡及其周邊環境的安全，對邊坡采取相應的加固及防護措施顯得很有必要。本文結合邊坡加固工程，計算分析了該邊坡的穩定性，綜合各方面，最終采用錨索與格構梁的聯合支護方式。實踐證明，該聯合支護方式兼顧安全可靠和經濟合理的雙重目標。

【關鍵詞】邊坡；支護；錨索；格構梁；加固

長期以來，邊坡工程的綜合防護加固技術一直是建設項目中一個常見的研究課題。特別是近些年來，地質災害現象越來越多，給國民經濟造成很大損失，嚴重威脅人民生命財產安全，邊坡的綜合治理受到重視。隨著支護、加固工藝的不斷革新，邊坡工程理論與實踐取得了很大的進展，邊坡加固技術也有了更大的選擇空間。錨索與格構梁聯合結構是邊坡進行加固的一種支護技術，具有布置靈活、結構形式多樣、可隨坡就勢等優勢，同時，該方法造價低、施工工期短、安全可靠，為此，該方法在邊坡加固處理中得到了廣泛的應用。

1工程概況

某土質邊坡西北側山頂標高為58.44m，邊坡附近植被比較發育，地形坡度57°～79°。該土質邊坡因受雨水沖刷及人為的破壞活動影響已經出現局部坍塌。

2地質情況

①素填土，厚度為約0.8m。②粉質粘土，厚度為約9.8m。③含砂粉質粘土，硬塑～堅硬，分層平均厚度為0.7m。④強風化花崗巖，密實，巖石的堅硬程度為軟巖，巖體基本質量等級為Ⅴ級，分層平均厚度為4.5m。⑤中風化花崗巖，堅硬，巖體基本質量等級為Ⅲ級。層場地均有分布，具體各土層的力學性質如表1所示。

表1 土層力學性質參數表

地質剖面圖如圖1所示。

土質邊坡地下水分布于邊坡粉質粘土層中，地水位變化多端，透水性能比較弱。在風化花崗巖地層中，存在潛水，水量較小，季節性強，以接受大氣降水補給為主，局部接受高位下降泉水補給；以蒸發排泄為主，少量順坡向徑流，在地形切割處以下降泉形式排出地表，對工程建設影響不大。

2邊坡穩定性分析

由于該邊坡為環形狀，因此在分析中取一典型剖面進行穩定性分析，典型剖面寬度為100m，坡高24.91m、坡長28m。

由現場勘探以及土層的變化，經分析認為高土質邊坡中存在兩個潛在的滑動面，第一個是粉質粘土層與強風化花崗巖的交界處，易在粉質粘土層中形成圓弧形滑動面；第二個是強風化花崗巖與中風化花崗巖的交界處，由于強風化花崗巖風化嚴重，巖體力學性質較差，易產生圓弧形滑坡。

第一潛在滑動面位于粉質粘土層與強風化花崗巖層界面之間，基本上呈圓弧形。上部粉質粘土層最深厚度為3.6m。由于該滑動面基本上位于土層中，用簡化的畢肖普法進行計算，如圖2所示。

由于上層滯水水量較小，不考慮動水壓力和浮脫力，邊坡的穩定性采用下式進行計算邊坡的穩定系數Fs。

其中，m 為計算系數， ；Wi為第i條塊的土體自重；ci為第i條塊土體的內聚力；li為第i條塊的滑面長度； 為第i條塊土體的內摩擦角； 為第i條塊所在弧線段滑面的傾角；Fs為穩定系數。

第二潛在滑動面位于強風化花崗巖與基巖交界處，呈圓弧形滑動。由于該滑動面大部分位于巖層中，故采用傳遞系數法進行計算，對土體分條如圖3所示。

該滑動面的穩定性驗算采用傳遞系數法進行計算，則第i條塊的剩余下滑力（即該部位的滑坡推力）Ei可用下式計算：

Ei=Wisin －Wicos tan －cili+ψiEi－1

式中：

采用以上兩種方法進行計算，第一潛在滑動面的穩定系數為0.66，第二潛在滑動面的穩定系數為0.59。因此在坡體支護時，應以第二潛在滑動面作為坡體的滑動面。

3 邊坡治理方案

目前邊坡處理方案形式較多，而且都取得了預期的效果，但未能準確判定邊坡滑動面的位置，往往難于提出有效的處理加固方案。該邊坡具有高度大，而均為土質的特點。

根據邊坡的實際工程特性，對邊坡的成熟支護方法，如擋土墻、抗滑樁、錨噴支護、樁錨支護及格構支護等等進行綜合分析，認為各種方案都有其優點和局限性，但為確保邊坡加固處理后的安全、穩定，同時又最為經濟，最終確定采用錨索+格構梁的支護方式。

把支護邊坡分為兩級，根據土力學理論以及相關規范要求，對邊坡的下滑力進行計算，由此確定邊坡的各項支護參數。邊坡安全系數在計算中取1.5，各項支護的具體參數如表2～表4所示。

根據具體的設計參數對該土質邊坡進行加固處理，處理后，在坡頂埋設了3個觀測點對坡頂的水平位移進行了長達兩年多的監測，坡頂位移時間曲線圖如圖4所示。

4 結語

該土質邊坡加固處理后，經過監測，坡頂最大水平位移量為24.63mm，目前邊坡及支護結構沒有發生明顯的變形，邊坡是穩定的。實踐證明，采用錨索+格構梁聯合支護加固邊坡實現了安全可靠和經濟合理的雙重目標，值得今后類似工程借鑒。

參考文獻：

[1]陳道遠.錨桿格構梁在土質邊坡支護工程中的應用[J]. 四川建材，2008年第03期

[2]李俊祿；李剛.邊坡穩定性分析評價方法概述[J].露天采礦技術，2011年02期