錨索支護在邊坡治理中的應用

王源 WANG Yuan；陶澤源 TAO Ze-yuan

（昆明理工大學，昆明650093）

0 引言

近些年來，為了防止高大邊坡的失穩，錨索支護成為了不可或缺的技術。但是對于其技術本身，其很多細節直接影響著設計和施工，忽略了這些細節就會帶來不必要的安全隱患。本文以實際工程為例，介紹了錨索支護在設計、施工等中的情況。

1 工程概況

本項目擬在龍崗街道管轄內的南約社區馬鞍嶺的積谷田位置，為了能夠合理解決龍崗區目前迫在眉睫的余泥渣土問題的處理，就需要建設專用的余泥收納場。而受納場位于龍崗街道南約設局的積谷田，現狀為塘坑和低洼地，由2個擋土壩和高為51m，坡度為1:1，重度18（kN/m3），粘聚力為 15（KPa），內摩擦角為 28（度）。

2 氣候現象

本地區主要的氣候特征是以亞熱帶海洋性季風為主的，全面溫度以高溫為主，溫度較為濕潤，而且氣候全年平均溫度在22.4℃，但是兩個極端溫度相差甚大，極端最大氣溫為36.6℃，最低氣溫為1.4℃，全面雨量充足，但年際變化大；多年平均降雨量為l900mm，最高日降雨量為338.5mm，平均相對濕度為79%。

3 穩定性分析

該工程在壩體本體上都是以均勻的土質為主，我們為了能夠進行穩定性的評價，大多數采用的是瑞典條分法進行。

其中γ為第i條塊的重度；第i條塊的土條寬度為bi；第i條塊的平均高度為hi；土條地面中心法線與圓心的鉛直線間夾角用αi表示；c為第i條塊的粘聚力；Li為第i條塊的滑動面弧長；φ為第i條塊的內摩擦角。我們為了其穩定性系數0.8就需要通過公式確定，但是在0.8階段的時候處于失穩狀態，因此在起初決定削坡的方法能夠使其達到穩定。決定將其坡度改為1:2.5，并分4級放坡。深圳的天氣大多數都是以多強降雨為主，因此為了保證其在強降雨來臨時候的穩定性，就需要經過計算穩定性的數據得0.9，一定程度上不能保持其穩定。因此，需要進行治療。

4 治理方案的選擇

由于治理方案多種多樣，因此在進行治理方案選擇的時候，就很難進行選擇，但是我國根據自己國家的需要，選擇的治理方案多為具有抗滑性的錨索等。由于壩體上土層面具有單一的特點，工程需要治理的面積又較大，使得抗滑樁便于其昂貴的預算為由被迫停止；因此在進行操作的時候，土釘的規定范圍要控制在20m以內，與坡面最危險滑動面之間的距離我們一般控制在20m，因此，不能很好地應用到本次設計中。

該工程要根據其特有的特點來進行治理方案的選擇，其中錨索將是最佳的方案。

5 錨索的設計與計算

5.1 確定錨索鋼絞線的規格 我們在進行錨索鋼絞線規則選用的時候，大部分采用的鋼絞線的直徑為15.2mm，我們可以根據表1的數據進行參考，不難看出公稱抗拉強度1860MPa、截面積139mm2鋼絞線，每根鋼絞線極限張拉荷載Pu為259kN，屈服張拉荷載Py為220kN。

規范規定錨索設計下傾角為15°～30°。

本設計中取β=20°。

表1 國標7絲標準型鋼絞線參數表

其中Nak為錨索軸向拉力標準值（kN）；Na為錨索軸向拉力設計值（kN）；Htk為錨索所受水平拉力標準值（kN）；β為錨索傾角（度）；rQ為荷載分項系數，可取1.3。則設計8條錨索的軸向拉力標準值和軸向拉力設計值公式為：

8條錨索的軸向拉力標準值和軸向拉力設計值的計算結果見表2

表2 各個錨索的軸向拉力標準值和設計值

在用公式進行錨固長度計算的時候，要根據規范要求進行，因為錨固長度是取兩個公式計算出來的數值中的較大值。其中 la為錨固段長度（m）；d為錨固體直徑（m）；frb為地層與錨固體粘結強度特征值（KPa），根據表3，取值110KPa；n為鋼絞筋根數（根）；r0為邊坡工程重要性系數，取1.0；fb為鋼筋與錨固砂漿間的粘結強度設計值（KPa），根據表4，取值2.95×103KPa；ξs為固體與地層粘結工作條件系數，取1.0；ξ3為鋼筋與砂漿粘結強度工作條件系數，取0.60。

表3 土體圖錨固體粘結強度特征值

表4 鋼筋、鋼絞線與砂漿之間的粘結強度設計值fb（MPa）

計算錨索的錨固長度，計算結果見表5。

表5 各個錨索的錨固長度計算結果

6 預應力錨索的施工工藝

6.1 施工工藝順序 ①測量放線、場地平整：錨桿施工需有5.0m寬左右腳手架的作業平臺面，施工前先將土方按設計坡比挖至設計標高，并平整好場地，通過測設標高各找預留標記定好錨桿位置。②鉆機就位，調整機傾角：待平整好場地，吊入鉆機就位，測量鉆桿角度，控制誤差在±1度以內。鉆機安裝要求牢固，施工中不得產生移位現象。③鉆孔、清孔：鉆孔采用回轉鉆進方式，孔徑150mm，錨孔采用干作業成孔，以防卡鉆、塌孔。鉆孔達到設計深度后，提鉆換用擴孔鉆頭進行錨桿底部擴孔（孔徑400mm）。擴孔長度達到設計擴孔深度（0.5m）后終孔。鉆孔完畢后，用強風清孔，以清除孔內巖屑、泥渣等殘留物。④錨索制作：鉆孔完畢，在清孔的過程中，應組織工人制作錨索。按設計要求制作錨索。鋼絞線錨固段架線環與緊箍環每隔1米間隔設置，緊箍環系16號鉛絲繞制，不少于兩圈，自由段每隔2米設置一道架線環，以保證鋼絞線順直。⑤安放錨索：安放錨索時，應防止桿體扭曲壓彎，注漿管隨錨索一同放入孔內，管端距孔度為50-100mm桿體放入角度與鉆孔傾角保持一致，安放好后桿體始終處于鉆孔中心。下錨時在注漿管與錨頭齊平處作一標記，下錨時抓住錨桿和注漿管一齊下，以防止注漿管脫落，下錨完畢，再次檢查注漿管與錨頭是否齊平，如發現注漿管拉出，應撥出，重新下錨。⑥清孔：下錨完畢后，用強風清孔，置換出孔內多余泥渣及巖碎。⑦注漿：清孔完畢后，連接好灌漿泵和預埋的灌漿管，同時按設計要求制備好水泥漿，進行灌漿。水泥漿應過篩，整個灌漿過程必須連續。一邊灌漿一邊拔出灌漿管，拔管過程中必須保證灌漿管始終埋在水泥漿內，一直到孔口流出水泥漿為止，方可終止注漿。二次注漿采用高壓注漿，注漿壓力2～3MPa。注漿完畢，應立即清洗注漿設備。⑧錨索張拉：錨固體強度大于20MPa并達到設計強度的80%后方可進行張拉鎖定保持15min，然后卸荷至零，再重新張拉至鎖定荷載鎖定作業。

6.2 施工注意事項 ①鉆孔要保證位置正確，要隨時注意調整好錨孔位置（上下左右及角度），防止高低參差不齊和相互交錯。②鉆后要反復提插孔內鉆桿，遇有粗砂、砂卵石土層，在鉆桿鉆至最后一節時，應比要求深度多10～20cm，以防粗砂、碎卵石堵塞管子。③鋼絞線使用前要檢查各項性能，檢查有無油污、銹蝕、缺股斷絲等情況，如有不合格的應進行更換或處理。斷好的鋼絞線長度要基本一致端量應從擋土、結構物連線算起，外留1.5～2.0m。鋼絞線與導向架要綁扎牢固，導向架間距要均勻；注漿管使用前要檢查油污破裂堵塞，接口處要處理牢固，防止壓力加大時開裂、跑漿。④注漿前用水引路，檢查輸漿管路，注漿后及時用水清洗攪漿、壓漿設備及注漿管等。

7 結語

①本文通過運用瑞典條分法對邊坡的穩定性進行了評價，并結合深圳地區當地的氣候情況確定了支護方法。②通過在深圳市龍崗區建筑垃圾與渣土受納場工程中對于錨索支護的設計，成功克服了滑動面與坡面距離遠的難題。③施工中有很多細節直接影響著工程的安全性，其重要性是不容忽視的。

[1]GB50330—2002，建筑邊坡工程技術規范.

[2]深圳市龍崗積谷田臨時受納場巖土工程勘察報告,2009,10.

[3]沈蒲生.鋼筋混凝土結構設計原理[M].高等教育出版社,2007.

[4]李文茂.路塹邊坡噴錨防護的應用[J].內蒙古科技與經濟，2007(08).

[5]潘明杰.高邊坡加固綜述[J].水利科技與經濟，2007(01).