格構錨固結構在邊坡工程中的應用

楊波++史照德

摘 要：該文結合某一工程實例，對格構錨固結構在邊坡工程中的應用作了介紹，格構護坡有布置靈活、格構形式多樣、截面調整方便、與坡面密貼、可隨坡就勢等顯著優點，并且框格內可進行培土和植草，達到邊坡加固和美化環境的雙重效果，為同類型的邊坡治理提供參考。近年來，我國水利、水電、礦山、鐵路、公路、城市建設事業發展迅速，邊坡防治已成為國家十分重視的研究領域，支擋加固工程作為邊坡防治中的有效方法備受關注。目前支擋加固措施正向復合型、輕型化、小型化和機械化施工方向發展，格構錨固結構正好順應了這一發展趨勢，而且將護坡與支擋有機地結合在一起。格構錨固工程作為邊坡防護中的有效方法備受關注。

關鍵詞：錨桿（索） 格構梁 工程應用

中圖分類號：TV213 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（c）-0026-02

該文主要結合工程案例，對格構錨固結構的設計、施工技巧進行分析、總結，供廣大邊坡治理技術人員參考、借鑒。

1 格構錨固的定義及分類

格構錨固是一種將格構梁護坡與錨固工程相結合形成的新型的抗滑支擋結構，它利用漿砌塊石、現澆鋼筋混凝土或預制預應力混凝土格構梁進行坡面防護，同時由于格構梁與坡面接觸面較大，與格構梁相連接的錨桿或錨索進行深層加固效果很好，使得格構錨固結構既能保證深層加固又可兼顧淺層護坡，很適合土質邊坡、松散堆積體滑坡的治理。格構的主要作用是將邊坡坡體的剩余下滑力或土壓力、巖石壓力分配給格構結點處的錨桿或錨索，然后通過錨桿（索）傳遞給穩定地層，從而使邊坡坡體在由錨（索）提供的錨固力的作用下處于穩定狀態。因此就格構本身來講僅僅是一種傳力結構，而加固的抗滑力主要由格構結點處的錨桿或錨索提供。一般提及到的格構加固技術是一種廣義的術語，它包含了格構本身和錨桿（索）兩部分。此外，格構錨固結構可以與綠化防護措施相結合，例如在格構框架內植草，在穩固邊坡的同時，還起到綠化邊坡環境的作用，因此格構錨固結構是一種很有發展前途的抗滑護坡結構。

根據格構采用的材料不同，目前我國在邊坡工程中主要使用漿砌塊石格構、現澆鋼筋混凝土格構，常用型式有4種：方型、菱型、人字型、弧形。一般截面為矩形，而且至少梁的2/3應埋在土里，以保證防護效果。

漿砌塊石格構錨固是采用漿砌塊石格構護坡，錨桿固定，起到固定表層的作用。漿砌塊石的抗彎性能差，甚至無法承受自重，但抗壓性能較好，適用于整體穩定性較好，前緣坡度較小的邊坡。

現澆鋼筋混凝土格構錨固采用現澆鋼筋混凝土格構梁護坡，錨桿（索）穿過滑帶來阻滑。鋼筋混凝土梁的抗彎、抗壓性能都較好，與漿砌塊石相比整體剛度有很大的提高，適用于整體穩定性較好，但前緣出現溜滑或塌滑，或坡度較大的邊坡整治，因此，被廣泛使用。

2 工程實踐（以建德某邊坡治理工程為例）

2.1 工程概況

建德市某邊坡原為一低緩山坡，由于工程建設，需要對坡體開挖，因開挖邊坡過陡，邊坡上部發生滑坡。現地面高程41～42m，開挖邊坡3～30m高。頂部覆蓋層厚度約2～4m，全強風化層厚度一般為9.80～12.90m。

滑坡地質災害發生后，松散堆積體極不穩定，滑坡后緣存在拉張裂隙，坡面出露巖土體松散破碎，在特大暴雨及連續暴雨等災害性天氣情況下，有可能再次發生滑坡、崩塌等地質災害，威脅下方建筑物及人員安全。

根據滑坡體現狀、地表裂縫調查及鉆探、物探揭露，綜合分析確定滑移面后緣由兩條明顯的裂縫隙組合構成，沿著強風化基巖下界面滑移，前緣剪出口在高程45～55m間。

2.2 設計原則

該工程中邊坡的最大高差30m，擬建建筑屬一般建設項目，破壞后果嚴重，設計安全等級定為二級，采用動態設計法。結合場地地質環境條件、邊坡的穩定性狀況及當地的技術經濟條件，優先采用技術可靠、施工簡便、投入少的防治方法，按永久性邊坡進行設計，消除安全隱患。主要遵循的原則如下。

（1）治理措施應及時、經濟合理，并使受損的地質環境得到較大的改觀，力求與周邊的自然環境相互融合、相互協調。

（2）確保邊坡安全，地質災害隱患消除，坡腳場地及人員安全得到保障。

（3）邊坡治理前應做好相應的防護措施，避免施工過程中引發次生災害，即便有巖體松動或脫離坡面下落，也應在防護措施的控制范圍內。

（4）安全第一的前提下，優化設計方案、降低治理費用。

2.3 設計方案

根據上述設計原則并結合該工程的邊界條件，支護方案具體如下。

對邊坡進行分級削坡，設置一級平臺。上部邊坡削坡線基本沿著主裂縫，將已經滑動的坡體削除，坡率1：1，下部邊坡削坡線按照坡腳用地紅線規劃進行控制，坡率1：0.75～1：1.5。

待削坡完成后，上部邊坡由于覆蓋層及全強風化較厚，采用錨桿（錨索）+格構進行支護，錨索立面間距6m（水平）×2m（豎直），錨桿立面間距2m（水平）×2m（豎直）。錨桿和錨索布置在格構梁節點處。

下部邊坡以中風化基巖為主，采用鋼筋錨桿進行系統錨固。

削坡后，坡頂基本已達分水嶺或匯水面積較小，因此不再設置截水溝。平臺上及坡腳修建排水溝，并通過坡面縱向排水溝進行連接，將匯水收集后，統一排入到排水管道中。

為美化邊坡，恢復受損的生態環境，待邊坡支護完成后進行綠化。坡面格構間采用噴混植生工藝復綠，坡腳修建矮漿砌石擋土墻，墻后回填土并種植灌木群。

2.4 主要施工說明及要求

2.4.1 削坡

（1）削坡應自上而下、分段跳槽方式施工，嚴禁通常大斷面開挖。開挖棄渣不得隨意堆放在滑坡的推力段，以免誘發坡體滑動或引起新的滑坡。

（2）削坡應采用機械開挖，不宜采用普通爆破法施工，坡率滿足設計要求，endprint

（3）施工影響區段設立警示標志，作業面影響范圍內人員撤離。

（4）削坡過程中應加強監測，須每天觀測，以確保施工安全。

2.4.2 鋼筋錨桿

（1）鋼筋錨桿采用Φ25mmⅢ級螺紋鋼筋制作，6.5mm鋼筋對中支架，鉆機成孔90mm，為全長粘結型錨桿，傾角20°，立面間距2m×2m。

（2）錨桿孔距允許誤差±100mm，成孔傾角偏差±5%，鉆孔深度超出錨桿設計長度不小于0.5m。錨桿安裝前清除孔內巖粉、積水等雜物；鋼筋應除繡、調直，錨桿體每間隔1.5m設一對中支架，以確保桿體砂漿握裹厚度。

（3）注漿采用M30水泥砂漿，配合比宜試驗確定，注漿壓力0.3～0.5MPa。注漿用水泥采用強度等級為42.5R的普通硅酸鹽水泥。

（4）錨桿施工時，應自上而下施工，下坡錨桿需在上坡錨桿達到設計強度的80%方可施工。

2.4.3 預應力錨索

（1）錨索鉆孔直徑137mm，采用鉆機成孔，成孔后用空機清孔。

（2）預應力錨索長度20m，錨固段長8m，設計荷載為1000kN。

（3）錨索下傾20°，由6根φ15.2mm的鋼絞線組成，灌漿材料采用M30水泥砂漿，配比宜按試驗確定，灌漿壓力0.4MPa。鉆孔須達到設計深度，傾斜角度偏差不得大于1°。

（4）錨索制作前應進行質量檢查，量出錨固段和自由段長度。錨索須涂一層防銹漆并套以波紋管進行防銹。安裝錨索時應用對中支架固定，錨固段每1m設置一個對中支架。

（5）錨索注漿分兩次進行，第一次為錨固段注漿，第二次為錨索張拉后自由段的防腐注漿。

（6）預應力錨索分二次張拉，第一次張拉為設計荷載的50%，必須等每根錨索張拉完成后，再進行第二次張拉。每次張拉分級進行，前4級張拉荷載分別為設計應力的25%、50%、75%、100%，每級荷載施加后須穩定5分鐘，最后一級荷載為設計荷載的110%，穩定時間為30 min。

（7）錨索張拉完畢后采用鋼筋混凝土錨墩進行封頭。

2.4.4 鋼筋砼格構

（1）格構尺寸為40cm（寬）×40cm（高）。

（2）每隔10～20m設置伸縮縫一道，縫寬2～3cm，縫中填塞瀝青麻筋或其他有彈性的防水材料。

（3）格構梁砼強度等級C25，鋼筋混凝土保護層厚度50mm。

（4）格構梁埋入巖土體中30cm。

（5）為保證格構梁砼的強度和質量，格構梁混凝土宜采用現澆而慎用噴射混凝土方法。為降低施工難度和加快施工進度，要規劃好混凝土的豎向運輸方法和作業平臺。

鋼筋砼格構梁施工順序：測線定位→梁槽開挖→鋼筋制安、錨桿頭制安→支模→梁槽內現澆混凝土→拆模—養護。

3 結語

格構錨固結構是一種近年來廣泛用于邊坡支擋和滑坡治理等方面的主動防護結構體系，該結構由錨桿（索）和格構梁共同組成，能充分挖掘巖土體的自身潛力，并產生強大的支護作用，加之其結構簡單、自重較輕、節省材料、便于坡面綠化，具有良好的經濟技術價值，值得推廣應用。

參考文獻

[1] 馬迎娟.預應力錨索格構梁復合結構的模型試驗研究[D].四川：成都理工大學，2005.

[2] 陳道遠.坡錨桿格構梁在土質邊坡支護工程中的應用.四川建材，2008（3）：224-225.

[3] 周東生，李斌，唐煥文.一種新的進化策略及其全局收斂性[J].大連理工大學學報，2007，47（1）：146-151.endprint