漲殼式中空注漿錨桿治理淳開公路滑坡設(shè)計(jì)

汪新煒

(杭州市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院)

淳安至開化公路淳安段位于浙西中山丘陵區(qū)，是浙江省重點(diǎn)建設(shè)工程，路線沿中國(guó)著名的旅游風(fēng)景區(qū)千島湖北岸，全長(zhǎng)75.563 km，為山區(qū)二級(jí)公路。由于本項(xiàng)目路線穿越山嶺庫(kù)區(qū)，高邊坡眾多，沿線地形地貌、地層巖性等工程地質(zhì)條件較為復(fù)雜，由于地質(zhì)變化和連續(xù)降雨等原因，不可避免的出現(xiàn)滑坡坍塌等工程問(wèn)題。

1 邊坡概況

本項(xiàng)目K5+300～K5+410段右側(cè)高邊坡在邊坡開挖過(guò)程中受連續(xù)降雨因素的影響出現(xiàn)滑坡。周邊區(qū)域?qū)儆谥械蜕絽^(qū)地貌，山脊走向大致呈南北向，山勢(shì)陡峻，溝谷深切，一般呈“V”字形?；麦w在南北向小山脊的前部，橫穿該山脊，形成約40多m的高邊坡。原施工圖設(shè)計(jì)邊坡為分臺(tái)階開挖，分成 5 級(jí)邊坡，邊坡坡率分別為 1∶0.5、1∶0.75、1∶0.75、1∶1、1∶1.25，各級(jí)邊坡高度為 8 m，之間分設(shè)平臺(tái)?；卵芈肪€長(zhǎng)度約100 m，垂直路線寬度約80 m，滑坡面主要位于節(jié)理裂隙稍發(fā)育的弱風(fēng)化巖層中。

2 地質(zhì)情況

該邊坡所處區(qū)域構(gòu)造未有斷裂帶通過(guò)，邊坡上部為含碎石(角礫)亞粘土、強(qiáng)風(fēng)化鈣質(zhì)泥巖，下部為弱風(fēng)化鈣質(zhì)泥巖。自上而下巖土工程地質(zhì)特性如下。

(1)含碎石(角礫)亞粘土:灰黃色，以粘性土為主，含角礫約20% ～30%，角礫為風(fēng)化原巖;層厚約1.3 m，土、石類別屬普通土。

(2)強(qiáng)風(fēng)化鈣質(zhì)泥巖:軟質(zhì)巖石，強(qiáng)風(fēng)化，黃灰色，巖石組織結(jié)構(gòu)清晰，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙較發(fā)育，裂隙面見次生礦物等，層厚約8.5 m，土石類別屬軟石。

(3)弱風(fēng)化鈣質(zhì)泥巖:軟質(zhì)巖石，弱風(fēng)化，灰色，巖石組織結(jié)構(gòu)清晰，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙稍發(fā)育，節(jié)理面角度為36°，傾向路基，裂隙面見次生礦物等，土石類別屬軟石。

3 滑坡形成的主要原因

(1)地質(zhì)因素的影響:弱風(fēng)化巖層雖巖石組織較完整，但節(jié)理比較發(fā)育，由于其中有夾泥層的存在，成為構(gòu)成滑坡的有利條件，因此滑面比較平整光滑。

(2)降雨是滑坡產(chǎn)生的主要誘發(fā)因素:據(jù)調(diào)查在滑坡滑動(dòng)前一段時(shí)間，受臺(tái)風(fēng)影響，曾有長(zhǎng)時(shí)間的降雨過(guò)程;雨水的下滲增加滑體重量，軟化了滑面巖土，降低了巖土的抗剪強(qiáng)度，加速了坡體的變形。

(3)人為因素的影響:施工開挖過(guò)程中，由于山體應(yīng)力釋放，導(dǎo)致巖層節(jié)理張開，破壞了坡體原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)，誘發(fā)邊坡滑動(dòng)。

4 滑坡治理設(shè)計(jì)

4.1 漲殼式中空注漿錨桿的選用

根據(jù)滑坡產(chǎn)生原因的分析，結(jié)合該滑坡規(guī)模較小、巖石組織較完整、滑面不深，但坡面上裂縫較發(fā)育，為防止滑面剪出和坡面變形崩塌，考慮工程位于千島湖旅游風(fēng)景區(qū)內(nèi)，棄渣與二次征地較為困難等因素，宜采用坡面錨固方案治理滑坡。由于漲殼式中空錨桿相對(duì)普通砂漿錨桿具有更好的錨固效果，經(jīng)比選后選用漲殼式中空注漿錨桿治理該滑坡。

(1)中空注漿錨桿采用先刺入中空桿體，后由中空桿體的孔腔中從內(nèi)向外灌水泥漿，且錨孔外端口有止?jié){塞和托板，能有效的避免漿液外溢。施行壓力注漿后，不但使桿體與孔壁間注漿飽滿，而且使?jié){液向桿體周邊巖體的裂隙內(nèi)浸透分散，使錨固的巖體獲得進(jìn)一步加固。

(2)通過(guò)漲殼與巖壁形成漲壓力，安裝錨桿后能迅速形成支護(hù)錨固力，控制巖體變形;可對(duì)錨桿施加預(yù)應(yīng)力控制圍巖變形，并可實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)某瑥埨?/p>

(3)錨桿能360°任意方向安裝及注漿，且施工工藝簡(jiǎn)單、注漿可靠，利用常規(guī)工具，單人即可實(shí)現(xiàn)張拉操作。

(4)中空錨桿桿體在錨孔內(nèi)居中，錨桿可獲得均勻的保護(hù)層厚度;并能通過(guò)預(yù)應(yīng)力使錨桿注漿體處于零應(yīng)力或注漿體不出現(xiàn)開裂，防止錨桿在長(zhǎng)期的工作下銹蝕，加強(qiáng)了錨桿的永久支護(hù)力和耐久性。

4.2 錨固設(shè)計(jì)與計(jì)算

4.2.1 綜合內(nèi)摩擦角的確定

(1)此邊坡為順層巖坡的坡體，滑面簡(jiǎn)化為單一平面，最不利斷面示意圖如圖1。

圖1 滑坡斷面示意圖

由于巖層中粘聚力c較小，計(jì)算時(shí)可忽略c值，而用滑面上的綜合內(nèi)摩擦角φ。

滑體ΔABC產(chǎn)生的推力為FA=W cosα(K tanα-tanφ)

假設(shè)滑體ΔABC處于極限穩(wěn)定平衡狀態(tài)，即FA=0，K=1，因此 φ =α=35°。

4.3 具體治理方案

4.3.1 治理方案

該滑坡治理采用漲殼式中空錨桿結(jié)合TBS生態(tài)護(hù)坡，漲殼中空錨桿選用EX型預(yù)應(yīng)力漲殼中空錨桿，錨桿為R32，鉆孔直徑70 mm，孔斜度26°，錨桿呈矩形布置，水平間距2.0 m，坡面法向間距 2.7 m，注純水泥漿，水灰比 0.35 ～0.45，注漿壓力采用1～1.5 MPa。錨桿長(zhǎng)度為 8～12 m，錨桿自由段長(zhǎng)度不小于5 m，且深入滑動(dòng)面不小于1 m，錨固段長(zhǎng)度不小于3 m，抗拉力為250 kN，設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力為115 kN。

4.3.2 坡面排水

在坡頂設(shè)置地表截水溝，同時(shí)在坡面出水較多的區(qū)域設(shè)置仰斜式排水孔，水平夾角大于6°，可解除邊坡內(nèi)的靜水壓力，保證邊坡土體穩(wěn)定。

4.3.3 施工注意事項(xiàng)

(1)滑坡治理施工選擇在少雨、枯水季節(jié)進(jìn)行，可減少對(duì)滑坡體及附近坡體的擾動(dòng)破壞，減少一切促滑因素。

(2)灌漿前應(yīng)及時(shí)清孔，特別是錨固段要采用清水清除巖渣，然后用壓縮空氣將孔內(nèi)水吹干，保證砂漿與巖壁間充分粘結(jié)。

(3)錨桿鋼筋伸入前先按有關(guān)規(guī)范作好除銹和錨桿的永久性防腐，錨桿質(zhì)量檢驗(yàn)采用抗拔試驗(yàn)。

(4)設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力值為115 kN，宜進(jìn)行超過(guò)設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力值1.05～1.1倍的超張拉，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)確定，預(yù)應(yīng)力保留值應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

(5)錨頭經(jīng)除銹后應(yīng)采用鋼筋網(wǎng)罩及混凝土封閉，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C30，厚度不小于10 cm。

(6)施工期間應(yīng)建立監(jiān)測(cè)，其內(nèi)容包括邊坡的變形、錨桿拉力的監(jiān)測(cè)。施工時(shí)如遇到比較破碎的局部區(qū)域應(yīng)適當(dāng)縮小錨桿間距。

5 結(jié)語(yǔ)

淳安至開化公路淳安段工程自2008年通車，經(jīng)多年運(yùn)營(yíng)表明，該邊坡治理結(jié)果合理可靠，滑坡治理設(shè)計(jì)是成功的，漲殼式中空注漿錨桿即方便施工又生態(tài)環(huán)保，為治理中小規(guī)模的淺層巖質(zhì)滑坡提供了有益借鑒。

［1］ 中華人民共和國(guó)交通部.公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D30-2004)［S］.北京:人民交通出版社，2004.

［2］ 李海光等.新型支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工程實(shí)例［M］.人民交通出版社，2004.