框架錨桿在路塹邊坡中的應(yīng)用

劉喜遠(yuǎn)（甘肅省交通科學(xué)研究院有限公司，甘肅蘭州　730070）

框架錨桿在路塹邊坡中的應(yīng)用

劉喜遠(yuǎn)
（甘肅省交通科學(xué)研究院有限公司，甘肅蘭州730070）

框架錨桿在甘肅該公路邊坡治理工程中的實(shí)際應(yīng)用，得到了優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果，從而為支護(hù)結(jié)構(gòu)提供了一種既經(jīng)濟(jì)又合理的結(jié)構(gòu)計(jì)算方法。在路塹邊坡的防護(hù)中，常采用框架錨桿技術(shù)，在施工的過(guò)程中，首先在邊坡的巖土上面鉆孔，鉆孔深度取決于鉆孔的基巖的深度，鉆孔直至穩(wěn)定基巖區(qū)，再將錨桿錨入孔中，采用一定配合比的水泥砂漿進(jìn)行穩(wěn)固，使得結(jié)為整體。同時(shí)，只有采取恰當(dāng)?shù)氖┕ご胧拍艽_保工程質(zhì)量，本文主要是對(duì)框架錨桿在公路路塹邊坡防護(hù)中的施工要點(diǎn)和計(jì)算重點(diǎn)進(jìn)行了分析，以此希望能夠提高工程質(zhì)量。

框架錨桿防護(hù)路塹邊坡

在路塹邊坡的防護(hù)中，常采用框架錨桿技術(shù)，在施工的過(guò)程中，首先在邊坡的巖土上面鉆孔，鉆孔深度取決于鉆孔的基巖的深度，鉆孔直至穩(wěn)定基巖區(qū)，再將錨桿錨入孔中，采用一定配合比的水泥砂漿進(jìn)行穩(wěn)固，使得結(jié)為整體。若巖石邊坡破碎，則可采用噴漿或者掛網(wǎng)噴漿的方法，確保巖石面的整體性，提高防護(hù)能力。

1　工程概況

圖1　土壓力模型及系數(shù)調(diào)整

表1　基本信息

所選治理邊坡為道路開挖所致，該段路塹邊坡長(zhǎng)705.4米，路基面以下4.5米范圍內(nèi)為強(qiáng)風(fēng)化破碎巖石，原來(lái)的設(shè)計(jì)坡率為1：0.5，按原設(shè)計(jì)進(jìn)行施工后，出現(xiàn)了裂縫，而且個(gè)別地方出現(xiàn)了塌方。分析其原因，主要還是由于長(zhǎng)期下雨等外部因素所導(dǎo)致，邊坡總體上還是處于穩(wěn)定的狀態(tài)。經(jīng)過(guò)相關(guān)方案論證，采用框架錨桿的形式對(duì)公路邊坡進(jìn)行加固。

表2　放坡信息

表3　土層信息

表4　內(nèi)力取值

表6　錨桿自由段長(zhǎng)度計(jì)算

2　框架錨桿擋土墻的邊坡設(shè)計(jì)分析

根據(jù)該邊坡的地質(zhì)條件，成份復(fù)雜，局部呈松散，稍密結(jié)構(gòu)，力學(xué)結(jié)構(gòu)不均勻，自穩(wěn)承載力較好。結(jié)合邊坡的地形、地質(zhì)條件，從經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、安全、美觀、施工方便的原則出發(fā)，根據(jù)開挖實(shí)際土層構(gòu)造，具體信息：如圖1，表1—表6所示。

根據(jù)相關(guān)的公式對(duì)其工程進(jìn)行計(jì)算，工況1得出：

注意：錨固力計(jì)算依據(jù)錨桿實(shí)際錨固長(zhǎng)度計(jì)算。

Ks= 3.235＞= 1.200， 滿足規(guī)范要求。

工況2：

注意：錨固力計(jì)算依據(jù)錨桿實(shí)際錨固長(zhǎng)度計(jì)算。

Ks= 3.353＞= 1.200， 滿足規(guī)范要求。

按《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》 JGJ 120-99單支點(diǎn)結(jié)構(gòu)計(jì)算支（1） 按ea1k= ep1k確定出支護(hù)結(jié)構(gòu)彎矩零點(diǎn)hc1= 5.856

點(diǎn)力和嵌固深度設(shè)計(jì)值hd：

（2） 支點(diǎn)力Tc1可按下式計(jì)算：

hT1=8.000m

Tc1=633.282 kN

（3） hd按公式：hp∑Epj+ Tc1（hT1+hd） - βγ0ha∑Eai＞=0確定

β=1.200，γ0=1.000

hp=8.898m，∑Epj= 10335.984 kPa

ha=14.253m，∑Eai= 6581.320 kPa

得到hd= 24.756m，hd采用值為：12.000m

3　坡頂及坡段構(gòu)造要求

（1）考慮到場(chǎng)地的限制，對(duì)于邊坡的放坡系數(shù)應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，樁頂以上放坡坡度做如下：一級(jí)坡度1：0.5，坡高2.0m；二級(jí)坡與三級(jí)坡約為1：0.86，坡高分別為7m。（2）對(duì)于邊坡的開挖順序應(yīng)該嚴(yán)格要求，按照上一層支護(hù)完成后方可進(jìn)行下一層的支護(hù)，確保土層的整體穩(wěn)定性。（3）對(duì)于三級(jí)坡，應(yīng)該設(shè)置兩排錨桿及一排錨索加格構(gòu)梁，對(duì)于二級(jí)邊坡，應(yīng)該設(shè)置一排錨桿在加一排錨索加格構(gòu)梁進(jìn)行支護(hù)。（4）錨桿及錨索均采用二次或多次重復(fù)高壓注漿。錨固體注漿采用0.4～0.5水灰比的純水泥漿，注漿壓力為1.5-2MPa，采用普通硅酸鹽水泥，水泥強(qiáng)度不低于42.5MPa，注漿體強(qiáng)度≥30MPa。結(jié)合錨孔施工利用二次或多次高壓注漿對(duì)土體進(jìn)行注漿，以改善填土的性能，提高土體的強(qiáng)度。（5）坡面的排水系統(tǒng)如下布置：坡面排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞直接影響都了雨水對(duì)坡面基層的影響和邊坡的穩(wěn)定，可在豎向排水系統(tǒng)中設(shè)置跌水溝加坡面踏步，同時(shí)考慮雨水經(jīng)過(guò)坡腳排水后流入市政管道中。（6）坡面AB段與BC段節(jié)點(diǎn)處跌水溝旁設(shè)一道伸縮縫，內(nèi)塞瀝青麻絲充填。（7）錨桿（索）桿體保護(hù)層厚度≥20mm。

4　結(jié)語(yǔ)

該框架錨桿在甘肅該公路邊坡治理工程中的實(shí)際應(yīng)用，得到了優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果，從而為支護(hù)結(jié)構(gòu)提供了一種既經(jīng)濟(jì)又合理的結(jié)構(gòu)計(jì)算方法。同時(shí)，只有采取恰當(dāng)?shù)氖┕ご胧拍艽_保工程質(zhì)量。

［1］洪海春.邊坡巖體錨固性能研究及其工程應(yīng)用［D］.河海大學(xué)，2007.

［2］王艷芬.預(yù)應(yīng)力錨索加固巖體的機(jī)理分析和數(shù)值計(jì)算［D］.華中科技大學(xué)，2007.

［3］郝建斌.附加荷載作用下土層錨桿受力特性及病害機(jī)理研究［D］.西安科技大學(xué)，2010.