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    淺析十字地梁錨桿(索)技術(shù)在不穩(wěn)定邊坡治理中的應用

    2016-12-15 05:09:24莊飛舟丁保艷
    甘肅科技 2016年14期
    關(guān)鍵詞:鍋爐房十字坡體

    張 震,莊飛舟,丁保艷

    (甘肅省地礦局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,甘肅 蘭州 730050)

    淺析十字地梁錨桿(索)技術(shù)在不穩(wěn)定邊坡治理中的應用

    張 震,莊飛舟,丁保艷

    (甘肅省地礦局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,甘肅 蘭州 730050)

    不穩(wěn)定邊坡治理常見的工程措施有卸荷減載、支擋、錨桿(索)格構(gòu)、截(排)水、主動(被動)防護網(wǎng)等。在邊坡治理中,這些措施的實施往往會破壞坡面原有植被,使邊坡生態(tài)環(huán)境得不到有效保護,在2012年甘肅警察職業(yè)學院燃氣鍋爐房西側(cè)不穩(wěn)定邊坡治理中應用了十字地梁錨桿(索)技術(shù),不僅加快了施工進度,降低了治理工程成本,而且減少了邊坡削坡方量及對樹木植被的砍伐,有效保護了生態(tài)環(huán)境,該技術(shù)的應用即經(jīng)濟又環(huán)保,方案簡單易行,防治效果顯著,具有普遍的指導意義。

    十字地梁;錨桿(索)格構(gòu);邊坡;應用

    不穩(wěn)定邊坡治理常見的工程措施有卸荷減載、支擋、錨桿(索)格構(gòu)、截(排)水、主動(被動)防護網(wǎng)等。但在邊坡治理中,這些措施往往會治破壞坡面的原有植被,使生態(tài)環(huán)境得不到有效保護。在2012年甘肅警察職業(yè)學院燃氣鍋爐房西側(cè)不穩(wěn)定邊坡治理工程中應用了十字地梁錨桿(索)技術(shù),工程治理效果甚佳。如施工場地條件允許,十字地梁可進行預制安裝施工。其優(yōu)點是:十字地梁錨桿(索)技術(shù)可減少邊坡削坡方量及樹木植被的砍伐,大大提高了施工進度,降低了工程施工成本,減少了材料浪費,有效保護了生態(tài)環(huán)境。該措施的應用即經(jīng)濟又環(huán)保,方案簡單易行,防治效果顯著,具有普遍的指導意義。現(xiàn)以甘肅警察職業(yè)學院燃氣鍋爐房西側(cè)不穩(wěn)定邊坡治理為例,淺析十字地梁錨桿(索)在邊坡治理工程中的應用。

    1 邊坡基本特征

    1.1 邊坡形態(tài)特征

    甘肅警察職業(yè)學院燃氣鍋爐房西側(cè)不穩(wěn)定邊坡整體東西長約163.6m左右,邊坡高38~42m,邊坡前緣人類工程活動較為強烈,形成了高約6~8m陡坎,坡頂為一寬約20~50m平臺,坡體除南端受雨水沖蝕局部形成落水洞及坍塌外,坡體其他地方無變形痕跡,坡體植被主要有柏樹、楊樹及其他草類植被,植被覆蓋率較高,約90%以上。該邊坡主要威脅坡腳2#宿舍樓、擬建鍋爐房人員的生命及財產(chǎn)安全。

    1.2 邊坡結(jié)構(gòu)特征

    邊坡坡體剖面結(jié)構(gòu)主要由第四系黃土,黃土狀粉土、卵石及古近系泥質(zhì)砂巖組成。黃土、黃土狀粉土重度一般在12.9~18.5kN/m3,天然含水率4.8%~24.5%,天然孔隙比0.8~1.1,飽和度11.3%~81.2%,孔隙率42.9%~53.4%,壓縮系數(shù)0.1~1.2MPa-1,壓縮模量1.9~18.2MPa,粘聚力12.0~22.9kPa,內(nèi)摩擦角17.7°~26.9°。變形模量 15MPa,承載力特征值120kPa。卵石重度21kN/m3,粘聚力0kPa,內(nèi)摩擦角40°。變形模量45MPa,承載力特征值500kPa。泥質(zhì)砂巖重度24.521kN/m3,粘聚力190kPa,內(nèi)摩擦角27.1°。變形模量280MPa,承載力特征值370kPa。

    1.3 邊坡體變形特征

    該不穩(wěn)定邊坡整體無變形跡象,邊坡體前緣由于人類工程活動削山回填造地使坡體前緣形成高約6~8m不等的陡坎,在陡坎處局部可見小的滑塌現(xiàn)象和裂縫的發(fā)育,裂縫一般寬約5~10cm(前緣滑塌體積不大,一般為1~3m3),滑塌體已被清理。

    該邊坡變形跡象一般處于雨季時會加劇,因水滲入坡體后會引起巖土的重度增加、抗剪強度降低、產(chǎn)生動水壓力和靜水壓力,此外,地下水還能溶解巖土中的易溶物質(zhì),使邊坡土、石體的成分和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,地表水不斷沖刷和切割坡腳,對坡腳產(chǎn)生沖刷淘蝕作用,對邊坡體進行開挖坡腳繼續(xù)進行破壞,會使坡體前緣形成更高的臨空面,使巖土體應力失散,前緣無支撐體,破壞了巖土體安息角,縱而使邊坡體容易失穩(wěn)下滑。

    2.1 參數(shù)選?。ㄒ姳?)

    2 邊坡穩(wěn)定性分析

    表1 邊坡土體參數(shù)建議值

    2.2 定量計算

    邊坡穩(wěn)定性計算采用Slide滑坡穩(wěn)定性計算軟件及所列Excel公式進行綜合分析計算,計算方法采用Bshop simplified。

    計算公式:

    計算條件:

    采用規(guī)范:通用方法;

    計算目標:安全系數(shù)計算;

    安全系數(shù)計算目標:圓弧滑動法;

    地震烈度:8度;

    水平荷載系數(shù):0.05;

    2.3 穩(wěn)定性計算結(jié)果及評價

    該邊坡在現(xiàn)狀工況下處于基本穩(wěn)定狀態(tài),在暴雨及地震工況下邊坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。如圖1所示。

    圖1 計算簡圖(分別為天然條件、自重+暴雨、自重+地震條件下)

    3 十字地梁錨桿(索)治理技術(shù)在本工程的應用

    3.1 防治對策選擇

    該項目本著既安全環(huán)保,又經(jīng)濟可行的原則,提出錨固+坡腳矮墻+排水工程治理措施,對邊坡中部采用錨固十字地梁錨桿(索)工程。

    3.2 十字地梁錨桿(索)設計

    甘肅警察職業(yè)學院燃氣鍋爐房西側(cè)不穩(wěn)定邊中部采用十字地梁錨索進行錨固,錨索自邊坡坡體高程1500m起布設,共布兩排,呈梅花形布置,錨索孔徑φ130mm,錨索由3束φ15.2高強度低松弛預應力鋼絞線制成。錨固段長度15m,自由段長10m,安裝傾角15o,錨索孔內(nèi)灌注M30水泥砂漿,水灰比0.45~0.5,灰砂比1∶1,砂漿體強度不低于30Mpa,孔口注漿壓力不低于0.2Mpa,孔內(nèi)注漿壓力不低于0.1Mpa。地梁、豎肋截面尺寸0.3m×0.4m,豎肋橫向間距2m,橫梁豎向間距2m,地梁為C25現(xiàn)澆鋼筋混凝土?;炷恋亓鸿偳吨糜谛逼轮校吨蒙疃却笥诳蚣芙孛娓叨鹊?/3,如圖2~圖7所示。

    圖2 十字地梁錨索立面圖

    圖3 豎肋結(jié)構(gòu)圖

    圖4 橫肋結(jié)構(gòu)圖

    圖5 2-2斷面圖

    圖6 1-1斷面圖

    圖7 A節(jié)點大樣圖

    4 結(jié)論

    1)十字地梁錨桿(索)工程在甘肅警察職業(yè)學院燃氣鍋爐房西側(cè)不穩(wěn)定邊坡治理中應用效果佳,該治理措施在蘭州地質(zhì)災害治理中尚屬首次,具有借鑒意義。

    2)十字地梁錨桿(索)具有以下優(yōu)點:①可減少對邊坡削坡、樹木及植被的砍伐,有效保護生態(tài)環(huán)境;②可與錨桿(索)同時施工,可先進行預制再安裝,交叉作業(yè),大大提高了施工進度;③降低了工程施工成本,減少了材料浪費;④該措施的應用即經(jīng)濟又環(huán)保,方案簡單易行,防治效果顯著,具有普遍的指導意義。

    3)十字地梁錨桿(索)的缺點:①預制十字地梁錨桿(索)對施工條件要求較高,需有一定的施工場地,便于預制和安裝;②對于整體穩(wěn)定性差的邊坡不宜使用,僅便于邊坡局部不穩(wěn)定的條件下使用。

    [1] 鄭穎人,陳祖煜,王恭先,等.邊坡與滑坡工程治理(第二版),人民交通出版社,2010.8,ISBN978-7-114-08564-2.

    [2] (DZ/T0219-2006)滑坡防治設計與施工技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國標準出版社,2006.

    [3] (GB50011—2011)建筑抗震設計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社.

    [4] 李松,張川.甘肅省東鄉(xiāng)縣特大滑坡地質(zhì)災害形成機制治理方法[J].甘肅地質(zhì).2013(1).

    [5] 吳瑋江,王念秦.甘肅滑坡災害[M].蘭州:蘭州大學出版社,2006:40-88.

    [6] 王念秦,張倬元.黃土滑坡災害研究[M].蘭州:蘭州大學出版社,2005:40-70.

    [7] 陳祖煜,汪小剛,楊健,等.地質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析-原理.方法.程序[M].北京:中國水利水電出版社,2005.

    [8] 張震,莊飛舟.淺析岷縣寺溝鄉(xiāng)八步川村集中安置點H1滑坡穩(wěn)定性分析與防治對策[J].甘肅地質(zhì).2015(2).

    V416.14

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