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）

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。

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