公路路塹邊坡基于巖體松動(dòng)范圍的錨桿長度設(shè)計(jì)研究

李文娟

摘 要：在公路路塹邊坡發(fā)生松動(dòng)的區(qū)域，進(jìn)行巖體范圍內(nèi)的錨桿加固，可以采用上部松動(dòng)的情況，采用聲波的方法，進(jìn)行區(qū)域的改進(jìn)和完善。在這個(gè)過程中，巖體的松動(dòng)范圍，使用聲波的方法，進(jìn)行松動(dòng)區(qū)域的波速度的減少，在基巖層中波速較大的情況，可以進(jìn)行錨桿長度的設(shè)計(jì)，方便進(jìn)行下一步的邊坡松動(dòng)的檢測。此種方法能夠滿足錨固要求，達(dá)到錨固的合理值。

關(guān)鍵詞：路塹邊坡；錨桿設(shè)計(jì)；聲波檢測

中圖分類號(hào)：U416.1+4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）21-0098-02

在山嶺的公路修建的過程中，會(huì)呈現(xiàn)很多路塹的邊坡的修建路段，施工的時(shí)候，在開挖的階段，可能會(huì)由于應(yīng)力的釋放，產(chǎn)生的卸荷后的回彈變形，應(yīng)力被重新分布之后，邊坡的松動(dòng)巖體發(fā)生了松動(dòng)，導(dǎo)致邊坡整體不穩(wěn)定，因此，必須進(jìn)行邊坡的加固。加固的形式很多，有網(wǎng)格梁加固，有錨桿加固等等。其中錨桿加固的方式，必須要將錨桿穿過邊坡的滑動(dòng)面，錨桿的長度不僅要穿過松動(dòng)的巖體，也要在巖體松動(dòng)的范圍內(nèi)進(jìn)行常規(guī)的檢測，例如使用聲波法，隨著介質(zhì)裂隙的發(fā)育，將密度加以降低，保證邊坡巖體的完整性。注意波速越高，邊坡工程的錨桿邊坡的聲波速度變化就越大，根據(jù)波速，判斷松動(dòng)的巖體的范圍，確定最小的聲波的波速的區(qū)域。如圖1所示。

1 邊坡錨桿加固機(jī)理

錨桿在加固的時(shí)候，尤其是邊坡工程中，當(dāng)邊坡發(fā)生了水平的位移，會(huì)由于變形產(chǎn)生被動(dòng)的受力，這種受力在作用上表現(xiàn)為內(nèi)壓、拉栓以及縫綴等。坡面上的網(wǎng)格梁在錨桿連接的時(shí)候，采用坡面上的網(wǎng)格梁，進(jìn)行錨桿的錨固頂端的受力，得到了相應(yīng)的平衡，通過表面的支撐作用，產(chǎn)生了網(wǎng)格的錨桿加固的結(jié)構(gòu)[1]。

通過內(nèi)壓等租用，錨桿加固了邊坡，結(jié)果是對巖體性質(zhì)的改變。同時(shí)邊坡的巖體，在強(qiáng)度和剛度上，產(chǎn)生了一定的作用，錨桿的作用就是把上部的松動(dòng)部分與下部的基巖部分，進(jìn)行連接，然后使得上部的巖體發(fā)生了強(qiáng)度的整體提高，最終提高巖體的強(qiáng)度。

錨桿在受力上，多數(shù)情況下是在淺部進(jìn)行拉剪力的提升，深部以彎剪部為主，在錨桿受力和巖體變形的前提下，進(jìn)行淺部的拉力的設(shè)置，進(jìn)行松動(dòng)數(shù)值的勘查。淺部的拉力在松動(dòng)巖體的水平位移和網(wǎng)格梁的土壓力傳遞情況，進(jìn)行坡面的設(shè)計(jì)，網(wǎng)格的梁除了受到邊坡巖體作用，還會(huì)受到錨桿不均勻位移的軸向和橫向壓力的設(shè)定[2]。

2 聲波檢測的原理和方法

（1）采用聲波檢測的方式，對巖體技術(shù)進(jìn)行檢測，在巖體的測量上進(jìn)行聲學(xué)性質(zhì)的檢測，發(fā)現(xiàn)聲波在巖體介質(zhì)中的傳播振幅和傳播速度等都有參數(shù)，對這些參數(shù)進(jìn)行評(píng)判和分析，得到了有關(guān)破碎、裂隙等的完整性的數(shù)值，了解了巖體的工程地質(zhì)特性。

邊坡開挖之后，了解了巖體的上部的松動(dòng)，產(chǎn)生了巖體的裂隙和節(jié)理，在進(jìn)行松動(dòng)帶的傳播的時(shí)候，經(jīng)過巖體完整性的構(gòu)造的繞射和折射之后，在下部的完整性上，進(jìn)行較短的波速的提高，反映出邊坡巖體的完整性的是聲速的變化。

（2）檢測的方法和步驟為：因?yàn)闇y量的孔徑的大小，比錨桿的孔徑要大，因此，在進(jìn)行測試孔的附近，將錨桿附近加以布設(shè)，經(jīng)過1-2個(gè)測試孔內(nèi)的發(fā)射和接受傳感器的測試，使用水加以填充，通過主機(jī)和聲波的發(fā)射，在巖體內(nèi)進(jìn)行傳播和接受，利用傳送的感應(yīng)器的間距，得到了巖體聲波的波速值[3]。

經(jīng)過現(xiàn)場的實(shí)測，發(fā)現(xiàn)巖體的速度和波蘭速的孔深的變化曲線，是隨著上部的巖體而變化的，下部的巖體是完整的，波速沿著孔深不斷變化，上部的波速不斷的變化，得到了突然的巖體的松動(dòng)之后產(chǎn)生的巖體的分界線。

3 工程實(shí)例

某公路所處位置，地質(zhì)構(gòu)造上處于茅臺(tái)向斜的南東翼，場地內(nèi)巖層多呈單斜緩傾產(chǎn)出。上覆土層主要為第四系崩坡積層粉質(zhì)粘土、碎石土，下伏地層為侏羅系下統(tǒng)自流井群（J1-2zl2）砂巖。由于受地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力等因素的影響，次生構(gòu)造如節(jié)理、褶皺等較發(fā)育，場區(qū)未發(fā)現(xiàn)區(qū)域性斷裂構(gòu)造。廠區(qū)內(nèi)分布的地層有上覆素填土、可塑狀粉質(zhì)粘土、侏羅系下統(tǒng)香溪組（J2X）砂巖、泥巖；可塑狀粉質(zhì)粘土：主要分布于山麓區(qū)及堆積臺(tái)地上，其物質(zhì)成分復(fù)雜，由粉質(zhì)粘土夾紫紅色粉砂巖多成紫紅色或褐紅色狀，可塑狀，一般厚1-2m；砂巖強(qiáng)風(fēng)化層為3-10m，風(fēng)化物為土狀，砂巖。中風(fēng)化砂巖忠厚層狀，局部夾炭泥質(zhì)泥巖夾層。巖體破碎，巖體質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ級(jí)。線路區(qū)內(nèi)巖層產(chǎn)狀為325°∠25°?；鶐r出露處主要裂隙：①50°∠80°，裂面平直張開0.2～5cm，間距0.5～2條/m，延伸長度一般在2.0～5.5m之間；②140°∠85°，張開0.2～5cm，裂面平直，局部有粘性土充填，延伸2～4.5m，間距為0.8～3m。線路區(qū)內(nèi)地勢較高且多為斜坡地貌，無大型地表水體，線路區(qū)內(nèi)的地表水體主要為水田，主要分布于里程橫三路一段K0+180～210段、K0+530～570段，橫三路二段K0+300～350段、K0+450～710段、K1+080～140段。另線路區(qū)北西側(cè)地下水主要為第四系松散層孔隙水、基巖風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水二大類。該公路的橫三路K1+100～K1+300段屬于古滑坡體，局部已經(jīng)出現(xiàn)裂痕和沉降，最大裂痕5cm，最大沉降3cm。公路的邊坡上，地形的陡坡，顯示了地表的植被非常稀少，以風(fēng)化和剝蝕為主的山體，與路線的方向是相同的，在進(jìn)行波速的孔深變化的檢測的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)下部的波速較大，一定深度范圍內(nèi)的巖體的松動(dòng)，顯示出地形是非常陡峭的。地表的植被吸收，風(fēng)化剝蝕和熔蝕走向與邊坡的穩(wěn)定性發(fā)生的直接的關(guān)系，因此在工程的巖層較為軟弱的區(qū)域，采用了邊坡網(wǎng)格錨桿加固的方法，進(jìn)行了處理。如表1所示。

在網(wǎng)格梁的附近，將檢測孔加以布設(shè)，用水作耦合劑，采用聲波儀，進(jìn)行單孔的雙收的檢測，傳感器的間距為20cm，檢測的時(shí)候三個(gè)傳感器同步提升了20cm，采用讀數(shù)異常的方法，將密度測量的電鋸進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)檢測孔的變化曲線，經(jīng)過分析得到了表2數(shù)據(jù)：

經(jīng)過對四個(gè)孔位的檢測，發(fā)現(xiàn)波速度沿著孔深的方向，從上往下進(jìn)行增大，在巖體松動(dòng)的前提下，進(jìn)行巖體的完整性的測試，發(fā)現(xiàn)孔深2.9米的時(shí)候，突然發(fā)生了突變，表明孔深2.9米的范圍內(nèi)，誤差可能過大，按照常理，誤差不大于-4～10cm，在施工人員鉆孔之后，注意使用了高壓水沖洗干凈，然后再用高壓氣將里面的水分吹出來，蒸發(fā)干。對于機(jī)械錨固錨桿孔，應(yīng)將孔深的誤差控制在-1～1cm，當(dāng)技術(shù)人員鉆到了設(shè)計(jì)深度時(shí)，在遇到破碎的巖土夾層或者是比較軟的巖石的時(shí)候，使用變更錨桿的位置和深度。