基于GeoStudio的路塹高邊坡錨桿支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)踐

陳志仙，王志人

(深圳市市政設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 深圳 518029)

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，市政道路不斷向郊區(qū)延伸，不可避免地在路基開(kāi)挖過(guò)程中形成大量的高邊坡，如不對(duì)其進(jìn)行加固支護(hù)必然會(huì)存在一定安全隱患。邊坡支護(hù)方式多種多樣，其中錨桿加固方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便、對(duì)周?chē)鷰r土體擾動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于高邊坡的防護(hù)加固工程中。

近年來(lái)，不少學(xué)者對(duì)錨桿框架支護(hù)[1-3]高邊坡進(jìn)行了相應(yīng)研究。龔文惠等[4]研究表明錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)可以減小邊坡臨界狀態(tài)下的最大位移，有效地提高邊坡的穩(wěn)定性。文獻(xiàn)[5-6]研究顯示錨桿框架支護(hù)對(duì)地震工況下的三級(jí)邊坡支護(hù)有較好的實(shí)用性和有效性。文獻(xiàn)[7-8]采用FLAC3D強(qiáng)度折減法對(duì)錨桿支護(hù)邊坡的穩(wěn)定性特征進(jìn)行數(shù)值模擬。王發(fā)玲等[9]在對(duì)順層巖質(zhì)邊坡錨桿支護(hù)機(jī)理的研究中闡明錨桿的錨固力主要由錨桿軸力和抗剪力共同提供。此外，每年因路塹邊坡垮塌而對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施造成巨大破壞，因而路塹邊坡的監(jiān)測(cè)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警具有一定的實(shí)用價(jià)值[10]。朱彥鵬[11]等在對(duì)高邊坡施工和運(yùn)營(yíng)階段監(jiān)測(cè)研究中表明錨索格構(gòu)梁可以對(duì)高邊坡起到有效的加固效果。

現(xiàn)有的研究成果多集中在錨桿的受力特征或邊坡的變形機(jī)理[12-14]，少有學(xué)者關(guān)注錨桿的設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響。同時(shí)，目前高邊坡錨桿支護(hù)的研究大多以理論研究為主，缺乏在工程實(shí)例中以模擬結(jié)果指導(dǎo)實(shí)踐，并在實(shí)踐中檢驗(yàn)計(jì)算結(jié)果。此外，對(duì)邊坡穩(wěn)定性分析，傳統(tǒng)的極限平衡法只能計(jì)算邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)，無(wú)法得到邊坡的應(yīng)力和變形，而有限元分析法可以很好彌補(bǔ)這一點(diǎn)?；诖耍疚囊陨钲谀呈姓鞲傻缆穳q高邊坡工程為依托，運(yùn)用有限元軟件GeoStudio中的SIGMA/W和SLOPE/W模塊，建立數(shù)值模型，進(jìn)行無(wú)支護(hù)開(kāi)挖及錨桿支護(hù)參數(shù)影響性分析，并依此提出優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，通過(guò)模型驗(yàn)算分析邊坡位移、應(yīng)力等值云圖及邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)，并在工程實(shí)踐中以第三方監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證模擬計(jì)算結(jié)果。

1 工程概況

深圳市某市政主干道貫穿光明區(qū)、寶安區(qū)、龍華區(qū)，全長(zhǎng)約9.35 km，設(shè)計(jì)車(chē)速50 km/h，路面寬40 m～60 m。項(xiàng)目在K2+880—K3+140段下穿贛深高鐵橋墩，與鐵路斜交約33°，路基開(kāi)挖形成高邊坡，邊坡高度約30 m，且在坡頂處有一座110 kV的高壓電塔，且場(chǎng)地內(nèi)的高壓電塔采用10 m長(zhǎng)摩擦樁基礎(chǔ)，給邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)帶來(lái)了一定的困難。依據(jù)規(guī)范[15]要求，邊坡開(kāi)挖的影響范圍內(nèi)有高鐵橋墩，高壓電塔等重要構(gòu)筑物，破壞后果很?chē)?yán)重，邊坡安全等級(jí)為一級(jí)，邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)Fs≥1.35。

2 有限元模型建立

2.1 基本假設(shè)

為簡(jiǎn)化邊坡計(jì)算，做如下假設(shè)：(1)土體為均質(zhì)、各向同性的連續(xù)體；(2)土體的受力和變形視為平面應(yīng)變問(wèn)題；(3)巖土體為理想的彈塑性體；(4)不考慮邊坡土體的構(gòu)造應(yīng)力作用，初始應(yīng)力場(chǎng)僅考慮土體自重應(yīng)力。

2.2 有限元模型建立及分析方法

2.2.1 初始模型建立及網(wǎng)格劃分

采用GeoStudio 2018有限元軟件中的SIGMA/W和SLOPE/W模塊，建立初始模型如圖1，模型底邊長(zhǎng)100 m，縱向高大于60 m，坡高30 m左右，計(jì)算單元采用四邊形單元，全局單元格尺寸為2 m(開(kāi)挖工況下將沿邊坡臨空面對(duì)單元網(wǎng)格進(jìn)行局部加密，坡面加密最小尺寸為0.5 m)節(jié)點(diǎn)數(shù)1 901個(gè)，單元數(shù)1 879個(gè)。材料本構(gòu)模型采用彈塑性模型，強(qiáng)度準(zhǔn)則采用摩爾-庫(kù)侖屈服準(zhǔn)則。

邊界條件采用底部固定X/Y，左右兩側(cè)均固定X方向。分析時(shí)先執(zhí)行SIGMA/W運(yùn)算，進(jìn)行荷載、位移分析，并將所得的應(yīng)力導(dǎo)入SLOPE/W模塊中采用有限單元應(yīng)力法對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行耦合計(jì)算，從而可以得到變形后邊坡的應(yīng)力、位移等值云圖，最危險(xiǎn)潛在滑裂面和穩(wěn)定性安全系數(shù)等。

圖1 邊坡初始模型及土體結(jié)構(gòu)(單位:m)

2.2.2 計(jì)算參數(shù)選取

根據(jù)勘察單位提供報(bào)告，場(chǎng)地范圍內(nèi)揭露地層自上而下主要有：(1)人工填土，(2)礫質(zhì)黏性土，(3)全風(fēng)化花崗巖，(4)強(qiáng)風(fēng)化花崗巖等，路基開(kāi)挖范圍內(nèi)各土層的物理力學(xué)參數(shù)如表1所示，擬開(kāi)挖土體主要以礫質(zhì)黏性土為主。

表1 邊坡土層的物理力學(xué)參數(shù)

3 無(wú)支護(hù)條件下穩(wěn)定性分析

3.1 坡率對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響

將已建立的初始邊坡模型進(jìn)行放坡開(kāi)挖設(shè)計(jì)，分三級(jí)，每級(jí)10 m，依據(jù)坡率不同設(shè)置如下四個(gè)工況：1∶0.60、1∶0.80、1∶1.00、1∶1.25，邊坡平臺(tái)為2 m寬，并分別進(jìn)行計(jì)算分析，確定最佳放坡的坡率，計(jì)算結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知：(1)隨著坡率減小，邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)呈遞增趨勢(shì)。當(dāng)放坡坡率在1∶0.6～1∶1.0之間，安全系數(shù)由0.952增加為1.109，提高幅度較小，邊坡依然未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)坡率達(dá)到1∶1.25時(shí)，邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài);(2)等值云圖顯示平面剪應(yīng)力自上而下遞增，剪應(yīng)力最大值集中在邊坡底部，并向坡腳蔓延，且坡率越大，剪應(yīng)力越大，向坡腳蔓延趨勢(shì)也越大。當(dāng)坡率達(dá)到1∶0.6時(shí)，邊坡底部和坡腳應(yīng)力較大，邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)坡率為1∶0.8時(shí)，邊坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)坡率為1∶1.0時(shí)，邊坡均處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

3.2 放坡坡率的確定

根據(jù)上述分析結(jié)果，放緩坡率能提高邊坡穩(wěn)定性，在1∶0.6～1∶1.0之間，穩(wěn)定性提高效果不明顯，只有達(dá)到1∶1.25才能穩(wěn)定。而實(shí)際工程中過(guò)度的大開(kāi)挖不僅易形成大量的挖方，施工成本高，延誤工期，而且其所付出的環(huán)境代價(jià)巨大，整座山體幾乎被削掉，因而不宜采用1∶1.25。

此外，本工程中坡頂存在一座高壓保護(hù)電塔，電力保護(hù)條例規(guī)定其最小安全距離為10 m；坡腳位于高鐵橋墩下面，實(shí)際開(kāi)挖放坡受高鐵橋墩和高壓電塔共同限制。采用放坡坡率為1∶0.6、1∶0.8、1∶1.0時(shí)，坡肩與高壓電塔安全凈距分別為19.5 m、12.5 m、6.5 m。綜上，當(dāng)坡率1∶1.0時(shí)，將影響高壓電塔；當(dāng)坡率為1∶0.6時(shí)，邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，在無(wú)支護(hù)條件下開(kāi)挖過(guò)程中存在安全隱患。因此，結(jié)合工程實(shí)際、環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)等因素邊坡開(kāi)挖采用坡率為1∶0.8。此時(shí)穩(wěn)定安全系數(shù)Fs=1.032<1.350，因此邊坡須進(jìn)行支護(hù)加固設(shè)計(jì)，支護(hù)方案擬用錨桿框架支護(hù)。

圖2 不同坡率下的安全系數(shù)及平面剪應(yīng)力等值云圖

4 錨桿支護(hù)參數(shù)對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響分析

通過(guò)模型計(jì)算預(yù)判，要求錨桿提供較大錨固力，選擇預(yù)應(yīng)力錨桿(鋼絞線(xiàn))作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，初步擬選(1×7φ15.2)4φ15.2 mm高強(qiáng)度低松弛鋼絞線(xiàn)錨桿，單根長(zhǎng)度20 m，錨固段長(zhǎng)度8 m，錨固段直徑150 mm，每孔施加350 kN預(yù)應(yīng)力。

錨桿自由段采用集中力兩節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)桿模擬，彈性模量2.0×108kPa，截面面積為0.000 508 m2；錨桿錨固端采用兩節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)梁模擬，等效彈性模量為2.9×107kPa，截面面積為0.017 7 m2，慣性矩為4.97×10-5m4。錨桿框架采用正方形，不計(jì)入框架梁產(chǎn)生的土體抗剪強(qiáng)度。

4.1 錨桿間距對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響

為研究錨桿間距對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響特性，確定合理的錨桿間距，共設(shè)置4個(gè)工況：錨桿間距分別2.0 m、2.5 m、3.0 m、4.0 m。三級(jí)邊坡全支護(hù)，錨桿傾角20°，通過(guò)有限元數(shù)值模擬計(jì)算得到不同錨桿間距下邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)如表2所示。

表2 不同錨桿間距下的安全系數(shù)

由表2可知，改變錨桿間距對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響顯著，邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)隨錨桿間距的增大而減小。當(dāng)錨桿間距為2.0 m和2.5 m時(shí)，安全系數(shù)大于1.350，邊坡穩(wěn)定；當(dāng)錨桿間距大于2.5 m時(shí)，邊坡將處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。因而本工程在保證安全及兼顧經(jīng)濟(jì)的前提下，可選取2.0 m～2.5 m間距。

4.2 錨固角度對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響

規(guī)范[15]對(duì)錨桿傾角建議取值10°～35°，為研究錨桿的最佳錨固角度，在其他條件不變的情況下，設(shè)置錨桿傾角分別為10°、15°、20°、25°、30°、35°共6種工況，模擬計(jì)算得到不同錨固角度下的安全系數(shù)如表3所示。

表3 不同錨固角度下的安全系數(shù)

從表3中可知：錨桿錨固角度變化時(shí)，邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)產(chǎn)生變化。錨固角度在10°～25°時(shí)，安全系數(shù)變化幅度較小，且均大于1.35，滿(mǎn)足穩(wěn)定性要求；錨固角度為15°時(shí)邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)最大，為1.383； 錨固角度從15°變到35°時(shí)，穩(wěn)定安全系數(shù)呈遞減趨勢(shì)，說(shuō)明錨桿的最佳錨固角度為15°。在具體施工過(guò)程中，從錨桿的易施工性、安全性等方面考慮，錨固角度只要在10°～25°范圍內(nèi)靈活選擇均能滿(mǎn)足邊坡安全要求。本邊坡為最大發(fā)揮錨桿錨固力，設(shè)計(jì)采用最佳錨固角度15°。

4.3 錨固位置對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響

采用錨桿對(duì)邊坡進(jìn)行支護(hù)時(shí)，錨桿支護(hù)位置不同，錨桿在邊坡支護(hù)中發(fā)揮的效力也不同，為研究錨桿所處邊坡位置對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響規(guī)律，設(shè)置如下4種支護(hù)工況：僅支護(hù)第一級(jí)坡，僅支護(hù)第二級(jí)坡，僅支護(hù)第三級(jí)坡，三級(jí)坡全支護(hù)。錨桿間距2 m，錨桿傾角15°。計(jì)算結(jié)果如表4所示。

表4 不同錨固位置下的安全系數(shù)

從表4可以看出：采用錨桿對(duì)邊坡進(jìn)行支護(hù)時(shí)，能提高邊坡穩(wěn)定性。邊坡安全系數(shù)提高的幅度由大到小分別是：三級(jí)全支護(hù)>支護(hù)第二級(jí)>支護(hù)第一級(jí)>支護(hù)第三級(jí)。從計(jì)算結(jié)果來(lái)看，當(dāng)只支護(hù)第一級(jí)坡時(shí)，滑裂面發(fā)生在第二級(jí)和第三級(jí)坡，滑裂面從坡頂進(jìn)入，剪出口位于第二級(jí)坡，整個(gè)滑坡體積為4個(gè)工況中最??；當(dāng)只支護(hù)第二級(jí)坡時(shí)，滑裂面剪入口距離坡肩最遠(yuǎn)，剪出口距離坡腳最遠(yuǎn)，整個(gè)滑坡體積為4個(gè)工況中最大；當(dāng)只支護(hù)第三級(jí)坡時(shí)，在滑裂面的后緣出現(xiàn)一條豎直拉裂縫，滑裂面不是完整的圓弧狀。

由上述分析結(jié)果可知:(1)說(shuō)明對(duì)第二級(jí)邊坡支護(hù)應(yīng)是重中之重，第一級(jí)坡次之，而第三級(jí)坡的支護(hù)對(duì)穩(wěn)定性提高效果最小，這與邊坡治理中應(yīng)盡量貫徹“強(qiáng)腰固腳”的基本原則吻合。(2)說(shuō)明邊坡治理應(yīng)該協(xié)同進(jìn)行，不能單一的僅治理第一、第二、第三級(jí)邊坡的其中一處，只有當(dāng)三級(jí)坡同時(shí)支護(hù)，才能最大發(fā)揮支護(hù)效果。(3)在邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，可依據(jù)錨桿發(fā)揮效力不同，進(jìn)行差別設(shè)計(jì)：錨桿設(shè)計(jì)強(qiáng)度第二級(jí)最強(qiáng)，第一級(jí)次之，第三級(jí)邊坡最小。

5 錨桿支護(hù)方案設(shè)計(jì)與實(shí)施

5.1 邊坡設(shè)計(jì)方案的確定

基于上述無(wú)支護(hù)開(kāi)挖及錨桿支護(hù)參數(shù)影響性分析結(jié)果，確定如下優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。首先：為保護(hù)已有高鐵橋墩和高壓電塔，確定本邊坡采用1∶0.8坡率，設(shè)計(jì)開(kāi)挖三級(jí)坡，每級(jí)10 m，平臺(tái)寬2 m。第二：采用錨桿框架支護(hù)，錨桿間距2 m，錨固角度15°。第三：分別對(duì)三級(jí)邊坡的錨桿進(jìn)行差異設(shè)計(jì)，具體錨桿設(shè)計(jì)參數(shù)如下表5。設(shè)計(jì)邊坡支護(hù)剖面及位置關(guān)系圖如圖3所示。

表5 錨桿設(shè)計(jì)參數(shù)

圖3 邊坡支護(hù)剖面及位置關(guān)系圖

進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，結(jié)果如圖4可知：(1)向坡外最大水平位移為0.08 m，向坡內(nèi)最大水平位移0.02 m，坡頂和坡肩出現(xiàn)約0.02 m的水平位移，坡腳區(qū)域發(fā)生0.04 m的水平位移。邊坡臨空面的水平位移量明顯大于其他區(qū)域，說(shuō)明水平位移對(duì)邊坡穩(wěn)定影響較大，滑裂面出現(xiàn)在水平位移等值線(xiàn)密集

圖4 優(yōu)化方案下邊坡位移、應(yīng)力云圖及安全系數(shù)

區(qū)，且經(jīng)過(guò)坡體內(nèi)部最大水平位移等值線(xiàn)(0.08 m)。(2)豎向位移從坡頂自上而下呈遞減趨勢(shì)，最大豎向位移為0.12 m，發(fā)生在坡頂，坡腳區(qū)域發(fā)生0.04 m的沉降。(3)整個(gè)邊坡臨空面的平面剪應(yīng)變和最大剪應(yīng)力等值線(xiàn)呈良好狀態(tài)，均勻變化且未出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，處于整個(gè)邊坡最小值區(qū)域0～60 kPa范圍內(nèi)，說(shuō)明錨桿沿坡面布置及設(shè)計(jì)值均較為合理。(4)邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)為1.370，邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

5.2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

目前邊坡已經(jīng)實(shí)施完畢，圖5為高邊坡實(shí)施完照片，整個(gè)施工過(guò)程中進(jìn)行第三方監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)頻率1次/d，監(jiān)測(cè)內(nèi)容有：坡頂和平臺(tái)位移監(jiān)測(cè)，錨桿內(nèi)力監(jiān)測(cè)，高壓電塔和高鐵橋墩位移監(jiān)測(cè)。施工前期準(zhǔn)備于2020年12月底完畢，隨后進(jìn)行土方開(kāi)挖，監(jiān)測(cè)工作自2021年1月2日開(kāi)始，施工主要集中在1月—9月，于2021年9月底基本施工完畢正式運(yùn)營(yíng)，監(jiān)測(cè)工作持續(xù)至2022年2月底。監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖6。

圖5 錨桿框架支護(hù)后的邊坡

5.2.1 與位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析

數(shù)值模擬：豎向位移自上而下呈逐漸遞減，坡頂?shù)淖畲筘Q向位移約12 cm，在坡腳處最大豎向位移約4 cm。坡頂?shù)淖畲笏轿灰萍s2 cm，坡腳的最大水平位移約4 cm。

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)：圖6(a)顯示豎向位移自上而下逐漸遞減，坡頂?shù)淖畲筘Q向位移約10 mm，在坡腳處最大豎向位移約2 mm。圖6(b)顯示坡頂?shù)淖畲笏轿灰萍s8 mm，坡腳的最大水平位移約4 mm。位移累積量主要發(fā)生在5月—9月期間，出現(xiàn)突增現(xiàn)象，究其原因主要是該時(shí)期處理邊坡開(kāi)挖施工階段，導(dǎo)致土體變形；9月份之后位移變形逐漸趨于穩(wěn)定，該時(shí)期邊坡處于運(yùn)營(yíng)階段，說(shuō)明加固后的邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，基本沒(méi)有滑動(dòng)趨勢(shì)。

監(jiān)測(cè)結(jié)果與數(shù)值模擬變化趨勢(shì)一致，但數(shù)值大小存在一定的差異。模擬計(jì)算結(jié)果較大原因主要有3點(diǎn)：(1)數(shù)值模擬是基于較多假設(shè)前提下進(jìn)行計(jì)算的，與實(shí)際過(guò)程中土體的受力形態(tài)存在差異。(2)數(shù)值計(jì)算時(shí)三級(jí)邊坡一次性開(kāi)挖到底，而實(shí)際施工過(guò)程是開(kāi)挖一級(jí)支護(hù)一級(jí)，即邊坡在發(fā)生位移變形

圖6 邊坡監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

之前已經(jīng)得到加固。(3)模擬結(jié)果與模型大小、材料屬性關(guān)系很大。模型太小，尺寸效應(yīng)很明顯；模型太大，實(shí)際工程中較少能準(zhǔn)確獲取各土層參數(shù)，勘察單位往往將較厚的土層歸為同一種較保守的物理力學(xué)參數(shù)，使得計(jì)算結(jié)果偏大；另外，在大模型中，材料參數(shù)稍微變化，都有可能導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果發(fā)生量級(jí)差距。

5.2.2 與內(nèi)力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析

內(nèi)力設(shè)計(jì)值：第一級(jí)坡200 kN；第二級(jí)坡450 kN，第三級(jí)坡120 kN。

內(nèi)力監(jiān)測(cè)結(jié)果：圖6(c)顯示第三級(jí)錨桿受力狀態(tài)波動(dòng)最小,內(nèi)力值在2 kN上下浮動(dòng)；第一級(jí)邊坡錨桿內(nèi)力波動(dòng)次之，在-6 kN～0 kN之間。圖6(d)顯示第二級(jí)邊坡預(yù)應(yīng)力錨桿的內(nèi)力值在280 kN～350 kN范圍，預(yù)應(yīng)力錨桿內(nèi)力變化主要可以分為3個(gè)階段。第一,預(yù)應(yīng)力損失階段。錨桿在張拉結(jié)束的幾日之內(nèi)，內(nèi)力值呈下降趨勢(shì)，預(yù)應(yīng)力損失約25 kN，損失率約7%。第二,錨桿內(nèi)力調(diào)整階段。5月—7月錨桿內(nèi)力出現(xiàn)小幅波動(dòng)，7月—9月錨桿內(nèi)力鋸齒狀波動(dòng)，主要原因是隨著開(kāi)挖第一級(jí)邊坡時(shí)，引起邊坡土體內(nèi)部應(yīng)力調(diào)整，出現(xiàn)回彈和壓縮反復(fù)變化，錨桿發(fā)揮效力處于工作狀態(tài)。第三,9月份完工后錨桿內(nèi)力趨于穩(wěn)定。說(shuō)明預(yù)應(yīng)力錨桿與邊坡內(nèi)部作用調(diào)整之后，邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，因而錨固力變化微小，也說(shuō)明錨桿對(duì)邊坡起到較好的加固效果。

從監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看，在正常穩(wěn)定工況下，錨桿的監(jiān)測(cè)內(nèi)力值遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)值，說(shuō)明放坡坡率設(shè)計(jì)較為合理，邊坡未出現(xiàn)滑動(dòng)趨勢(shì)，錨桿未處于工作狀態(tài)。

另外，在對(duì)高壓電塔和高鐵橋墩的位移監(jiān)測(cè)過(guò)程中，未見(jiàn)明顯位移現(xiàn)象，說(shuō)明邊坡錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方案合理可靠，保證了周邊構(gòu)筑物的安全。

6 結(jié) 論

(1) 無(wú)支護(hù)條件下，邊坡開(kāi)挖坡率對(duì)穩(wěn)定性影響較大，坡率越大穩(wěn)定性越小。工程設(shè)計(jì)需綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際構(gòu)筑物、安全性、環(huán)境保護(hù)等因素確定合理放坡坡率。

(2) 錨桿間距和支護(hù)位置對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響較大，錨固角度影響較小。本邊坡錨桿間距為2.0 m和2.5 m，邊坡穩(wěn)定；錨固角度可在10°～25°靈活選取，最佳錨固角度是15°; 錨桿支護(hù)位置發(fā)揮效力由大到小是第二級(jí)坡>第一級(jí)坡>第三級(jí)坡；因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)錨桿進(jìn)行差別設(shè)計(jì)。第二級(jí)錨桿最長(zhǎng)，強(qiáng)度最大；其次第一級(jí)錨桿；第三級(jí)坡錨桿最短，強(qiáng)度最小，一是可以很好的避開(kāi)高壓電塔樁基礎(chǔ)，二是符合“強(qiáng)腰固腳”準(zhǔn)則。

(3) 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與模擬計(jì)算結(jié)果有較好吻合度，且比模擬計(jì)算值小。位移監(jiān)測(cè)表明：位移最大值發(fā)生在坡頂，最小值發(fā)生在坡腳；豎向位移自上而下遞減。從內(nèi)力監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：錨桿受力狀態(tài)和波動(dòng)程度為第二級(jí)坡>第一級(jí)坡>第三級(jí)坡，與設(shè)計(jì)相符。 預(yù)應(yīng)力錨桿與土體內(nèi)部應(yīng)力調(diào)整后，錨桿內(nèi)力由鋸齒狀波動(dòng)重新回歸穩(wěn)定。

施工及運(yùn)營(yíng)階段對(duì)邊坡監(jiān)測(cè)結(jié)果表明錨桿框架支護(hù)方案錨固效果顯著，設(shè)計(jì)合理可靠。