錨桿技術(shù)在昭麻公路邊坡治理中的應(yīng)用

1、錨桿技術(shù)在昭麻公路邊坡治理中的應(yīng)用王覺非 張振義 李 煒（核工業(yè)華東建設(shè)工程集團(tuán)公司 南昌 330046）摘 要：結(jié)合云南昭（通）麻（柳灣）公路三期邊坡治理施工實(shí)踐，在地質(zhì)條件極不穩(wěn)定，多滑坡、多坍塌高邊坡地區(qū)進(jìn)行以錨桿、錨索技術(shù)為主的綜合治理技術(shù)研究與應(yīng)用，本文對邊坡的破壞類型，形成機(jī)理以及治理的方法與措施進(jìn)行了闡述。關(guān)鍵詞：道路工程；錨桿技術(shù)；公路邊坡治理；應(yīng)用0 前 言昭麻公路路線沿大關(guān)河?xùn)|、西兩岸布設(shè)，兩岸高山對峙，岸坡陡峻，溝谷縱橫，山坡為崩塌附落堆積的巖堆體覆蓋，呈中密松散體狀；表層地質(zhì)巖性為第四紀(jì)坡殘積塊碎石土，下部為硅質(zhì)灰?guī)r石英砂巖，沙質(zhì)巖夾炭質(zhì)頁巖及泥巖。巖石地段大多節(jié)理裂隙

2、發(fā)育，破碎松散，有的地段地下水豐富，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，為滑坡、坍滑多發(fā)地區(qū)。我們采用綜合治理的方法主要有：噴錨掛網(wǎng)支護(hù)、預(yù)應(yīng)力錨索框架，預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁，普通抗滑樁，擋土墻，拱形骨架支護(hù)，排水孔，截水溝等等，本文僅對噴錨掛網(wǎng)支護(hù)、預(yù)應(yīng)力錨索框架，預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的工藝應(yīng)用進(jìn)行闡述。1 關(guān)于邊坡簡述1.1邊坡破壞的類型1.1.1蠕動(dòng) 在上部巖體的重力作用下，使表部巖層發(fā)生長期緩慢的變形現(xiàn)象，以巖塊間的剪切位移及巖塊的歪斜扭轉(zhuǎn)為主要特征。滑體多為碎石土和風(fēng)化巖石。1.1.2順層滑坡 多發(fā)生在結(jié)構(gòu)較弱的堅(jiān)硬巖體或軟石中，當(dāng)面巖層的傾向與邊坡傾向一致時(shí)，由于人工削坡腳，易發(fā)生順層滑動(dòng)。1.1.3均質(zhì)滑

3、坡 多發(fā)生在土層、泥巖和頁巖等性均一的軟性地層中，當(dāng)邊坡上的最大剪應(yīng)力大于巖土的抗剪強(qiáng)度時(shí)，形成弧形的滑動(dòng)面。滑坡規(guī)模較小。1.1.4切層滑坡 滑坡體切過不同巖層發(fā)生滑動(dòng)，滑動(dòng)面沿?cái)鄬用?，?jié)理裂隙面形成。1.1.5崩坍 崩坍多發(fā)生在硬巖層組成的高邊地段。其特征是由多組軟弱面切割的巖體沿邊坡傾倒翻滾，墜落于坡腳。1.1.6傾倒 邊坡巖塊受到幾何形狀，產(chǎn)狀裂隙水及結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化的影響，以某一線為軸，經(jīng)其向外側(cè)臨空面轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象。1.2影響邊坡穩(wěn)定的因素1.2.1地質(zhì)因素（內(nèi)在因素） 主要是巖土性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)面和地應(yīng)力等。1.2.2外在因素 主要是振動(dòng)的作用、水的作用、邊坡的形態(tài)以及氣候溫差的影響

4、B1.3邊坡穩(wěn)定性分析圖1 單一滑面在動(dòng)作下邊坡穩(wěn)定計(jì)算圖1、巖土體 2、錨桿 3、噴射砼 4、擋墻 5、路基圖2 邊坡斷面及錨噴加固布置圖邊坡潛在滑體的抗滑力與下滑力之比來判斷邊坡穩(wěn)定性（以單一滑面作力學(xué)模型）即Ks=抗滑力/下滑力式中，Ks為穩(wěn)定性系數(shù)，當(dāng)Ks=1.0時(shí)，邊坡處于臨界狀態(tài)，Ks >1.0時(shí)邊坡穩(wěn)定；Ks <1.0時(shí),邊坡不穩(wěn)定。Gcostg+CLGsinK2=如圖1所示：滑動(dòng)體ABC重量為G，則其抗滑力為重力產(chǎn)生抗滑阻力及巖體的粘結(jié)力C產(chǎn)生的抗滑阻力之和，即抗滑力=Gcostg+CL；下滑力由重力引起，即下滑力=Gsin，穩(wěn)定系數(shù)為：1.4邊坡的加固方法從加固作

5、用機(jī)理分析，有主動(dòng)式加固和被動(dòng)式加固，主動(dòng)式加固被視為加固體既為荷載體又視為承載體，加固體和被加固體合為一體共同承載。主動(dòng)式加固以錨噴加固為主體的加固措施，如錨桿、預(yù)應(yīng)力錨索等；被動(dòng)式加固只視為加固體為荷載體，其穩(wěn)定僅靠加固體的反力實(shí)現(xiàn)。被動(dòng)式加固以支擋結(jié)構(gòu)為主體的加固方法，如擋土墻、抗滑樁、護(hù)坡墻等。2 錨噴網(wǎng)支護(hù)加固方法錨噴網(wǎng)支護(hù)是靠錨桿、鋼筋網(wǎng)、砼共同作用來提高邊坡巖土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗變形剛度，減小巖土體側(cè)向變形，增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性。2.1錨桿加固參數(shù) 設(shè)計(jì)：錨桿深度1.5-5m，錨桿間距1.5m×1.5m，錨孔直徑42mm，最大錨固力：120KN-240KN。2.2掛網(wǎng)、噴砼的參

6、數(shù)掛網(wǎng)噴砼的目的是防止表面巖體進(jìn)一步風(fēng)化和阻止局部小塊石下滑，同時(shí)與錨桿共同起作用，對邊坡的表里起加固作用。在昭麻公路，參照公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范，噴砼強(qiáng)度為C20，噴砼厚為8cm，鋼筋網(wǎng)格為30×30cm，鋼筋直徑為6.5mm。2.3施工方法2.3.1處理松石 對于坡面松石、危巖，心須先處理干凈。 2.3.2鉆錨桿孔 采用YT-27型風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，孔徑42mm，孔深必須達(dá)到設(shè)計(jì)深度，最后用高壓風(fēng)將孔內(nèi)積水和巖渣吹洗干凈。2.3.3錨桿安裝 錨桿采用22mm螺紋綱，采用先灌漿后插入錨桿安裝錨桿。注漿采用壓力式注漿機(jī)注入。2.3.4鋼筋網(wǎng)安裝 按網(wǎng)格（30×30cm）綁扎，與錨桿

7、交叉處捆綁牢固，沿坡面的起伏鋪設(shè)，距巖面最小距離3cm作為控制噴射砼厚度。2.3.5噴射砼 噴前用高壓風(fēng)、水沖洗巖面，噴射自上而下分層實(shí)施，噴頭垂直于受噴面，距離坡面0.6-1.0m，保持噴砼表面平整，保證噴射厚度達(dá)8cm。3 預(yù)應(yīng)力錨索框架支護(hù)加固方法 它是由預(yù)制砼框架和錨索組成，其加固機(jī)理是錨固力通過框架傳給坡面，從而保持邊坡的穩(wěn)定。3.1預(yù)應(yīng)力錨索框架結(jié)構(gòu)參數(shù)1、錨索 2、框架 3、滑體 4、坡面圖3 預(yù)應(yīng)和錨索框架示意圖一般使用砂漿錨索長20m-30m (其中錨固段10m，自由段10-20m)、錨索間距一般4m×5m。錨索孔直徑110mm，鋼絞線5×15，用高強(qiáng)度、

8、低松馳應(yīng)力鋼鉸線強(qiáng)度1860級。錨具用OVM15-5型，注漿核輻射料用11水泥砂漿，水灰比0.45 ,注漿砼強(qiáng)度C25。注漿壓力不低于0.3Mpa，框架砼強(qiáng)度為C25。錨索設(shè)計(jì)荷載500KN，鎖定荷載400KN。3.2施工方法及工藝流程預(yù)應(yīng)力錨索施工 .1錨索造孔 用潛孔錘或錨桿鉆機(jī)成孔，成孔后排凈孔內(nèi)巖碴，遇破碎地層漏風(fēng)時(shí)，采用往孔灌注水泥砂漿，待初凝后再復(fù)打。.2錨索制作、安裝 每5束鋼絞線按要求編制成錨索，在線環(huán)中間預(yù)安25注漿管。將制作好的錨索，推送至孔內(nèi)。錨索注漿：錨索安裝后，采用中低壓反循環(huán)注漿，注漿時(shí)中間無中斷，水泥砂漿凝固收縮后，多次往孔內(nèi)補(bǔ)漿。.3錨索張拉鎖定 錨索孔內(nèi)砂漿強(qiáng)

9、度和框架梁砼強(qiáng)度達(dá)到80%后，進(jìn)行錨索張拉鎖定，張拉鎖定時(shí)，先在錨頭位置安裝200×200×200mm的鋼墊板，錨具采用OVM15-5錨具。張拉時(shí)要求分五級逐條張拉。.4封閉錨頭 錨索張拉鎖定后，用無齒據(jù)切除多余的鋼絞線，然后用C25砼封閉錨頭。錨索框架梁施工 錨索部分完工后，測放框架梁位置，為縮短工期，框架梁采用分片施工，按要求順坡面開挖框架基坑，然后制安鋼筋，并用鋼管柱加8#鐵絲固定，模板安裝好后，嚴(yán)格按配合比現(xiàn)澆C25砼，并振搗密實(shí)?？蚣芰浩街保瑹o蜂窩、麻面。4 預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁支護(hù)加固方法 該結(jié)構(gòu)是利用鉆孔樁或人工挖孔樁，在樁上設(shè)置一排或多排錨索，并對錨索施加張拉力

10、（預(yù)應(yīng)力），將樁通過索錨固定在穩(wěn)定的基層中，以過到阻止邊坡滑動(dòng)的目的。4.1預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁受力結(jié)構(gòu)（圖4、圖5）T-錨索張拉力 qc-滑坡推力 QZ-土體對樁嵌入段的土壓力圖4 手應(yīng)力錨索樁受力筒(下轉(zhuǎn)第25頁)a b cqb-被動(dòng)土壓力(取qb=0)圖5 樁身受力及內(nèi)力圖當(dāng)取適當(dāng)?shù)腻^索張拉力T，可使O點(diǎn)的彎矩為零（臨界狀態(tài)或靜態(tài)）。這樣樁身受力可簡化為圖5，利用Mo=0即：T·sin·H=1/2·qc·H2可得到錨索中的張拉力T= （qc·H）/2 sin4.2錨桿抗滑樁主要參數(shù)一般使用砂漿錨索。錨索長30-40m（其中錨固長7 m），錨索

11、孔直徑168mm，錨索9×15mm?？够瑯稊嗝鏋? m×3m.，或2.2 ×3.4 m。樁砼為C20。樁長15-25 m不等。最大錨固力1350KN。4.3施工方法4.3.1抗滑樁的施工 抗滑樁的開挖采用挖孔的方法施工。4.3.2錨索施工 基本上同錨索框架。采用MD-50錨桿鉆機(jī)，89mm鉆桿，168mm套管跟管鉆進(jìn)。錨索采用9束15mm鋼絞線。5 結(jié) 語自2000年4月12日至2001年12月進(jìn)駐云南昭麻公路邊坡治理項(xiàng)目施工以來，由于施工工藝技術(shù)先進(jìn)，共簽約七份合同，治理邊坡總里程自K53+500至K89+80共36.37km ,完成邊坡治理十七段，掛網(wǎng)錨噴面積為 11.3萬m2 ,預(yù)應(yīng)力錨索框架2370