1、锚杆（索）结构支护设计的理论研究与实践 摘要： 文章主要结合工程实例 ,介绍了锚索、锚杆框架梁和抗滑桩联合支护体系在路基高边坡治理中的应用情况，并针对锚杆（索）框架梁及抗滑桩两方面的施工要点，以及锚杆、锚索应力监侧措施进行分析。 总结大全 关键词：高速公路 锚索 滑坡 抗滑桩 监测 1 工程概况 某高速公路第四合同段挖方路基（ K24+120K24+350）左侧，滑动次数多，滑坡平面形态略呈 M 状，滑体长 220m，前缘宽约 230m，滑动方向介于295315 ，滑体内发育有 5 个小型、多期、多级形成的浅表型牵引式滑坡。由于路基边坡的开挖，加之连续降雨的强烈作用，导致古滑坡复活滑移，形成新
2、的滑坡。 2 工程地质条件 该滑坡所处位置，坡体南高北低，坡形东侧地形，总体上呈缓倾的斜坡状，地面坡度约 11.3 。坡体中部地形总体上呈上凹状，呈台阶式降低。坡体西侧地形属陡坡、陡坎状，向北西倾斜，地面坡 度 22 。该段地层岩性较为复杂，主要有坡积混碎石亚粘土、洪击亚粘土和花岗岩，滑体内的混碎石亚粘土和亚粘土层土质疏松、空隙发育、易下渗大气降水，而其下的发育浅褐色亚粘土，土质致密坚硬，为良好的阻水层，含水量大且有剪切面存在。 3 滑坡治理方案优化 3.1 滑坡原因分析 滑坡内因： （ 1）该滑坡前缘的浅褐色亚粘土团粒化严重，粘聚力值低，土体自立高度值小、在地形坡度陡峻的情况下易形成滑塌而不
3、停的产生高陡坡面。 作文 （ 2）该滑坡后缘的全风化花岗岩易滞留、赋存大气降水，使之相依的浅褐 色亚粘土发生软化现象。 外因是：古滑坡抗滑段挖方卸荷和连续降雨，其中公路路基的开挖是古滑坡复活的直接诱发因素，而大气连续降水降低了滑坡的稳定性，加剧了滑坡的滑动。 3.2 滑坡推力计算 3.2.1 滑动面值的确定 根据滑坡地质勘察报告和滑坡反算相结合的方法，得 C=23Kpa，=14.6 ，按公路工程抗震设计规范不考虑地展作用影响； 3.2.2 滑坡推力计算 采用不平衡推力传递系数法进行计算，假定每一分界上推力的方向平行于上一土条的底滑面，第 i块土条承受的各种作用力示于图 1中，根据不平衡下滑力
4、=下滑力 Fs 抗滑力，得不平衡推力简化计算公式： Pi=Fs(Wisinai Qicosai)-cili (Wicosai-Qisinai-uili)tg i+Py 上式中： y=cos(a1-a2)-tg isina(a2 -1- a2) 各土条分界面上的 Pi 求出后，可求出此分界面上的抗剪安全系数： Fvi= cihi (Picosai-Upi)tg i/Pisinai 式中 : Upi 作用土条侧面的孔隙水压力； hi 一一 作 用土条侧面 的孔隙水压力， ci i 土条侧面各土层的平均抗剪强度指标； 开题报告 计算参数及下滑力结果见表。 表 1 滑坡体 C、值及推力计算 项目重量
5、EN/m3 粘服力 Epe 安全系数（ K）设计推力 EN/m3 参数与结果21231 256853.3 锚索框架梁设计 布设锚索框架梁旨在通过锚索对滑动体施加预应力，变被动土压力为主动土压力，抑制和调整边坡变形，保证抗滑桩桩身的安全开挖，并在后期与抗滑桩共同作用，以增强坡体的稳定性。框架梁布置在坡率为 1:1的二、三、级 边坡上，总长度 6560m。框架梁横向与坡面走向一致，纵向与横向垂直。框架节点间距均为 3m，每个节点均设置有锚索孔。锚索采用 7 根j15.42mm预应力钢绞线组成一束，长度 2930m，锚索孔孔径 150mm，俯角30 ，嵌人花刚岩层 12m。锚具选用 OVM15-7型
6、，单束锚索张拉应力为10KN/m。锚索孔共计 239 个。 3.4 锚杆框架梁设计 锚杆框架梁通过锚杆与坡体的锚固应力作用于框架梁，抑制和调整边坡变形，保证边坡的安全开挖，并在后期与锚索框架梁、抗滑桩共同作用，以增强坡体的稳定性。框架梁布置 在坡率为 1:1 的二 五级边坡上，共 724根，长 9310m。框架梁横向与坡面走向一致，纵向与横向垂直。框架节点间距均为 2.5m，每个节点均设置有锚杆孔。锚杆采用 28 的螺纹钢，长度为1518m，设计角度为 30 。 图 1 项抗滑桩工作原理示意图 3.5 抗滑桩设计 由于滑坡体上发育着多个小型、多期、多级形成的浅表型牵引式滑坡体。路堑开挖时， 为
7、了确保安全，对滑坡体上部削方卸载，减小滑坡体的下滑推力，在滑坡段路基边坡的一、二级平台之间布置抗滑桩，分两种型式， I 型抗滑桩径为1.8m2.5m ，桩长为 18m，共计 9根， II型抗滑桩桩径为 1.5m2.0m ，桩长为 15m，共计 9根。 4 施工工艺要点分析 4.1 锚索 (杆 )框架梁施工 4.1.1 造孔 钻孔采用 QZJ-100B潜孔机钻进。为保证边坡的稳定，施工严禁给水钻进。钻孔过程中遇到滑坡挤压变形破碎带时，往往会发生坍孔。这时可以采取固壁灌浆的方法予以处理，即用注浆泵压人水泥砂浆，注浆压力约0.40.6Mpa，待水泥砂浆初凝后继续钻进。如果吃浆量太大 ,可以采取间歇灌
8、浆的方法进行施工。 4.1.2 清孔 由于裂隙发育 ,泥岩遇水软化 ,水渗人裂隙会降低岩石的内摩擦阻力，不利于边坡稳定。故清孔可选用排气量 17m3/min、气压 1.2Mpa 的空压机。对锚固段采用少量的水和高压风联合冲洗，确保锚固效果，对自由伸长段采用高压风清孔。 4.1.3 锚索（杆）制作 锚索下料长度要考虑预留张拉千斤顶和夹板的长度锚固段锚索，每 0.5m 分别设定位环和隔离架，这样可以保证其受力均匀。在锚索的最前端加设导向帽，以利于锚索的安装。棒式锚杆的制作十分简单，首先按要求的长度切割钢筋，并将外露端加工成直角，并加焊框架梁锚固钢 筋，然后在杆件上每隔 23m 安放支架以使杆件在孔
9、中居中。 4.1.4 锚索 (杆 )安装 锚索安装采用汽车吊提升，人工辅助配合，依靠重力和人力将锚索缓缓放下。锚索送人孔底后，应向外拉出 0.3m 左右，以确保锚索顺直、注浆管畅通。锚杆安装之前，应检查孔道是否阻塞，查看孔道是否清理干净，并检查锚杆体的质量，确保锚杆组装质量满足设计要求。采用人工安放，安放时应防止锚杆弯曲，注浆管宜随锚体一同放入孔中，注浆管端部距管底宜为 50m100m，锚杆放人角度与钻孔角度保持一致，在人孔过程中，注意避免移动对中器 。 4.1.5 注浆施工 注浆作业应连续紧凑，中途不得中断，使注浆工作在初始注人的浆液仍具塑性的时间内完成，注浆采用从孔底向外压浆法，边灌边提注
10、浆管，保证注浆管管头插入浆液液面下 50m80m，严禁将导管拔出浆液面，以免出现断杆事故，实际注浆量不得少于设计的理论计算方量，即注浆充盈系数不得小于 1.0。 4.1.6 张拉及 总结大全 锁定 张拉前，必须对千斤顶、压力表、油泵进行配套标定。锚索采用整体式张拉，共分四级进行。每次按设计荷载的 25%递增，第一级稳压 10min， 中间每级 5min，最终张拉力按设计荷载的 110%控制，每级张拉完成后，均应测定锚索的伸长量，最终伸长量不得超过设计值。 4.2 抗滑桩施工 框架梁主体施工结束后，方可进行抗滑桩的施工。抗滑桩施工应从两侧向中间开挖，同时开挖的桩位不得超过 7个。开挖应采用间隔布
11、置，即采用隔 2个挖 1个。桩身开挖过程中基岩可采用小炮松动，但应严格限制药盆，禁止放大炮，以避免对滑坡体造成太大扰动，人工成孔后，现场灌注混凝土施工，灌注桩是一项质量要求高，施工工序要求多，是一个须在短的时间内连续完成的地下隐蔽工程。 5 锚杆、锚索应力监侧 5.3.1 锚杆轴力量测 本工程采用电阻应变片式量测锚杆对锚杆轴力进行量测，电阻应变片式量测锚杆是在实际施工使用的锚杆上轴对称贴四块应变片，以四个应变的平均值作为量测应变值，测得的应变再乘以钢材的弹性模量，得各点应力值。目的在于了解锚杆实际工作状态，结合位移、修正锚杆的设计参数。 5.3.2 锚索预应力监测 对预应力锚索应力监测，其目的
12、是为了分析锚索的受力状态、锚固效果及预应力损失情况，因预应力的变化将受到边坡的变形和内在荷载的变化的影响，通过监控锚固体系的预应力变 化，了解边坡的变形与稳定情况。在安装锚索时，将锚索侧力计安装在锚垫之后，安装示意图见图 2，其安装全过程包括：测力计室内检定、现场安装、锚索张拉、孔口保护和建立观侧站。 作文 图 2 量侧锚感杆结构与安装示意图 监测结果为预应力随时间的变化关系，通过这个关系可以预测边坡的稳定。图 2 为二级平台 K24+230 锚索框架 512、 528、肠 2 侧点的监测结果，从图中可以看出，经过 3 个月时间，各锚索预应力趋于稳定，说明边坡的锚固效果良好，经过雨季后，预应力值无异常出现，边坡经过加固处理后已 趋于稳定。 6 结束语 综上所述，根据连续近一年的变形观测和应力观测，滑坡体已处于稳定状态，说明这种治理方案是成功可行的。锚索、锚杆框架梁施工工艺简单、高效和安全，便于机械化施工，能有效降低对坡体的扰动；抗滑桩具有抗滑力强、适用条件广泛、对滑坡的根治性能好等优点。三种支护体系的联合应用，可以弥补传统支护方式的不足，并能取得显著的工程经济效益。
