压力分散型锚索在岩质边坡处治中的应用.pdf

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24 中 外公路 第27卷第5期 2 0 0 7年1 0月 文章编号:167l一2579(2007)05—0024一03 压力分散型锚索在岩质边坡处治中的应用 刘怀相 (南阳市宛坪高速公路有限公司,河南南阳473000) 擒要:对河南省宛坪高速公路45 m高的边坡进行稳定分析,采用了压力分散型锚索和 格构颦进行支护。压力分散型锚索是由若干十单元锚索组成,该类锚索可以有效调用地层 强度,显著提高锚索的承载力.在锚头处安装12个锚索内力测力计,观测结果表明支护效 果良好. 关键词:压力分散型锚索}岩质边坡I高陡边坡l处治 预应力锚索在岩土工程加固中可以充分发挥岩体 的自承潜力.改善和提高岩土介质的自身强度和自稳 能力,减轻支护结构的荷载,节约工程投资,具有显著 的经济和社会效益。 本文以宛坪(南阳一西坪)高速公路K40+280~ K40+420边坡防护工程为研究对象进行分析.讨论了 压力分散型锚索对岩质边坡的加固效应,为高陡边坡 的预应力锚索布置提供参考。 1工程概况 宛坪高速公路K40+280~K40+420路段,场地 地貌类型属中低山区。低山与淘谷相间分布,地势起伏 较大,山势陡峻。岩性主要为紫红色细砂岩夹薄层泥 岩、砂砾岩,全风化、强风化层厚5.0~6.O m;沟谷分 布有浅黄色、软一硬塑状亚粘土,厚约7.4~9.o m。 风化层易产生顺向滑塌,如图l所示。经分析,产生滑 坡有以下原因:滑坡体地段全部属于风化泥质岩,多为 圈l K40+280滑坡照片(局部) 收稿日期:2007一06—30 作者筒介:捌怀相,男,硕士研究生,高级工程师 顺层坡,同时路基设计边坡坡角为45。,大于岩层倾角 (路线与岩层走向夹角为206~30。),形成不稳定因素} 加上大降雨后,短时问内的雨水渗入滑坡体内,增加了 滑坡体的总重量,即下滑力增大,易产生滑坡。 2边坡稳定性分析与边坡加固方案设计 2.1边坡稳定性分析 用Geo—slope软件中的Slope/w模块对边坡稳 定性进行分析,其计算原理是极限平衡条分法,使用勘 查报告所给的岩土参数,计算出稳定系数K=1.662。 2.2边坡加固方案设计 (1)地表地下拦截排水:在坡顶设置截水沟并在 边坡平台上设置排水沟;对于地下水较发育的边坡,为 疏干坡体中的地下水,在第2~5阶坡面设置排水孔} 排水孔的位置、间距、长度根据现场钻孔及出水情况予 以调整。 (z)边坡加固方案:为了减少放坡、节省挖坡土方 量、加大边坡坡率,采用压力分散型无粘结预应力锚索 +混凝土格构梁联合支护体系。强大的预应力保证了 边坡的稳定性,多个承载体将预应力以压力形式分散 作用于不同深度的岩石中,使得锚孔中砂浆处于均匀 受压状态,从而避免了传统拉力型锚索中砂浆的拉伸 开裂,再加上无粘结塑料管的保护提高了防护效果,粱 格构造也使得边坡的植被绿化能够实现(边坡稳定性 万方数据 万方数据 26 . 中外公路 27卷 板涂防锈油漆,锚头则采用盒式钢保护罩封闭,张拉工 作结束后将钢保护罩内充满油脂,锚垫板则用3 cm厚 C25素混凝土进行封锚。 ‘(5)控制锚索钢绞线所承受的应力水平,使其不 超过钢绞线抗拉强度标准值的60%,减少因高拉应力 作用下应力腐蚀而引起钢绞线的脆断失效。 4边坡监测 边坡工程监测的作用: (1)评价边坡施工及其使用过程中边坡的稳定程 度,对可能出现的险情及时提供报警。合理采用和调整 有关施工工艺和步骤,做到信息化施工和取得最佳经 济效益。 (2)为防治滑坡及可能的滑动和蠕动变形提供技 术依据.通过监测可对岩土体的时效特性进行相关的 研究。 (∞对已经发生滑动破坏和加固处理后的滑坡, 监测结果也是检验崩塌、滑坡分折评价及滑坡处理工 程效果的尺度。 (4)为进行有关位移反分析及数值模拟计算提供 参数。对于岩土体的特征参数,由于通过试验无法直 接取得,通过监测工作建立相关的计算模型,进行有关 反分析计算。 在本工程边坡上安装了1z个锚索内力测量计,用 来观测锚索内力变化情况。获得有近60 d的观测数 据,限于篇幅,文中只列出其中的2个测力计观测结 果,如图4、5所示。其数据呈波浪形变化,表明锚索安 装后确实起到了防护作用,边坡有部分位移,受到锚索 的阻挡,把力传给了锚索。 l 000 z 800 赛600 忸 鹅400 擐200 ‘0 0 20 柏 ∞ 时问,d 围4测点1的钢索内力随时间变化 :1:妒。矿鸭彬 要600} 蕞伽} 颦200l o L———L———_L———J————L———_L———一 5结语 0 IO ∞ 30 40 卯 60 时间,d 圈5蔫点2的钢素内力随时掏变化 压力分散型锚索是一种新型的边坡加固技术,适 宜于岩体质量较差的边坡加固,通过锚固段压力合理 分散,克服了传统拉力型锚索锚固段首部应力集中的 缺点。由于成孔直径大,相同长度的锚索能提供更大 的锚固力,施工中由于地质条件复杂,施工难度较大, 锚索施工成孔是关键问题,施工中要严密组织,精心安 排,严把质量关。 参考文献: [1]廖凯霞.锚杆在边坡与基坑工程中的应用与分析[D].同 挤大学硬士学位论文,2001. [2] windsor,c.R Rock Reinforcem∞t Systems.Int.J. Rock Mech.Min.sc.&Geomech.AbstL,1997,34 (6):919~951. [3]张发明.岩质边坡预应力锚固教应及应用研究[D●.河海 ‘大学博士学位论文,2000. [4]吴学兵.靖洪文.压力分散型锚索剪应力分布规律的研究 [J].山西建筑,2006(6). [5]程良奎,韩军.单孔复合锚固法的理论和实践[J].工业 建筑,200I(s). [6]范景伦,曹 虹.压力分散墅锚杵技术[J].建筑技术开 发.2001(1). [7】寇晓东.周维垣,杨若琼,沈大利.应用三维快速拉格朗日 珐进行三峡船闸高边坡锚固稳定与机理研究[J].土木工 程学报.2002(1). [8]赵树良.类土质边坡锚固效应数值模拟[J].四川建筑, Z003(4). [9]郭朝华,张竖.拉拔试验确定锚索设计参数[J].中外公 路,2005(4). I 万方数据
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