某边坡工程支护设计-施工工艺探析

1、某边坡工程支护设计施工工艺探析摘要：对于地质条件差而安全等级要求较高的开挖边坡， 单纯使用锚杆喷锚进行支护可能无法满足工程要求，这时， 可以采用锚杆与预应力锚索梁组合进行支护，提高边坡的整 体稳定性。本文通过对某工程边坡地质的条件及其稳定性分 析,概述锚杆与预应力锚索腰梁组合进行边坡加固的设计与 施工工艺。关键词：边坡；锚杆；预应力锚索腰梁;稳定abstract: the geological conditions for the poor and safety level requirement of high slope excavation, simple to use spray an

2、chor rod anchor for supporting may not be able to satisfy the requirement of project, at this time, can use anchor rod and beam combination of prestressed anchor supporting, improve the stability of the slope as a whole this article through to an engineering geological conditions and stability of th

3、e slope of the analysis, the paper prestressed an chor bolt and waist beam combination for slope reinforcement design and construction processkeywords: slope; anchor rod; prestressed anchorbeam waist; stability中图分类号：s611文献标识码：a文章编号： 引言：近年来，随着我国基础设施的大量建设，出现了大量的边坡工程。为了保证基础设施的使用安全，则必然要 求对这些边坡进行支护加固。对于地

4、质条件差而安全等级要 求较高的开挖边坡，单纯使用锚杆喷锚进行支护可能无法满 足工程要求，这时，可以采用锚杆与预应力锚索梁组合进行 支护，提高边坡的整体稳定性。预应力锚索腰梁是近年来发展起来的一种新型支挡结构，这项技术是把预应力锚索的锚碇直接固定于腰梁结构 上,使预应力锚索和腰梁共同承担加固结构物的荷载。它是 通过钢筋混凝土腰梁将锚索连接，从而将锚索巨大的锚固力 传递给坡体，改变坡体应力状态，提高坡体自稳能力的一种 主动加固方法。腰梁不仅可以为预应力锚索提供反力装置, 而且也对边坡岩土有着框箍和压紧作用。由于这种加固技术 与其它土体加固技术相比，具有施工简单、加固效果显著和 适用面广等优点，因而

5、对于地质条件差的高开挖边坡可以推 广应用。1工程概况 1.1场地条件湖南长沙某工程，拟将其旁一山体内侧的土体挖掉，开挖后形成原状土土质高陡边坡，坡高4. 0 -15. 5m ,边坡安全等级为一级。被开挖部分山体的水平距离为150. 0m垂直高度为15. 5m，按1: 0. 4分两次放坡，放坡高度分别为8m和7.5mo由于山体开挖后的边坡稳定性将直接影 响建筑物的安全使用，故需根据山体地质情况正确分析其开 挖后所形成边坡的稳定性，制定合理的边坡支护方案。1. 2工程地质及水文条件根据岩土工程勘察报告显示，该山体内的地层自上而下 的顺序主要有:第四系坡洪积层(qdl + pl)、冲洪积层(qal

6、+ pl)、残积层(qel)以及侏罗系中统基岩(ja2),其土层的物理参数如表1所示。表1 土层的物理力学性质场区内地下水主要为赋存于基岩风化带中的风化裂隙水，地下水的富水性一般，以大气降水的垂直渗入作为其主 要补给来源，地下水位埋藏较深。场区内地下水ph值为5.80 6. 20 ,对拟治理边坡的混凝土结构及钢筋均不具腐蚀 性，对钢结构具弱腐蚀性。2边坡稳定性分析由工程条件可知，边坡土层抗剪强度较大，但局部破碎、 软硬互层的构造特性又导致其稳定性较低，在地表水及雨水 作用下边坡容易滑塌。边坡开挖后，在坡体内发现一个顺坡 向的软弱结构面，倾角约30° ,长约25m，倾角小于坡角，对边坡

7、稳定性构成潜在的严重威胁。在滑体后部产生张裂 缝，该张裂缝对边坡稳定性有很大影响，特别是在暴雨情况 下，由于底部排水不畅，张裂缝可能临时充水达一定高度， 沿张裂缝及滑动面产生静水压力，使滑动力突然增大，造成 边坡滑移。边坡的稳定性分析可按平面剪切破坏类型考虑。由刚性极限平衡法分析，稳定系数计算:式中：fs为边坡稳定性系数;c为滑动面内黏聚力(kpa);(p 为滑动面内摩擦角(°); l为滑动面长度(m);a为边坡坡脚 (°);p为滑动面倾角(°);u为作用在滑块地面上的水浮托力 (kpa);v为张拉裂缝中的水压力(kpa);yw为水的重度 (kn/m3);y为岩体

8、重度(kn/m3);z为张裂隙深度(m);zw为裂 隙中水的深度;w为滑体所受重力(kn)o根据边坡工程地质条件丄=25m , c = 30kpa , <p =15° , a = 68° , p = 30° , y = 20kn / m3 , z = 5m , h = 15. 5m , zw= 4mo c , cp的取值是根据山坡原状土试样进行试验得出 的。将上述数据代入公式计算得fs二0. 97 ,小于设计要求 的安全系数1. 25 ,不符合规范要求，说明现有边坡稳定性 较差，需采取加固措施。3边坡支护设计根据边坡的岩土体情况、勘察报告以及支护性质，具体方

9、案如下:采用锚杆与预应力锚索并配置钢筋腰梁的复合支护方案，可有效控制边坡土体变形，以确保边坡稳定，满足 边坡安全的要求。边坡支护剖面如图1所示，均按1:4放 坡，边坡坡底标高为91.0m，坡顶标高为106. 5m，于98. 5m标高处设置一个1m宽平台，平台内砌有水沟（见图 1）o图1边坡剖面示意3. 1锚杆（索）设计 1）边坡共设10排锚杆，纵横间距为1.5m ,遇锚索位置锚杆纵向间距为3m;锚索设有4排，纵横间距均为3.0m ,每排锚索都设有腰梁。设计拉力式中为锚索（杆）与水平面夹角，其余符号与前相同。根据岩土工程勘察 规范gb50021-2001 fs取1. 25计算，得锚杆拉力t1= 520kn / m ,锚索拉力t2=430kn / mo由公式 ti= mt / n（6）式中:nt二ti , m , n分别为锚杆索间距和排数。经计算 得出:单根锚杆抗拔力设计值n匸130kn ,单根锚索抗拔力 设计值nt二320kno3）锚杆（索）结构为圆柱形，由3 = 45° +（p