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篇(1)

關(guān)鍵詞：巖土錨固發(fā)展問題

一、概述

巖土錨固是通過埋設(shè)在地層中的錨桿(索)(以下統(tǒng)稱錨桿),將結(jié)構(gòu)物與地層緊緊地聯(lián)鎖在一起,依賴錨桿與周圍地層的抗剪強(qiáng)度傳遞結(jié)構(gòu)物的拉力或使地層自身得到加固,從而增強(qiáng)被加固巖土體的強(qiáng)度,改善巖土體的應(yīng)力狀態(tài),以保持結(jié)構(gòu)物和巖土體的穩(wěn)定性,以達(dá)到預(yù)防和治理此類地質(zhì)災(zāi)害的目的。

二、巖土錨固工程技術(shù)的發(fā)展歷史

1.巖土錨固工程技術(shù)在國外的發(fā)展歷史概況

巖土錨固技術(shù)在與巖土有關(guān)的工程中的應(yīng)用可以追溯到19世紀(jì)末。1872年,英國在北威爾士露天頁巖礦首次使用了錨桿支護(hù)。此后,美國從1910年開始在阿伯施萊辛的弗里登斯煤礦使用,20世紀(jì)40-50年代以后,錨桿在美國礦井下的成功應(yīng)用引起了世界各國的重視和廣泛推廣,90年代煤礦錨桿支護(hù)幾乎達(dá)到百分之百。德國在1912年開始在謝列茲礦的井下巷道采用錨桿支護(hù),20世紀(jì)80年代以后,逐步改變了崇尚自己發(fā)明的U型鋼支護(hù),而轉(zhuǎn)向推廣應(yīng)用錨桿支護(hù)技術(shù),且錨桿技術(shù)在千米深井中得到應(yīng)用。法國在20世紀(jì)60年代末錨桿使用量占2/3,80年代后,煤巷錨桿比例大幅提高。日本于1950年引進(jìn)錨桿支護(hù)技術(shù),20世紀(jì)70年代煤礦和隧道中使用錨桿的比例已經(jīng)達(dá)到4.5:3。澳大利亞從英國、法國等引進(jìn)錨桿技術(shù)后,于20世紀(jì)80年代后期對錨桿支護(hù)技術(shù)的改進(jìn)使錨桿支護(hù)技術(shù)提高了一個檔次,并引起英國等國家的再學(xué)習(xí),重新推動了錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展。目前在澳大利亞的煤礦巷道中基本上采用了錨桿支護(hù)技術(shù)。

2.巖土錨固工程技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展歷史概況

我國于20世紀(jì)50年代開始使用錨桿支護(hù)技術(shù),至70年代前期還處于探索階段,直至1978年才開始重點(diǎn)推廣,至80年代向英國學(xué)習(xí)錨桿支護(hù)技術(shù)后推廣到煤巷支護(hù),90年代又向澳大利亞學(xué)習(xí)和引進(jìn)成套先進(jìn)的錨桿支護(hù)技術(shù),目前已得到廣泛的推廣和應(yīng)用。在一些礦區(qū)的錨桿支護(hù)巷道比例達(dá)到90%以上,有些礦井甚至達(dá)到了100%,取得了較好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益。

三、錨固工程技術(shù)存在的問題和發(fā)展趨勢

1.錨固機(jī)理的認(rèn)識亟待提高

錨固技術(shù)的關(guān)鍵首先是對錨固機(jī)理的認(rèn)識。它包括兩部分,即錨固對巖土體的加固作用和單根錨桿本身的受力問題。盡管現(xiàn)在有許多對錨固作用的解釋,但這些解釋多半是表面的和牽強(qiáng)的,或者只適用于一些特殊條件。因此,目前的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要是經(jīng)驗(yàn)性的,設(shè)計和施工中還有許多盲目性;應(yīng)該說,這是妨礙錨固技術(shù)向科學(xué)化發(fā)展的主要原因,也是錨固技術(shù)需要解決的重要問題。

2.錨固理論的研究應(yīng)充分強(qiáng)調(diào)與實(shí)踐相結(jié)合

錨固技術(shù)和其他巖土工程技術(shù)一樣,不僅施工設(shè)計,而且施工過程對施工效果也有重要影響。因此,這些方面的研究也顯得特別重要。但是,有關(guān)這一領(lǐng)域的研究幾乎空白。這也是一項(xiàng)要求通過對錨固理論的深入認(rèn)識去解決的關(guān)鍵問題。

3.應(yīng)充分保證施工質(zhì)量

錨固工程是一項(xiàng)隱蔽工程。在施工質(zhì)量上一方面設(shè)計工程事故問題,另一方面當(dāng)出現(xiàn)問題時甚至還難以分清是質(zhì)量問題還是設(shè)計問題。因此,保證施工質(zhì)量是發(fā)揮錨桿支護(hù)功能、提高錨固技術(shù)整體水平的重要因素。除人為因素之外,保證施工質(zhì)量主要有兩條途徑,即配套性能良好的機(jī)械設(shè)備和機(jī)械化施工手段,以及科學(xué)的驗(yàn)收規(guī)程和相應(yīng)的試驗(yàn)方法和要求。但目前對施工質(zhì)量的重要意義認(rèn)識不夠。

4.加強(qiáng)監(jiān)測反饋技術(shù)的發(fā)揮

巖土工程一方面在施工前有許多未知因素;另一方面,巖土材料破壞過程具有漸進(jìn)性特點(diǎn)。因此,監(jiān)測一方面可以確定這種“黑箱”或“灰箱”的內(nèi)在狀況;另一方面,即使巖土工程發(fā)展到較先進(jìn)的水平,要預(yù)測后續(xù)情況仍不可缺少必要的檢測手段。目前,盡管監(jiān)測工作已有所進(jìn)展,但其所起的反饋?zhàn)饔煤椭笇?dǎo)作用卻較難發(fā)揮。主要原因是由于施工和管理人員的理論水平偏低,對監(jiān)測的認(rèn)識不足,且缺少正確的指導(dǎo)方法,這是使今后的錨固技術(shù)更加科學(xué)而需要解決的重要問題。

參考文獻(xiàn):

[1]韓立軍等.巖土加固技術(shù).徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社.

篇(2)

論文關(guān)鍵詞：高邊坡，加固，質(zhì)量監(jiān)控

 

0 前言

高邊坡的加固防護(hù)主要分支擋結(jié)構(gòu)、排水措施、坡面防護(hù)三個方面。其中：支擋結(jié)構(gòu)通常有預(yù)應(yīng)力錨索（桿）、高大擋土墻、抗滑樁等形式；排水措施對地下水主要采取“引排”的辦法，對地表水則采取“快排”的方法；坡面防護(hù)對土質(zhì)邊坡可采用框格式植草防護(hù)，對于巖石風(fēng)化破碎嚴(yán)重或土質(zhì)松散的邊坡，可采用漿砌片石護(hù)面墻、路塹矮墻等形式。

1 項(xiàng)目簡介

銅湯高速公路起于銅陵長江南岸的廬銅高速公路，終點(diǎn)于黃山區(qū)湯口鎮(zhèn)山岔村，接湯口～屯溪高速公路，路線全長116.146km。該路段路塹邊坡多，相對高差在20～80m左右，巖石破碎，裂隙發(fā)育，易產(chǎn)生坡面剝落、沖刷，坡體垮塌、溜坍、滑動、錯落等不良地質(zhì)現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計全線超過20米的高邊坡近百個。其中，大部分需進(jìn)行加固處理，而其中又以錨桿（索）加固為最多。

由于高邊坡防護(hù)工程其成敗直接影響到今后高速公路的運(yùn)營安全，因此如何做好路塹高邊坡防護(hù)加固工程質(zhì)量監(jiān)控，特別是如何做好錨桿（索）的施工監(jiān)控，成為該路段高邊坡工作的重點(diǎn)內(nèi)容之一。

2錨桿（索）加固工程質(zhì)量監(jiān)控

高邊坡錨桿（索）加固工程質(zhì)量監(jiān)控主要從以下各方面展開：

2.1在接到施工單位"開工申請單"后，專業(yè)監(jiān)理工程師應(yīng)到現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地勘察，了解錨桿（索）加固工程坡位的地質(zhì)特征。

2.1.1 確定工程部位的地質(zhì)構(gòu)造。

詳細(xì)觀察工程部位的地質(zhì)構(gòu)造，有無斷層通過和坡面滑動跡象；觀測坡面巖土層的裂隙發(fā)育情況,巖層及裂隙產(chǎn)狀；判斷引起坡體滑動的后緣控制面和主滑面的裂隙產(chǎn)狀，形成前緣出口的裂隙產(chǎn)狀和產(chǎn)生邊坡松弛的結(jié)構(gòu)產(chǎn)狀。

2.1.2 初步確定錨固段地層層位。

觀察邊坡各級（從路基開始，一級一級往上觀測）土層和風(fēng)化巖強(qiáng)度的變化雜志鋪，詳細(xì)劃分坡面的巖土類型，估算坡殘積土、土狀強(qiáng)風(fēng)巖、塊狀強(qiáng)風(fēng)化巖、弱（中）風(fēng)化巖、微風(fēng)化巖的厚度和深度，初步確定錨固段所處地層層位。

2.1.3 了解地下水賦存。

根據(jù)山區(qū)地形特點(diǎn)，一般三級坡以上無地下水賦存，一、二級坡內(nèi)塊狀強(qiáng)風(fēng)化~微風(fēng)化巖由于裂隙發(fā)育，有基巖裂隙水賦存，往往會影響錨孔鉆造的施工，因此應(yīng)考慮合理的鉆造工藝，相應(yīng)采取措施。

2.2掌握設(shè)計依據(jù)和設(shè)計目的。

應(yīng)詳細(xì)對設(shè)計施工圖進(jìn)行分析，了解設(shè)計孔深、錨固段長度、錨孔傾角、設(shè)計拉力等，錨固段地層是否是在該坡松弛結(jié)構(gòu)面以下或坡體滑動的后緣控制面以下，以達(dá)到錨固效果。

2.3錨孔鉆造施工的現(xiàn)場監(jiān)控。

監(jiān)理工程師依據(jù)程序，對現(xiàn)場設(shè)備和材料（包括鉆機(jī)、空壓機(jī)、腳手架、注漿機(jī)、鋼絞線、注漿管以及配套材料與配件）、施工隊(duì)伍資質(zhì)和主要人員施工簡歷、施工組織、工藝流程、質(zhì)保體系和安保體系的建立等進(jìn)行審查，已具備開工條件的情況下，批復(fù)開工報告，進(jìn)行各錨孔鉆造。在施工過程中，主要檢查的內(nèi)容有：

①檢查孔位處坡面坐標(biāo)和標(biāo)高是否經(jīng)測量檢測，放樣拉線是否平直，要求標(biāo)記各孔孔位，孔位縱橫誤差<50mm，標(biāo)高誤差<100mm；

②錨孔鉆造機(jī)安裝傾斜度是否與錨孔設(shè)計傾角相等，誤差為±1（用地質(zhì)羅盤量測）；

③錨孔鉆造腳手架是否牢固，各部分螺扣是否緊牢；

④鉆孔鉆進(jìn)采用無水干鉆，嚴(yán)禁用水鉆進(jìn)；

⑤詳細(xì)觀測記錄巖土層深度并進(jìn)行巖土命名，分坡殘積土、土狀風(fēng)化巖、塊狀強(qiáng)風(fēng)化巖、弱（中）風(fēng)化巖、微風(fēng)化巖的鉆孔深度（從吹出的巖粉判別）；

⑥鉆孔深度應(yīng)大于設(shè)計深度0.5mm；

⑦達(dá)孔底深度后，穩(wěn)鉆1~2分鐘或更多時間，防止孔底尖滅，達(dá)不到設(shè)計孔徑，同時使用高壓空氣將孔內(nèi)巖粉及水體全部清除出孔外，保持孔內(nèi)干凈。

⑧鉆孔檢查采用尺檢鉆頭直徑，計數(shù)標(biāo)準(zhǔn)鉆桿根數(shù)，檢查孔徑、孔深、復(fù)查錨孔孔位、傾角和方位。

2.4錨筋制安的現(xiàn)場監(jiān)控

2.4.1錨桿(索)編束檢查

當(dāng)采用錨桿（鋼筋）作為錨筋體時，錨桿組裝前鋼筋應(yīng)平直，并經(jīng)除油和除銹處理合格。預(yù)應(yīng)力錨桿鋼筋主要采用精扎螺紋鋼，錨桿接頭要求采用專用錨桿連接接頭，自由段刷防銹油漆，涂脫水黃油，外套塑料管，自由段與錨固段分界處，應(yīng)纏繞膠布進(jìn)行固接和密塞處理，纏繞長度兩側(cè)不得小于100mm；并檢查錨桿長度、錨固段長度、錨桿型號是否符合設(shè)計要求。

2.4.2錨索（桿）安裝

①錨索（桿）運(yùn)輸、吊裝，應(yīng)細(xì)心操作，不得損傷錨筋體和移動各組成部件；② 錨索（桿）安裝時，應(yīng)保持順直，順利下到孔底雜志鋪，嚴(yán)禁抖動、扭轉(zhuǎn)、串動，防止散束，錨桿禁止敲擊；

③尺量錨筋外面長度與設(shè)計孔深差為制錨長度與設(shè)計長度之差，允許偏差50mm；

④壓力分散型錨索孔外三組標(biāo)記清楚，一般用不同顏色油漆標(biāo)記，防止張拉時補(bǔ)償錯誤。

2.5 錨孔注漿的監(jiān)控

錨孔注漿時應(yīng)進(jìn)行旁站，必須采用孔底返漿法，嚴(yán)禁抽拔注漿管，無返漿或中途輸送泵故障、高壓管破裂等應(yīng)及時報廢返工，第一次注漿出井口，第二次補(bǔ)漿也應(yīng)流出，若時間長或水泥用量大，需經(jīng)專業(yè)工程師確定。出現(xiàn)異常，同時要請示設(shè)計代表，共同制定處理方案。注漿時間原則上是錨孔鉆造后24h，需延長時間由專業(yè)工程師確認(rèn)。若采用二次高壓劈裂注漿，注漿管在編束時應(yīng)在錨束另綁扎一根注漿管，在水泥漿體強(qiáng)度達(dá)到5.0MPa時進(jìn)行。

2.6 錨索（桿）地梁、框架的監(jiān)控。

2.6.1錨索（桿）地梁、框架的制作。

地梁、框架均于現(xiàn)場澆筑，并滿足以下要求：

①鋼筋接頭需錯開，焊接頭截面之間的距離不得小于1m；

②鋼筋砼地梁或框架中的立柱埋入平臺地面標(biāo)高以下不小于0.5m，用C25號砼澆注；

③錨索（桿）、波紋管、錨墊板地梁應(yīng)置于中心位置，框架應(yīng)置于立柱與橫梁交叉中心位置，錨索（桿）方向應(yīng)與錨孔方向一致，錨墊板應(yīng)垂直錨孔方向；④ 鋼筋安置平整后，模板安裝要牢固，接縫平順，再進(jìn)行現(xiàn)場澆注、振搗，防止漏漿、倒模；

⑤框架應(yīng)分片施工，兩相鄰框架橫梁、頂梁接觸處留20mm伸縮縫，用浸瀝青木板或泡沫板填塞。

2.6.2 進(jìn)行錨索（桿）、框架、地梁檢驗(yàn)。

達(dá)到錨索（桿）孔位符合設(shè)計要求，預(yù)留長度滿足張拉要求，外觀順直、美觀，無麻面及跑模現(xiàn)象。

2.7錨索（桿）試驗(yàn)監(jiān)控。

錨索（桿）試驗(yàn)分基本試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)，必須進(jìn)行全過程旁站，試驗(yàn)設(shè)備必須標(biāo)定。

① 基本試驗(yàn)每坡應(yīng)不少于3孔，施工前由監(jiān)理工程師根據(jù)巖土情況選定孔位，按規(guī)范要求分級進(jìn)行。壓力分散型錨索，預(yù)張拉后，根據(jù)錨索各單元差異伸長量和差異荷載，分單元補(bǔ)償差異荷載后再按規(guī)范進(jìn)行分級張拉，直至破壞。發(fā)現(xiàn)異常，及時采取措施，找準(zhǔn)差異原因，向設(shè)計代表和總監(jiān)辦匯報試驗(yàn)情況或共同研究處理方案。

② 驗(yàn)收試驗(yàn)孔數(shù)為邊坡錨孔數(shù)的5%，但不少于3孔雜志鋪，試驗(yàn)方法同基本試驗(yàn)，試驗(yàn)最終拉力值為設(shè)計拉力值的150%。在分級張拉時，發(fā)現(xiàn)異常，必須請示設(shè)計代表和總監(jiān)辦，共同研究，確定解決辦法，防止將錨索（桿）破壞。 以上兩試驗(yàn)由承包單位寫出試驗(yàn)指導(dǎo)書和試驗(yàn)報告，由監(jiān)理簽署意見后，再進(jìn)行工作錨的張拉、鎖定、封錨工作。

2.8張拉、鎖定、封錨的監(jiān)控。

監(jiān)理應(yīng)進(jìn)行旁站，張拉、鎖定必須采用專用設(shè)備，作業(yè)前進(jìn)行標(biāo)定，所用錨具為專用錨具，并要有送檢報告書。鎖定拉力值為設(shè)計拉力值的110%，其張拉步驟同試驗(yàn)分級進(jìn)行。壓力分散型錨索，預(yù)張拉后分單元補(bǔ)償差異荷載，張拉至設(shè)定張拉荷載后，持荷10~15min，進(jìn)行自動鎖定。錨孔封錨，采用機(jī)械切割余露鋼筋，留長10cm。用純水泥漿注滿墊板及錨頭各部分空隙，用20MPa砼按設(shè)計要求制模封錨。

3 結(jié)束語

高邊坡錨桿（索）加固工程是銅湯高速公路重要關(guān)鍵工程之一，錨桿（索）加固工程的質(zhì)量監(jiān)控也成為一項(xiàng)重要工作內(nèi)容，通過對高邊坡錨桿（索）加固工程，提高了高邊坡的穩(wěn)定性，對保證銅湯高速公路長期安全和正常運(yùn)營有著積極的意義。

參考文獻(xiàn):

[1]程強(qiáng),謝建明,孫振堂.成南高速公路高邊坡工程信息化施工[J]. 公路，2004（6）：13-17.

[2]張堅,郭朝華.路塹高邊坡施工方法及工程實(shí)例[J]. 中外公路，2004（1）：72-74.

[3]吳正生,高軍,黃振鶴.銅陵至黃山高速公路高邊坡治理技術(shù)[J]. 中國水運(yùn)，2008（7）：228-231.

篇(3)

【關(guān)鍵詞】滑坡災(zāi)害，抗滑樁，邊坡工程，推廣應(yīng)用

Abstract: Landslide is one of the most common natural disaster in China, with its distribution of a wide range of devastating strong and caused tremendous damage to the human environment, not only a serious threat to life and property safety of the people of disaster areas, but also undermines the entire regionecological balance, resulting in a persistent ecological damage. Multiple natural disasters in China to strengthen disaster research, the objective requirements of economic development in China, but also to ensure the inevitable requirement of the people live and work. In recent years, China has a big stride in Landslide, anti-slide pile is one of the common means of governance, has been rapidly promoted in the slope engineering governance. However, due to the late start of China Landslide, anti-slide pile design and construction, there are still many shortcomings. This article, I will be from the angle of the landslide of natural disasters in China were analyzed and described the status of Chinese and foreign anti-slide pile slope engineering, and put forward recommendations in slope engineering applications of China's anti-slide pile.

Keywords: landslide hazard, piles, slope engineering, promote the use

中圖分類號：U216.41+9.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

一.前言

眾所周知，我國地形地貌多變，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，我國的山地丘陵總面積約占我國國土總面積的三分之二，加上氣候條件多變，各地區(qū)降水不均，少雨干旱地區(qū)，巖體受物理風(fēng)化影響大，而在濕潤多雨地區(qū)，巖體受生物及化學(xué)風(fēng)化影響大，同時受地質(zhì)構(gòu)造和地形地貌的影響增加了山體滑坡災(zāi)害發(fā)生的頻率。目前，隨著工程建設(shè)的大力發(fā)展，人類工程開始逐漸深入西部偏遠(yuǎn)山區(qū)，鐵路修筑、水壩建造，、開礦打井等一系列工程勢必會面臨滑坡災(zāi)害，因此采用經(jīng)濟(jì)合理的治理手段，既可以減輕滑坡對施工的危害，又可以避免滑坡發(fā)生的頻率。所以，加強(qiáng)對滑坡的治理，加強(qiáng)對抗滑樁的設(shè)計施工的研究探討，是非常具有現(xiàn)實(shí)效益的。

二.抗滑樁在國內(nèi)外邊坡工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.早在20世紀(jì)三十年代，西方國家便開始利用抗滑樁解決一些邊坡工程問題。而抗滑樁的應(yīng)用高峰期是在二戰(zhàn)以后，當(dāng)時一些西方國家正處于經(jīng)濟(jì)恢復(fù)發(fā)展時期，大量的工程建設(shè)開始起步，同時伴隨著工程建設(shè)的滑坡問題也應(yīng)運(yùn)而生，于是，抗滑樁以其獨(dú)特的優(yōu)勢被廣泛運(yùn)用到滑坡治理中來。之后，隨著抗滑樁設(shè)計施工技術(shù)的深入研究，抗滑樁的設(shè)計理論逐步建立并取得了發(fā)展，伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，時至今日，國外很多國家的抗滑樁設(shè)計理論已經(jīng)很是完善，并逐漸形成了科學(xué)系統(tǒng)，不斷研究出以錨索抗滑樁為代表的各種結(jié)構(gòu)的抗滑樁型式，有力的推動了抗滑樁在邊坡工程中的廣泛運(yùn)用。

2.我國的抗滑樁應(yīng)用起步比較晚，第一次運(yùn)用是在二十世紀(jì)五十年代，當(dāng)時應(yīng)用于寶成鐵路滑坡治理中。直到二十世紀(jì)七十年代我國的抗滑樁理論開始初步建立，此后，隨著抗滑樁在工程應(yīng)用中的不斷發(fā)展，抗滑樁的設(shè)計理論也開始不斷的完善。但目前為止，我國抗滑樁的設(shè)計施工依然存在著很多缺陷，比如，設(shè)計計算模型忽視樁側(cè)摩阻力，設(shè)計數(shù)據(jù)采集不合理等等，這些缺陷在很大程度上導(dǎo)致了我國抗滑樁設(shè)計施工的不清晰，不確定。但從整體而言，我國絕大部分設(shè)計成果是成功，但也存在由于設(shè)計數(shù)據(jù)或者設(shè)計參數(shù)出現(xiàn)問題而導(dǎo)致治理不當(dāng)?shù)睦印?/p>

三.抗滑樁基于對滑坡和巖土體的綜合考慮。

1.抗滑樁設(shè)置在邊坡支護(hù)設(shè)計時，對于彈性抗滑樁來講，樁在承受上部滑體的推力同時，必然對上部土體或巖體產(chǎn)生反力，而該反力對樁后土體或巖體穩(wěn)定性的影響往往被人為忽略了，以至產(chǎn)生不安全因素。這種情況已然在無施工過程中被多次得到驗(yàn)證。右圖為滑坡的剖面分析圖，有助于加強(qiáng)對滑坡成因的直觀理解，為抗滑樁的設(shè)計施工奠定良好基礎(chǔ)。

2.不同的巖土體具有不同的特點(diǎn)，其物理力學(xué)參數(shù)也不同，在進(jìn)行抗滑樁的設(shè)計施工時候，必須綜合考慮土體的物理力學(xué)參數(shù)，保證設(shè)計數(shù)據(jù)的可靠性，保證設(shè)計過程的嚴(yán)密性。上表是抗滑樁和巖土體的物理力學(xué)參數(shù)。

四.各種抗滑樁型式運(yùn)用簡析

1．變截面樁

一般抗滑樁為矩型樁，這種樁型對巖體滑坡、土體整體滑坡的支擋效果是很好的，也比較經(jīng)濟(jì)合理。但在滑坡體比較松散、強(qiáng)度較低的土體滑坡中，矩形抗滑樁治理成本費(fèi)較高。如果土體較為松散，在綜合分析滑坡形成特點(diǎn)和抗滑樁的承載力的基礎(chǔ)上，多可以采用異型抗滑樁的設(shè)計方案。如梯形截面抗滑樁。此種抗滑樁不但經(jīng)濟(jì)，而且樁間土在推力作用下被擠密，能與樁一起形成一道樁土墻，從而提高樁同作用效果，對滑坡構(gòu)成有效支擋。

2．預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁

隨著治理滑坡的規(guī)模不斷擴(kuò)大，各種抗滑結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，其中最為新型的抗滑結(jié)構(gòu)就是預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)通常利用鉆孔灌注或支模澆筑成樁。在樁上設(shè)置一排或多排錨索，并對錨索施加預(yù)應(yīng)力，通過錨索將樁錨固在穩(wěn)定的基巖中，達(dá)到阻止邊坡滑動的目的。目前該類樁已廣泛應(yīng)用于大、中型滑坡治理工程中。

五.關(guān)于抗滑樁在邊坡工程中應(yīng)用的建議

1．通過考慮樁同作用的原理提高抗滑樁的抗滑能力。

這種共同作用的效果很大程度上取決于樁前土體的抗滑力。這對于整體性較好的土體或巖體來說主要是由樁前巖土體的強(qiáng)度決定的。即利用抗滑樁和巖土層錨桿相結(jié)合的支護(hù)方式代替單排樁或推樁，以使滑坡治理更經(jīng)濟(jì)、合理。

2．在某些工程中，可以根據(jù)實(shí)際狀況采取相對應(yīng)的措施。由于抗滑樁的懸臂較長，然而又不易設(shè)置錨索，使其受力很不合理。這時可以通過考慮將部分抗拉鋼筋用預(yù)應(yīng)力鋼絞線代替，樁底埋設(shè)錨梁，布設(shè)好鋼絞線，澆灌后通過后張法施加張應(yīng)力，增強(qiáng)樁體的力學(xué)強(qiáng)度，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的目的。

3．在研究了關(guān)于推力樁和深埋樁的工作機(jī)理的基礎(chǔ)上，考慮在大型的滑坡治理中綜合運(yùn)用深埋樁和推力樁2種支護(hù)方式，發(fā)揮其各自的特點(diǎn)，以達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、合理的滑坡治理效果。由于邊坡問題的復(fù)雜性以及工程規(guī)模的大型化，我們對滑坡真實(shí)的受力性能和工作機(jī)理，需要進(jìn)行更深入的研究和探討。

六.結(jié)束語

由于我國多山地多丘陵的地勢地貌，加上降水日曬等多種氣象因素和不科學(xué)施工等人為因素的影響，使得自然和人為的滑坡災(zāi)害日益頻繁，對工程和人類環(huán)境的影響也日益明顯。目前，抗滑樁是邊坡工程中最為有效的支檔方式之一，加強(qiáng)對抗滑樁設(shè)計施工的研究突破，并加以大力推廣運(yùn)用，必將很大程度上改變我國抗滑技術(shù)弱勢的局面。加強(qiáng)對抗滑樁技術(shù)應(yīng)用，可以為我國的生態(tài)文明建設(shè)增磚添瓦，促進(jìn)社會的和諧進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)：

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[3]吳坤銘，邊坡及其抗滑樁加固工程可靠性分析方法研究 [學(xué)位論文]2011 - 合肥工業(yè)大學(xué)：工程力學(xué)

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關(guān)鍵詞：纖維增強(qiáng)塑料；力學(xué)性能；土木工程；應(yīng)用

中圖分類號：O3文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

1纖維增強(qiáng)塑料一般的物理力學(xué)性能

纖維增強(qiáng)塑料是各向異性材料。成分的不同物理性能差別可能很大，例如纖維的方向，當(dāng)纖維方向與復(fù)合體受力方向一致時，增強(qiáng)效果最佳;反之，當(dāng)纖維方向與復(fù)合體受力方向垂直時，增強(qiáng)效果最小。纖維增強(qiáng)塑料與許多材料一樣，其力學(xué)性能與受載時間、受載情況、溫度和濕度等因素緊密相關(guān)。

纖維增強(qiáng)塑料的密度都比較小，例如，鋼材的密度是7850KG/ m3，纖維增強(qiáng)聚合物筋材料密度是鋼材密度的1/7一1/5，在相同直徑下纖維增強(qiáng)聚合物筋質(zhì)量大大低于鋼筋，故其混凝土結(jié)構(gòu)比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的自重輕，需求量相同的情況下，纖維增強(qiáng)聚合物筋相比鋼材運(yùn)輸成本低。

纖維增強(qiáng)塑料是脆性材料，其抗拉強(qiáng)度很高，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系是線性關(guān)系，在破壞前無任何實(shí)質(zhì)性的屈服變形。以纖維增強(qiáng)聚合物筋為例，纖維增強(qiáng)聚合物筋具有較高的比強(qiáng)度，能夠降低地震作用，施工強(qiáng)度降低，節(jié)約人力成本。

纖維的種類、含量和樹脂種類等不同，會影響纖維增強(qiáng)聚合物筋的縱、橫向熱膨脹系數(shù);縱向熱膨脹系數(shù)一般受纖維控制，橫向熱膨脹系數(shù)由樹脂基體控制，通常橫向熱膨脹系數(shù)比縱向熱膨脹系數(shù)大。纖維增強(qiáng)聚合物筋混凝土構(gòu)件是一種復(fù)合構(gòu)件，在二者協(xié)同工作時，由于兩種材料在熱應(yīng)力下的性能相近，所以混凝土和纖維增強(qiáng)聚合物筋的產(chǎn)生的變形差較小。即當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力不會破壞纖維增強(qiáng)聚合物筋與混凝土的粘結(jié)，保證纖維增強(qiáng)聚合物筋混凝土構(gòu)件的安全性。

纖維增強(qiáng)塑料的基體材料可以是熱固性樹脂或熱塑性樹脂。兩者的區(qū)別在于熱固性樹脂的分子結(jié)構(gòu)在受熱時會分解，因此這種樹脂制成的纖維增強(qiáng)塑料是一次成型不能彎曲。而用熱塑性樹脂制成的纖維增強(qiáng)塑料可以使用加熱、催化劑、加壓等方式來彎曲。基于樹脂基體的可塑性，纖維增強(qiáng)塑料制作成布狀，此產(chǎn)品應(yīng)用于砌體結(jié)構(gòu)的修復(fù)。

纖維增強(qiáng)塑料的抗拉強(qiáng)度與纖維的種類有關(guān)，一般地抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度都很高，相對的抗拉強(qiáng)度高于抗壓強(qiáng)度。例如玻璃纖維增強(qiáng)聚合筋的抗拉強(qiáng)度是在550MPa到896MPa之間，而其抗壓強(qiáng)度卻是在317MPa到470MPa之間。但是芳綸纖維增強(qiáng)聚合筋的抗拉強(qiáng)度高抗壓強(qiáng)度都高，在受到相對較低的應(yīng)力下呈現(xiàn)類似屈服的特性。因?yàn)榭估瓘?qiáng)度高，在工程結(jié)構(gòu)中，增強(qiáng)纖維材料一般用于受彎構(gòu)件的受拉區(qū)內(nèi)作為受拉筋，有時在潮濕環(huán)境中，也加固受到腐蝕的混凝土結(jié)構(gòu)。

2纖維增強(qiáng)塑料在國內(nèi)外土木工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1纖維增強(qiáng)塑料在橋梁工程中的應(yīng)用情況

由美國州政府修的DELDOTI一351橋是第一座全復(fù)合材料橋。DELDOTI一351橋的總質(zhì)量只是水泥橋的1/10。這座橋梁是根據(jù)當(dāng)時美國國家高速公路的技術(shù)條件設(shè)計的，施工完成后由美國德勒華大學(xué)對其進(jìn)行承載力、強(qiáng)度等全面方面的測試，測試結(jié)果表明其完全符合使用要求，這座復(fù)合材料橋梁的建成確定了復(fù)合材料在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用上的地位。

日本是研究纖維增強(qiáng)塑料比較早的國家。日本的飛翔橋是世界上第一座采用碳纖維增強(qiáng)聚合物筋作為張拉材料的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，該橋全長1llm，凈跨75m。此橋的順利建成證明了預(yù)應(yīng)力碳纖維增強(qiáng)聚合物筋取代鋼筋建造大跨度橋梁是可己實(shí)現(xiàn)，但在施工時一定要嚴(yán)格遵守結(jié)構(gòu)設(shè)計，保質(zhì)保量的完成施工。

2.2纖維增強(qiáng)塑料在巖土加固工程中的應(yīng)用情況

山體與邊坡滑移是地質(zhì)災(zāi)害防治工程中最常見的問題，最有效的治理辦法就是采用預(yù)應(yīng)力錨固支護(hù)技術(shù)。在巖土工程中，常大量采用像高強(qiáng)鋼鉸線這樣抗拉強(qiáng)度較高的鋼材作為錨桿進(jìn)行巖土錨固。但是在很多實(shí)際工程中表明，鋼筋的銹蝕經(jīng)常造成錨固工程的失效破壞，甚至嚴(yán)重時會造成人員傷害之類的安全事故。利用纖維增強(qiáng)聚合物筋的特性，用預(yù)應(yīng)力纖維增強(qiáng)聚合筋取代預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨桿就可消除因鋼筋銹蝕帶來的安全隱患。上世紀(jì)90年代，國外開始嘗試使用纖維增強(qiáng)聚合物筋這種非金屬錨桿來替代傳統(tǒng)的鋼錨桿。

纖維增強(qiáng)聚合物筋在惡劣的地質(zhì)條件下具有良好的抗腐蝕性能，其錨桿產(chǎn)品不需防腐保護(hù)。由于具有抗拉強(qiáng)度高、低抗剪強(qiáng)度(低于其抗拉強(qiáng)度的10%），在施工時容易被剪斷，易于施工所以現(xiàn)廣泛用纖維增強(qiáng)聚合物筋制作錨桿代替鋼錨桿，構(gòu)件不但結(jié)構(gòu)簡單而且重量輕。目前，纖維增強(qiáng)聚合物筋錨桿現(xiàn)在越來越多地用于土釘墻、地鐵工程盾構(gòu)法掘進(jìn)混凝土墻及臨時基坑支護(hù)的錨桿等巖土工程中。

纖維增強(qiáng)聚合物筋的應(yīng)用尤其是在巖土工程中的應(yīng)用對今后其他地下工程的開發(fā)有著深遠(yuǎn)的意義，我國己經(jīng)在地鐵建設(shè)中采用了纖維增強(qiáng)聚合物筋，其充分發(fā)揮了高抗拉強(qiáng)度的優(yōu)勢，如深圳的地鐵工程就采用了美國生產(chǎn)的碳纖維增強(qiáng)聚合物筋。從目前的使用情況來看，碳纖維增強(qiáng)聚合物筋完全能滿足使用、安全的要求。

2.3纖維增強(qiáng)塑料在寒冷、非導(dǎo)電等特殊要求的工程中的應(yīng)用情況

1）纖維增強(qiáng)塑料在非磁性、導(dǎo)電結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用

目前很難實(shí)現(xiàn)在非磁性和非導(dǎo)電結(jié)構(gòu)中使用鋼筋，因?yàn)樵谶@種結(jié)構(gòu)中采用鋼筋的前提就是要保證每根鋼筋都彼此不導(dǎo)電，以現(xiàn)階段的設(shè)計水平很難達(dá)到這個要求。但纖維增強(qiáng)聚合物筋有良好的電絕緣性和非磁性，利用這個優(yōu)點(diǎn)可以很好地解決絕緣這個問題。尤其是在軍事上，纖維增強(qiáng)聚合物筋可以作為機(jī)場和軍用設(shè)施中防雷達(dá)干擾裝置的理想材料，也可以用在一些需要防止電磁干擾的敏感軍用設(shè)備里。在核磁共振成像上，纖維增強(qiáng)聚合物筋己經(jīng)成為醫(yī)療單位磁共振成像設(shè)備的指定材料。

2）纖維增強(qiáng)塑料在寒冷、潮濕環(huán)境下工程中的應(yīng)用

在寒冷環(huán)境下，材料性能的發(fā)揮會受到很大影響，導(dǎo)致建設(shè)周期過長，在人力、物力等方面的費(fèi)用也很昂貴。像鋼筋混凝土這樣的設(shè)施建成后也會面臨一筆很大的維護(hù)費(fèi)用，一般地對于在此類地區(qū)擬建的基礎(chǔ)項(xiàng)目，特別是公路與鐵路等交通項(xiàng)目，都需面對在保證工程質(zhì)量前提下，如何縮短建設(shè)周期、減少維護(hù)費(fèi)用等技術(shù)問題。為了達(dá)到延長基礎(chǔ)設(shè)施使用年限的目的，有些工程項(xiàng)目已經(jīng)開始嘗試做成不需維護(hù)的纖維增強(qiáng)聚合物筋混凝土結(jié)構(gòu)來代替鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

3）纖維增強(qiáng)塑料在空間結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用

網(wǎng)架或網(wǎng)殼等結(jié)構(gòu)中采用輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕的材料已經(jīng)成為一種趨勢。英國建造了幾處網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，有的是嘗試性地用玻璃纖維增強(qiáng)聚合物桿件代替部分鋼構(gòu)，有的是使用玻璃纖維增強(qiáng)聚合板作為受力或部分受力構(gòu)件，但是由于玻璃纖維增強(qiáng)聚合物本身材料的限制，如彈性模量低、節(jié)點(diǎn)難處理等因素，導(dǎo)致復(fù)合材料在網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中的優(yōu)勢不能體現(xiàn)，所以在此結(jié)構(gòu)應(yīng)用方面發(fā)展緩慢。

隨著生產(chǎn)技術(shù)的成熟，設(shè)計方案的優(yōu)化，日本開發(fā)研制成功一種帶有鋁合金接頭碳纖維增強(qiáng)聚合卷管。用于網(wǎng)架的碳纖維增強(qiáng)聚合桿件是由碳纖維增強(qiáng)聚合片材以不同的角度層疊粘貼而成。建造完成后，通過對比發(fā)現(xiàn)碳纖維增強(qiáng)聚合網(wǎng)架結(jié)構(gòu)重量僅為鋼網(wǎng)架的1/5~1/4，相比鋼網(wǎng)架維護(hù)費(fèi)用低，維護(hù)費(fèi)用是鋼網(wǎng)架的1/5。現(xiàn)在采用纖維增強(qiáng)聚合薄板條的新型大跨空間結(jié)構(gòu)體系，利用纖維增強(qiáng)塑料增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性，使整個結(jié)構(gòu)具備足夠的幾何剛度。因?yàn)椴捎妙愃凭幹裣幙椃椒ㄊ估w維增強(qiáng)塑料的抗拉強(qiáng)度得到發(fā)揮，而且可以獲得特殊的建筑效果，是一種高效的結(jié)構(gòu)體系。

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篇(5)

論文摘要:本文從地質(zhì)特征及巖土結(jié)構(gòu)等方面出發(fā)，分析了福州境內(nèi)某公路路塹邊坡失穩(wěn)的原因及發(fā)展趨勢，引入動態(tài)設(shè)計思路并提出了科學(xué)合理的治理加固措施。整治加固工后運(yùn)營證明加固措施是經(jīng)濟(jì)有效的。

1前言

某公路福州境內(nèi)里程KXX + 290一KXX + 345段右側(cè)人工路塹邊坡高度在10 - 30m，原設(shè)計為一一四分級坡，各階邊坡設(shè)計坡率及原設(shè)計防護(hù)工程措施為:第一級1: 0. 5，擋墻(平臺寬6m，其上設(shè)集水溝);第二級1: 0. 5，錨噴;第三級1:0. 75，錨噴;第四級1: 0. 75，錨噴。各級坡面除第一階坡高較低約5. 5 m左右，以上各階坡高大致控制在8m左右，局部最上一階坡高度在10一12m。受特大暴雨影響，發(fā)生滑坡，滑坡災(zāi)害主要發(fā)生于四級高坡段，切過一一四坡，滑體范圍寬近60m，厚約4 -6m，滑坍后堆積于坡面及路邊集水溝內(nèi)，坡腳擋墻則受擠壓嚴(yán)重變形，局部垮坍，滑體相臨兩側(cè)坡面則出現(xiàn)擠壓松動變形跡象，導(dǎo)致素噴硅面層可見1一3cm寬的裂縫。如不及時整治加固，滑坡隨時可能進(jìn)一步發(fā)展，將極大地威脅公路的通暢及安全。

坡體及滑坡周界如圖1.

2滑坡場地地質(zhì)條件

2. 1地形地貌

研究區(qū)邊坡屬丘陵地貌，地形起伏相對較大，最高海拔138. 6m。自然坡度較陡，一般為160一310。坡頂較平緩，可見大量孤石，坡體多有破碎強(qiáng)風(fēng)化巖出露。公路線路以SW 197“走向通過，切坡開挖后形成了高度在10 - 30m的單側(cè)人工路塹邊坡。

2. 2巖土體

邊坡場地巖土體主要以坡殘積土及砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖組成:上覆殘坡積粘性土層，土黃、灰黃色，厚約2一4m，含大量碎塊，較為松散，多分布于緩坡凹處;其下為強(qiáng)風(fēng)化流紋質(zhì)凝灰?guī)r，灰白、土黃色，呈碎塊狀，節(jié)理裂隙極為發(fā)育，差異性風(fēng)化嚴(yán)重，形成節(jié)理密集破碎帶，巖體呈軟硬不均互層。尤其是KXX + 290一KXX + 345段，坡體風(fēng)化劇烈，差異風(fēng)化嚴(yán)重，坡體以殘坡積土層與砂土狀強(qiáng)風(fēng)化巖為主。

2. 3構(gòu)造特征

研究區(qū)域處于新華夏系第二隆起帶東緣的長樂一南澳深大斷裂附近，其次級構(gòu)造在區(qū)域內(nèi)多表現(xiàn)為小型斷裂帶及后期侵人巖脈、壓扭性的裂隙密集帶或片理化帶等，且常有硅化、泥巖化現(xiàn)象，因而巖石較破碎，且風(fēng)化極不均勻。

2. 4地下水

邊坡地下水主要為賦存于殘坡積層(滲透系數(shù)約3. 0 x10 -cm/s)中的網(wǎng)狀孔隙裂隙水及風(fēng)化基巖裂隙水。其水位及水量隨季節(jié)降雨人滲變化較大，通常少有水滲出，遇雨季及暴雨后，坡面及坡體中滲出水量較大。邊坡失穩(wěn)前，原設(shè)計方案已考慮地下水影響，設(shè)置了如截水天溝、集(排)水溝及坡面泄水孔等排水系統(tǒng)。

3滑坡成因分析

3. 1邊坡類型

巖土體性質(zhì)及結(jié)構(gòu)是邊坡穩(wěn)定性判斷分析的地質(zhì)基礎(chǔ)，是產(chǎn)生滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的內(nèi)因。對于風(fēng)化破碎巖石邊坡，其穩(wěn)定性主要受坡高及軟弱結(jié)構(gòu)面的控制。

勘察鉆孔資料、邊坡開挖斷面及塌方坡面均揭示:邊坡以砂土狀及碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化巖為主，局部為弱風(fēng)化巖及土狀全風(fēng)化，差異風(fēng)化造成軟硬互層，并夾厚約1一3cm的風(fēng)化高嶺土軟弱夾層，且產(chǎn)狀傾向路中，對邊坡穩(wěn)定極為不利。綜合其坡形、地層，滑坡失穩(wěn)前為具軟弱夾層的風(fēng)化破碎巖石邊坡。

3. 2巖體結(jié)構(gòu)面分析

研究區(qū)坡體風(fēng)化巖石微裂隙較為發(fā)育，巖石破碎，差異風(fēng)化嚴(yán)重，未見明顯斷層。

根據(jù)邊坡原始開挖現(xiàn)場地質(zhì)測繪，坡體主要發(fā)育四組節(jié)理裂隙: NW3250 L350、② J2一NE840 L830、③ J3-SW2150 L730 ，.J4一NE350 L590。其中J1節(jié)理傾向路中，并夾有厚約1一3cm的風(fēng)化高嶺土軟弱夾層，為滑動優(yōu)勢面。其與其它節(jié)理的組合切割共同構(gòu)成了潛滑體。在暴雨作用下，水體人滲，潛滑體促滑力增大，軟弱夾層強(qiáng)度迅速降低，且水體兼有作用，潛滑體發(fā)生變形，最終造成了滑坡的發(fā)生，并牽引相鄰坡體的變形位移。滑坡失穩(wěn)后筆者通過空間投影分析、穩(wěn)定安全系數(shù)法等進(jìn)行反分析，亦證明了此狀況下滑坡發(fā)生的必然性。滑坡穩(wěn)定性分析典型地質(zhì)剖面見圖2.

本次滑坡大致沿高嶺土軟弱面滑動。根據(jù)現(xiàn)場勘查，坡頂上部滑床仍產(chǎn)出高嶺土軟弱結(jié)構(gòu)面(節(jié)理)，而鉆孔揭示其下及深部坡體均未發(fā)現(xiàn)類似軟弱夾層。因此，如不及時進(jìn)行防護(hù)加固，在一定條件下坡體極易發(fā)生順該軟弱面的二次滑坡。

4滑坡整治及邊坡加固設(shè)計

4. 1加固設(shè)計目標(biāo)與原則

考慮到研究區(qū)邊坡高陡，要保證高速公路的安全暢通，治理設(shè)計中須遵循以下兩點(diǎn)目標(biāo):

(1)邊坡整體穩(wěn)定性，即不發(fā)生依附于軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生的大面積整體型滑坡;

(2)坡體局部穩(wěn)定性，即不發(fā)生多組結(jié)構(gòu)面切割形成的小范圍楔形體或某級坡面的局部溜坍。

在設(shè)計中，應(yīng)以上述治理目標(biāo)為原則，以安全經(jīng)濟(jì)宗旨，按“強(qiáng)腰固腳，整體與局部相結(jié)合”的思路進(jìn)行。考慮到地質(zhì)的隱蔽性、變異性，應(yīng)加強(qiáng)施工地質(zhì)工作，即時反饋及調(diào)整方案，以滿足加固要求，達(dá)到信息化施工，即動態(tài)設(shè)計。

4. 2整治加固設(shè)計

4. 2. 1清坡刷方

對于已發(fā)生滑坡溜坍段:第一階擋墻不變;KXX + 290-KXX + 305段，清除虛方后原位加固;KXX + 305一KXX + 345段，按1;1.3一1;1.4坡率清除虛方及適當(dāng)削坡后順坡加固，詳見圖3;其余坡段坡率按原設(shè)計原位加固，詳見圖4.

4. 2. 2截、排水工程

地表水尤其是暴雨對坡體塌滑的觸發(fā)作用是非常大的，截、排水工程包括坡頂截水天溝、平臺集(排)水溝、涵洞、急流槽等的重砌及修復(fù)，坡頂?shù)牧芽p應(yīng)用粘土夯填后澆填水泥凈漿。

4.2.3錨桿(索)地梁工程

邊坡的主體加固工程為預(yù)應(yīng)力錨桿(索)框架。錨桿(索)地梁為豎直順坡方向的一根鋼筋鹼豎梁，在豎梁的節(jié)點(diǎn)處打人預(yù)應(yīng)力錨桿(索)，錨固段應(yīng)穿過淺部高嶺土夾層并深人到穩(wěn)定的坡體中一定深度。

(1)錨桿框架單片水平長度6m，單孔錨桿長度為1624m，水平傾角20“一250，錨固段長8一lOm，錨桿的設(shè)計孔徑為cp95mm，采用cp32mm錨桿，設(shè)計拉力為300kN;錨桿框架網(wǎng)格間距6m，框架內(nèi)采用預(yù)制六棱塊植草防護(hù)。

(2)錨索框架單片水平長度8m，單孔錨桿長度為2028m，水平傾角200一250，錨固段長10一12m，錨索的設(shè)計孔徑為cp130mm，采用5根高強(qiáng)度、低松馳的鋼絞線，設(shè)計張拉荷載為700kN，錨索框架交錯間距8m，框架內(nèi)采用預(yù)制六棱塊植草或植草防護(hù)。

(3)錨噴防護(hù)

在邊坡局部塌方段坡面清坡刷方后，采用錨噴防護(hù)，加系統(tǒng)錨桿，厚層基材上噴混植生物綠化。

4. 2. 4坡腳擋墻

邊坡局部以強(qiáng)風(fēng)化巖為主時，在坡腳設(shè)置護(hù)腳擋墻、半孔式擋墻。

4.2.5其余防護(hù)工程

其余坡面視坡率及地質(zhì)條件分別采用變截面護(hù)面墻、孔窗式護(hù)面墻、拱型骨架植草、三維網(wǎng)植草等措施進(jìn)行防護(hù)。

4. 3動態(tài)跟蹤設(shè)計

由于坡體地質(zhì)條件潛在變化較大，故在邊坡修整開挖后應(yīng)加強(qiáng)施工地質(zhì)工作，并相應(yīng)地動態(tài)調(diào)整其防護(hù)加固設(shè)計方案，主要有:

(1)因地層差異風(fēng)化嚴(yán)重，故第一階擋墻為暫定防護(hù)，待開挖至第二階時，采用探槽法分段開挖(每20m開挖一Sm長的槽)，超前查明地質(zhì)，如為囊狀強(qiáng)風(fēng)化巖時，考慮動態(tài)調(diào)整 為(豎井)抗滑樁加固;

(2)當(dāng)施工地質(zhì)條件變化較大(如原設(shè)計為弱風(fēng)化巖而開挖后有強(qiáng)風(fēng)化巖脈)，應(yīng)針對現(xiàn)場地質(zhì)適宜調(diào)整錨固防護(hù)工程，必要時變更防護(hù)方案;

(3)仰斜平孔排水管，一般設(shè)計位置和數(shù)量均為原則性布設(shè)，在具體施工過程中，應(yīng)根據(jù)施工揭示地層及含水狀態(tài)等實(shí)際情況動態(tài)調(diào)整孔位、孔數(shù)和孔深，以排水孔正常出水率達(dá)50%以上為宜，確保平孔排水工程效果，同時尚做好坡腳墻后反濾層的設(shè)置。

5結(jié)論

研究區(qū)邊坡段加固施工現(xiàn)已完成，動態(tài)設(shè)計與實(shí)際邊坡開挖地質(zhì)情況基本相符。部分開挖坡面由于未及時實(shí)施錨固防護(hù)工程而發(fā)生沿坡面窩片狀溜滑(已重新進(jìn)行動態(tài)設(shè)計)，證明動態(tài)設(shè)計及防護(hù)加固是必要的。現(xiàn)場施工及工后運(yùn)營變形監(jiān)測數(shù)據(jù)都表明，該段邊坡的加固治理方案是安全、經(jīng)濟(jì)而有效的，充分保證了高速公路的安全通暢，取得了良好的社會、經(jīng)濟(jì)效果。

通過對該高速公路路塹邊坡滑坡加固治理設(shè)計，筆者有以下幾點(diǎn)體會:

(1)邊坡由于其地層結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征及地下水等的隱蔽性、復(fù)雜性、特殊性及變異性，應(yīng)根據(jù)其具體特點(diǎn)有針對性地進(jìn)行治理，并加強(qiáng)施工地質(zhì)工作及動態(tài)設(shè)計;

(2)火山巖區(qū)域巖體通常呈巨塊狀，但其構(gòu)造、風(fēng)化等往往造成巖體中各種軟弱結(jié)構(gòu)面(帶)的發(fā)育。此類風(fēng)化破碎巖質(zhì)邊坡中的巖體結(jié)構(gòu)應(yīng)高度重視。在穩(wěn)定性分析中，應(yīng)充分利用結(jié)構(gòu)面空間分析法(如赤平投影分析)，并結(jié)合多種方法進(jìn)行綜合判定;

篇(6)

【關(guān)鍵詞】型鋼水泥土；握裹應(yīng)力；分布規(guī)律；承載機(jī)理

1 前言

高應(yīng)力區(qū)加筋水泥土墻基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)是一種應(yīng)用前景廣闊的新型基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。它是采用2~4排水泥土攪拌樁形成1.2～2.4m厚的水泥土連續(xù)墻，于水泥土未硬凝之前在水泥土拉、壓應(yīng)力較大區(qū)域插入小型鋼形成復(fù)合墻體，利用水泥土與型鋼共同工作，使之形成具有擋土和止水雙重功能的一種基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。工程實(shí)踐表明，該技術(shù)具有技術(shù)可靠、施工簡便、造價低廉、污染較小等諸多優(yōu)點(diǎn)[1,2,3]。已經(jīng)知道，鋼筋混凝土握裹應(yīng)力的分布規(guī)律是只在有效握裹應(yīng)力長度范圍以內(nèi)存在山峰狀的握裹應(yīng)力分布[5],當(dāng)握裹長度超過有效握裹長度以后再通過增加錨固長度來增加握裹力是沒有意義的。

本試驗(yàn)就是利用型鋼水泥土復(fù)合體構(gòu)件的軸向受拉試驗(yàn)來探索型鋼水泥土復(fù)合體的握裹應(yīng)力分布規(guī)律以及承載機(jī)理。

2 拉拔試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)用料及制備

2.1.1 試驗(yàn)用料

試驗(yàn)用土為北京航空航天大學(xué)校內(nèi)的天然土，水泥為北京強(qiáng)力水泥廠出產(chǎn)的標(biāo)號為P•S32.5的奧達(dá)牌礦渣硅酸鹽水泥，型鋼是型號為40×4的等邊角鋼,水泥土用外加劑是北京綠色千葉材料科技有限公司出產(chǎn)的萘系減水劑，電阻應(yīng)變計是浙江黃巖測試儀器廠出產(chǎn)的120Ω電阻應(yīng)變計，型號：BX120-5AA,靈敏系數(shù)2.08±1％。

2.1.2 水泥土制備方法

天然土首先經(jīng)過與自來水拌和制備成含水量w＝30％的試驗(yàn)用土樣備用， 然后把制備土樣、水泥、減水劑和水按比例制備土樣:水泥:減水劑:水＝1kg:61.5g:0.923g;24.6g倒入HJW-60升型攪拌機(jī)攪拌箱內(nèi)攪拌120s,即制備成試驗(yàn)用水泥土。

2.1.3 試驗(yàn)用型鋼制備方法

本試驗(yàn)所用型鋼是經(jīng)過貼片、粘接對焊處理過的“回”字型型鋼，其幾何示意圖如圖1所示。

圖1 試驗(yàn)用型鋼的截面形狀及電阻

應(yīng)變計粘貼位置

2.2 加載方式

跟規(guī)范[7]中規(guī)定的鋼筋混凝土拉拔試驗(yàn)裝置不同，本試驗(yàn)設(shè)計的試驗(yàn)構(gòu)件、加載方式均力求最大限度的模擬實(shí)際工程。所以，設(shè)計的試件形狀如圖2所示,加載裝置示意圖如圖A、B所示。

圖2構(gòu)件形狀示意圖

1.構(gòu)件2.千斤頂3.荷載傳感器

4.鋼鉸線5.型鋼

圖A加載裝置示意圖

1. Ф3鋼絲

圖BФ3鋼絲布置圖

2.3 試驗(yàn)方法

2.3.1 測量橋路連接

本試驗(yàn)中電阻應(yīng)變計應(yīng)變的測量采用的是半橋（惠斯更電橋）電路，荷載的測量采用的是全橋電路，測點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集采用的是IMP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

2.3.2 加載步驟

由于型鋼水泥土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)沒有相應(yīng)的試驗(yàn)規(guī)程可供參照，所以本試驗(yàn)基本按照《混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》[7]進(jìn)行。

2.4 試驗(yàn)結(jié)果

由于試驗(yàn)過程中采集了在各級荷載等級作用下沿型鋼全長各測點(diǎn)的軸向拉應(yīng)變，所以可以直接得到在各級荷載作用下型鋼應(yīng)變的分布曲線圖，為清楚的反映規(guī)律，特選擇性的繪制了幾個有代表性的荷載等級的應(yīng)變分布曲線，如圖6（其中坐標(biāo)數(shù)值為1400處是拉拔端，坐標(biāo)數(shù)值為0處是自由端）所示。

注：下方圖例為荷載等級數(shù)值；

圖3 在不同荷載等級作用下型鋼應(yīng)變沿構(gòu)件全長分布圖

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 握裹應(yīng)力分布規(guī)律

利用下面公式（）對圖3顯示的應(yīng)變分布進(jìn)行計算，轉(zhuǎn)換成握裹應(yīng)力的分布規(guī)律分布圖，如圖4所示。

（）

式中，τ―握裹應(yīng)力（MPa）；E－型鋼彈性模量(N/mm2)；A－型鋼截面面積（mm2）;C－型鋼周界長度（mm）; l－應(yīng)變片間距（mm）;εi+1 ，εi－在型鋼軸向方向上i+1、i點(diǎn)型鋼拉應(yīng)變。

注：上方圖例為荷載等級數(shù)值；

圖4在不同載荷等級作用下握裹應(yīng)力沿構(gòu)件全長分布圖

從圖4可以看出，型鋼水泥土復(fù)合構(gòu)件在軸向受拉條件下，當(dāng)外加載荷P處于P≤0.15Pu(Pu為極限荷載，本試驗(yàn)為67.1KN)范圍內(nèi)時，只有在坐標(biāo)區(qū)域（0.75la，la）內(nèi)存在握裹應(yīng)力（其中l(wèi)a為型鋼與水泥土錨固長度），并且隨載荷等級的提高握裹應(yīng)力的峰值不斷增大；當(dāng)外加載荷處于0.15 Pu＜P≤0.67Pu載荷范圍以內(nèi)時，隨著外加載荷等級從小到大，型鋼與水泥土握裹應(yīng)力從位置坐標(biāo)為0.75 la處開始逐級向坐標(biāo)零點(diǎn)（自由端）延伸，且在每級荷載等級下在握裹全長（(1-0.02P）la ,0.75 la）范圍內(nèi)，握裹應(yīng)力保持為一定值，分布曲線為一水平線，而在區(qū)域（0，(1-0.02P）la)范圍內(nèi)，握裹應(yīng)力逐漸下降到0。當(dāng)外加載荷處于0.67Pu＜P≤Pu范圍內(nèi)時，因握裹應(yīng)力已經(jīng)遍布型鋼全長，

隨載荷等級的升高，在每級荷載等級下握裹應(yīng)力在型鋼全長內(nèi)分布曲線接近于一水平線，握裹應(yīng)力接近于定值，由平衡原理可知該定值為 。

3.2 握裹應(yīng)力延伸距離ly

所謂握裹應(yīng)力延伸距離是指在相應(yīng)載荷等級下握裹應(yīng)力在錨固全長中延伸了的長度，在分布曲線中就是水平段終點(diǎn)（靠近自由端的點(diǎn)）距拉拔端的距離。根據(jù)圖4顯示規(guī)律，做出握裹應(yīng)力延伸距離與握裹全長la比值ξ（ξ＝ly/la）隨外加載荷等級變化關(guān)系圖如圖5所示。

圖5ξ－P變化關(guān)系曲線

從圖5可知，ξ與P基本呈線性關(guān)系，如果用直線對該曲線進(jìn)行擬合則可以得到如下公式：

4 結(jié)論

4.1 型鋼水泥土復(fù)合體構(gòu)件在軸向受拉荷載作用下，握裹應(yīng)力的分布規(guī)律與外加荷載所處的階段有關(guān)，與參加平衡外加載荷的錨固長度有關(guān)。

4.2 當(dāng)外加荷載處于P≤0.15Pu范圍內(nèi)時，握裹應(yīng)力分布規(guī)律是：在加載端附近（0.75la，la）范圍內(nèi)存在山峰狀的握裹應(yīng)力，其余范圍內(nèi)不存在握裹應(yīng)力。當(dāng)外加荷載變化時，各點(diǎn)握裹應(yīng)力與之相應(yīng)呈線性變化，類似于處于彈性階段。

4.3 當(dāng)外加荷載處于0.15Pu＜P≤0.67Pu范圍內(nèi)時，握裹應(yīng)力分布規(guī)律是：在加載端附近（0.75la，la）范圍內(nèi)握裹應(yīng)力分布呈山峰狀的分布；在（(1-0.02P）la ,0.75 la）范圍內(nèi)握裹應(yīng)力呈水平分布；從(1-0.02P）la0握裹應(yīng)力逐漸減小到0。當(dāng)外加荷載增加時，從坐標(biāo)位置0.75la0各點(diǎn)握裹應(yīng)力逐步參加到工作中來，直到握裹應(yīng)力延伸到自由端遍及錨固全長為止。

4.4 當(dāng)外加荷載處于0.67Pu＜P≤Pu范圍內(nèi)時，握裹應(yīng)力在錨固全長接近于水平線；各點(diǎn)握裹應(yīng)力均隨外加荷載變化并滿足 關(guān)系。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃新、鄒東峰、張建平.水泥土墻高應(yīng)力區(qū)加筋基坑圍護(hù)新技術(shù).巖土工程學(xué)報，2000（5）.

[2]黃新、宋發(fā)、鄒東峰.高應(yīng)力區(qū)加筋水泥土擋墻的應(yīng)用. 工業(yè)建筑，2000（5）.

[3]張建平.高應(yīng)力區(qū)加筋水泥土擋墻. 工業(yè)建筑，1998（5）.

[4]王穎君，黃新，鄒東峰.握裹力對墻承載性能影響的試驗(yàn)研究. 工業(yè)建筑，2004（2）.

[5]徐有鄰.鋼筋混凝土錨固性能的試驗(yàn)研究.博士學(xué)位論文，清華大學(xué)，1990.

篇(7)

關(guān)鍵詞：高邊坡；監(jiān)測；加固

中圖分類號：X734 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

高速公路邊坡的開挖與支護(hù)，是一個破壞坡體本身力學(xué)平衡，又用支護(hù)措施重建山體力學(xué)平衡的過程。隨著邊坡開挖的進(jìn)行，坡體會產(chǎn)生變形和應(yīng)力重分布。如果處治措施不能使邊坡變形得到收斂，則邊坡就有可能產(chǎn)生破壞性的后果。長期以來，高邊坡的安全性主要依靠合理設(shè)計來保證，但是由于巖土體本身的復(fù)雜性，在時間和空間上對邊坡工程穩(wěn)定情況作出準(zhǔn)確及時的判斷還存在很大的困難。邊坡位移監(jiān)測可以直觀地了解邊坡的變形情況，而且可以利用反分析方法較為可靠地反演圍巖介質(zhì)的彈性模量、泊松比、內(nèi)聚力及內(nèi)摩擦角等力學(xué)參數(shù)，在邊坡穩(wěn)定性評價、工程設(shè)計、施工以及滑坡預(yù)測預(yù)報中起著不可替代的作用。

1工程簡介

X高速公路全線穿越地貌單元分兩類：河口平原區(qū)和低丘臺區(qū)。與高邊坡有關(guān)的地貌單元為K9+100~K18+300的低丘臺區(qū)。低丘海拔一般不超過100米，但地形起伏較大，相對高差40~90m。項(xiàng)目所在的四處高邊坡受向斜構(gòu)造影響，節(jié)理發(fā)育，巖體較破碎，邊坡穩(wěn)定性較差。由于高邊坡均距該斷層破碎帶較遠(yuǎn)，故該斷裂對邊坡穩(wěn)定影響不大。

2高邊坡的監(jiān)測方案

2.1監(jiān)測工點(diǎn)概況

為探求軟質(zhì)巖深路塑邊坡開挖支護(hù)的變形機(jī)理，選取K17+390~K17+724段路暫邊坡進(jìn)行監(jiān)測。K17+390~K17+724邊坡，長約334m，高約56.43m，邊坡斷面形式采用臺階式，每級邊坡高度10m，邊坡平臺2~3m。

2.2監(jiān)測手段

鉆孔測斜儀可以監(jiān)測巖體深部位移，而且由于其測點(diǎn)沿深度方向連續(xù)布置，對垂直埋設(shè)的測孔而言，可以近似地獲得巖體沿深度方向上的連續(xù)的水平位移變化情況。考慮到邊坡地形條件的限制，本文采用鉆孔測斜儀，監(jiān)測軟質(zhì)巖深路暫邊坡開挖支護(hù)過程中，邊坡巖體內(nèi)部水平變形，以此分析軟質(zhì)巖高邊坡巖體的變形機(jī)理。

2.3監(jiān)測布置

根據(jù)加固結(jié)構(gòu)和監(jiān)測邊坡地質(zhì)狀況，將測斜監(jiān)測孔自下而上分別布置在邊坡的第一、二、三、四級平臺上，布置情況見圖1。

圖1 邊坡監(jiān)測布置圖

3監(jiān)測結(jié)果與分析

3.1監(jiān)測結(jié)果

通過對邊坡深部位移的長期監(jiān)測，陸續(xù)讀取了多次監(jiān)測數(shù)據(jù)。選取第三與第四平臺為例，由各監(jiān)測孔獲取的土體深層水平位移曲線如下圖2，圖3所示。

第三平臺（共1孔）：

圖2 孔深度與位移關(guān)系曲線

第四平臺（共1孔）：

圖3 孔深度與位移關(guān)系曲線

3.2監(jiān)測分析

由圖2，圖3可知：各測點(diǎn)獲取的深層水平位移量均小于10mm，位移方向指向坡外；隨著深度的增加，位移量逐漸變小；變形區(qū)域主要集中在各級平臺下l0m范圍內(nèi)；夏季雨期監(jiān)測到的位移值略顯偏大。

可以看出，邊坡巖體在幵挖與支護(hù)過程中，變形區(qū)域主要分布在坡體表層范圍（約10m)，坡體總體上處于穩(wěn)定狀態(tài)，降雨對坡體水平位移影響較大，在邊坡穩(wěn)定性分析和預(yù)測中應(yīng)重點(diǎn)考慮降雨的影響。

4加固方案優(yōu)化分析

4.1開挖與支妒順序

邊坡加固施工順序主要包括兩種，即分層開挖、逐層支護(hù)，以及一次性開挖、一次性支護(hù)，兩種施工順序各有優(yōu)劣。為了進(jìn)一步分析開挖與支護(hù)順序?qū)吰路€(wěn)定性的影響，本文分別采用理正和PLAXIS軟件分析第二種情況，安全系數(shù)變化情況如圖4所示。

圖4 —次性開挖、一次性支護(hù)各工序

一次性幵挖、一次性支護(hù)的施工過程，由于開挖面大，開挖過程邊坡的安全系數(shù)低；開挖暴露時間長，初始支護(hù)效果不明顯；但由于其有利于施工組織，減少施工成本，如果能夠提高開挖暴露期的穩(wěn)定性，則可以實(shí)現(xiàn)成本、質(zhì)量、進(jìn)度的優(yōu)化控制。

4.2描桿設(shè)計

采用PLAXIS軟件計算時，原設(shè)計方案第一級邊坡幵挖后的安全系數(shù)為1.62，支護(hù)后為1.64，支護(hù)后遇到降雨變?yōu)?.56，第一級邊坡錯桿增長到15m后安全系數(shù)為1.75,若遇到降雨則安全系數(shù)將降為1.70，增長到20m后安全系數(shù)為1.95,若遇到降雨則將為1.76。可以看到，增加第一級邊坡描桿的長度可以大幅度地提高邊坡的整體穩(wěn)定性，而且有利于降低降雨的危險性。理正軟件的計算結(jié)果具有類似的變化規(guī)律。同時改變邊坡錯桿的長度，使之分別為10m、14m、15m、18m、20m,并與開挖后未支護(hù)的情況進(jìn)行對比，同時考慮降雨與未降雨的情況，由PLAXIS的計算結(jié)果可知：

(1)隨著銷桿長度的減小，邊坡穩(wěn)定性隨之減小，變化較為平緩；當(dāng)邊坡不設(shè)錨桿時，穩(wěn)定性大幅度下降；

(2)未降雨情況下，鋪桿長度從14m增加到16m時，邊坡安全系數(shù)有相對較大的提局幅度；

(3)降雨情況下，邊坡安全系數(shù)的變化與未降雨情況類似，但變化較為平緩。

為了分析銷桿埋設(shè)間距對邊坡穩(wěn)定性及其變形的影響，在原有數(shù)值模型和計算方案的基礎(chǔ)上，通過改變錨桿埋設(shè)間距來計算分析鋪桿間距對邊坡穩(wěn)定性的影響。計算時不改變錯桿布置層數(shù)（3層），僅考慮d=3m和4.5m兩種工況。計算結(jié)果表明，錨桿水平間距分別為d=3m和4.5m時，開挖支護(hù)后的邊坡安全系數(shù)基本不變，而第三級邊坡平臺特征點(diǎn)D點(diǎn)的變形有較大的差異。d=3m時，D點(diǎn)最終水平位移為14mm左右，而當(dāng)d=4.5m時，最終水平位移增大達(dá)22mm左右，說明較大的錯桿埋設(shè)間距將使邊坡最終水平位移明顯增大。因此，在設(shè)計中，應(yīng)合理布設(shè)錨固，確定合理的錨桿埋設(shè)間距，從而有效控制邊坡水平位移，避免邊坡發(fā)生局部失穩(wěn)破壞。

此外，錯桿鋪固角減小也會使軟巖邊坡安全系數(shù)增大，但小到一定程度再小時，安全系數(shù)反而減小。

5結(jié)束語

為探討軟質(zhì)巖深路壁邊坡的變形機(jī)理，本研究選取了 K17+390~+724段高邊坡，采用鉆孔測斜儀對該邊坡進(jìn)行了長約1年半的監(jiān)測，并獲取了一系列的邊坡巖體深層水平位移監(jiān)測數(shù)據(jù)，并對邊坡加固方案進(jìn)行了優(yōu)化分析。

參考文獻(xiàn)

[1]李永紅.無黏性鹽漬土的溶陷性研究[A].中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會第七次學(xué)術(shù)大會論文集[C].中國科學(xué)技術(shù)出版社，2002： 232-234.