岩土锚固技术论文范文

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第1篇

岩土锚固技术是运用锚杆附近岩土层抗剪强度传送土体拉力或使土层开挖层安全稳定的一种技术。岩土锚固工程技术是一种把受拉杆件埋进岩土层，进行边坡加固的技术。站在力学角度分析，锚杆是能够抵御岩层被破坏剪切、可以抵抗倾倒、防止山体水平位移或竖向位移、消除各种差异变形沉降、控制岩体塌落与变形的加固边坡技术。岩土锚固技术可以使锚固层形成压应力区，形成岩土层加筋作用，提高岩土层总强度。锚杆将岩土层和防护层有效连接到一起形成复合结构，其承担土压力，最终增强岩土剪力能力与承受拉力。

2水利工程的具体施工技术

要全面开展水利工程建设工作，一定要重视建设过程中的质量管控工作。先确保工程施工队伍具有良好施工技术水平，根据工程标准要求施工，进而保证工程建设顺利完成。

2.1岩土锚固技术的作用条件

建设水利工程运用岩土锚固技术前，一定要充分做好各项准备工作，具体要按照工程设计要求，勘查工程施工现场，特别注意检测工程环境条件及土层情况，再合理的选取施工工具。施工前，把所有施工工具、施工器械送至施工现场，确保施工工具齐全，全面检查施工材料，当发现材料存有问题时，及时采取有效措施给予解决，进而从本质上解决施工过程中可能出现的各种质量问题。工程施工时，加大技术监督管理工作力度，时刻监督现场施工情况，促使岩土锚固技术的顺利应用。

2.2锚固操作工艺

锚固工艺和锚杆种类具有紧密联系，岩土锚固技术中的锚杆有很多种类别，根据锚杆是否需要提前施加应力分为非预应力锚杆与预应力锚杆；根据锚杆运用对象分为土层锚杆与岩石锚杆；根据承载机理，分为复合型锚杆、拉力型锚杆及压力型锚杆。锚杆主要有锚头、自由段和锚固段组成。锚杆施工主要有制造孔洞、制作和安放锚杆、灌注浆液、张拉与锁定锚杆。实际水利工程中，常用的锚杆有管缝式锚杆、机械式锚杆、灌浆式锚杆及楔缝式锚杆。自钻式锚杆也叫自进式锚杆，它是把锚杆安装、钻孔和注浆组合为一体的锚杆。灌浆式锚杆运用树脂或是水泥砂浆把拉杆粘结在钻孔内，运用锚杆粘结力、固结浆液和岩层与浆液的粘结力锚固岩层。关于锚杆钻进技术的运用，如果岩体较完整，可以选择浅孔冲击式的钻机，这样不仅有效而且十分经济，如果岩体已有破碎现象，则适合运用回转式钻机，钻进过程中配合使用一些套管工艺。如果要对卵石层岩体进行钻孔，考虑其塌孔现象较严重，可以先把钻杆打进岩层后再注入浆液。

2.3布置锚杆和安装锚杆

布置锚杆和安装锚杆前，必须先确定所有部件对应位置，进而才能保证安装过程中，各部分良好的衔接在一起。安装时必须严格监督安装质量，避免由于安装不良导致工程质量存有缺陷。锚杆布置工作有一些具体要求：锚杆上下层排距控制在3米以内；边坡最上排锚杆固段岩土厚度大于3米；倾斜锚杆倾角在15-45度之间，同层锚杆距离在2米左右。安装锚杆过程中为保证锚杆在钻孔中心位置，锚杆外表面要装设隔离架、限位器。定位器间距在自由段2.5米，在锚固段2米处，锚杆的钢筋要始终保持顺直、平直、没有油污。

2.4锚孔灌注浆液

进行锚孔灌浆时，注浆材料一定要根据规定经过必要的检验，确保材料符合工程设计要求，在开始注浆作业与中途停止很长时间再施工时，要用水泥稀浆或水注浆管路及注浆泵。进行一次低压灌注浆液时不能封闭孔段，灌注浆液管采用塑料材质管，塑料管伴随锚杆体共同进入到孔内，再注入浆液，控制注浆压力在0.8MPa以内。一次高压灌注浆液时，要运用隔离塞将孔段封闭，将小排气管隔离塞里，先利用管孔底部做低压注浆，利用排气管及时排除封闭段空气，排气直至没有气泡浆液排出为止，最后封闭排气管，进行高压灌注浆液，确保浆液充分深入挤密孔壁或底层，和低压灌浆相比，高压灌浆更能够提高锚固力。进行二次高压注浆就是把锚杆的非锚固段和锚固段分成两次来分别进行灌注。

2.5锚索

运用岩土加固技术时一定会利用锚索，锚索是岩土加固技术的重要组成部分。锚索是承受拉力的关键结构，具有一定稳定作用，能够避免建筑物发生严重变形。运用岩土锚固技术是加固体外表面张拉形成预应力，进而实现稳固的目的并避免其发生变形。锚固技术中的锚索技术有两种，即：无粘连的预应力锚索和有粘连的预应力锚索，它们在水利工程的岩土锚固技术中都能得到运用，具体是要结合工程实际建设需要来进行选择，进而才能确保工程建设质量。预应力锚索按照锚固体受力状态，可以分成承压型锚索与摩擦型锚索两类，根据钢筋传力特征和结构，分为压力型锚索、拉力型锚索及荷载分散性锚索。

3岩土锚固技术的一些问题

目前我国运用的岩土锚固技术存有三方面问题，第一，锚固有关机理认识较低。要尽快发展岩土锚固技术，必须不断完善锚固机理，但我国目前锚固机理方面薄弱。锚固机理关系到锚固对单根锚杆受力问题及对岩土体加固作用影响，虽然有很多关于锚固作用的阐述，但绝大多数都是牵强的。第二，锚固理论和实践严重脱节。根据目前实践应用情况看，岩土锚固工程实际运用过程中很少时候能够真正将理论和实际有效结合起来，这严重制约着岩土锚固技术发展。因此，要发展锚固理论和实践有效结合，进而才能促使锚固技术更好的发展。第三，保证工程施工质量的意识不高。由于锚固工程具有很强隐蔽性，当其质量方面出现问题时，难以迅速找出问题原因，这就使岩土锚固技术存有许多问题，因此，要保证锚杆充分发挥其作用，必须保证施工质量，实际施工时，注重机械化施工方法的运用，严格控制人为操作方面出现错误，进而保证施工质量。我国的岩土锚固技术还处在初级阶段，有关理论方法还不够成熟，一定要不断探索锚固技术发展措施，例如：发展配套锚固施工工具，锚固工艺和锚杆结构的多样化、强化工程施工质量控制工作、降低预应力锚索应力损失等。

4运用岩土锚固施工技术时的注意事项

预应力锚索施工属于隐蔽性极强的岩土工程，它的技术难度非常高，工艺也十分复杂，所以，很多非专业的施工队伍很难确保工程施工质量，运用该技术进行水利工程施工时，必须安排施工资质较高、施工经验丰富的专业队伍进行施工。锚固工程施工过程中，施工变形预报工作和监测工作非常重要，通常情况下，要运用专业仪器与地表简易观测法进行监测，必要时定期进行动态预报，施工变形预报和监测，进而对动态设计发挥指导性作用，保证工程安全施工。

5结束语

第2篇

关键词：岩土锚固发展问题

一、概述

岩土锚固是通过埋设在地层中的锚杆(索)(以下统称锚杆),将结构物与地层紧紧地联锁在一起,依赖锚杆与周围地层的抗剪强度传递结构物的拉力或使地层自身得到加固,从而增强被加固岩土体的强度,改善岩土体的应力状态,以保持结构物和岩土体的稳定性,以达到预防和治理此类地质灾害的目的。

二、岩土锚固工程技术的发展历史

1.岩土锚固工程技术在国外的发展历史概况

岩土锚固技术在与岩土有关的工程中的应用可以追溯到19世纪末。1872年,英国在北威尔士露天页岩矿首次使用了锚杆支护。此后,美国从1910年开始在阿伯施莱辛的弗里登斯煤矿使用,20世纪40-50年代以后,锚杆在美国矿井下的成功应用引起了世界各国的重视和广泛推广,90年代煤矿锚杆支护几乎达到百分之百。德国在1912年开始在谢列兹矿的井下巷道采用锚杆支护,20世纪80年代以后,逐步改变了崇尚自己发明的U型钢支护,而转向推广应用锚杆支护技术,且锚杆技术在千米深井中得到应用。法国在20世纪60年代末锚杆使用量占2/3,80年代后,煤巷锚杆比例大幅提高。日本于1950年引进锚杆支护技术,20世纪70年代煤矿和隧道中使用锚杆的比例已经达到4.5:3。澳大利亚从英国、法国等引进锚杆技术后,于20世纪80年代后期对锚杆支护技术的改进使锚杆支护技术提高了一个档次,并引起英国等国家的再学习,重新推动了锚杆支护技术的发展。目前在澳大利亚的煤矿巷道中基本上采用了锚杆支护技术。

2.岩土锚固工程技术在国内的发展历史概况

我国于20世纪50年代开始使用锚杆支护技术,至70年代前期还处于探索阶段,直至1978年才开始重点推广,至80年代向英国学习锚杆支护技术后推广到煤巷支护,90年代又向澳大利亚学习和引进成套先进的锚杆支护技术,目前已得到广泛的推广和应用。在一些矿区的锚杆支护巷道比例达到90%以上,有些矿井甚至达到了100%,取得了较好的技术和经济效益。

三、锚固工程技术存在的问题和发展趋势

1.锚固机理的认识亟待提高

锚固技术的关键首先是对锚固机理的认识。它包括两部分,即锚固对岩土体的加固作用和单根锚杆本身的受力问题。尽管现在有许多对锚固作用的解释,但这些解释多半是表面的和牵强的,或者只适用于一些特殊条件。因此,目前的技术标准主要是经验性的,设计和施工中还有许多盲目性;应该说,这是妨碍锚固技术向科学化发展的主要原因,也是锚固技术需要解决的重要问题。

2.锚固理论的研究应充分强调与实践相结合

锚固技术和其他岩土工程技术一样,不仅施工设计,而且施工过程对施工效果也有重要影响。因此,这些方面的研究也显得特别重要。但是,有关这一领域的研究几乎空白。这也是一项要求通过对锚固理论的深入认识去解决的关键问题。

3.应充分保证施工质量

锚固工程是一项隐蔽工程。在施工质量上一方面设计工程事故问题,另一方面当出现问题时甚至还难以分清是质量问题还是设计问题。因此,保证施工质量是发挥锚杆支护功能、提高锚固技术整体水平的重要因素。除人为因素之外,保证施工质量主要有两条途径,即配套性能良好的机械设备和机械化施工手段,以及科学的验收规程和相应的试验方法和要求。但目前对施工质量的重要意义认识不够。

4.加强监测反馈技术的发挥

岩土工程一方面在施工前有许多未知因素;另一方面,岩土材料破坏过程具有渐进性特点。因此,监测一方面可以确定这种“黑箱”或“灰箱”的内在状况;另一方面,即使岩土工程发展到较先进的水平,要预测后续情况仍不可缺少必要的检测手段。目前,尽管监测工作已有所进展,但其所起的反馈作用和指导作用却较难发挥。主要原因是由于施工和管理人员的理论水平偏低,对监测的认识不足,且缺少正确的指导方法,这是使今后的锚固技术更加科学而需要解决的重要问题。

参考文献:

[1]韩立军等.岩土加固技术.徐州:中国矿业大学出版社.

第3篇

【关键词】锚杆；临界锚固长度；对策

中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号：

【引言】目前，在我国边坡、基坑和矿井、隧洞以及一些地下工程中进行支架固定的是岩土锚杆，而岩土锚杆在地下工程中得到了广泛的应用。基坑、边坡、矿井和隧洞的支架锚杆为多少，锚杆的临界长度和承受的极限承载力就随着锚杆的临界锚固长度所计算，而现今的锚杆临界锚固长度的计算还只是施工人员凭着经验而得出，出于对地下工程的安全考虑，我们对锚杆长度正确的理论公式的需求也日益迫切。

1锚杆

在大型地下工程施工人员看来，锚杆并不陌生，它处于地下工程施工中一个支架的作用，也是最基本的组成部分，对地下工程的边缘也起了一个主动加固的作用[1]。锚杆并不像我们想象的那么巨大，你可以把它想象为是一根比螺丝起子还稍大一些的钉子就可以了。锚杆的组成因素有三点。

⑴在强度上，锚杆的拉力强度和抗压强度要高于岩土的质量，这样才能够支撑起整个庞大的地下工程；

⑵锚杆在和岩土相互接触时要软硬皆施，在对待岩土支架问题上它要比岩土的质量更加强硬；在与岩土进行融合的时候，又要能够与岩土形成摩擦阻力，与其紧密结合；

⑶锚杆的杆体对于整个巨大的地下工程而言相对娇小，但并不是将其埋入其中，而是要将其另一端伸出岩体外部，对整个岩土主体形成一份径向阻力。

锚杆与岩土主体相互产生拉力，中间粘结的摩擦力越大，临界锚固承受的压力就越大。

1.1锚杆的基本作用

锚杆的基本作用分为宏观作用和微观作用：

宏观作用：在岩土的表层产生纵向拉力作用，增加了岩土主体的粘聚性，克服了岩土主体的低抗压能力；

微观作用：在力学上将岩土表层与岩土体内形成一个新的复合体，在理论上将二者相互结合，使得岩土本体的承载能力大大加强。

1.2锚固长度

锚固长度是锚杆计算的基本要素，而它是指在大型地下工程中，房梁、底板、支柱以及其他受力钢筋伸入支架或者是地基中的具体总长度，在计算锚固长度的时候，可以是直线锚固或是弯折锚固。

2锚杆临界锚固长度的计算

在目前，我们虽然还未正式报道锚杆临界锚固长度的计算方式，一些经验丰富的大型地下工程人员介绍说，可以采用理想弹塑性荷载传递函数来进行计算，而后计算其极限承载力和锚杆长度的关系。什么是理想弹塑性荷载传递函数。简单来说就是将与土层性质、深度以及桩径等进行参数的极限摩擦阻力和极限位移的计算。

2.1理想弹塑性荷载传递函数

在由于地桩底端阻力所发挥的极限位移明显大于地桩间的侧阻力的发挥所需的极限位移，由地桩侧方的摩擦阻力阻止与地桩前段阻力的发挥。

2.2理想弹塑性荷载传递函数公式[2]

⑴当S

当S> Su 时，qs = qus =Const

⑵剪切变形系数Cs沿深度方向相同。

⑶地桩截面面积垂直上方系数越强，桩长长度就越长。

2.1极限承载力与锚固长度之间的关系

我们从上文可以得知，极限承载力与锚固长度承载力有关，锚固长度承载的力度越大，极限承载力适应力度也就越大，用最大极限承载力Pumax =sh(ky)P得知，锚固层性质和毛固体截面性质确定，极限承载力与锚固长度相互关联。在临界锚固长度内，锚固长度越长，极限承载力随锚固长度增加的速度就越慢，而锚固长度增加的情况不会超过极限承载力的百分之四。为了提高极限承载力的效率的角度来看，锚固长度不会大于0.6米。

2.2锚固长度与摩擦阻力和极限承载力之间的关系

⑴根据上文可得知，当la > lc时，根据锚固长度的概念，锚固长度可随锚固或弯或直，这些长度君不影响锚固长度真正数值；

⑵当0.6 lc < la < lc 时，锚固长度数值的减少之间影响到了摩擦阻力的数值，但是对于提高承载力方面，并没有任何直接影响。根据前文公式可得知，产生锚固长度数值减少的原因是因为摩擦阻力在锚固长度减少时发生了均匀走向的重分布路线，而在锚固长度减小的同时，间接的提高了锚固与岩体的利用率；

⑶当la 0.6 lc ，在此公式时，这阶段的极限承载力随锚固长度的增加而明显的发生变化。因此，在此建议采用的锚固长度不小于0.6la，在此数值下，可获得良好的经济效益及质量。

⑷按照上文方式求解，如600kn外载下实测后三分之一的阶段承担荷载大约为110kn，110/500=0.15。而临界锚杆长度经过计算，介于（0.5~06）之间，稍稍低于工程临界锚固长度的0.1，总体数值在大型地下工程项目数值可取值范围内。这种方法课快速测算出锚杆临界长度，且操作方便，易于操作，差错率较小，具有较大意义上的工程实用性。

【结语】

经过上文例子计算，锚杆临界长度的摩擦系数与之前的平方根成正比，并且与锚固长度的中和弹性模量的平方根成正比，而摩擦阻力在分布均匀的状况下，与锚固长度有关；在摩擦阻力分布不均匀的情况下，与锚固长度无关；而摩擦阻力的分布状况的趋势随着锚固长度的增加而减少。目前，在上文中所运用理想弹塑性荷载传递函数公式的运算方式可大致测算出锚杆长度的大致且在番外内的数值，但是在地下大型工程中仍有瑕疵。在此，为获得良好的经济效率与质量效果，在设计锚杆时，可考虑锚固长度时小于地下工程临界的锚固长度，并且能够在进行测算时，测算出正确的数值。故而相信在不久的将来，将能够测算出运算更加精准的算式，保证地下工程的施工具有更大的保险性和安全性，也更能够作为工程施工更大的工程实用性。

【参考文献】

[1] 代国忠,傅丰均,代玉宝.锚固工程早强型普通硅酸盐水泥浆液的试验研究[J].长春工程学院学报(自然科学版).2009( 03) 17-20

第4篇

关键词：预应力锚索抗滑桩；锚索拉力；桩身内力；改善。

1.概述

预应力锚索抗滑桩是一种主动受力和被动受力相结合的新型岩土工程锚固技术，其中锚索为主动受力，抗滑桩为被动受力[1]。锚索的使用改善了预应力锚索抗滑桩的受力模式，传统的抗滑桩相当于悬臂梁结构，而预应力锚索抗滑桩可视为一端铰接的梁式结构，因此预应力锚索抗滑桩的受力情况更加合理。可见锚索拉力对结构体影响非常之大。

根据弹性地基梁理论及位移变形协调原理，可以确定锚索拉力及桩身内力[2]。锚索拉力通过锚索张拉来获得，因此锚索拉力值的大小可以在一定范围内变化。锚索拉力值的选取范围从几百到数千千牛，但过大的锚索拉力会使得桩前岩土体产生较大的土压力，而过小的锚索拉力又不能起到很好地降低桩身内力的作用。现行的预应力锚索抗滑桩的优化设计可通过选取合适的锚索拉力，降低桩截面尺寸、桩长及减少钢筋用量来实现。因此，如何选取一个合适的锚索拉力值，使预应力锚索抗滑桩桩身内力分布比较合理，其意义较为深远。

本文使用有限单元法软件PLAXIS对工程案例建模。该方法不必对一部分内力和滑动面形状作出假设，可以使结果的理论基础更为严密[3]。通过对计算结果的分析，得出锚索拉力值对降低桩身内力、改善桩身弯矩分布及降低桩顶位移的作用，希望对后期的研究起到抛砖引玉的作用。

2.模型的建立及分析

某一滑坡体，总体坡度约13°，滑坡纵长400～1140m，宽239～1000m，面积约1.5km2，属推动式滑坡。在滑坡体上需要布置一条输油管道。该场地岩土由碎石土和页岩组成。上层为碎石土：容重20kN/m3,弹性模量1.0×104kN/m2,粘聚力为30kN/m2，内摩擦角为25°，泊松比为0.35。下层为页岩：容重24.5kN/m3，弹性模量1.0×108kN/m2,粘聚力为350kN/m2，内摩擦角为34.3°，泊松比为0.24。

通过传递系数法计算得：拟建输油管道处滑坡体剩余下滑力为1946kN/m。研究表明：当滑坡推力介于1000～3000kN/m时，采用预应力锚索抗滑桩比较合适[4]。该工点拟采用抗滑桩桩长16m，锚固段5m，桩间距为6m，桩截面尺寸为1.5m×2.0m。根据相关规范及工程经验，锚索设置在桩顶下1m处，与水平线夹角为20°,锚索锚固段5m。

本工点情况较简单，可采用二维平面应变模型。对各参数进行修正后，用板单元模拟梁；用土工格栅和杆单元模拟锚索，其中土工格栅可以模拟锚索的锚固段；锚索预应力可直接在杆单元施加；屈服准则采用莫尔-库仑准则；排水情况。支挡结构体参数：钢筋混凝土桩的弹性模量值取3.0×104Mpa，泊松比0.1；模拟锚索锚固段的土工格栅抗拉刚度值取1.0×105kN/m；模拟锚索自由段的杆单元弹性模量值取1.95×105Mpa，抗拉刚度取4296kN，间距6m。另外，桩与碎石土的边界采用0.5的强度折减系数，桩与页岩的边界采用1.0的强度折减系数。

建立的模型如下图：

图2.1 模型总位移云图

根据地基系数法，结合本工点情况，可认为预应力锚索抗滑桩背后推力分布为梯形[5]。徐良德等进行的滑坡相关模型试验研究表明抗滑桩所受岩土压力的合力大约在桩悬臂段中间[6]，因此此时土压力的合力大约位于桩顶下5.5m，。为了降低桩身的弯矩值，可以假设在锚索拉力作用下，滑面处桩身弯矩值为零。通过计算，得锚索拉力初设值为1070kN。

通过上述分析，本模型分别采用锚索拉力值为900kN、1050kN、1200kN、1350kN、1500kN。通过有限单元法计算得桩身相应的最大弯矩值分别为：804.28kNm/m、629.49kNm/m、423.04kNm/m、-363.74kNm/m、-438.34kNm/m，相对应的最大剪力值分别为：441.53kN/m、365.82kN/m、343.21kN/m、162.5kN/m、205.81kN/m，桩身最大位移值分别为：3.16mm、1.97mm、1.24mm、-0.3mm、-1.58mm。

由以上数据可知，随着锚索拉力值的增大，桩身的最大弯矩值和最大剪力值明显降低；且随着锚索拉力值达到1350kN,此时的桩身最大弯矩值和最大位移值已经为负值，意味着抗滑桩将向桩后弯曲。同时，抗滑桩将受到比较大的土压力，此时的锚索拉力值不是经济合理的方案。简而言之，当锚索拉力达到1350kN及以上的时候，此时的锚索拉力是不合理的。同时，锚索拉力为1200kN时，较锚索拉力为900kN或1050kN，能明显降低桩身最大弯矩值、最大剪力值及最大位移。下图为锚索拉力为1200kN时的桩身弯矩图：

图 2.2 桩身弯矩图

从上图可以看出，此时的锚索拉力作用下，桩身弯矩图出现两个极值，且相差不大，能合理利用钢筋混凝土材料的双向抗弯性能，有利于抗滑桩的配筋。

综上所述，预应力锚索抗滑桩的锚索拉力值选取1200kN。

结论

通过对有限单元法软件计算结果的分析，得出预应力锚索抗滑桩锚索拉力的选取可遵循以下几点：

预应力锚索抗滑桩的锚索拉力优化以不产生负位移，且位移值偏小为标准，此时桩身的最大弯矩值也为正值，且桩身弯矩分布图比较合理。

预应力锚索抗滑桩的锚索拉力值不能过大，否则将产生较大的土压力；同时也不能过小，锚索拉力过小时的作用效果趋同于普通式抗滑桩受力情况，不能体现预应力锚索抗滑桩改善桩身受力的优越性。

一些对位移要求严格的工程，可以通过增大锚索拉力值来降低桩顶位移。

参考文献：

[1] 王德兵.对预应力锚索抗滑桩受力机理的初步探讨.重庆大学硕士学位论文.重庆：重庆大学.2006

[2] 陈占.预应力锚索桩设计与计算.地球科学-中国地质大学学报，2001

[3] 陈祖煜著.土质边坡稳定分析-原理、方法、程序.北京:中国水利水电出版社.2003.

[4] 丁建军.锚索抗滑桩与土体相互作用的数值分析.福州大学硕士学位论文.福州：福州大学.2003

第5篇

论文关键词：高边坡，加固，质量监控

 

0 前言

高边坡的加固防护主要分支挡结构、排水措施、坡面防护三个方面。其中：支挡结构通常有预应力锚索（杆）、高大挡土墙、抗滑桩等形式；排水措施对地下水主要采取“引排”的办法，对地表水则采取“快排”的方法；坡面防护对土质边坡可采用框格式植草防护，对于岩石风化破碎严重或土质松散的边坡，可采用浆砌片石护面墙、路堑矮墙等形式。

1 项目简介

铜汤高速公路起于铜陵长江南岸的庐铜高速公路，终点于黄山区汤口镇山岔村，接汤口～屯溪高速公路，路线全长116.146km。该路段路堑边坡多，相对高差在20～80m左右，岩石破碎，裂隙发育，易产生坡面剥落、冲刷，坡体垮塌、溜坍、滑动、错落等不良地质现象。据统计全线超过20米的高边坡近百个。其中，大部分需进行加固处理，而其中又以锚杆（索）加固为最多。

由于高边坡防护工程其成败直接影响到今后高速公路的运营安全，因此如何做好路堑高边坡防护加固工程质量监控，特别是如何做好锚杆（索）的施工监控，成为该路段高边坡工作的重点内容之一。

2锚杆（索）加固工程质量监控

高边坡锚杆（索）加固工程质量监控主要从以下各方面展开：

2.1在接到施工单位"开工申请单"后，专业监理工程师应到现场进行实地勘察，了解锚杆（索）加固工程坡位的地质特征。

2.1.1 确定工程部位的地质构造。

详细观察工程部位的地质构造，有无断层通过和坡面滑动迹象；观测坡面岩土层的裂隙发育情况,岩层及裂隙产状；判断引起坡体滑动的后缘控制面和主滑面的裂隙产状，形成前缘出口的裂隙产状和产生边坡松弛的结构产状。

2.1.2 初步确定锚固段地层层位。

观察边坡各级（从路基开始，一级一级往上观测）土层和风化岩强度的变化杂志铺，详细划分坡面的岩土类型，估算坡残积土、土状强风岩、块状强风化岩、弱（中）风化岩、微风化岩的厚度和深度，初步确定锚固段所处地层层位。

2.1.3 了解地下水赋存。

根据山区地形特点，一般三级坡以上无地下水赋存，一、二级坡内块状强风化~微风化岩由于裂隙发育，有基岩裂隙水赋存，往往会影响锚孔钻造的施工，因此应考虑合理的钻造工艺，相应采取措施。

2.2掌握设计依据和设计目的。

应详细对设计施工图进行分析，了解设计孔深、锚固段长度、锚孔倾角、设计拉力等，锚固段地层是否是在该坡松弛结构面以下或坡体滑动的后缘控制面以下，以达到锚固效果。

2.3锚孔钻造施工的现场监控。

监理工程师依据程序，对现场设备和材料（包括钻机、空压机、脚手架、注浆机、钢绞线、注浆管以及配套材料与配件）、施工队伍资质和主要人员施工简历、施工组织、工艺流程、质保体系和安保体系的建立等进行审查，已具备开工条件的情况下，批复开工报告，进行各锚孔钻造。在施工过程中，主要检查的内容有：

①检查孔位处坡面坐标和标高是否经测量检测，放样拉线是否平直，要求标记各孔孔位，孔位纵横误差<50mm，标高误差<100mm；

②锚孔钻造机安装倾斜度是否与锚孔设计倾角相等，误差为±1（用地质罗盘量测）；

③锚孔钻造脚手架是否牢固，各部分螺扣是否紧牢；

④钻孔钻进采用无水干钻，严禁用水钻进；

⑤详细观测记录岩土层深度并进行岩土命名，分坡残积土、土状风化岩、块状强风化岩、弱（中）风化岩、微风化岩的钻孔深度（从吹出的岩粉判别）；

⑥钻孔深度应大于设计深度0.5mm；

⑦达孔底深度后，稳钻1~2分钟或更多时间，防止孔底尖灭，达不到设计孔径，同时使用高压空气将孔内岩粉及水体全部清除出孔外，保持孔内干净。

⑧钻孔检查采用尺检钻头直径，计数标准钻杆根数，检查孔径、孔深、复查锚孔孔位、倾角和方位。

2.4锚筋制安的现场监控

2.4.1锚杆(索)编束检查

当采用锚杆（钢筋）作为锚筋体时，锚杆组装前钢筋应平直，并经除油和除锈处理合格。预应力锚杆钢筋主要采用精扎螺纹钢，锚杆接头要求采用专用锚杆连接接头，自由段刷防锈油漆，涂脱水黄油，外套塑料管，自由段与锚固段分界处，应缠绕胶布进行固接和密塞处理，缠绕长度两侧不得小于100mm；并检查锚杆长度、锚固段长度、锚杆型号是否符合设计要求。

2.4.2锚索（杆）安装

①锚索（杆）运输、吊装，应细心操作，不得损伤锚筋体和移动各组成部件；② 锚索（杆）安装时，应保持顺直，顺利下到孔底杂志铺，严禁抖动、扭转、串动，防止散束，锚杆禁止敲击；

③尺量锚筋外面长度与设计孔深差为制锚长度与设计长度之差，允许偏差50mm；

④压力分散型锚索孔外三组标记清楚，一般用不同颜色油漆标记，防止张拉时补偿错误。

2.5 锚孔注浆的监控

锚孔注浆时应进行旁站，必须采用孔底返浆法，严禁抽拔注浆管，无返浆或中途输送泵故障、高压管破裂等应及时报废返工，第一次注浆出井口，第二次补浆也应流出，若时间长或水泥用量大，需经专业工程师确定。出现异常，同时要请示设计代表，共同制定处理方案。注浆时间原则上是锚孔钻造后24h，需延长时间由专业工程师确认。若采用二次高压劈裂注浆，注浆管在编束时应在锚束另绑扎一根注浆管，在水泥浆体强度达到5.0MPa时进行。

2.6 锚索（杆）地梁、框架的监控。

2.6.1锚索（杆）地梁、框架的制作。

地梁、框架均于现场浇筑，并满足以下要求：

①钢筋接头需错开，焊接头截面之间的距离不得小于1m；

②钢筋砼地梁或框架中的立柱埋入平台地面标高以下不小于0.5m，用C25号砼浇注；

③锚索（杆）、波纹管、锚垫板地梁应置于中心位置，框架应置于立柱与横梁交叉中心位置，锚索（杆）方向应与锚孔方向一致，锚垫板应垂直锚孔方向；④ 钢筋安置平整后，模板安装要牢固，接缝平顺，再进行现场浇注、振捣，防止漏浆、倒模；

⑤框架应分片施工，两相邻框架横梁、顶梁接触处留20mm伸缩缝，用浸沥青木板或泡沫板填塞。

2.6.2 进行锚索（杆）、框架、地梁检验。

达到锚索（杆）孔位符合设计要求，预留长度满足张拉要求，外观顺直、美观，无麻面及跑模现象。

2.7锚索（杆）试验监控。

锚索（杆）试验分基本试验和验收试验，必须进行全过程旁站，试验设备必须标定。

① 基本试验每坡应不少于3孔，施工前由监理工程师根据岩土情况选定孔位，按规范要求分级进行。压力分散型锚索，预张拉后，根据锚索各单元差异伸长量和差异荷载，分单元补偿差异荷载后再按规范进行分级张拉，直至破坏。发现异常，及时采取措施，找准差异原因，向设计代表和总监办汇报试验情况或共同研究处理方案。

② 验收试验孔数为边坡锚孔数的5%，但不少于3孔杂志铺，试验方法同基本试验，试验最终拉力值为设计拉力值的150%。在分级张拉时，发现异常，必须请示设计代表和总监办，共同研究，确定解决办法，防止将锚索（杆）破坏。 以上两试验由承包单位写出试验指导书和试验报告，由监理签署意见后，再进行工作锚的张拉、锁定、封锚工作。

2.8张拉、锁定、封锚的监控。

监理应进行旁站，张拉、锁定必须采用专用设备，作业前进行标定，所用锚具为专用锚具，并要有送检报告书。锁定拉力值为设计拉力值的110%，其张拉步骤同试验分级进行。压力分散型锚索，预张拉后分单元补偿差异荷载，张拉至设定张拉荷载后，持荷10~15min，进行自动锁定。锚孔封锚，采用机械切割余露钢筋，留长10cm。用纯水泥浆注满垫板及锚头各部分空隙，用20MPa砼按设计要求制模封锚。

3 结束语

高边坡锚杆（索）加固工程是铜汤高速公路重要关键工程之一，锚杆（索）加固工程的质量监控也成为一项重要工作内容，通过对高边坡锚杆（索）加固工程，提高了高边坡的稳定性，对保证铜汤高速公路长期安全和正常运营有着积极的意义。

参考文献:

[1]程强,谢建明,孙振堂.成南高速公路高边坡工程信息化施工[J]. 公路，2004（6）：13-17.

[2]张坚,郭朝华.路堑高边坡施工方法及工程实例[J]. 中外公路，2004（1）：72-74.

[3]吴正生,高军,黄振鹤.铜陵至黄山高速公路高边坡治理技术[J]. 中国水运，2008（7）：228-231.

第6篇

【关键词】边坡稳定；防护技术；公路；边坡破坏

1.引言

当前我国正加大基础建设的力度，以响应国民经济的快速发展。公路等级越来越高，一些公路所处的地形也更加复杂。公路边坡防护工程难度加大，其解决边坡的稳定问题具有实际的工程安全可靠度意义和经济性价值。一直以来，路基边坡的综合防护是公路建设的薄弱环节，其造成的安全隐患和经济损失也一般是不可小觑的[1]。

2.边坡稳定理论

2.1 边坡稳定理论的发展

边坡稳定分析最早出现于十八世纪，当法国某军队修建土质工事时对其边坡的稳定进行了稳定性分析[2]。之后一百年后，人们大量的修建运河、铁路以及大土坝，使人们逐渐意识到这些构筑物的边坡稳定研究的必要性。随着这项与研究的发展，边坡稳定问题成为岩土工程的经典问题之一。早期的理论研究建立在与实际有一定出入的条件基础之上，为半理论半经验性质，分析的方法并不完善。研究的成果与实际结果有较大出入。

边坡稳定研究另一个比较有里程碑意义的是1950年土力学专家太沙基发表了题为《滑坡机理》的论文。该论文对滑坡产生的过程、起因以及判定方法进行了论述，为之后边坡稳定的研究奠定了基础。到了20世纪60年代，一些大型大坝、岩体失稳事故的发生，更加促使了边坡稳定研究的发展。这时的理论研究逐渐采用弹塑性理论，使研究成果更加接近实际。

2.2 边坡稳定分析方法

如今边坡稳定问题分析方法较多。最常用的是极限平衡分析法和有限元法。极限平衡法将滑动带上土体竖向划分为若干土条，列出这些土条的静力平衡方程，从而计算出边坡安全系数。极限平衡法较容易理解掌握，但得到的安全系数不够准确，与实际监测结果有一定差异。有限元法计算结果较为真实，且不必事先假定滑动体形状位置，缺点是不能直接得到安全系数，工程应用不方便。

3.边坡的破坏形式

边坡破坏常发生于岩土软弱处和强风化段。某公路边坡破坏实例如图1所示。为保证行车安全，应注意检查边坡的变化，及时进行加强防护。通常其破坏形式如下几种[3]：

（1）滑坡：岩土在重力作用下无支撑力整体向下方滑动。通常发生于河流、雨水冲刷后以及人为切割较多坡脚后。当坡体顶部超载后也易发生此现象。滑坡根据力学特征可分为牵引式和推移式。牵引式滑坡起因是下部先滑动，导致上部土体失去支撑作用继而变形滑动，发生速度较为缓慢。推移式滑坡则是上部土体受到挤压后向下移动，并挤压下面的土体，常见于上部堆载的情况。

（2）崩塌：陡坡上岩层本身不稳定，容易在外界的扰动下发生突然的脆性破坏。崩塌发生速度极快，无明显的滑动面。虽然剥落的岩体总体积一般并不大，但其发生突然，若路面有行人车辆，则很难避开。

（3）剥落：岩土表面在风化作用下与母体脱离。

图1 边坡破坏实例

4.边坡失稳的防护措施

边坡稳定防护措施可分为浅层的防护与深层加固治理以及二者的综合治理方法。

4.1 浅层防护措施

（1）坡面防护。坡面防护主要方法有种植植被，抹面，捶面等。当边坡较为稳定，表面只轻微冲刷，且土质环境适宜草类生长，可采用种植草体方法防止土坡表面的冲刷。当坡面易风化或冲刷严重时，可用材料抹面形成整体性较好的表面。

以某公路工程为例，其表层土为膨胀土则其开挖后原本稳定的土层现在表层，土体所受到的扰动较大，较容易发生失稳问题。此时应特别注意对坡面的加固防护。该项目表层采用混凝土骨架，主要为方格和拱形护坡并结合使用植被护坡[4]。

（2）地面排水。

从造成土坡失稳的原因分析中可知水对土坡失稳的重要影响，因此必须将表层水及时排出，防止地面水变成地下水，减少水对土坡的扰动。地面排水主要有以下几类，在挖方路基的路肩外侧；挖方路基上方适当位置以对流向路基的水流截流；用以引出低洼积水的排水沟等。

（3）冲刷防护。用以防止边坡的被冲刷以及受大气影响，多采用护面墙。护面墙的坡度应满足整体的稳定要求。

4.2 深层防护措施

（1）排除地下水。不仅应对地表水及时排除，对地下水更应注意其水位变化，并及时制定应对措施。深层地下水的排除方式有：渗沟排水、集水井排水、平沟排水及渗水隧洞排水。

（2）岩土锚固技术。采用拉杆将土坡锚固在稳定的岩层上，充分利用稳定岩层的作用力，提高土坡整体的稳定性。该方法在几乎不增加结构自重的基础上确保了岩土的稳定，减轻了下部土体基础的作用力，更加确保了结构安全性。该方法经济性安全性明显，故在岩土工程中广泛应用。

（3）土钉支护。该方法经济可靠施工方便，在工程中推广迅速。土钉与周围土体充分接触，形成组合体。当土体变形滑落时，土钉受到粘结力受拉，约束了土体的进一步滑动。

4.3 边坡浅层、深层结合的防护措施

（1）挡土墙。挡土墙可分为重力式挡土墙和轻型挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙等。在公路边坡支护中重力式挡土墙应用较多，其依靠自身重力抵抗侧向土压力，防止墙身后土体的失稳滑动。该方法应用于夹杂大孤石的残积土边坡常不成功。因为此类边坡蠕动变形大。应采用土钉挂土工格栅后再在表层种植植被。

（2）抗滑桩。抗滑桩使用桩穿过滑坡面直接锚固在稳定岩层一定深度范围内，可以抵抗一定的滑坡作用力，阻止滑坡体的滑动状态，增加边坡安全系数。抗滑桩可以有效的解决一些难度较大的工程，因此该发展较为迅速。抗滑桩桩位布置灵活，可设置在抗滑效果最有利的位置。使用抗滑桩需要注意的是使用寿命。几年之后抗滑桩经常会出现推移甚至倾倒事故。理论上是由于土压力理论的缺陷，没有考虑土体的蠕动的物理现象。现在可加固土体自身加强结构的整体性以提高土坡稳定性。

另外公路路线的选择直接关系到边坡的稳定性。合理的公路平纵面设计可以减少大填大挖，减少对山体的破坏。避免高填深挖，在丘陵地区尽量按地形顺其自然的设置边坡。对山路路线不宜过度追求平直。要充分利用地形，恰当使用人工构造物如锚杆、喷射砼、加筋挡土墙等，减少对环境的影响。

边坡的稳定性验算应采用适宜的方法和合理的参数。应充分考虑各计算参数的随机性和模型的不确定因素[5]。另外应从法制上保证公路建设的顺利进行，建立健全法律体系，采用强制手段保证公路建设的可持续发展，全面提高公路的建设质量。

参考文献

[1] 姚金强.浅谈边坡稳定及加固[J].民营科技，2012（1）.

[2] 儒.边坡稳定及抗滑桩加固分析研究[D].长安大学，2013.

[3] 刘金良.公路边坡稳定与防护问题[J].科技情报开发与经济，2004（14）

第7篇

关键词：预应力锚索；高边坡；道路施工；技术分析

1概述

随着我国公路建设的推进，路网系统愈加完善，相关道路的建设等级和要求也越来越高，且相当一部分的公路建设面临复杂的地形和地质环境，这给设计和施工带来很大挑战。其中，高边坡就是道路建设中面临的普遍难题[1]。高边坡一般指公路建设中，路基两边的土质边坡高度大于20m或者岩质边坡高度大于30m的边坡，由于过大的坡度和高度，给高速公路的施工和运营带来普遍性的安全隐患，特别是在突发荷载（如地震、泥石流等）作用下，高边坡的稳定性备受关注。我国运营的部分道路工程出现高边坡的病害问题，例如边坡失稳导致的道路淹埋、流石流泥、滑坡、局部坍塌、落石和坍塌等[2]，这些病害问题很多是施工建造过程不重视引起的，没有设定有效的边坡稳定施工解决方案，导致对既有道路的交通安全和道路使用造成隐患，需要进行治理和加固以恢复道路的使用性能，增大道路管养的经济压力。高边坡稳定的施工解决措施包含表层防护和边坡加固两种，表层防护包括放缓坡度、植草灌浆固定等，主要适用稳定性较好的边坡；稳定性较差的需要采用预应力锚索、土钉、管桩等加固措施，才能彻底解决边坡失稳问题[3，4]。本文将研究预应力锚索在高边坡稳定加固中的技术措施，首先分析高边坡失稳的影响因素，然后分析预应力锚索加固的力学机理和计算方法，并给出采用预应力锚索加固的施工措施和注意事项，最后结合一工程案例，给出基于设计条件的预应力锚索加固设计方案和施工方案。

2高边坡稳定问题的影响因素分析

诸多因素可以影响到道路高边坡的稳定性，总结而言，岩土本身特性、地质构造和地下水特征是主要影响因素。2.1高边坡岩土自身特性岩土特性是高边坡稳定的重要内在因素。对于土质边坡，土质条件是边坡稳定的基本，砂土容易流沙滑坡而黏性土的黏聚力较大不易破坏。对于岩质边坡，情况则更为复杂，岩石自身的强度和岩质边坡特性是关键参数，如若岩石自身强度不高，岩石的形成不连续，存在破裂等软弱层，则受到环境作用时，其破坏往往是岩石最弱连接界面展开，当外界荷载大于岩层的强度时，便可能形成连续破坏从而导致边坡的坍塌。一般而言，块状和反坡向层状的岩层特性是稳定的，而顺坡向层状岩层容易产生剪切型破坏，碎裂散状岩层则易形成滑动型破坏。

2.2场地地质构造特性

高边坡可以是路基开挖形成，也可能是自然形成。如果是路基开挖形成，则会由于开挖的影响稳定性更差，受场地地质构造影响更显著。例如是否存在地震和震动、岩土风化状况及出露位置等。其中，地震和震动是高边坡最大的安全隐患，受地震作用的惯性力作用，边坡的失稳和破坏往往是瞬时的，因而需要根据场地地质状况基于地震破坏的可接受水准进行设计和施工加固。

2.3地下水分布特性

由于地下水影响岩土的基本物理特性和力学特性，因而对边坡稳定具有显著影响。随着地下水位的变化，岩土的剪切力和法向力在变化，相应的最弱破坏面也在不断变化，如果边坡中某些微裂缝存在，则地下水的存在严重削弱结构抗力，并形成静水压力增加裂缝的开展。如天气变冷，裂缝中的水尚未排出，则水分的冻结会导致裂缝膨胀，造成边坡失稳。

3预应力锚索的边坡加固原理

3.1预应力锚索加固机理

根据高边坡稳定的影响因素，预应力锚索加固就是让软弱的边坡通过预应力锚索固定到稳定的岩层中，从而使得其变形受到约束，整体保持稳定平衡。具体而言，如图1所示，预应力锚索通过高边坡中软弱的土层或岩层，穿过滑动面连接到稳定且坚硬的岩层中，在该侧进行预应力索张拉，张拉完成后注浆锚固，强大的预应力使得岩层整体性更好。同时，注浆一方面使得锚索稳定，另一方面浆体注入周边岩土缝隙，有效提高其摩擦阻力，加强边坡软弱层的黏结性和整体性。这样，整体边坡形成整体，并与受锚固的岩层共同受力变形，穿透滑动面的锚索极大降低边坡的整体失稳问题，提高了边坡的稳定性。

3.2预应力锚索设计计算方法

预应力锚索的设计需要根据实际边坡的稳定失效模式确定。高边坡的失效模式众多，包含溃屈破坏、水平错位破坏、顺层滑动、崩塌破坏、圆弧滑动等，其中滑动破坏是整体型破坏，影响最为严重，在高边坡中的发生频率也最高，预应力锚索的设计计算应以保证高边坡不发生整体滑动失效为根本。滑动失效的根本原因是边坡软弱层形成的潜在剪切面上，滑体所形成的向下滑动力大于其抗滑力，出现对应的剪切面破坏。而潜在剪切面对于岩层而言一般是裂隙、断层或者节理发达的软弱区域，对于土层而言则是对应土力学机理的圆弧滑动面。预应力锚索的设计就是以增加滑动面法向约束力的方式提高其切向摩擦力，可以采用有限条分法确定其锚固效率：式中：Li是第i条滑动面的长度；Ni是第i条滑动面上的法向力；Ti是第i条滑动面上的切向力；PN是锚索锚固所产生的法向分力；PT是锚索锚固所产生的沿滑动面的切向分力；Ci是第i条滑动面上的黏聚力；f是滑动面上的岩土摩擦系数；K是预应力锚索作用下高边坡稳定系数。各成分如图1所示。根据预应力锚索的设计计算模式，可以看到：为了充分发挥锚索的锚固效率，锚索的安放位置、间距、数量、倾角等，都应该根据可能滑动面进行设置，以锚索与滑动面呈大角度相交为宜，注意不要使得锚索的施加效果导致滑动概率增加。

4预应力锚索加固的施工技术

预应力锚索施工的基本规程是边坡修整、测量定位、钻孔、孔道清理与检测、锚索安装、注浆、张拉，这其中，边坡修正、钻孔、孔道清理与检验、锚索注浆和锚索张拉是关键环节。

4.1高边坡的修整

高边坡表层影响整体的边坡稳定，因此在安装预应力锚索前需要将表层进行修整和清理，对于破碎岩层和岩渣，需要进行平整，保证边坡平缓性；对于土质边坡，由于雨水对边坡稳定影响很大，需要进行表层排水及表层植被固定处理，维持表层岩土的稳定性。

4.2钻孔施工

钻孔是预应力锚索施工的关键环节，在钻孔前需要根据岩土特性选择钻孔机械设备。一般而言，岩石需要采用潜孔冲击钻孔的方法，在岩石破碎后可以采用跟管钻进的方式，稳定岩层结构。另外，钻孔过程还需要搭设一定的脚手架，并在钻进过程中及时清除残渣，确保钻进按照预期位置进行，钻孔的孔径误差和垂直度误差保持在可接受范围。钻进可能遇到塌方问题，因此需要事前做好预控方案。钻孔孔径需要保证不低于设计预应力索的索径。

4.3孔道清理及检验

钻孔完成后需要对孔道内的粉尘和残渣进行彻底清除，注意到不清楚残渣就进行预应力锚索安装和注浆，注浆后岩土受到泥土影响黏性降低，并不能形成很好的整体受力，因此锚索的有效性将大打折扣。孔道清理可以采用高压水或者高压空气进行清理，直到钻孔检验合格后才能进行下一步的施工工作。

4.4锚索安装和注浆

预应力锚索的基本构造如图2所示，进行注浆时需要确保砂浆配合比符合标准，并事前搅拌均匀，保证在初凝前注浆完毕。注浆一般分为两个过程———锚固段的注浆和自由锚索段与孔壁中缝隙的注浆填充。

4.5预应力锚索张拉施工

预应力锚索应分级张拉，保证各个锚索的都能达到预期张拉力，张拉中采用张拉力和伸长值双控方法控制张拉吨位，同时预应力锚索在高边坡侧一般配合框架梁进行协同联合，使得所有预应力锚索发挥对整体边坡的防护加固效果，如图3所示。

5工程案例解析

5.1工程背景

广东省龙川至怀集公路工程TJ2标段K10段线路以深挖方的形式通过，开挖方量大，形成了平均10m的高路堑边坡，坡体开挖后地应力调整较大，形成了较大的松弛区,此外坡体存在基岩裂隙水，风化程度高，地下水较易在层面上积聚，因此此类边坡较易产生沿层面的滑移破坏。另外，强降雨的作用，雨水沿陡倾的节理或层面下渗，较易产生渗透压力及静水压力，往往成为触发边坡失稳的因素。根据对该区域岩土状况和地质条件的调查，采用预应力锚索进行高边坡防护加固效果较好，因此首先对沿岩层面滑动稳定性进行检算，检算结果显示，边坡稳定性以岩层面控制，在拟定的坡形坡率下，正常工况稳定系数为1.139，暴雨工况边坡稳定系数为0.979，属欠稳定边坡施工采用锚杆和锚索双重加固。

5.2预应力锚索加固施工

根据设计检算，采用锚索框架，锚索设3排，长20m；锚索采用普通拉力型预应力锚索，锚索体直径150mm，注M30水泥砂浆；锚索主筋采用15.24、强度1860MPa的6束高强、低松弛预应力钢绞线，设计吨位600kN。锚索框梁截面尺寸为0.5m×0.5m，嵌入深度为0.40m，C30混凝土灌注，配合高边坡的整体防护。施工结果显示，锚索就能按照施工方法达到预设锚固吨位，注浆效果良好，边坡稳定性良好，大雨条件下均稳定性好。

6结语

保障道路运营安全和长期性能具有重要意义，道路高边坡的稳定性能是需要关注的重点之一。论文探讨了影响高边坡稳定的主要因素，并提出采用预应力锚索的边坡加固机理和设计计算方法，从而总结预应力锚索加固的施工技术。最后结合工程案例分析了预应力锚索在高边坡防护加固中的有效性和方法，为公路高边坡防护提供参考。

参考文献：

[1]饶运章,朱为民.我国道路边坡防护现状及发展方向[J].华东公路,2011（1）:46-48.

[2]欧小祥,韩红桂,贺威.某高速公路边坡稳定性评价[J].公路工程,2009,34（1）:120-124.

[3]吴琳生.预应力锚索施工技术在高边坡防护工程中的应用[J].公路交通科技（应用技术版）,2007（3）:100-103.

第8篇

【关键词】滑坡灾害，抗滑桩，边坡工程，推广应用

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

中图分类号：U216.41+9.1文献标识码： A 文章编号：

一.前言

众所周知，我国地形地貌多变，地质构造复杂，我国的山地丘陵总面积约占我国国土总面积的三分之二，加上气候条件多变，各地区降水不均，少雨干旱地区，岩体受物理风化影响大，而在湿润多雨地区，岩体受生物及化学风化影响大，同时受地质构造和地形地貌的影响增加了山体滑坡灾害发生的频率。目前，随着工程建设的大力发展，人类工程开始逐渐深入西部偏远山区，铁路修筑、水坝建造，、开矿打井等一系列工程势必会面临滑坡灾害，因此采用经济合理的治理手段，既可以减轻滑坡对施工的危害，又可以避免滑坡发生的频率。所以，加强对滑坡的治理，加强对抗滑桩的设计施工的研究探讨，是非常具有现实效益的。

二.抗滑桩在国内外边坡工程中的应用现状

1.早在20世纪三十年代，西方国家便开始利用抗滑桩解决一些边坡工程问题。而抗滑桩的应用高峰期是在二战以后，当时一些西方国家正处于经济恢复发展时期，大量的工程建设开始起步，同时伴随着工程建设的滑坡问题也应运而生，于是，抗滑桩以其独特的优势被广泛运用到滑坡治理中来。之后，随着抗滑桩设计施工技术的深入研究，抗滑桩的设计理论逐步建立并取得了发展，伴随着经济的发展，时至今日，国外很多国家的抗滑桩设计理论已经很是完善，并逐渐形成了科学系统，不断研究出以锚索抗滑桩为代表的各种结构的抗滑桩型式，有力的推动了抗滑桩在边坡工程中的广泛运用。

2.我国的抗滑桩应用起步比较晚，第一次运用是在二十世纪五十年代，当时应用于宝成铁路滑坡治理中。直到二十世纪七十年代我国的抗滑桩理论开始初步建立，此后，随着抗滑桩在工程应用中的不断发展，抗滑桩的设计理论也开始不断的完善。但目前为止，我国抗滑桩的设计施工依然存在着很多缺陷，比如，设计计算模型忽视桩侧摩阻力，设计数据采集不合理等等，这些缺陷在很大程度上导致了我国抗滑桩设计施工的不清晰，不确定。但从整体而言，我国绝大部分设计成果是成功，但也存在由于设计数据或者设计参数出现问题而导致治理不当的例子。

三.抗滑桩基于对滑坡和岩土体的综合考虑。

1.抗滑桩设置在边坡支护设计时，对于弹性抗滑桩来讲，桩在承受上部滑体的推力同时，必然对上部土体或岩体产生反力，而该反力对桩后土体或岩体稳定性的影响往往被人为忽略了，以至产生不安全因素。这种情况已然在无施工过程中被多次得到验证。右图为滑坡的剖面分析图，有助于加强对滑坡成因的直观理解，为抗滑桩的设计施工奠定良好基础。

2.不同的岩土体具有不同的特点，其物理力学参数也不同，在进行抗滑桩的设计施工时候，必须综合考虑土体的物理力学参数，保证设计数据的可靠性，保证设计过程的严密性。上表是抗滑桩和岩土体的物理力学参数。

四.各种抗滑桩型式运用简析

1．变截面桩

一般抗滑桩为矩型桩，这种桩型对岩体滑坡、土体整体滑坡的支挡效果是很好的，也比较经济合理。但在滑坡体比较松散、强度较低的土体滑坡中，矩形抗滑桩治理成本费较高。如果土体较为松散，在综合分析滑坡形成特点和抗滑桩的承载力的基础上，多可以采用异型抗滑桩的设计方案。如梯形截面抗滑桩。此种抗滑桩不但经济，而且桩间土在推力作用下被挤密，能与桩一起形成一道桩土墙，从而提高桩同作用效果，对滑坡构成有效支挡。

2．预应力锚索抗滑桩

随着治理滑坡的规模不断扩大，各种抗滑结构不断出现，其中最为新型的抗滑结构就是预应力锚索抗滑桩结构。该结构通常利用钻孔灌注或支模浇筑成桩。在桩上设置一排或多排锚索，并对锚索施加预应力，通过锚索将桩锚固在稳定的基岩中，达到阻止边坡滑动的目的。目前该类桩已广泛应用于大、中型滑坡治理工程中。

五.关于抗滑桩在边坡工程中应用的建议

1．通过考虑桩同作用的原理提高抗滑桩的抗滑能力。

这种共同作用的效果很大程度上取决于桩前土体的抗滑力。这对于整体性较好的土体或岩体来说主要是由桩前岩土体的强度决定的。即利用抗滑桩和岩土层锚杆相结合的支护方式代替单排桩或推桩，以使滑坡治理更经济、合理。

2．在某些工程中，可以根据实际状况采取相对应的措施。由于抗滑桩的悬臂较长，然而又不易设置锚索，使其受力很不合理。这时可以通过考虑将部分抗拉钢筋用预应力钢绞线代替，桩底埋设锚梁，布设好钢绞线，浇灌后通过后张法施加张应力，增强桩体的力学强度，以达到经济合理的目的。

3．在研究了关于推力桩和深埋桩的工作机理的基础上，考虑在大型的滑坡治理中综合运用深埋桩和推力桩2种支护方式，发挥其各自的特点，以达到安全、经济、合理的滑坡治理效果。由于边坡问题的复杂性以及工程规模的大型化，我们对滑坡真实的受力性能和工作机理，需要进行更深入的研究和探讨。

六.结束语

由于我国多山地多丘陵的地势地貌，加上降水日晒等多种气象因素和不科学施工等人为因素的影响，使得自然和人为的滑坡灾害日益频繁，对工程和人类环境的影响也日益明显。目前，抗滑桩是边坡工程中最为有效的支档方式之一，加强对抗滑桩设计施工的研究突破，并加以大力推广运用，必将很大程度上改变我国抗滑技术弱势的局面。加强对抗滑桩技术应用，可以为我国的生态文明建设增砖添瓦，促进社会的和谐进程。

参考文献：

[1]刘德 抗滑桩在边坡工程中的应用 [期刊论文] 《科技创新与应用》 -2012年8期

[2]贾建胜 李运来 浅谈混凝土抗滑桩在边坡工程中的应用 [期刊论文] 《西部探矿工程》 -2008年1期

[3]吴坤铭，边坡及其抗滑桩加固工程可靠性分析方法研究 [学位论文]2011 - 合肥工业大学：工程力学

第9篇

[关键字]地质灾害 治理设计

[中图分类号] P694 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-5-237-2

1引言

1.1概述

地质灾害的一个重要特点是其“个性”，一地的地质灾害特点绝不会完全相同于另一地，相应的防治工程也应结合当地情况予以“本土化”，而不能无原则地从“异地”或“异国”照搬照套。因此，做地质灾害设计的技术人员，必须先要懂得什么是地质灾害及地质灾害的形成，发展及危害。对一个地质灾害点进行详细勘查后，形成勘查报告，在此基础上，设计具有“个性”的防治工程。要设计地质灾害防治工程，首先要了解地质灾害。

1.2地质灾害

1.2.1地质灾害的定义

（1）广义：指自然界或人为活动所引起的，危害人类生命财产和生存条件的各类事件。它包括由于不能控制或未予控制自然界和人为活动破坏性因素引发的、突然或在时间内发生的、超越本地区或本团体、个人防御能力所造成的人员伤亡与物质财产损毁的事件。

（2）定义：在《地质灾害防治条例》规定：包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。这个定义是指比较公认的因地壳表层地质结构的剧烈变化而产生的，且通常被认为是突发性的。

同时要注意与地质环境灾害区别开，后者常是在大范围区域地质生态环境变异引起的危害，常称为缓变性地质灾害。如荒漠化、水土流失、海水入侵等。

1.2.2地质灾害类型

从广义上按致灾地质作用的性质和发生处所进行划分，常见地质灾害共有12类，48种。它们是：

（1）地壳活动灾害，如地震、火山喷发、断层错动等。

（2）斜坡岩土体运动灾害，如崩塌、滑坡、泥石流等。‘

（3）地面变形灾害，如地面塌陷、地面沉降、地裂缝等。

（4）矿山与地下工程灾害，如煤层自燃、洞井塌方、冒顶、偏帮、鼓底、岩爆、高温、突水、瓦斯爆炸等。

（5）城市地质灾害，如建筑地基与基坑变形、垃圾堆积等。

（6）河、湖、水库灾害，如塌岸、淤积、渗漏、浸没、溃决等。

（7）海岸带灾害，如海平面升降、海水入侵、海崖侵蚀、海港淤积、风暴潮等。

（8）海洋地质灾害，如水下滑动、潮流沙坝、浅层气害等。

（9）特殊岩土灾害，如黄土湿陷、膨胀土胀缩、冻土冻融、沙土液化、淤泥触变等。

（10）土地退化灾害，如水土流失、土地沙漠化、盐碱化、潜膏化、沼泽化等。

（11）水土污染与地球化学异常灾害，如地下水质污染、农田土地污染、地方病。

（12）水源枯竭灾害，如河水漏失、泉水干涸、地下含水层疏干等。

1.2.3主要地质灾害类型及特征

地质灾害的发生、发展进程，有的是逐渐完成，有的则是有很强的突然性。据此，又将地质灾害概分为渐变性地质灾害和突发性地质灾害两大类。前者如地面沉降、水土流失等；后者如崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地下工程灾害等。渐进地质灾害常有明显的前兆，对期防治有较从容的时间，可有预见地进行，其成灾后果一般只造成经济损失，不会出现人员伤亡。突发性地质灾害突然、可预见性差，其防治工作常是被动式的应急进行，其成灾后果，不光是经济损失，也常造成人员伤亡。本论文着重讲述滑坡地质灾害的特征及其设计防治工程。

滑坡是指斜坡上的岩体或土体沿着一定的软弱面或带，作整体或分散顺坡向下滑动的一种物理地质自然现象。滑动又称地滑或“走山”。

主要设计工程防治措施：

（1）截引地表水：①在滑体修筑横向截水沟、槽和纵向排水暗沟；②在滑体上修筑地表排水沟或引泉工程

（2）疏干地下水：截水盲沟、支撑盲沟、水平坑道、水平钻孔排水等。

（3）护坡脚：①保护滑坡脚免遭遇冲刷，可筑“T”型坝；②在滑坡前缘抛石、铺设石笼等。

（4）削坡减重主要用于“上陡下缓、头重脚轻”的滑坡体，其作用改善滑体外形，降低斜坡高度，坡度、重量、使滑体重心降低，提高滑坡体的稳定性。

（5）挡土墙主要用于坡面平缓而推滑力较小的滑坡体。挡土墙基础设置滑面以下的稳固层中，预留伸缩缝和汇水孔。

（6）抗滑桩：用于支档已滑动或可能滑动的斜坡岩土体，桩深入滑面以下稳固层须有一定深

（7）锚固：主要用于岩质滑坡，用锚杆、锚索施工方法，固定不稳定岩体。

2滑坡地质灾害治理设计

对于滑体加固来讲，通常我们可以通过提高抗滑力或减小下滑力来满足安全性的要求。

常用的处理方式通常有三类：

（1）直接加固：挡墙，护坡；扶壁及反压，格栅；滑动面砼抗滑栓塞，置换；抗滑桩；锚杆或描索；预应力锚索钢桩。

（2）间接加固：疏干；地表截排水及地面铺盖防渗；削坡减载，卸荷。

（3）特殊加固：麻面爆破；压力灌浆。

坡体上部的削坡减载在一般情况下可以较明显的提高边坡的稳定程度。排水（排渗）治理可有效降低地下水对滑体的影响，并提高稳定性，但基于排水效果不易控制，而且有限，特别是如果有时边坡内岩土层渗透性并不是太好或没有形成联通的地下水通道时，单纯的疏干排水治理更不宜单独采用。地表水的截排被实践证明是十分有效的，尤其是对于已产生的滑坡地段。滑坡底脚的支挡常作为十分有效的加固措施。常用的支挡措施包括钢桩、预应力锚杆（锚索）、挡墙等。尤其是其中的钢桩，对于场地条件有限，地形复杂的地段，若与其他措施结合起来，效果十分明显；预应力锚杆在合理的坡率及岩土条件下加固效果也十分明显，但对于岩体的加固效果要优于土体边坡的加固效果；而挡墙等措施对于滑坡推力不大或整体稳定性有保障的场地效果较明显。

滑坡地质灾害防治工程设计阶段的重点任务是方案优化、初步设计、施工图设计和施工组织设计，尤其是确定最佳工程布置、工程细部结构、施工程序、施工工艺和最适宜的工程材料等。

3工程实例

治理工程设计名称： 新建铁路宁（南京）安（安庆）铁路工程DK66+580.42～DK66+815.05路基滑坡设计

3.1工程概况

新建铁路宁（南京）安（安庆）铁路工程（DK66+581—DK66+815段），位于安徽省的马鞍山当涂县龙桥镇境内，坐标：东经118°28′48″、北纬31°27′36

由于铁路工程建设的切坡，切坡高度在3.0—5.0m，切坡后没进行防护，受暴雨期影响，边坡已发生顺层山体滑坡现象。

滑坡对行驶车辆、行人的生命财产安全构成威胁并阻断铁路交通。

3.2滑坡现状规模及主要特征

DK66+581-DK66+815段左切坡段，工程建设过程中存在切坡问题，主要切坡段共1处，切坡段单长234m、切坡高度3.0-5.0m。切坡段岩性主要为三叠系中统黄马青组（T2t）的粉砂岩、砂砾岩、砂质页岩。上更新统（Q2q）的粉质粘土等，由于裂隙发育，因此，工程建设过程中的切坡段可能遭受滑坡灾害的危险性。根据边坡切坡高度、地形坡度、组成边坡的岩性、裂隙发育程度及风化程度等，预测规模为1170m3，危险性等级为大级；在顺向坡及裂隙发育段，G1孔、G2孔及G3孔钻探深部揭示，自地表到孔深19.80米处为基岩强风化层，分别于3.50、6.50、10.20米和19.80米处发现为滑坡体岩性段含软弱夹层，或破碎发育地段，下部的岩体可能牵引坡上较大范围的岩体发生崩塌或滑坡灾害，预测崩塌的规模为100m3、危险性等级为小级，滑坡的规模为51000m3，危险性等级为大级。

3.3滑坡稳定性综合评价

根据《地质灾害防治工程勘查规范》（DB50/143—2003）规定，其判别标准见表5。

据滑坡稳定性计算结果综合判定，该滑坡在天然状态条件下处于欠稳定状态，暴雨状态下处于不稳定状态，与勘查期间滑坡变形及位移特征相吻合，需要采取工程措施进行提高。

3.4治理方案设计

3.4.1锚索设计

（1）锚索锚固力设计

锚索采用ASTMA416-92标准的高强度低松驰170（1860）级φ15.24mm钢绞线，其标准强度Rb≥1860MPa，钢筋截面积A=140mm2，设计使用应力为钢绞线保证强度的60%，则单根钢绞线设计张拉力T为：

T=Rb.A=1860×103×0.6×140×10-6=156.24KN

锚索采用6根钢绞线，设计承载力Ta为：Ta=6T=6×156.24=937.44KN

取设计承载力为900KN，超张拉时使用应力为钢绞线保证强度的70%，其承载力取1090KN。

（2）锚固端长度的确定

锚固端与地层之间的锚固长度：Lsa=Ta*Sf/（πDTs）

式中：Ta-锚索设计承载力，KN；Sf-安全系数（结合工程的重要性Sf值的可靠程度、锚固力大小，并考虑到多束钢绞线比一束的握裹力减少的情况综合选用1，本工程取3.0）；D-钻孔直径（m），取0.114m；Lsa-锚固端与地层之间的锚固长度（m）；Ts--孔壁与注浆体之间的黏结力（KPa）；

锚索在注浆体中锚固长度：Lsa=Ta*Sf/（nπDTs）

式中：Lsa-锚索在注浆体中锚固长度；n-钢绞线根数，为6根；D-钢绞线直径，为15.24mm；Ts-钢绞线与注浆体之间的黏结力（KPa）；故取锚固端设计长度Lsa=5m

（3）锚索倾角的确定

据经验：最优锚固角为：β=45°+φ/2

当单根锚索的锚固力为最大时，锚索与水平面的夹角为：δ=45°+φ/2-γ

其中：φ为动面内摩擦角；β为锚索与滑面夹角；δ为锚索与水平面夹角；γ为滑动面与水平面夹角。本设计采用20°。

（4）格构梁框架间距的确定

据经验，框架纵梁截面尺寸为0.4×0.4m，横梁截面尺寸为0.4×0.4m；

（5）锚索数量的确定

锚索布设处滑坡体宽度约20m，稳定需要的总锚固力为：Q=K*B*E

式中：K-安全系数，取K=1.5。

单根锚索提供抗力单根锚索提供抗力由下式计算：

P抗=Psinαtgφ+Pcosα

式中：α=45°+φ/2；P-锚索设计锚固力；

则预应力锚索数量：n=Q/P抗

将φ=50°；P=900KN代入上式计算共需锚索n=21根。

则格构梁的排数为：R=F*L/P抗，其中：F为滑坡推力；L为格构梁横间距；P抗为单根锚索提供的抗力。本设计取R=3

3.4.2截排水工程设计

为防止降雨时地表水灌入滑坡体中，在滑坡体后缘布设一道截水沟；在滑坡体上，根据实际地形条件布置一条排水沟，主要起到将截水沟内的水引入已修排水沟的作用，此外，在坡内排水沟坡段较陡处，设计人字梁沟底加糙、台坎跌水及消能井。后缘截水沟长518m，坡内排水沟长98m。

3.4.3挡墙设计

重力式挡墙布置在变形体的前缘一带，挡墙长度80m，挡墙形式随地形，选择三处断面进行设计，以控制挡土墙断面尺寸，土压力计算过程见挡土墙验算书。挡土墙采用天然基础，设计基础埋深1.0m，排水孔尺寸采用直径80mmPVC管内衬。纵横向间距均取1.5～2.0m，品形错开。

3.4.4治理工程费用：本工程施工费用5077957元。

参考文献

[1]胡文韬，杨文远主编《工程地质学》地质出版社.1997年9月.

[2]孔德坊，王士天等《中国工程地质学》科学出版社.2000年10月.

[3]林宗元主编《简明岩土工程勘察设计手册》中国建筑工业出版社.2003年4月.

[4]李铁峰主编《环境地质学》地震出版社.1997年6月.

[5]工程地质手册编写委员会《工程地质的册》中国建筑工业出版社.2007年2月.

第10篇

关键词：锚喷技术；高速公路；边坡；加固

中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A

1引言

锚喷技术是一种将岩体作为结构材料，通过锚杆（锚索）、钢筋网及混凝土的作用，调动和增加岩体的自生强度来实现岩体自身支撑达到岩体稳定的方法，是一种符合现代岩体力学理论的岩层稳定控制方法。锚喷技术作为一种新兴的边坡加固技术，其技术来源于50年展起来的新奥法锚喷支护，这一施工方法将喷射混凝土技术和全粘结注浆锚杆结合起来，首先应用于硬岩中的隧道开挖，以后又逐步推广应用于软岩及土体的开挖，现在已广泛应用于地下工程的许多方面，同时在边坡的加固方面开始得到应用。锚喷技术常见的措施有锚杆（锚索）加固、喷射混凝土加固、锚杆混凝土联合加固、锚喷网联合加固等[1]-[3]。本文以襄十高速公路某边坡锚喷加固技术为对象进行研究，旨在为其他类型工程提供设计经验。

2工程概况

该工程位于襄樊至十堰高速公路一段，属丘陵地貌单元，构造剥蚀中低山重丘区。区域出露地层岩性为中下元古界武当山第二岩组上岩段中深程度的区域变质岩和接触热变质岩，主要是云母石英片岩、长石石英砂片岩、变粒岩，由于经历了多期地质构造变动并伴有大量的基性—超基性岩浆岩的侵入，该区域岩体的稳定性较差，片理和其它构造节理非常发育，岩石风化严重，对线路的施工和今后公路的运营造成很大的隐患。

3边坡稳定性分析

一般地，影响岩质边坡变形破坏的因素主要有：岩性﹑岩体结构﹑水的作用﹑风化作用﹑地震﹑天然应力﹑地形地貌及人为因素等。在对该边坡进行稳定性计算时，采用极限平衡法，具体如下：

极限平衡按总应力法，稳定性系数由下式计算：

式中：N—分条条块重量垂直于潜在滑面的分量（kN/m）；φ—边坡物质的内摩擦角（°）；c —边坡物质的粘聚力；L —潜在滑弧长度；T —分条条块重量平行于潜在滑面的分量（kN/m）。

经计算，边坡稳定性系数分别为：“天然状态”下为1.02、“天然状态+降雨、融雪”下为0.73、“天然状态+地震”为0.53。由此可见，边坡在天然状态下处于临界稳定状态，并会在降雨、融雪或地震作用的扰动下发生失稳，因此需对其进行治理。

4边坡锚喷技术原理与设计

4.1岩质边坡锚喷加固的作用机理

喷锚网加固是靠锚杆、钢筋网和混凝上层共同工作来提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度，减小岩（土）体侧向变形，增强边坡的整体稳定性（图1）。主要适用于岩性较差、强度较低、易于风化的岩石边坡；或虽为坚硬岩层，但风化严重、节理发育、易受自然应力影响、导致大面积碎落，以及局部小型崩塌、落石的岩质边坡；或岩质边坡因爆破施工，造成大量超爆、破坏范围深入边坡内部，路堑边坡岩石破碎松散、极易发生落石、崩塌的边坡防护。

图1边坡断面及锚喷加固布置图

1—岩体；2—喷射砼；3—锚杆；4—浆砌块石挡墙；5－路基

锚喷支护最早是从应用地下洞室加固逐渐应用到地表边坡和基坑工程中的，在锚喷加固中，一般认为锚杆加固起主要作用，喷射混凝土作用为辅助作用，所以在设计中选用锚杆参数是首要考虑的。

4.1.1锚杆作用机理

对锚杆支护在地下洞室加固的作用机理，主要为悬吊、组合梁和挤压加固的共同作用。显然，锚杆支护对洞室的加固机理与洞室的空间几何形状有关，而边坡的空间几何形状有别于地下洞室，锚杆加固对边坡的加固作用机理不完全同于其作用于地下洞室。一般认为，在岩质边坡工程中，锚杆起压力墙和组合梁作用。

1、锚杆的压力墙作用

对于锚杆的压力墙机理可以这样分析，当岩质边坡边坡没有明确的滑动面，但岩体被多组节理、层理切割不规则块状，破裂面或呈不连续状，或呈陡峭型、或逆坡向，这种情况下破坏呈塌落、倾倒等坍塌形式，往往层层递进。控制不住塌而不止。这种含软弱结构面的岩体稳定主要由其间结构面的抗剪强度决定。岩质边坡的系统锚杆大大提高了锚固区域破碎岩体的整体性，同时，锚固区域锚杆与岩体共同形成厚度与锚杆深度相近的压力墙，并控制了锚固区外岩体的变形，压力墙因镶嵌在岩体里，其的作用不完全类同于挡土墙或抗滑桩，其主动式的加固机理决定加固后的边坡能“自我”稳定，这也是锚杆加固边坡的优越性之一[4]。

2、锚杆的组合梁作用

对于锚杆的组合梁作用，当岩体含软弱结构面主要为层理或片理，且岩层的产状与岩体坡面相近，结构面间C、值较小，极易发生顺层滑移。使用锚杆加固时，将锚杆与结构面近似垂直方向布置，锚杆的加固大大提高了层理可片理间的抗剪切强度，锚杆起了力学组合梁的铆钉作用。这种情况下，锚杆的加固作用是非常明显的。

4.1.2混凝土作用机理

对于喷射混凝土的作用机理，实验结果(2)表明，不论是完整岩体还是软弱结构面的裂隙岩体，也不论有无锚杆加固，喷射砼都不同程度地对岩体有加固作用（图4—4）。对于裂隙岩体除一般人们公认的高压喷砼浆液渗入裂隙的加固作用外，就单轴压缩试样而言，砼喷层还具有粘结捆绑作用，将软弱面分割离散的岩块粘结成整体，有效地减弱了应力集中现象，从而提高岩体的整体稳定性和强度，同时约束了岩体的变形，从而改善岩体的应力状态，起到加固围岩的作用。

岩质边坡失稳时，主要原因是结构面影响和水的作用，混凝土喷射层有效地控制地表水的渗入和岩体的进一步风化，因此喷射混凝土层对边坡的稳定也起着重要作用。

4.2锚喷加固设计

4.2.1 加固方案

1、加固设计以技术经济合理的稳定坡角、严格控制爆破和综合治水措施为基础；

2、设计采用素喷砼、锚喷和锚喷网三种加固类型；

3、三种加固类型的使用视边坡稳定状况、边破高度和坡角等因素确定；

4、喷砼的作用是防止表面岩体进一步风化及阻止局部小块岩石下滑，钢筋网的设置则是增大喷砼层的抗剪和抗拉强度，同时钢筋混凝土与锚杆共同作用，对边坡起表里共同加固作用；

5、锚杆类型选用砂浆螺纹钢锚杆，经济合理，便于快速施工；

6、对于岩质边坡，加固紧随开挖，要求每挖完一层台阶，迅速加固其产生的边坡，防止边坡产生过大的位移变形。

4.2.2 加固参数选择

锚喷加固的设计参数主要有：锚杆深（长）度，锚杆直径、孔径，锚杆间距，砂浆强度，喷砼的厚度、强度和材料，钢筋网的型号、网格长度等。这些参数均是边坡加固中的重点，它将关系到坡体在开挖后的稳定性。

1、锚杆参数

（1）锚杆长度

根据结构面网络模拟分析和现场的量测，岩体结构面最大间距小于2m，考虑到爆破及锚杆可能与结构面倾斜的因素，以及规范要求的锚固深度为安全系数2-3倍的要求， 锚杆长度为8米。

锚杆长度校核：由岩体结构特征分析知，岩体节理面平均间距所确定的危险和潜在不稳定的岩块宽度为0.5～0.7m，其三倍小于锚杆长度（6-12m），满足校验规则。

（2）锚杆间距

由上所述，岩体结构面最大间距小于2m，确定锚杆的间距为2米。考虑到结构面的片理与节理有近似垂直的关系，确定锚杆的排拒与间距相同，即排拒与间距均为2米，为了更好的发挥锚杆锚固的作用，采用梅花形布置。

（3）最大锚固力

这是最重要的锚杆参数之一。对于锚杆受力的确定，当边坡在侧向压力作用下发生位移时，锚杆中可能会同时产生拉力、剪力与弯矩，受力状态复杂，设计中同时考虑这三种力的作用是很困难的。但有关试验资料表明：锚杆中的剪力和弯矩对边坡稳定所起的作用，与轴向拉力相比，处于次要地位，可略去不计，这就使锚杆加固设计大为简化。

根据锚杆对边坡局部滑块的锚固作用原理，设每根锚杆的最大锚固力P，如下式所示：

式中：[F]=1.4，为安全系数；A =2x2=4m2，即每根锚杆的锚固面积；W=2×2×1×2.7=10.8吨，即每根锚杆承担的岩体重量；C=50kPa，为岩体内聚力（考虑爆破破坏作用）；ψ=35°，为岩体节理倾角；φ=24.5°，为岩体节理摩擦角；β=75°，为锚杆与坡面的夹角。得出每根锚杆的锚固力P=3.12t。

（4）直径与孔径及砂浆强度

根据经验类比和施工的方便，锚杆直径设计为32mm，钻孔孔径为80mm，砂浆强度M10。

（5）锚杆锚固力校核

锚固破坏要考虑锚杆与砂浆的结合破坏、砂浆与孔壁的结合破坏、岩体的剪切破坏以及锚杆的拉伸破坏等诸多形式，其中锚杆与砂浆的结合力最小，将其作为校核对象，按公式计算：

算出最小锚固力P’=6.91t，大于设计锚固力P=3.12t。校核证明锚杆设计锚固力满足要求。综合考虑锚固力，6m锚杆大于10t，8m锚杆大于12t。

2、喷射混凝土参数

（1）喷射混凝土厚度

结合该段的岩层情况，根据《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）要求，喷射混凝土厚度定为10cm；遇局部较为破碎地段，为了提高安全系数，喷射混凝土厚度设计为15cm。

（2）喷射混凝土强度

根据规范要求，喷射混凝土强度定为C20。

（3）喷射混凝土材料

要求使用425以上水泥以及满足有关规范的砂石，配合比为水泥：砂：石=1：2：2，水灰比：0.52。使用的速凝剂必须满足规范要求。

3、钢筋网参数

选用φ6mm钢筋，钢筋网格为20×20cm。

5结论

以锚喷技术为研究对象，通过分析岩质边坡锚喷加固的作用机理，结合具体的工程实例，得出锚喷加固设计方案，应用于高速公路边坡支护工程。研究成果可供其他类型工程参考。

参考文献

[1] 罗嘉运. 岩土工程及路基[M]. 北京：中国铁道出版社，1997.

[2] 陈建平，吴立. 地下建筑工程设计与施工[M]. 武汉：中国地质大学出版社，2001.

[3] 孔祥金. 锚固与注浆在公路工程中的应用，锚固与注浆论文集[M]. 乌鲁木齐：新疆科技卫生出版社，1995.

第11篇

关键词：纤维增强塑料；力学性能；土木工程；应用

中图分类号：O3文献标识码： A 文章编号：

1纤维增强塑料一般的物理力学性能

纤维增强塑料是各向异性材料。成分的不同物理性能差别可能很大，例如纤维的方向，当纤维方向与复合体受力方向一致时，增强效果最佳;反之，当纤维方向与复合体受力方向垂直时，增强效果最小。纤维增强塑料与许多材料一样，其力学性能与受载时间、受载情况、温度和湿度等因素紧密相关。

纤维增强塑料的密度都比较小，例如，钢材的密度是7850KG/ m3，纤维增强聚合物筋材料密度是钢材密度的1/7一1/5，在相同直径下纤维增强聚合物筋质量大大低于钢筋，故其混凝土结构比钢筋混凝土结构的自重轻，需求量相同的情况下，纤维增强聚合物筋相比钢材运输成本低。

纤维增强塑料是脆性材料，其抗拉强度很高，应力应变关系是线性关系，在破坏前无任何实质性的屈服变形。以纤维增强聚合物筋为例，纤维增强聚合物筋具有较高的比强度，能够降低地震作用，施工强度降低，节约人力成本。

纤维的种类、含量和树脂种类等不同，会影响纤维增强聚合物筋的纵、横向热膨胀系数;纵向热膨胀系数一般受纤维控制，横向热膨胀系数由树脂基体控制，通常横向热膨胀系数比纵向热膨胀系数大。纤维增强聚合物筋混凝土构件是一种复合构件，在二者协同工作时，由于两种材料在热应力下的性能相近，所以混凝土和纤维增强聚合物筋的产生的变形差较小。即当环境温度发生变化时，产生的温度应力不会破坏纤维增强聚合物筋与混凝土的粘结，保证纤维增强聚合物筋混凝土构件的安全性。

纤维增强塑料的基体材料可以是热固性树脂或热塑性树脂。两者的区别在于热固性树脂的分子结构在受热时会分解，因此这种树脂制成的纤维增强塑料是一次成型不能弯曲。而用热塑性树脂制成的纤维增强塑料可以使用加热、催化剂、加压等方式来弯曲。基于树脂基体的可塑性，纤维增强塑料制作成布状，此产品应用于砌体结构的修复。

纤维增强塑料的抗拉强度与纤维的种类有关，一般地抗拉强度、抗压强度都很高，相对的抗拉强度高于抗压强度。例如玻璃纤维增强聚合筋的抗拉强度是在550MPa到896MPa之间，而其抗压强度却是在317MPa到470MPa之间。但是芳纶纤维增强聚合筋的抗拉强度高抗压强度都高，在受到相对较低的应力下呈现类似屈服的特性。因为抗拉强度高，在工程结构中，增强纤维材料一般用于受弯构件的受拉区内作为受拉筋，有时在潮湿环境中，也加固受到腐蚀的混凝土结构。

2纤维增强塑料在国内外土木工程中的应用现状

2.1纤维增强塑料在桥梁工程中的应用情况

由美国州政府修的DELDOTI一351桥是第一座全复合材料桥。DELDOTI一351桥的总质量只是水泥桥的1/10。这座桥梁是根据当时美国国家高速公路的技术条件设计的，施工完成后由美国德勒华大学对其进行承载力、强度等全面方面的测试，测试结果表明其完全符合使用要求，这座复合材料桥梁的建成确定了复合材料在桥梁结构设计应用上的地位。

日本是研究纤维增强塑料比较早的国家。日本的飞翔桥是世界上第一座采用碳纤维增强聚合物筋作为张拉材料的预应力混凝土桥梁，该桥全长1llm，净跨75m。此桥的顺利建成证明了预应力碳纤维增强聚合物筋取代钢筋建造大跨度桥梁是可己实现，但在施工时一定要严格遵守结构设计，保质保量的完成施工。

2.2纤维增强塑料在岩土加固工程中的应用情况

山体与边坡滑移是地质灾害防治工程中最常见的问题，最有效的治理办法就是采用预应力锚固支护技术。在岩土工程中，常大量采用像高强钢铰线这样抗拉强度较高的钢材作为锚杆进行岩土锚固。但是在很多实际工程中表明，钢筋的锈蚀经常造成锚固工程的失效破坏，甚至严重时会造成人员伤害之类的安全事故。利用纤维增强聚合物筋的特性，用预应力纤维增强聚合筋取代预应力钢绞线锚杆就可消除因钢筋锈蚀带来的安全隐患。上世纪90年代，国外开始尝试使用纤维增强聚合物筋这种非金属锚杆来替代传统的钢锚杆。

纤维增强聚合物筋在恶劣的地质条件下具有良好的抗腐蚀性能，其锚杆产品不需防腐保护。由于具有抗拉强度高、低抗剪强度(低于其抗拉强度的10%），在施工时容易被剪断，易于施工所以现广泛用纤维增强聚合物筋制作锚杆代替钢锚杆，构件不但结构简单而且重量轻。目前，纤维增强聚合物筋锚杆现在越来越多地用于土钉墙、地铁工程盾构法掘进混凝土墙及临时基坑支护的锚杆等岩土工程中。

纤维增强聚合物筋的应用尤其是在岩土工程中的应用对今后其他地下工程的开发有着深远的意义，我国己经在地铁建设中采用了纤维增强聚合物筋，其充分发挥了高抗拉强度的优势，如深圳的地铁工程就采用了美国生产的碳纤维增强聚合物筋。从目前的使用情况来看，碳纤维增强聚合物筋完全能满足使用、安全的要求。

2.3纤维增强塑料在寒冷、非导电等特殊要求的工程中的应用情况

1）纤维增强塑料在非磁性、导电结构工程中的应用

目前很难实现在非磁性和非导电结构中使用钢筋，因为在这种结构中采用钢筋的前提就是要保证每根钢筋都彼此不导电，以现阶段的设计水平很难达到这个要求。但纤维增强聚合物筋有良好的电绝缘性和非磁性，利用这个优点可以很好地解决绝缘这个问题。尤其是在军事上，纤维增强聚合物筋可以作为机场和军用设施中防雷达干扰装置的理想材料，也可以用在一些需要防止电磁干扰的敏感军用设备里。在核磁共振成像上，纤维增强聚合物筋己经成为医疗单位磁共振成像设备的指定材料。

2）纤维增强塑料在寒冷、潮湿环境下工程中的应用

在寒冷环境下，材料性能的发挥会受到很大影响，导致建设周期过长，在人力、物力等方面的费用也很昂贵。像钢筋混凝土这样的设施建成后也会面临一笔很大的维护费用，一般地对于在此类地区拟建的基础项目，特别是公路与铁路等交通项目，都需面对在保证工程质量前提下，如何缩短建设周期、减少维护费用等技术问题。为了达到延长基础设施使用年限的目的，有些工程项目已经开始尝试做成不需维护的纤维增强聚合物筋混凝土结构来代替钢筋混凝土结构。

3）纤维增强塑料在空间结构工程中的应用

网架或网壳等结构中采用轻质高强、耐腐蚀的材料已经成为一种趋势。英国建造了几处网架结构，有的是尝试性地用玻璃纤维增强聚合物杆件代替部分钢构，有的是使用玻璃纤维增强聚合板作为受力或部分受力构件，但是由于玻璃纤维增强聚合物本身材料的限制，如弹性模量低、节点难处理等因素，导致复合材料在网格结构中的优势不能体现，所以在此结构应用方面发展缓慢。

随着生产技术的成熟，设计方案的优化，日本开发研制成功一种带有铝合金接头碳纤维增强聚合卷管。用于网架的碳纤维增强聚合杆件是由碳纤维增强聚合片材以不同的角度层叠粘贴而成。建造完成后，通过对比发现碳纤维增强聚合网架结构重量仅为钢网架的1/5~1/4，相比钢网架维护费用低，维护费用是钢网架的1/5。现在采用纤维增强聚合薄板条的新型大跨空间结构体系，利用纤维增强塑料增强结构的整体性，使整个结构具备足够的几何刚度。因为采用类似编竹席编织方法使纤维增强塑料的抗拉强度得到发挥，而且可以获得特殊的建筑效果，是一种高效的结构体系。

参考文献：

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[2]高丹盈,赵军,B.Brahim.玻璃纤维聚合物筋混凝土梁裂缝和挠度的特点及计算方法[J].水利学报,2001:50一58.

[3]高丹盈,B.Brahim.纤维聚合物筋混凝土梁正截面承载力的计算方法[J].水利学报,2001:71一80.

第12篇

论文摘要:针对三峡库区地质灾害治理的特点，结合实例对喷播植草防护技术的特点、主要功能、方案选择、施工工序进行介绍，并对其效果及经济、社会效益进行评价。

1　概　述

岩土边坡工程改变了自然边坡现状，会对当地的生态环境造成不利影响，在环境保护要求严格的今天，边坡工程增加生态环境保护的内容是非常重要甚至是强制性的。其中边坡植被防护作为岩土工程生态环境保护的重要部分，在国内得到了广泛的应用，并取得了良好的效果，且开始逐渐取代传统的圬工护坡。边坡植被防护工程主要有以下几类技术:①阶梯植被;②框格植被;③穴播或沟播;④喷播植草;⑤植生带;⑥绿化网;⑦土工网垫等。

本文将结合三峡库区地质灾害治理工程的经验，重点论述喷播植草防护技术在库区地质灾害治理工程中的应用。

2　喷播植草防护技术的特点

喷播植草是利用液态播种原理，将草籽、肥料、粘着剂、纸浆、土壤改良剂和色素等按一定比例配水混合搅匀，通过机械加压后喷射到边坡坡面的防护技术。由于其施工简单、速度快，造价低且草籽成活率高，在国内外获得了广泛的应用。

3　喷播植草防护边坡的主要功能

喷播植草作为边坡防护措施，将极大地改善工程建设的生态环境，创造良好的经济、社会和环境效益。主要功能是对岩土边坡浅表层进行防护，通过对浅表层边坡的加固从而达到防止雨水冲刷、控制水土流失、保持边坡稳定的作用。

3.1　边坡加固作用

(1)深根的锚固作用。植物的垂直根系穿过坡体填土，锚固到深处较稳定的土层上，能起到锚杆的作用。乔本科、豆科植物在地下0.75~1.50 m深处有明显的土壤加强作用。

(2)浅根的加筋作用。植物根系在土中错综盘结，使边坡土体在其延伸范围内成为土与草根的复合材料，稳定边坡表层土体，起到护坡的作用。

3.2　植被的水文效应

(1)降低坡体孔隙水压力。植物通过吸收和蒸发边坡土体内的水分，降低土体内的孔隙水压力，从而提高了土体的抗剪强度，有利于边坡土体稳定。

(2)控制土壤侵蚀、保持水土。降雨是坡面冲刷的重要原因，降雨时植草对边坡有明显的保护作用，能有效降低地表径流的流速，从而抑制面蚀及沟蚀，减小边坡土体的流失。

3.3　改善和美化环境

植草可使被破坏的环境逐步恢复，并能促进有机物的降解，净化空气;植草形成的绿化带，与周边环境更协调，与自然更接近，起到改善和美化环境的作用。

4　三峡库区地质灾害治理工程特点及要求

(1)三峡库区在蓄水及运行过程中水位变化频繁，水位变幅大;

(2)受当地地形地质条件限制，沿江地质灾害治理区域大多土质贫瘠，有机质含量低;

(3)采用喷播植草防护的边坡坡比为1∶2~1∶

3.5，坡度能满足喷播植草的要求，无需采用网垫等其他额外加固措施;

(4)施工工期短，时间要求严格;

(5)要求边坡尽快形成抗冲刷能力;

(6)工程位于城镇，对景观、绿化要求高;

(7)成坪后不需要专门的养护，形成稳定生物群落并自然生长;

(8)边坡面积较大，应尽量降低成本，节约投资。

5　符合库区灾害治理工程特点的喷播方案针对库区灾害治理工程特点及要求，采用了以下的喷播方案。

(1)选用在三峡库区能广泛生长的草种。采用豆科和乔本科草种混播，提高耐贫瘠能力。根据库区地质灾害治理工程的特点及当地的气候条件，采用以小冠花为主，以中华结缕草、两耳草、紫花苜蓿等为辅的4种草种混播。

草种以小冠花为主是因为小冠花具有以下特点:①生长年限长，其寿命可达50 a以上;②根系发达，持久性强;③覆盖速度快，覆盖度大，每株当年覆盖面积平均0.7~0.9 m2;④绿色期长，枯草期短，在南方为四季常绿草种;⑤耐贫瘠、耐寒、耐高温、高抗病虫害;⑥水土保持效果显著;⑦对不同气候及土壤的适应性强。

由于小冠花耐水性较差，在水位变幅区降低小冠花草种的比例，相应增加其他辅助草种比例，以提高植草的耐水性。 转贴于

(2)增加黏合剂、木质纤维素、保水剂、复合肥等喷播材料用量，并覆盖无纺布，使草籽在喷播后立即在土壤表面形成较强的抗冲刷能力。三峡库区地质灾害治理工程较多采用土石方回填，边坡为碎石土质边坡，为确保草籽在初期能顺利成活并生长，增加了黏合剂、木质纤维素的用量以确保草籽在边坡上可稳定附着;增加保水剂、复合肥的用量以确保草籽在生长初期的养分及水分的充足供应。

(3)采用多草种混播，提高耐水性、增强抗病、抗虫害能力，有利于形成稳定的生物群落。

(4)在满足要求的前提下，优化配方，降低成本。

(5)在边坡满足喷播植草要求后立即施工，边坡清理与喷播植草同时进行，清理一块喷一块，力求在最短时间内完成，满足工期的要求。

6　喷播施工

6.1　施工所需设备、材料及人员组成

(1)喷播机:容器容量为50加仑;

(2)草籽:为中华结缕草、两耳草、紫花苜蓿、小冠花4种混播;

(3)添加剂:黏合剂、饱水剂、木质纤维素、复合肥;

(4)无纺布;

(5)便携式汽油泵及连接汽油泵与喷播机容器的水管;

(6)施工人员组成:清理边坡2人，喷播技工4人。

6.2　喷播工序及技术要求

喷播工序为:清理并平整边坡混合草籽并喷播铺盖无纺布养护。其中清理并平整边坡、混合草籽并喷播、铺盖无纺布3道工序可同时交叉进行，以缩短工期。

各工序技术要求如下。

(1)清理并平整边坡。在防护范围内要清除杂物，并对边坡进行平整，使边坡达到喷播的要求。根据喷播机喷播面积对坡面进行划分并做好标记，防止混喷及漏喷。

(2)混合草籽并喷播。将草籽及添加剂按一定比例配置好，依次加入并混合搅拌30 min，然后均匀喷至坡面，为保证喷播均匀，在坡面上先喷2/3的混合液，余下部分重新加满水后复喷一次至附着均匀即可。

(3)铺盖无纺布。覆盖无纺布是对喷播植草的初期养护，在草籽未萌发前可起到防冲刷、保水、保温的作用。无纺布应采用铁丝或竹钉固定，四边用土压好，防止风吹开。

(4)养护。在草籽萌发前期，应根据土壤湿度的变化多浇水，保证种子萌发所需水分，在种子发芽后，根据发芽情况适当浇水至其自然生长，形成稳定的生物群落。至此，养护工作基本完成，只需定期清除杂草即可。

7　工程效果及经济、社会效益

(1)由于施工机械化程度高，边坡的喷播植草可迅速完成，从而大大降低成本，仅为圬工护坡的10%~20%。

(2)喷播植草所用附加材料大多数为易分解材料，对环境无污染;且植草边坡与周围环境相融合，能美化城镇景观。这是传统圬工护坡所不及的。

(3)喷播植草在坡面平整后即可进行，且多种工序可混合一次完成，施工简便、速度快、劳动强度低，所需施工人员较传统的圬工护坡大大降低。

第13篇

关键词：滑坡治理；抗滑桩；桩位；分析

Abstract: the landslide is a complicated system engineering, pile position plays a be a life-and-death matter's role in this complex system engineering of anti-slide pile position which, choose the right, can make the slope is stable, reaches the preset goal of management, if the pile position selection is not correct, not only make the project ended in collapse, and even the existence of security risks. Therefore, in landslide anti-slide pile location accuracy analysis becomes important. Due to the construction site geological conditions of each are not identical, some specific construction issues also each are not identical, this paper take Yunnan railway, highway as an example, expounds the construction control technology of anti-slide pile and pile deformation and internal force analysis of slip.

Keywords: landslide; anti-slide pile; pile; analysis

中图分类号：P642文献标识码： A 文章编号：

一、前言

抗滑桩是滑坡治理的关键与核心，长期以来，抗滑桩作为一种支挡抗滑结构物而广泛应用于滑坡及边坡的稳定性治理中，它涉及多个学科范畴。以往对抗滑桩桩位的计算方法以及滑坡施工控制技术，已经不能很好的适应实践的要求，因此，亟需一种新的抗滑桩桩位的计算方法及施工控制技术来迎合这种滑坡治理工程的需要。这涉及到抗滑桩的类型，以及成孔质量保证、钢筋笼不变形及不下沉、如何将桩点定位，不发生位移与偏离等诸方面的要素，只有这些要素都符合科学的计算，精准的定位，才能使滑坡治理的综合系统工程更加圆满。

二、抗滑桩的类型

抗滑桩按施工方法可分为：打人桩、钻孔桩和挖孔桩；按材料可分为：木桩、钢桩和钢筋混凝土桩；按桩的截面形状可分为圆形桩，管形桩和矩形桩等；按桩与周围岩土的相对刚度分为刚性桩和弹性桩；按结构型式可分为排式单桩、承台式桩和排架桩。抗滑桩的抗滑作用主要是利用稳定地层的锚固作用和被动抗力来平衡滑坡推力。与其它抗滑工程如抗滑挡墙、锚杆等相比，其具有抗滑能力强、适用条件广泛、不易恶化滑坡状态、施工安全简便，并能进一步核实地质条件等突出优点。由于抗滑桩在治理滑坡及维护边坡稳定上的突出优点，使抗滑桩广泛应用于矿山边坡、铁路、公路滑坡、工业与民用建筑基坑支护、港口等边坡工程中。且抗滑桩的单桩截面已达3．5 * 7.0 m，单桩的长度已超过50 m。在滑坡治理及边坡工程中，针对不同工程地质条件．采用不同类型的抗滑桩进行边坡加固与滑坡治理取得了大量成功的经验，随着国民经济建设速度的加快．其应用前景将更加广阔。

三、抗滑桩施工控制技术

1.成孔质量保证措施

抗滑桩要严格按设计图施工。同时，将施工的开挖过程视为对滑坡进行再勘察过程对待，及时地质编录，及时信息反馈，以利于调整和优化施工设计。抗滑桩施工前，须平整清除井口及周围的分散堆积物，做好施工区的地表截、排水及防渗工作，严禁井口积水。孔桩开挖深度和断面不允许欠挖，不得有尖角，开挖断面不得小于桩身设计断面与砼护壁厚度之和，护壁后的桩井净断面不小于桩身设计断面尺寸。桩井垂直度误差应符合规范和设计要求。在地下水集中渗漏处，井壁支护前应采用引水管将水引出，浇筑时扎、堵管口，并埋入混凝土中。护壁砼强度应按设计强度等级配制，同时保证其具有良好的和易性，以便于进料灌注和振捣密实。

2.防止钢筋笼变形措施

焊接抗滑桩的钢筋笼时，应焊牢箍筋、加劲筋与主筋，而且要求主筋必须调直。对于钢筋笼对接应当确保同一铅垂线上。钢筋笼的安放应首先对准孔位，然后避免碰撞孔壁，通过确保定位准确后立即固定。

3.防止钢筋笼上浮、下沉的技术措施

抗滑桩所采用的混凝土应确保搅拌符合配合比施工要求，同时应保证混凝土的和易性，坍落度适宜控制在20±2cm范围之间。采用导管法兰则应焊接导向斜面，以避免拔导管时造成导管挂笼。另外应采取迅速浇灌以及缩短浇灌时间，防止混凝土初凝形成硬块，另外采用扶笼器把钢筋笼固定起来，并压在井门下，限制钢筋笼活动。

4.防止桩位偏移，保证桩点定位的措施

通过采取精心测量，反复校验。对桩位点逐个打灰桩，在桩点开挖前做十字定位控制。每施工一根桩，用极坐标法对桩点再进行一次复检。钢筋笼必须居中，以免偏移，钢筋笼应加设钢筋笼定位卡。

四、抗滑桩变形及内力分析

1.滑动面以上抗滑桩的位移及内力分析

对于滑动面以上抗滑桩的位移及内力分析主要作为悬臂梁求解。当其分别受均布荷载及线性荷载时，由变形微分方程式

,

并考虑在滑动面处其转角及位移边界条件分别为øA 及xA。可求得均布荷载下抗滑桩滑面以上部分的位移及转角方程为

线性分布荷载下抗滑桩滑面以上部分的转角及位移为

2.滑动面以下抗滑桩的内力及变形分析

抗滑桩位于滑动面以下部分主要为地基梁，采用地基梁理论确定其变形及内力。当受均布荷载及线性荷载时分别讨论如下：

（一）当受均布荷载作用时(k法)，桩顶受水平荷载时抗滑桩挠曲微分方程为

其中：xKBp为地基作用于桩上的水平抗力，。引入变形系数，即,上式可写为

解上述微分方程，得到滑动面以下桩身任一截面的变位和内力的计算公式：

其中：

当桩底为自由端时，Mb=0，Qb=0，可得

（二）当受线性分布荷载作用时(m法)，桩的挠曲微分方程为 。

结合边界条件解该方程可得

式中：、、、分别为锚固段桩身任一截面位移(m)，转角(弧度)．弯矩(MN·m)．剪力(MN)；、、、分别为滑动面处桩的位移，转角，弯矩(MN·m)，剪力(MN)；Aj、Bj、Cj、Dj分别为随桩的换算深度而异的“m”法影响函数值；E为混凝土的弹性模量，MPa；I为桩的截面惯性矩．m4；为桩的变形系数，m-1。

，当j=0时，取

，当j=0时，取

，当j=0时，取

，当j=0时，取

上述公式中规定：若K为正整数，则（-K）！=。为保证计算精度,各式中应取m为≥4的的正整数。

当桩底为自由端时，有

3．抗滑桩设计实例

利用所编制的抗滑桩内力、变形分析与制图程序，对延吉至图们高速公路中里滑坡抗滑桩进行了设计。确定了该抗滑桩的变形、弯矩、剪力及桩与周围岩土体间的压力，如图1所示。

同时对该抗滑桩底部边界条件变化时及不同地基弹性抗力系数时内力的变化进行了对比研究，其结果如表1所示。

表1不同地基弹性抗力系数及桩底约束条件时桩内力的变化情况

可以看出，当地基抗力系数及端部约束在所给范围内变化时，其内力变化较小。底部为固定端时剪力变化较大。底部为固定端约束的情况应予以避免。

4.抗滑桩结构设计及桩侧应力复核

由计算所得内力对抗滑桩结构按混凝土结构设计规范(GBJ一89)进行结构设计。对于桩对周围岩土体的作用进行桩侧应力复核。按地层情况分以下两种情况进行：

（一）土、松散地层桩侧应力复核桩身对土及松散地层的侧壁压应力应符合

（二）较完整岩质、半岩质地层

对于中里滑坡桩身对岩体的侧壁压应力应符合其中c为折减系数。根据岩体的风化程度、裂隙发育程度及软化程度，通常取0.3～0.5，对滑坡凝灰质砂岩取0.3。K为岩层构造在水f方向换算系数，通常取l～0.5，对中里滑坡凝灰质砂岩取为凝灰质砂岩的抗压强度。

对抗滑桩的以上评价及滑坡推力等桩没计前期分析编制了设计程序(APD)，使抗滑桩的设汁简捷、准确，具有广泛的应用前景。

五、结束语：

抗滑桩桩位的选择及其治理不仅是一个技术挑战，更是一个治理工程对技术人员的科学严谨态度的检验，因此它需要科学、精准，不能出现微小偏差。本文通过结合云南公路、铁路潜在滑坡体治理工程项目，提出采取抗滑桩治理滑坡方案，对抗滑桩的施工进行详细的探讨，同时提出抗滑桩治理滑坡施工的关键控制技术，及其抗滑桩变形及内外力分析，可为滑坡治理工程提供技术上的借鉴。

参考文献

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[4]吴坤铭，边坡及其抗滑桩加固工程可靠性分析方法研究 [学位论文]2011 - 合肥工业大学：工程力学

[5]申永江，边坡工程中抗滑桩的效果评价与优化设计 [学位论文] 2009 - 浙江大学建筑工程学院 浙江大学：防灾减灾工程及防护工程

第14篇

论文摘要:本文从地质特征及岩土结构等方面出发，分析了福州境内某公路路堑边坡失稳的原因及发展趋势，引入动态设计思路并提出了科学合理的治理加固措施。整治加固工后运营证明加固措施是经济有效的。

1前言

某公路福州境内里程KXX + 290一KXX + 345段右侧人工路堑边坡高度在10 - 30m，原设计为一一四分级坡，各阶边坡设计坡率及原设计防护工程措施为:第一级1: 0. 5，挡墙(平台宽6m，其上设集水沟);第二级1: 0. 5，锚喷;第三级1:0. 75，锚喷;第四级1: 0. 75，锚喷。各级坡面除第一阶坡高较低约5. 5 m左右，以上各阶坡高大致控制在8m左右，局部最上一阶坡高度在10一12m。受特大暴雨影响，发生滑坡，滑坡灾害主要发生于四级高坡段，切过一一四坡，滑体范围宽近60m，厚约4 -6m，滑坍后堆积于坡面及路边集水沟内，坡脚挡墙则受挤压严重变形，局部垮坍，滑体相临两侧坡面则出现挤压松动变形迹象，导致素喷硅面层可见1一3cm宽的裂缝。如不及时整治加固，滑坡随时可能进一步发展，将极大地威胁公路的通畅及安全。

坡体及滑坡周界如图1.

2滑坡场地地质条件

2. 1地形地貌

研究区边坡属丘陵地貌，地形起伏相对较大，最高海拔138. 6m。自然坡度较陡，一般为160一310。坡顶较平缓，可见大量孤石，坡体多有破碎强风化岩出露。公路线路以SW 197“走向通过，切坡开挖后形成了高度在10 - 30m的单侧人工路堑边坡。

2. 2岩土体

边坡场地岩土体主要以坡残积土及砂土状强风化花岗岩组成:上覆残坡积粘性土层，土黄、灰黄色，厚约2一4m，含大量碎块，较为松散，多分布于缓坡凹处;其下为强风化流纹质凝灰岩，灰白、土黄色，呈碎块状，节理裂隙极为发育，差异性风化严重，形成节理密集破碎带，岩体呈软硬不均互层。尤其是KXX + 290一KXX + 345段，坡体风化剧烈，差异风化严重，坡体以残坡积土层与砂土状强风化岩为主。

2. 3构造特征

研究区域处于新华夏系第二隆起带东缘的长乐一南澳深大断裂附近，其次级构造在区域内多表现为小型断裂带及后期侵人岩脉、压扭性的裂隙密集带或片理化带等，且常有硅化、泥岩化现象，因而岩石较破碎，且风化极不均匀。

2. 4地下水

边坡地下水主要为赋存于残坡积层(渗透系数约3. 0 x10 -cm/s)中的网状孔隙裂隙水及风化基岩裂隙水。其水位及水量随季节降雨人渗变化较大，通常少有水渗出，遇雨季及暴雨后，坡面及坡体中渗出水量较大。边坡失稳前，原设计方案已考虑地下水影响，设置了如截水天沟、集(排)水沟及坡面泄水孔等排水系统。

3滑坡成因分析

3. 1边坡类型

岩土体性质及结构是边坡稳定性判断分析的地质基础，是产生滑坡等地质灾害的内因。对于风化破碎岩石边坡，其稳定性主要受坡高及软弱结构面的控制。

勘察钻孔资料、边坡开挖断面及塌方坡面均揭示:边坡以砂土状及碎块状强风化岩为主，局部为弱风化岩及土状全风化，差异风化造成软硬互层，并夹厚约1一3cm的风化高岭土软弱夹层，且产状倾向路中，对边坡稳定极为不利。综合其坡形、地层，滑坡失稳前为具软弱夹层的风化破碎岩石边坡。

3. 2岩体结构面分析

研究区坡体风化岩石微裂隙较为发育，岩石破碎，差异风化严重，未见明显断层。

根据边坡原始开挖现场地质测绘，坡体主要发育四组节理裂隙: NW3250 L350、② J2一NE840 L830、③ J3-SW2150 L730 ，.J4一NE350 L590。其中J1节理倾向路中，并夹有厚约1一3cm的风化高岭土软弱夹层，为滑动优势面。其与其它节理的组合切割共同构成了潜滑体。在暴雨作用下，水体人渗，潜滑体促滑力增大，软弱夹层强度迅速降低，且水体兼有作用，潜滑体发生变形，最终造成了滑坡的发生，并牵引相邻坡体的变形位移。滑坡失稳后笔者通过空间投影分析、稳定安全系数法等进行反分析，亦证明了此状况下滑坡发生的必然性。滑坡稳定性分析典型地质剖面见图2.

本次滑坡大致沿高岭土软弱面滑动。根据现场勘查，坡顶上部滑床仍产出高岭土软弱结构面(节理)，而钻孔揭示其下及深部坡体均未发现类似软弱夹层。因此，如不及时进行防护加固，在一定条件下坡体极易发生顺该软弱面的二次滑坡。

4滑坡整治及边坡加固设计

4. 1加固设计目标与原则

考虑到研究区边坡高陡，要保证高速公路的安全畅通，治理设计中须遵循以下两点目标:

(1)边坡整体稳定性，即不发生依附于软弱结构面产生的大面积整体型滑坡;

(2)坡体局部稳定性，即不发生多组结构面切割形成的小范围楔形体或某级坡面的局部溜坍。

在设计中，应以上述治理目标为原则，以安全经济宗旨，按“强腰固脚，整体与局部相结合”的思路进行。考虑到地质的隐蔽性、变异性，应加强施工地质工作，即时反馈及调整方案，以满足加固要求，达到信息化施工，即动态设计。

4. 2整治加固设计

4. 2. 1清坡刷方

对于已发生滑坡溜坍段:第一阶挡墙不变;KXX + 290-KXX + 305段，清除虚方后原位加固;KXX + 305一KXX + 345段，按1;1.3一1;1.4坡率清除虚方及适当削坡后顺坡加固，详见图3;其余坡段坡率按原设计原位加固，详见图4.

4. 2. 2截、排水工程

地表水尤其是暴雨对坡体塌滑的触发作用是非常大的，截、排水工程包括坡顶截水天沟、平台集(排)水沟、涵洞、急流槽等的重砌及修复，坡顶的裂缝应用粘土夯填后浇填水泥净浆。

4.2.3锚杆(索)地梁工程

边坡的主体加固工程为预应力锚杆(索)框架。锚杆(索)地梁为竖直顺坡方向的一根钢筋硷竖梁，在竖梁的节点处打人预应力锚杆(索)，锚固段应穿过浅部高岭土夹层并深人到稳定的坡体中一定深度。

(1)锚杆框架单片水平长度6m，单孔锚杆长度为1624m，水平倾角20“一250，锚固段长8一lOm，锚杆的设计孔径为cp95mm，采用cp32mm锚杆，设计拉力为300kN;锚杆框架网格间距6m，框架内采用预制六棱块植草防护。

(2)锚索框架单片水平长度8m，单孔锚杆长度为2028m，水平倾角200一250，锚固段长10一12m，锚索的设计孔径为cp130mm，采用5根高强度、低松驰的钢绞线，设计张拉荷载为700kN，锚索框架交错间距8m，框架内采用预制六棱块植草或植草防护。

(3)锚喷防护

在边坡局部塌方段坡面清坡刷方后，采用锚喷防护，加系统锚杆，厚层基材上喷混植生物绿化。

4. 2. 4坡脚挡墙

边坡局部以强风化岩为主时，在坡脚设置护脚挡墙、半孔式挡墙。

4.2.5其余防护工程

其余坡面视坡率及地质条件分别采用变截面护面墙、孔窗式护面墙、拱型骨架植草、三维网植草等措施进行防护。

4. 3动态跟踪设计

由于坡体地质条件潜在变化较大，故在边坡修整开挖后应加强施工地质工作，并相应地动态调整其防护加固设计方案，主要有:

(1)因地层差异风化严重，故第一阶挡墙为暂定防护，待开挖至第二阶时，采用探槽法分段开挖(每20m开挖一Sm长的槽)，超前查明地质，如为囊状强风化岩时，考虑动态调整 为(竖井)抗滑桩加固;

(2)当施工地质条件变化较大(如原设计为弱风化岩而开挖后有强风化岩脉)，应针对现场地质适宜调整锚固防护工程，必要时变更防护方案;

(3)仰斜平孔排水管，一般设计位置和数量均为原则性布设，在具体施工过程中，应根据施工揭示地层及含水状态等实际情况动态调整孔位、孔数和孔深，以排水孔正常出水率达50%以上为宜，确保平孔排水工程效果，同时尚做好坡脚墙后反滤层的设置。

5结论

研究区边坡段加固施工现已完成，动态设计与实际边坡开挖地质情况基本相符。部分开挖坡面由于未及时实施锚固防护工程而发生沿坡面窝片状溜滑(已重新进行动态设计)，证明动态设计及防护加固是必要的。现场施工及工后运营变形监测数据都表明，该段边坡的加固治理方案是安全、经济而有效的，充分保证了高速公路的安全通畅，取得了良好的社会、经济效果。

通过对该高速公路路堑边坡滑坡加固治理设计，笔者有以下几点体会:

(1)边坡由于其地层结构、构造特征及地下水等的隐蔽性、复杂性、特殊性及变异性，应根据其具体特点有针对性地进行治理，并加强施工地质工作及动态设计;

(2)火山岩区域岩体通常呈巨块状，但其构造、风化等往往造成岩体中各种软弱结构面(带)的发育。此类风化破碎岩质边坡中的岩体结构应高度重视。在稳定性分析中，应充分利用结构面空间分析法(如赤平投影分析)，并结合多种方法进行综合判定;

第15篇

关键词：边坡  稳定性分析  处治对策

        0 引言

        人们对于路堑边坡稳定性的研究是伴随着铁路和高等级公路建设过程中出现了大量的边坡滑塌事故而开展的，其目的在于通过对边坡稳定性的分析和评价，为实际工程提供合理的边坡结构，以及对具有破坏危险的边坡进行人工处理，避免滑坡出现造成的灾害和损失，因此有必要对边坡稳定性进行分析，并提出相应的处治对策，对相关相似工程具有一定的借鉴意义。

        1 边坡工程稳定性分析

        1.1 边坡稳定性的影响因素 ①地质构造。地质构造因素主要是指边坡地段的褶皱形态、岩层产状、断层和节理裂隙的发育程度以及新构造运动的特点等。通常在区域构造复杂、褶皱强烈、断层众多、岩体裂隙发育、新构造运动比较活跃的地区，往往岩体破碎、沟谷深切，较大规模的崩塌、滑坡极易发生。②岩体结构。不同结构的岩体，物理力学性质差别很大，边坡变形破坏的性质也不同。③风化作用。边坡岩体，长期暴露在地表，受到水文、气象变化的影响，逐渐产生物理和化学风化作用，出现各种不良现象。当边坡岩体遭受风化作用后，边坡的稳定性大大降低。④地下水。处于水下的透水边坡将承受水的浮托力的作用，使坡体的有效重力减轻；水流冲刷岩坡，可使坡脚出现临空面，上部岩体失去支撑，导致边坡失稳。⑤边坡形态。边坡形态通常指边坡的高度、坡度、平面形状及周边的临空条件等。一般来说，坡高越大，坡度越陡，对稳定性越不利。⑥其他作用。此外，人类的工程作用、气象条件、植被生长状况等因素也会影响边坡的稳定性。

        1.2　边坡工程稳定性分析方法

        1.2.1 边坡极限平衡法。极限平衡法是根据边坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理(即静力平衡原理)分析边坡各种破坏模式下的受力状态，以及利用边坡滑体上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价边坡的稳定性。极限平衡法是边坡稳定分析计算的主要方法，也是工程实践中应用最多的一种方法。

        1.2.2 边坡可靠性分析法。边坡工程是以岩土体为工程材料，以岩土体天然结构为工程结构，或以堆置物为工程材料，以人工控制结构为工程结构的特殊构筑物。这些构筑物都程度不同地存在组成和结构上的不均匀性，天然边坡尤为突出，因为构成边坡的地质体经受长期的多循环的地质作用，而且作用强度不一，且又错综复杂，致使它们的工程地质性质差异很大。现阶段边坡可靠度分析的常用方法有蒙特卡洛模拟法，可靠指标法，统计矩法以及随机有限元法。

        2 边坡工程处治技术

        2.1 抗滑桩技术 边坡处置工程中的抗滑桩是通过桩身将上部承受的坡体推力传给桩下部的侧向土体或岩体，依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡的下推力，从而使得边坡保持平衡或稳定。抗滑桩与一般桩基类似，但主要承受的是水平荷载。钢筋混凝土桩是目前边坡处治工程广泛采用的桩材，桩断面刚度大，抗弯能力高，施工方式多样，其缺点是混凝土抗拉能力有限。抗滑桩施工最常用的方法是就地灌注桩，机械钻孔速度快，桩径可大可小，适用于各种地质条件；但对地形较陡的边坡工程，机械进入和架设困难较大。钻孔时的水对边坡的稳定也有影响。人工成孔的特点是方便、简单、经济，但速度慢，劳动强度高，遇不良地层(如流沙)时处理相当困难。另外，桩径较小时人工作业面困难。

        2.2 注浆加固技术 注浆加固技术是用液压或气压把能凝固的浆液注入物体的裂缝或孔隙，以改变注浆对象的物理力学性质，从而满足各类土木建筑工程的需要；注浆加固技术的成败与工程问题、地质问题、注浆材料和压浆技术等直接相关，如果忽略其中的任何一个环节，都可能造成注浆工程的失败。工程问题、地质特征是灌浆取得成功的前提，注浆材料和压浆技术是注浆加固技术的关键。