邵 軍，賴國泉，張俊德

(中鐵西北科學(xué)研究院有限公司，甘肅蘭州 730000)

山區(qū)高速公路沿線滑坡、高邊坡的治理，多采用錨索抗滑樁、普通抗滑樁、錨索框架、錨桿框架等相結(jié)合的方式進(jìn)行治理，勢必大量采用錨索結(jié)構(gòu)。錨索結(jié)構(gòu)物由于其復(fù)雜性及高度的隱蔽性，在經(jīng)歷較長的時間(一般2年以上)，錨索結(jié)構(gòu)物的各部分工作性能受巖土體的蠕變，鋼絞線的松弛、銹蝕以及降雨等的影響，將發(fā)生不同程度的變化，主要體現(xiàn)在反力結(jié)構(gòu)、錨頭部位結(jié)構(gòu)的變化，預(yù)應(yīng)力損失及承載力的變化[1-5]。

錨索結(jié)構(gòu)長期預(yù)應(yīng)力的損失以及承載能力的降低，存在極大安全隱患，一旦預(yù)應(yīng)力錨索失效，有可能引起治理工程的整體失效。因此對錨固工程邊坡在工后一段時間進(jìn)行安全檢測及承載力評估是十分必要的。

本文以某滑坡工后錨索應(yīng)力監(jiān)測為例，分析了該滑坡在治理完成8年后，錨索預(yù)應(yīng)力損失程度，對錨索結(jié)構(gòu)物當(dāng)前的應(yīng)力狀態(tài)分布做出了評價。

1 工程概況

該滑坡是在老滑坡的基礎(chǔ)上發(fā)育的順層巖石滑坡，地面坡度20°～25°。該段斜坡出露的巖層為侏羅系中統(tǒng)中薄層泥巖與厚層砂巖，巖層產(chǎn)狀NE67°/N25°～30°，上部泥巖層強(qiáng)風(fēng)化呈土狀，含泥量較高，砂巖因其具厚層構(gòu)造而呈中風(fēng)化較完整狀。

該滑坡治理工程采用錨索墩、錨索地梁、抗滑樁等工程措施，在1～4級坡面上布設(shè)16排錨索，錨索沿線路方向間距4 m，錨索長度15～32 m，錨索端部設(shè)置錨梁和錨墩。在四級邊坡上設(shè)置仰斜排水孔。錨索設(shè)計荷載800 kN，鎖定荷載800 kN，錨索張拉分五級進(jìn)行，分別為設(shè)計荷載的 0.25，0.5，0.75，1.0，1.2 倍。共實(shí)施錨索535孔，共計14 579 m。

該滑坡經(jīng)治理后，歷經(jīng)多年的暴雨等惡劣條件的考驗(yàn)，均未出現(xiàn)變形。在檢測過程中的現(xiàn)場巡查也表明，坡體未出現(xiàn)開裂變形，尤其后部水溝等均完好無損。錨索錨頭完好無損，未見松動、脫落等情況發(fā)生，檢測時鑿開異常困難，說明封錨等工作均較好。各級坡面及一級平臺抗滑樁前坡面平順，未見局部鼓脹等情況發(fā)生。

2 錨索應(yīng)力監(jiān)測及成果分析

該滑坡治理工程由于最下兩級邊坡的錨頭被封于護(hù)面墻之后而無法檢測，因此在上部邊坡選取12孔錨索進(jìn)行檢測。

檢測結(jié)果的評定標(biāo)準(zhǔn)為:錨索的預(yù)應(yīng)力檢測試驗(yàn)荷載值為設(shè)計值的1.2倍，應(yīng)分級加荷，對每級荷載作用期間錨頭的位移值(穩(wěn)定狀態(tài))進(jìn)行記錄，最后一級荷載作用下的位移觀測期內(nèi)，錨頭位移穩(wěn)定或2 h蠕變量不大于2.0 mm。對抗拔力達(dá)到設(shè)計值1.2倍標(biāo)準(zhǔn)的錨索，滿足下列兩個條件時為合格:

1)錨索彈性變形不應(yīng)小于自由段長度變形計算值的80%，且不應(yīng)大于自由段長度與1/2錨固段長度之和的彈性變形計算值;

2)加載到1.2倍設(shè)計荷載后錨索的位移變形穩(wěn)定。

根據(jù)檢測結(jié)果按錨索工作狀態(tài)分為如下3個狀態(tài)類別:正常工作狀態(tài)、非正常工作狀態(tài)但未失效、非正常工作狀態(tài)且已失效，檢測結(jié)果見表1。

表1 錨索檢測結(jié)果匯總

通過對表1分析可知，本次抽檢12孔錨索，其中8孔錨索的預(yù)應(yīng)力值可以達(dá)到設(shè)計預(yù)應(yīng)力值或預(yù)應(yīng)力損失較小，合格率達(dá)到67%。

分析表 1 可以看出，JCK1-1，JCK1-4，JCK2-1，JCK2-3，JCK2-4目前鎖定荷載處于100% ～120%設(shè)計荷載之間，處于應(yīng)力增加狀態(tài)，典型的Q-S曲線見圖1。

由圖1可知，鋼絞線最大位移量為15 mm，但未超過該規(guī)范要求的荷載范圍自由段長度預(yù)應(yīng)力筋的理論彈性伸長值(設(shè)計荷載下理論伸長值55.34 mm)80%的規(guī)定。

檢測結(jié)果基本滿足要求，但錨索結(jié)構(gòu)處于應(yīng)力超限狀態(tài)，繼續(xù)發(fā)展將形成錨索應(yīng)力超限集中區(qū)，錨索結(jié)構(gòu)隨時都有可能因局部受力過大造成破壞的危險，錨固工程處于非正常工作狀態(tài)，需引起重視。在應(yīng)力超限的范圍內(nèi)，根據(jù)應(yīng)力水平計算出應(yīng)補(bǔ)充的錨固力，采取相應(yīng)補(bǔ)強(qiáng)措施進(jìn)行加固。

圖1 應(yīng)力超限典型曲線

分析表 1可以看出，JCK2-2，JCK3-1，JCK3-2，JCK3-3，JCK3-4目前鎖定荷載明顯小于設(shè)計荷載。現(xiàn)場最大試驗(yàn)荷載值僅能達(dá)到設(shè)計值的0.4倍，即320 kN，持荷時油壓不上升，錨索位移不收斂，出現(xiàn)部分錨索被拉斷現(xiàn)象，表明錨索錨固段已經(jīng)破壞。典型的Q-S曲線見圖2。

圖2 錨固段破壞典型曲線

之所以出現(xiàn)錨固段的破壞，是因?yàn)閼?yīng)力超限錨索數(shù)量的增多，隨著錨索當(dāng)前應(yīng)力的急劇增大，當(dāng)超過錨固段錨固強(qiáng)度時，錨固段提供的錨固力不足，錨固段被破壞，錨索失效。對于此種錨索，應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行錨固力的補(bǔ)強(qiáng)整治。

引起預(yù)應(yīng)力損失的影響因素眾多[6-11]，由表1分析得出，該滑坡4級邊坡預(yù)應(yīng)力損失較少，3級邊坡預(yù)應(yīng)力損失嚴(yán)重。三級邊坡的錨索處于關(guān)鍵部位，受力應(yīng)最大。另外在施工過程中，三級邊坡錨索施工完成后，坡體曾出現(xiàn)變形，為此增設(shè)了四級邊坡錨索，說明在當(dāng)時的變形過程中，三級邊坡錨索錨固段可能有所損壞。

目前該邊坡已歷經(jīng)多年特大暴雨的侵襲仍處于穩(wěn)定狀態(tài)，說明該邊坡治理工程中的錨索(二級、四級邊坡錨索)及抗滑樁發(fā)揮了重要作用，坡體整體穩(wěn)定。

3 結(jié)論

1)根據(jù)錨索結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測表明，錨索預(yù)應(yīng)力整體損失較小，大部分錨索工作狀態(tài)與設(shè)計基本一致，達(dá)到了治理邊坡的目的。

2)該段邊坡無需增加防護(hù)工程措施，建議今后注意巡查水溝等是否堵塞，并巡查錨索錨頭等是否完好。

3)通過錨索結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測，了解和掌握了錨固工程的工作狀態(tài)和安全性能，為是否進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固提供科學(xué)依據(jù)。

4)建議今后在使用錨索結(jié)構(gòu)時，應(yīng)有至少不少于5%的錨索貼應(yīng)變片或鋼弦測力計，以便施工完成后進(jìn)行檢測。

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