摘 要：錨桿格構(gòu)梁加固邊坡能有效地提高工程結(jié)構(gòu)物和巖石的抵抗力和供強(qiáng)大的側(cè)向支撐力，增強(qiáng)坡體的穩(wěn)定性和承載能力等優(yōu)點(diǎn)。基于貴州惠水某項(xiàng)目五組團(tuán)邊坡，該段邊坡坡面下部已掛網(wǎng)噴混凝土，上部擋墻垂直，距離坡頂約8.7 m，本段邊坡坡頂擋墻及上部小區(qū)路面已開裂處，開裂裂縫大約為0.1～0.3 cm，長(zhǎng)度距房邊緣最近一處約2M危岌坡頂房屋安全。依托某實(shí)際工程邊坡加固的設(shè)計(jì)方案和施工工程實(shí)例，施工進(jìn)行及完成后施工單位及第三方位移監(jiān)測(cè)資料，發(fā)現(xiàn)錨桿作為一種鋼筋混凝土加固材料，其承載力非常強(qiáng)，可以有效地提高工程結(jié)構(gòu)物和巖石的抗力。格構(gòu)梁提升邊坡的穩(wěn)定性和承載力?；炷粮駱?gòu)可以為邊坡提供強(qiáng)大的支撐力，增強(qiáng)坡體的穩(wěn)定性和承載能力。錨桿格構(gòu)梁支護(hù)體系可以提高巖土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗變形剛度，減少巖土體的側(cè)向變形，增強(qiáng)邊坡整體穩(wěn)定性。實(shí)際測(cè)量變形值均滿足要求。錨桿格構(gòu)梁加固邊坡比傳統(tǒng)加固的施工方式更加簡(jiǎn)便容易實(shí)現(xiàn)，較快完成。

關(guān)鍵詞：錨桿；格構(gòu)梁；穩(wěn)定性；安全；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；抗變形剛度

中圖分類號(hào)：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-6903（2024）07-0122-04

0 引言

錨桿格構(gòu)梁技術(shù)是將拉力穩(wěn)定地傳導(dǎo)到巖土層中，以減小邊坡的變形，從而提高邊坡的自穩(wěn)以及自承能力，進(jìn)一步保護(hù)周圍生態(tài)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定[1]。本次應(yīng)用研究分析貴州惠水縣某項(xiàng)目五組團(tuán)邊坡，采用錨桿格構(gòu)梁加固已修建邊坡開裂危及上部房屋百姓安全的問題，為以后相似邊坡工程支護(hù)設(shè)計(jì)和施工提供參考與幫助。

1 概況

1.1 工程概況

貴州惠水縣某項(xiàng)目五組團(tuán)邊坡支護(hù)項(xiàng)目，地處惠水縣城北，東臨貴惠大道，2018—2019年基坑邊坡開挖后，在場(chǎng)區(qū)西南側(cè)形成長(zhǎng)約124 m、高約16.3 m巖土質(zhì)永久性邊坡，其中開挖部分形成的高度約10.8 m，坡面已做掛網(wǎng)噴混凝土處理，高約5.5 m上部oO5Y9mCyn9l7Vj+zUDKH6nlfN7bat4ArI91dlVrv9cs=為2013年修建馬蹄坡廉租房時(shí)所修建的擋墻及圍墻。2020年5月，該邊坡位置上部擋墻出現(xiàn)拉裂，馬蹄坡廉租房?jī)?nèi)路面出現(xiàn)裂縫口寬約0.1～0.3 cm，長(zhǎng)度距租房邊緣最近一處約2 m。

1.2 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和場(chǎng)地地形地貌

場(chǎng)區(qū)內(nèi)出露巖石主要為下場(chǎng)地下伏基巖為白堊系上統(tǒng)茅臺(tái)組泥巖，呈單斜構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀270°∠5°，受區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力影響，巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體較破碎，從旁側(cè)出露巖石觀測(cè)。主要發(fā)育兩組節(jié)理，平均間距0.6 m，一組節(jié)理產(chǎn)狀300°∠82°，另一組節(jié)理產(chǎn)狀195°∠80°，以閉合隱節(jié)理為主，裂隙寬1～2 cm，結(jié)構(gòu)面結(jié)合差，表面粗糙，貫通性較差，一般黏土充填或巖屑夾泥質(zhì)膠結(jié)。除了巖體中的節(jié)理裂隙外，在地質(zhì)構(gòu)造上無其他可危害場(chǎng)地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)現(xiàn)象。

擬建場(chǎng)地勘察期間平整，場(chǎng)地整體西高東低，標(biāo)高為983.17～999.71 m，最大高差16.54 m。場(chǎng)地地勢(shì)相對(duì)較高，無高聳奇特地形。場(chǎng)地內(nèi)無地下管網(wǎng)、地面管線存在，場(chǎng)區(qū)外坡頂為馬蹄坡廉租房的擋墻及房屋，CD段坡頂擋墻及廉租房路面均有開裂現(xiàn)象。坡頂開裂區(qū)域圖如圖1所示。

1.3 邊坡巖土構(gòu)成及參數(shù)

根據(jù)鉆探揭露，現(xiàn)場(chǎng)地上覆土層為素填土、黏土，土層厚度1.0～7.4 m，平均厚度4 m。白堊系上統(tǒng)茅臺(tái)組泥巖各巖土層的構(gòu)成特征如下：①素填土（Qml）：灰黃-紫紅色，局部雜色，含少量建筑垃圾，主要為主要由2013年修建馬蹄坡廉租房換填處理回填的碎石、塊石夾黏土組成，塊石成分為強(qiáng)-中風(fēng)化泥巖，黏土含量約40%，塊石粒徑約240 mm。結(jié)構(gòu)密實(shí)，回填時(shí)間大約7年，分布不均勻，已完成固結(jié)，厚度及深度在0.5～4.0 m，平均深度及厚度3 m。②黏土（Qel+dl）呈褐黃色，裂隙發(fā)育，局部夾強(qiáng)風(fēng)化團(tuán)塊，含鐵錳質(zhì)結(jié)核。按其狀態(tài)可分為：可塑狀。③可塑黏土呈褐色、褐黃色，土質(zhì)均勻細(xì)膩，黏性好，含水量較高，呈透鏡狀-層狀，結(jié)構(gòu)為致密狀，分布均勻，鉆探揭露標(biāo)高為992.8～996.58 m，層底標(biāo)高為990.78～994.28 m，深度為1.0～7.0 m，厚度在1～3.4 m不等，平均厚度2.4 m，場(chǎng)地邊坡范圍內(nèi)均有分布。④基巖中A巖質(zhì)單元為強(qiáng)風(fēng)化泥巖，棕紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，強(qiáng)風(fēng)化為主，泥質(zhì)膠結(jié)，巖質(zhì)較軟，手掰易碎，巖芯破碎呈沙狀、破碎狀。B巖質(zhì)單元為中風(fēng)化泥巖，棕紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，中風(fēng)化為主，泥質(zhì)膠結(jié)，巖質(zhì)較軟，巖芯破碎呈塊狀、短柱狀。

場(chǎng)地下伏基巖為白堊系上統(tǒng)茅臺(tái)組泥巖，棕紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，巖芯主要呈碎塊狀、短柱狀及柱狀，揭露基巖面標(biāo)高在990.78～997.71 m，基巖分布均勻良好，場(chǎng)區(qū)整體分布。巖土參數(shù)綜合選用如表1所示。

1.4 邊坡支護(hù)方案

該段邊坡坡面已掛網(wǎng)噴混凝土，上部擋墻垂直，下部坡率1：0.6，距離坡頂約8.7 m為6F居民樓，本段邊坡坡頂擋墻及上部小區(qū)路面已開裂處，開裂裂縫大小為0.1～0.3 cm。該段邊坡該邊坡破壞模式，主要為邊坡土層及強(qiáng)風(fēng)化巖體的圓弧滑動(dòng)、土層沿巖土界面的折線滑動(dòng)。受節(jié)理裂隙和層面的組合切割，可能會(huì)產(chǎn)生局部滑塌、掉塊等。邊坡巖體類型為Ⅳ類。

根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330—2013）[2]表3.2.1及3.2.2條可知，邊坡破壞后果很嚴(yán)重，邊坡安全等級(jí)綜合定為一級(jí)。邊坡格構(gòu)+錨桿（索）+掛網(wǎng)噴射混凝土加固擋墻處理后穩(wěn)定，現(xiàn)狀坡率1：0.1（上部擋墻）～1：0.6。坡面采用錨桿+掛網(wǎng)噴漿+格構(gòu)進(jìn)行防護(hù)處理，錨桿上部?jī)膳?2 m打入原擋墻加固、下部2排9 m，其余長(zhǎng)度為6 m，格構(gòu)斷面尺寸為400 mm ×400 mm。支護(hù)結(jié)構(gòu)剖面圖如圖2所示。

2 研究應(yīng)用計(jì)算及分析

邊坡按圓弧滑動(dòng)法計(jì)算穩(wěn)定性分析（現(xiàn)狀坡率，擋墻開裂的極限平衡狀態(tài)）。計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3所示。

最不利滑動(dòng)面的滑動(dòng)圓心為（10.889，16.328），滑動(dòng)半徑為5.406， 滑動(dòng)安全系數(shù)為0.977，總下滑力為122.357 kN，總抗滑力為119.750 kN，土體部分下滑力為122.357 kN，土體部分抗滑力為119.75 kN，本身處于臨界不穩(wěn)定狀態(tài)。

2.1 巖體側(cè)向壓力計(jì)算

2.1.1 巖體側(cè)向壓力

按規(guī)范《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330—2013[2]第6.2.3編寫（適用于6.3.4-1、6.3.4-3條，以巖體等效內(nèi)摩擦角計(jì)算側(cè)向巖石壓力，C取值為0），根據(jù)平面滑裂面假定計(jì)算主動(dòng)土壓力合力標(biāo)準(zhǔn)值。主動(dòng)土壓力合力標(biāo)準(zhǔn)值Ea為137.03。

2.1.2 土體部分剩余下滑力計(jì)算

擴(kuò)大自重下滑力（KT模型），剩余下滑力計(jì)算時(shí)的安全系數(shù)為1.35，經(jīng)計(jì)算下滑力為 52.286 kN，滑床反力R為 30.888 kN，滑面抗滑力為13.752 kN，粘聚力抗滑力為1.890 kN，本塊剩余下滑力為 36.644 kN，本塊下滑力角度為17.804（度）。

2.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算

按規(guī)范《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB50330—2013[2]第7.2及8.2編寫，設(shè)計(jì)采用預(yù)應(yīng)力錨桿擋墻：①錨桿軸向力計(jì)算：邊坡高度H為14 m，側(cè)壓力合力標(biāo)準(zhǔn)值 E為179.94 kN/m，側(cè)壓力水平分力標(biāo)準(zhǔn)值Ehk為14.28設(shè)計(jì)錨桿水平垂直間距2.0 m，錨桿水平拉力標(biāo)準(zhǔn)值Htk為62.84 kN，設(shè)計(jì)錨桿與水平面夾角25°；以上推出錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值 Nak為69.33 kN。 ②錨桿配筋計(jì)算：錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值 Nak為69.33 kN，錨桿桿體抗拉安全系數(shù)Kb為2.2，錨筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy（鋼筋）為360 N/mm2，配筋面積為423.71 mm2，單根配筋截面積 'As（1Φ25Ⅲ級(jí)螺紋鋼）為615.3 mm2，錨桿配筋根數(shù)（計(jì)算值）為0.69，錨桿配筋根數(shù)（實(shí)用值）為1。③握裹段長(zhǎng)度計(jì)算：錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值Nak為69.33 kN，錨固體直徑D為0.025 m，配筋根數(shù)n為1，巖土錨桿錨固體抗拔安全系數(shù)K為2.6，錨桿配筋與砂漿間粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fb（水泥砂漿與螺紋鋼間，水泥砂漿強(qiáng)度等級(jí)M30）為2 400 kPa，握裹段（錨桿鋼筋與砂漿間的錨固）長(zhǎng)度為0.957 m。④錨固段計(jì)算：錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值Nak為69.33 kN，錨固體直徑 D為0.1 m，粘結(jié)強(qiáng)度frbk為380 kPa，巖土錨桿錨固體抗拔安全系數(shù) K為2.6，錨固段長(zhǎng)度L［計(jì)算值］為1.51 m，錨固段長(zhǎng)度L為6～12 m。

按上式計(jì)算后邊坡穩(wěn)定，從理論上設(shè)計(jì)計(jì)算判斷加固后的邊坡穩(wěn)定[3]。

2.3 邊坡監(jiān)測(cè)

整段邊坡沿坡頂每隔一定距離設(shè)置變形觀測(cè)點(diǎn)，對(duì)邊的變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，共布設(shè)10個(gè)沉降位移觀測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)頻率在施工期間三天一次，竣工后每月一次，在暴雨季節(jié)適當(dāng)加密監(jiān)測(cè)頻率，在雨季和特大暴雨期間安排人工巡查。邊坡位移及沉降監(jiān)測(cè)報(bào)告表明，竣工后邊坡無位移，滿足規(guī)范要求。

3 結(jié)束語

針對(duì)貴州省惠水縣巖土地層的特點(diǎn)，采用錨桿格構(gòu)梁的加固支護(hù)形式，能夠取得很好的支護(hù)加固效果。其掘進(jìn)面積小，承載能力強(qiáng)，具有較高的耐久性和使用壽命，可以減少松動(dòng)巖體的坍落，提高工程結(jié)構(gòu)物和巖石的抗力[4]。

此次格構(gòu)梁加固技術(shù)具有布置靈活、格構(gòu)形式多樣、截面調(diào)整方便、與坡面密貼、可隨坡就勢(shì)等顯著優(yōu)點(diǎn)。施工對(duì)坡體的擾動(dòng)少。剛度大、抗震性能好、機(jī)械化施工，安全風(fēng)險(xiǎn)小，有利于提升邊坡的穩(wěn)定性和承載力[5]。格構(gòu)梁的鋼筋可以有效地分散土坡的重力，并在水平和垂直方向上形成一定的摩擦力。格構(gòu)梁與土坡之間的混凝土填充物也可以增加土坡的整體強(qiáng)度和剛度，進(jìn)一步提高土坡的穩(wěn)定性?；炷粮駱?gòu)還可以為邊坡提供強(qiáng)大的支撐力，增強(qiáng)坡體的穩(wěn)定性和承載能力。

錨桿與格構(gòu)梁格體系既能保證深層加固又可兼顧淺層護(hù)坡，直接將錨固力傳達(dá)到邊坡上，使得邊坡上的應(yīng)力發(fā)生改變，可進(jìn)一步增強(qiáng)邊坡的抗滑力，提高巖土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗變形剛度，減小巖土體的側(cè)向變形，增強(qiáng)邊坡整體穩(wěn)定性。

施工單位與第三方監(jiān)測(cè)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，實(shí)際變形位移并未發(fā)生，理論計(jì)算該加固支護(hù)穩(wěn)定不發(fā)生位移[6]，從而可得實(shí)際測(cè)量變形值與設(shè)計(jì)值均滿足要求。錨桿格構(gòu)梁加固邊坡比傳統(tǒng)加固的施工方式（如深層加固、夯實(shí)加固等）更加簡(jiǎn)便容易實(shí)現(xiàn)，較快完成。錨桿格構(gòu)梁由高強(qiáng)度的鋼材或有機(jī)合成材料組成，具有很強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度和耐腐蝕性，能夠在任何惡劣環(huán)境下使用。錨桿格構(gòu)梁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、強(qiáng)度大、耐腐蝕、使用壽命長(zhǎng)。

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