高速公路路基鋼絞線錨索土釘墻支護的設(shè)計與施工

【摘 要】南寧市五象大道K12+900下穿南寧至北海高速公路立交橋采用既有線頂進深基坑開挖施工方案，需要對高速公路路基進行支護，重點介紹了鋼絞線錨索土釘墻的設(shè)計與施工技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】 高速公路；深基坑；鋼絞線錨索；設(shè)計；施工

1. 工程概況

南寧市五象大道K12+900下穿南寧至北海高速公路（下稱高速公路）立交橋跨度為108m，該立交橋在高速公路路基每側(cè)采用6個跨度18m的剛架經(jīng)“對頂”頂進施工而成。立交橋頂進土方開挖深度為14m，為深基坑土方開挖。同時，高速公路經(jīng)交通管制后車流量大，密度集中。為確保高速公路交通行車安全和立交橋施工安全，需要對高速公路路基進行防護。本工程采用j15.24鋼絞線通過“對拉”形成土釘墻，能夠有效對高速公路進行開挖支護，該方法安全、經(jīng)濟、高效，達到較理想的效果。

2. 鋼絞線土釘墻錨索設(shè)計

2.1 破壞棱體面與豎直面夾角θ計算。南北高速公路原路基為硬性粘土，據(jù)地質(zhì)資料知：內(nèi)摩擦角φ=18°，摩擦阻力［τ］=40KPa，γ=18KN/m³，α=0°，δ=φ/2=9°W=φ+α+δ=27°，根據(jù)《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》得：

θ=tan-1(-tan W+((cotφ+ tan W)( tan W- tanα))∧0.5=40°

2.2 錨索設(shè)計。支護基坑長約110m，平均深度為14m。根據(jù)《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99，采用φj15.24鋼絞線作為錨索，錨索穿到高速公路路基對面，在對面使用鋼板夾卡固定，形成“對拉”。錨索孔水平間距豎向間距設(shè)計為1.5m。本工程邊坡上動荷載為高速公路過往車輛，設(shè)計汽車荷載等級：公路一級，如圖1所示。作用在坡頂破裂面內(nèi)的動荷載按兩個車道計算，取最大值計算為120t，設(shè)計破壞棱柱體重取圖中的三角形計安全系數(shù)取最大值1.3。

(1)動荷載換算成土層厚度 h₀=q/γ=(1200÷7.32)/18=9.12m

(2)錨索密度與錨固長度設(shè)計。安全系數(shù)K=（τ_f+τ錨）/τ≥1.3

τ=γ(（7.32×14）÷2+7.32×9.12)sinα/AC=113.32KN/N²

τ_f=［γ(7.32×14)÷2/AC］cosα=41.29 KN/N²

所以在每個截面上錨索提供的最小抗剪分力為

τ_錨=Kτ-τ_f=1.3×113.32-41.29=106.03 KN/N²

設(shè)每根錨索錨固長度為6m，則錨桿抗撥力：

T=［τ］πdL=40×3.14×0.12×6=90.43KN

每根錨索抗撥剪切分量

τ′_錨=T cosα=90.43cos40°=69.26 KN

n=τ_錨/τ′_錨=106.03/69.26=1.53，取2根/m²

錨索抗剪及“對拉力”可忽略不計（偏安全）

即在豎向每延米有3根錨索可滿足要求，所以本設(shè)計中錨索間距取1.5m（豎向每延米有6根錨索），長度取17.5～33.20m即滿足錨固長度不小于6m及受力穩(wěn)定性的要求。

3. 土釘墻錨桿噴射混凝土施工

3.1 工藝流程，如圖2。

3.2 技術(shù)要點

(1)預(yù)應(yīng)力錨桿錨釘板支護基坑坑壁時，逐層開挖，逐層加固；

(2)噴射混凝土護壁時，每開挖一層噴射一層，每層高度為1m左右，土層不穩(wěn)定或有滲水時，不超過0.5m；

(3)噴射混凝土的厚度：粘性土，若無滲水，厚度為3cm～8cm，有滲水：5cm～10cm；

(4)噴射的混凝土具備早強、速凝、有較高的不透水性和較好的保水性，且其干料能順利通過噴射機；

(5)粗集料最大粒徑嚴格控制在噴射機允許范圍，防止堵嘴；細集料用中砂，含水量控制在4%～6%之間，否則，混合料在噴射過程中易膠結(jié)，堵塞管路或產(chǎn)生離析。

4. 結(jié)語

本工程中錨固力主要是依靠灌漿后錨索與路基土體的粘結(jié)力來抵抗土體的滑移坍塌，所以錨固長度越大抵抗力越大，在外荷載和受力體均相同的情況下，使用錨索穿透錨固，使錨固長度增大，提高路基穩(wěn)定的安全系數(shù)，再在對面使用夾板錨定形成對拉，更一步加強了高速公路的穩(wěn)定性。同時，在進行另外一側(cè)路基開挖時，鋼絞線柔軟易彎的特點，對開挖的干擾較小能有效地促進施工進度，縮短了施工工期，收到了較理想的效果。

參考文獻

［1］ 中華人民共和國交通部JTGD60-2004公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范.北京.人民交通出版社，2004

［2］ 中華人民共和國建筑工業(yè)出版社ISBN 7-112-0429-7地基處理手冊. 北京 中國建筑工業(yè)出版社，2000

［文章編號］1619-2737（2008）11-17-058

［作者簡介］姜彬（1975.12-）男，1997年畢業(yè)于西南交通大學(xué)橋梁工程，工學(xué)學(xué)士，工程師。