淺析錨固技術在巖土工程中的運用

深圳市深龍港建設監理有限公司 楊文

淺析錨固技術在巖土工程中的運用

深圳市深龍港建設監理有限公司 楊文

錨固技術是邊坡支護的一種常用手段,在巖土工程中有其重要意義,具有減災、確保安全施工作用。由于巖土的多樣性及復雜性,以及邊坡加固目的不同,錨桿、錨索等錨固技術設計各不相同。本文以一邊坡工程實例,淺議錨固技術在巖土工程中的具體應用。

錨固技術巖土工程

一、錨固技術與巖土工程

錨固技術是應用于地下工程的一項重要技術之一,它就是利用土體、巖體的錨固力來維持地下工程結構穩定的,可以防止地下工程的施工中一些坍塌、滑移等災害性事故的出現,確保施工能安全進行。錨固技術主要分為土錨、巖錨這兩種形式,這些都是一端和工程結構物或者是擋土墻進行聯結,而另一端則錨固在地基土層、巖層中,來承受結構物本身的上托力、或擋土墻的土壓力、抗拔力、水壓力。

而巖土工程是從二十世紀六十年代開始,在土木工程建筑實踐過程中逐漸建立起的一種新型技術體制,主要是為解決巖體以及土體工程的問題,其中包含地基和基礎、地下和邊坡工程等多種問題。巖土工程是土木工程中的一個分支,是運用巖石力學、工程地質學、土力學來解決工程中相關巖石和土的那些工程技術的科學。

現在,隨著錨固技術的發展,它已經逐漸開始成功的運用于高邊坡防護、路基、公路隧道、深基坑處理等巖土工程,并有著很好的效果,尤其是當運用于治理、預防坍塌之類的地質災害具有特別的優越性,同時,錨固技術在巖土工程中的應用越來越受到相關專家學者的重視。

二、錨固技術在巖土工程中的應用

巖土錨固這一工程技術主要是依靠錨桿附近巖土層其抗剪強度來傳遞建筑的構筑物拉力或者保持住地基土層的開挖層面穩定、安全。從力學的角度來看,該技術可以抵抗傾倒,阻止地層的剪切破壞,控制相關地下層圍巖變形與坍落,還可抵抗豎向的位移,抵抗結構物的基底水平位移并加固地基。

巖土錨固的工程技術因為其對巖土體所進行加固的獨特力學性態、工藝特征,而且已被廣泛應用于基坑支擋、滑坡整治、邊坡加固、壩基穩定結構、抗浮抗傾以及懸索結構錨碇基礎等巖土工程的建設領域中。就巖土錨固的工程技術本身來說,已經在大量實踐過程中獲得了長足進步與發展。新材料、機具和工藝在巖土工程中的應用,也為巖土錨固這一工程技術的施行提供了十分有力的措施給予保障,更為工程建設能夠持續發展起到積極推動的作用。

接下來我們就以一實際邊坡工程為例進行分析:

(1)工程概括。本工程加固位于深圳市龍崗區布李路禽鳥批發市場西北側,永興花園東側,布李路北側。邊坡長約207米,高29～33米。坡頂有3～4層的空置擬拆除濫尾建筑物。坡腳下有民房和新工業區廠房,距離坡腳7～8米遠。邊坡支護工程,欲采用防護錨桿、支護錨索、方格網格梁、截水溝及綠化等措施。

(2)工程的地質條件。深圳市龍崗區布吉街道布李路禽鳥批發市場馬路對面邊坡為工程建設開挖形成的巖土地質邊坡、呈直線型。因修建永興花園,坡面堆積大量建設垃圾。邊坡所在的區地貌為低丘陵斜坡,植被較發育,后經人工開挖形成現有的邊坡形狀。邊坡總體傾向80,坡度30～45,局部大于45。坡腳有裸露管線,坡面不平順且呈裸露狀態,沒有任何支護措施,由于填土崩滑,坡頂一帶產生數條張拉裂縫,縫寬10～30毫米,延伸大于6米,深0.3～0.8米。

(3)工程地質與水文。根據現場踏勘、工程地質測繪與鉆探揭露,場地內地層為填土層,第四系殘坡積層,侏羅系粉砂巖、砂巖。

①第四系填土層素填土:褐黃色,稍濕-濕,主要由粉質粘土組成,碎塊石含量小于15%。結構松散,欠固結:揭露厚度2.1～6.3米。②第四系坡積土層含砂粉質粘土:黃色,稍濕-濕,可塑-堅硬狀,沙礫含量5%～10%。該層的揭露厚度2.0～3.5米。③第四系殘積土層砂質粘土:褐黃色,濕,可塑,由砂巖、粉砂巖風化殘積而成,砂含量10%～20%。該層揭露厚度417米;層頂埋深3.5～3.8米;層頂標高83178～86107米。④場地下伏基巖為侏羅系中統塘廈群粉砂巖、砂巖。全風化巖:褐黃色,原巖結構尚可見。巖芯呈土柱狀,濕,可塑。該層揭露厚度3.7～15.80米,局部有中風化砂巖。強風化巖:褐黃色,砂、粉砂狀結構,層狀構造,巖芯呈半巖半土狀,稍濕,堅硬狀,夾較多中風化砂巖,節理裂隙發育。該層揭露厚度17～32.2米,層頂埋深4.1～20.2米,層頂標高57.72～80.19米。

(4)地下水概括。邊坡場地地下水為第四系殘坡積土層中的上層滯水及基巖裂隙水,地下水靠降水入滲補給,順地勢從高往低洼地段排泄,以泉和滲流的形成排泄。坡體中地下水貧乏,場地地下水對工程施工沒有明顯的影響,水文地質條件簡單。

(5)地質災害及不良地質作用。通過地場地的地面地質測繪、調查,發現該邊坡已經出現水土侵蝕不良地質的現象,已經發生小型崩塌3處。

①崩塌:坡體主要為雜填土、坡殘積土,全、強風化巖構成。發生崩塌的可能性較大,其威脅對象是坡腳廠房及員工。②滑坡:巖層產生狀傾向東,傾角15度,坡向15度,和坡面小角度斜交,呈順層邊坡,對邊坡穩定性不利,存在巖土體順層滑動的可能性。③水土侵蝕:邊坡坡度較大,坡面凹凸不平,且坡面裸露,在雨季特別是暴雨的作用下,坡體上的水土侵蝕現象加重,將威脅坡腳道路的車輛與行人,并影響周圍的環境。

(6)工程主要設計情況。①設計原則:第一,本邊坡為永久性邊坡。第二,根據《建筑邊坡工程技術規范》GB 50330—2002規定,邊坡安全等級為一級。第三、邊坡設計兼顧安全和后期環境綠化相結合。②反護結構設計:根據現實際情況,對邊坡進行三級放坡。支護結構主要采用錨桿+鋼筋混凝土格構梁支護結構,坡面網絡內植草,馬道、坡頂及坡腳植樹綠化。主要參數如下:第一,錨桿:按照高程控制,豎向高程2.0米,水平間距2.5米,錨桿分為15米、12米、9米、6米四種,除6米為Ф25鋼筋外,其余為Ф32鋼筋。第二,錨索:采用4×7Ф5的1860M Pa級別鋼絞線作為桿體,成孔孔徑150毫米。豎向高程2.0米,水平間距2.5米。第三,格構梁:坡面設置鋼筋混凝土格構梁,格構縱梁截面尺寸為600毫米(高)×500毫米(寬),格構橫梁截面尺寸為400毫米(高)×300毫米(寬),邊坡坡頂設置壓頂梁截面尺寸為400毫米(高)×700毫米(寬),坡腳設置底梁截面尺寸為400毫米(高)×700毫米(寬),混凝土向雨水口。③排水系統:由于填土沉降變化大,采用鋼筋混凝土排水溝,坡頂設置載水溝尺寸為600(高)×800(寬),馬道設馬道排水溝尺寸為400×400,坡腳利用原有排水溝,水流經踏步排入現有排水系統,坡頂及坡底各設置四個消能池。坡面設置排水踏步,并在坡面明顯滲水點處設置深層泄水孔。

三、結束語

該錨固工程于2008年4月動工,歷時120天竣工。兩年多來,歷經多次強暴雨,經回訪考察,原來邊坡存在的地質災害隱患問題得到有效控制,說明邊坡錨固技術取得較好的效果。

[1]許明.錨固系統質量的無損檢測與智能診斷技術研究[D].重慶大學,2002

[2]王闖,梁曉丹,宋宏偉.錨桿支護在土木工程中應用的現狀與發展[J].安徽建筑,2002

[3]盧燦東.柔性注壓錨桿結構參數與錨固性能分析研究[D].青島科技大學,2007

[4]蘇自約,陳謙,徐禎祥,劉璇主編.錨固技術在巖土工程中的應用.人民交通出版社

[5]閆莫明,徐禎祥,蘇自約主編.巖土錨固技術手冊.人民交通出版社

[6]田裕甲.巖土錨固新技術及實踐,中國建材工業出版社

[7]徐禎祥,閆莫明,蘇自約.巖土錨固技術與西部開發,人民交通出版社

[8]李天賦,王蘭生.巖質工程高邊坡穩定性及其控制,科學出版社

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