錨桿（索）在加固高邊坡中的應用

■孫星

（陜西省交通規劃設計研究院 陜西 西安710065）

錨桿（索）在加固高邊坡中的應用

■孫星

（陜西省交通規劃設計研究院 陜西 西安710065）

在我國的高速公路及國道主干線改造工程中，錨桿（索）已成為高邊坡加固的最常用手段。錨桿（索）的使用，可以增強地層的強度，改善地層的力學性能；可以使結構與地層連鎖在一起，形成一種共同工作的復合體，提高潛在滑移面上的抗剪強度，有效地阻止坡體位移。

錨桿（索）高邊坡滑塌穩定性分析

1 前言

目前，在我國的高速公路及國道主干線改造工程中，錨桿（索）已成為高邊坡加固的最常用手段。它是利用錨桿（索）周圍地層巖土的抗剪強度來傳遞結構的拉力或保持地層開挖面的自身穩定，由于錨桿（索）的使用，使錨固地層產生壓應力區，并對加固地層起到加筋作用：可以增強地層的強度，改善地層的力學性能；可以使結構與地層連鎖在一起，形成一種共同工作的復合體，使其能夠有效地承受拉力和剪力，并能提高潛在滑移面上的抗剪強度，有效地阻止坡體位移。這是一般支擋結構所不具備的力學作用。在巖土錨固中通常將錨桿和錨索統稱為錨桿。

2 錨桿（索）的組成

錨桿一般由錨頭、自由段和錨固段三部分組成，其中錨固段用水泥漿或水泥砂漿注漿將桿體與土體或巖體粘結在一起，性成錨桿的錨固段。錨固段是錨桿的最重要組成部分，根據設置錨固段的巖土體的性質和工程特性與使用要求等，錨固段可以有多種形式，常用的有圓柱形(a)、端部擴大形（b）和分段擴大形（c）三種類型。

圖1 錨桿（索）結構簡圖

3 工程實例

3.1 工程概況

G210鎮巴縣楊家河山體發生大面積滑塌，滑塌體長約140米，寬約100米，滑塌后緣距路面高差最大達82.5米，厚度約15～20米，總方量約12.5萬方。滑塌堆積物大量堆積于坡體中下部，堵塞G210路基及部分河道，在路基處堆積高度十余米，導致鎮巴與漢中的交通中斷。

圖2 滑體全貌圖

3.2 工程地質特征

該滑塌體位于一山梁處，屬低山區地貌。坡體整體地形高陡，自然坡度50°左右，地表植被較發育，前緣為楊家河河道，河道常年流水。坡體地層主要為上覆坡殘積碎石土，中下部為震旦系陡山沱組強～中風化含礫石凝灰質砂巖，巖層產狀為90°∠73°，與邊坡坡向呈小角度斜交，巖層主要發育190°∠76°、355°∠50°兩組節理，將巖石切割成塊狀。

3.3 穩定性分析

該段邊坡地形高陡，上覆坡殘積碎石土，松散，中下部為震旦系陡山沱組全～強風化含礫石凝灰質砂巖，節理裂隙發育，將巖石切割成塊狀，大部分巖層已傾倒折斷，形成巖石傾倒破碎帶，為滑塌體的主要物質來源。受連續降雨影響，坡體上部碎石土及巖層全強風化破碎帶飽和，降低結構面剪切強度，形成大面積滑塌。

3.3.1 參數選取

根據現場容重試驗結果，剔除異常參數，再對各參數進行分析統計，得出巖土體天然容重及飽和容重γ=22.5kN/m3。依據地區經驗值給定c值，再結合定性分析結果（滑塌體目前處于極限穩定狀態）對滑塌體穩定性進行反算，求出內摩察角（Φ）值。

滑塌體穩定性計算參數最終取值：天然容重γ=21.5kN/m3，飽和容重γ=22.5kN/m3，聚力C=14.0～15.0kPa，摩擦角Φ=27.0～27.5°。

3.3.2 穩定性計算

選取典型地質斷面，選取1.20的安全系數，對該滑塌體沿推測滑動面產生滑動進行了穩定性計算。

根據計算結果，該滑塌體在天然狀態下，穩定系數為1.027，剩余下滑力為1238 KN/m；飽水狀態下，穩定系數為0.99，剩余下滑力為1604 KN/m。

圖3 典型工程地質斷面計算簡圖

3.4 治理設計

對滑塌體采用清方卸載及坡面錨固的治理方案，清方卸載采用1:1.12的綜合坡率（單級坡率1:0.75～1：1）對滑塌體的大部分物質進行清方，卸載后滑塌體穩定系數為0.794～0.830，剩余下滑力為1603～1852 KN/m，邊坡中部采用錨索、錨桿框架梁對這個坡體進行加固，坡體設置錨索、錨桿框架梁錨固后，滑塌體穩定系數提高至1.22，保證坡體整體穩定。其具體設計內容如下：

（1）對滑塌體進行清方卸載，采用單級坡率1:0.75～1:1，坡高8～10米，平臺寬度3米，在坡體中部設置2道5～6米的寬平臺。刷方邊坡最大十級邊坡，坡高99米。

圖4 工程布置立面圖

圖5 工程布置斷面圖

（2）在邊坡中部的三級、五級、六級及八級邊坡坡面設置錨索框架梁對邊坡整體進行錨固，框架梁內采用植生袋綠化。錨索采用8束Φ15.24mm鋼絞線編束，錨索長度根據地層情況確定為28～35米，錨索內錨固段為12米，設計角度25°，設計張拉力為1000KN。

（3）在邊坡的一級、二級、四級、七級、九級及十級邊坡坡面設置錨桿框架梁，錨桿長度12～15米，框架梁內采用植生袋綠化。

（4）在刷方邊坡的各級平臺布設C20混凝土矩形截水溝，各級邊坡坡面布設急流槽。

4 結語

（1）G210鎮巴縣楊家河山體滑塌治理中大量使用錨桿（索），較好的防止了山體不穩定巖層的滑移，對邊坡的長期穩定提供了很好的保證。

（2）建立在破碎風化的軟巖、粗粒土以及黏性土中的錨桿（索），由于介質條件變化，常會出現各種復雜性的問題。而且在鉆錨桿孔時，會引起土的應力釋放及機械的擾動；像錨

桿孔注漿，用增壓裝置、擴孔等都會出現不同的應力變化。這些復雜的影響因素都需結合具體的工程進行研究，而遠非用標準的設計可解決。因此，各項錨桿工程在施工前必須進行現場抗拔試驗，目的是為了判明施工的錨桿目的是為了判明施工的錨桿能否滿足設計的要求性能，若不能滿足時應及時設計或采取補救措施，以保證錨桿工程的安全。

[1]宋正利,劉造斌,吳靜.高速公路深挖方邊坡錨索防護施工.建筑技術,2004,35(5):372-373

[2]巖土工程治理手冊.北京：中國建筑出版社：301

[3]王恭先，徐峻嶺等，滑坡學與滑坡防治技術 [M].北京：中國鐵道出版社，2004

[4]李海光，新型支擋結構設計與工程實例子 [M]，北京：人民交通出版社，2004:30-35

TU[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-461-2