公路巖質(zhì)邊坡支護(hù)施工技術(shù)

古金倫

（廣深珠高速公路有限公司，廣州 510030）

1 工程概況

某公路K4+050～K4+809 標(biāo)段南側(cè)出現(xiàn)滑坡事故，公路通行服務(wù)水平下降，伴有較明顯的安全隱患。路側(cè)邊坡為典型的巖土質(zhì)混合邊坡形式，設(shè)計(jì)邊坡總長約340m，各處高度有所差異，約30～140m，可見邊坡伴有裂縫現(xiàn)象，頂部標(biāo)高達(dá)164m。坡體組成復(fù)雜，包含坡積碎石、中風(fēng)化巖等，邊坡地形變化較為明顯，植被處于相對發(fā)育的狀態(tài)，但滑坡體植被生長態(tài)勢欠佳，欠發(fā)育。綜合多方面情況，確定為中型滑坡，危害等級為二級，應(yīng)當(dāng)對該段采取針對性的防治措施，以恢復(fù)公路的正常使用狀態(tài)。

2 邊坡穩(wěn)定性分析

2.1 分析方法

引入極限平衡法，在該理論的引導(dǎo)下圍繞邊坡穩(wěn)定性問題展開分析，具體選擇的是簡化Bishop 法，所用工具為理正巖土6.0 軟件。

2.2 計(jì)算工況

邊坡面積較大，共分為12 個(gè)剖面，具體分為：工況一，分級放坡+自重；工況二，分級放坡+暴雨+自重。

確定具體剖面后，分別對其展開穩(wěn)定性分析，主要考慮的是最危險(xiǎn)滑裂面，經(jīng)過分析后明確其安全系數(shù)。借助上文提到的軟件自動搜索并確定最危險(xiǎn)滑面，對其展開方程迭代計(jì)算處理，從而得到其滑動安全系數(shù)的具體值。

表1 各剖面安全系數(shù)計(jì)算結(jié)果

2.3 計(jì)算結(jié)果

匯總2 種工況下各剖面的計(jì)算結(jié)果，具體內(nèi)容見表1。

2.4 邊坡支護(hù)對于公路工程的意義

結(jié)合表1 內(nèi)容展開分析，得知邊坡自然狀態(tài)下普遍都缺乏穩(wěn)定性。而在暴雨作用下更容易發(fā)生滑坡，同時(shí)邊坡巖體裂隙明顯，降雨天氣時(shí)地表水持續(xù)向內(nèi)部滲入，導(dǎo)致巖體的力學(xué)性質(zhì)受到嚴(yán)重影響，易發(fā)生邊坡滑坡現(xiàn)象。為營造安全的公路使用環(huán)境，需根據(jù)邊坡的實(shí)際情況采取相適應(yīng)的支護(hù)措施。

3 邊坡綜合治理方案

從邊坡安全系數(shù)指標(biāo)來看，工況二明顯小于工況一。若采取削坡的方式，將導(dǎo)致邊坡坡率處于異常偏小的狀態(tài)，而邊坡高度普遍達(dá)到40～140m，施工作業(yè)難度較大，邊坡治理效果欠佳。鑒于此，采取抗滑樁+預(yù)應(yīng)力錨索+錨桿格構(gòu)梁相結(jié)合的支護(hù)方案。

3.1 工況二滑塊剩余下滑力計(jì)算分析

通過計(jì)算后確定各滑塊剩余下滑力的實(shí)際情況，利用軟件對分塊直線滑動面展開計(jì)算，能夠得到具體值。剖面分塊剩余下滑力的分析選擇的是彈性計(jì)算“m”法，分析抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索的受力狀態(tài)。具體見式（1）：

式中，K 為彈性土抗力系數(shù)；m 為地基系數(shù)隨深度變化的比例系數(shù)；y 為滑坡面下方各點(diǎn)到該處的豎向距離，m。

在軟件的支持下進(jìn)行分析，得到抗滑樁的內(nèi)力和位移情況，再確定配筋數(shù)量，從而明確具體設(shè)計(jì)參數(shù)，以便給抗滑樁和預(yù)應(yīng)力錨索的設(shè)置提供參考。

3.2 抗滑樁

本工程選用灌注樁，基本規(guī)格為φ2.0m、φ2.4m 兩種，柱距控制標(biāo)準(zhǔn)為4.0m，視局部邊坡實(shí)際情況調(diào)整樁長，為14～20m。樁結(jié)構(gòu)材料組成方面包含HPB235 和HRB335 兩種型號的鋼筋，澆筑施工選用的是C30 水下混凝土。碎石土土層選擇的是套筒護(hù)壁的方式，此舉可有效避免塌孔現(xiàn)象；考慮強(qiáng)風(fēng)化土層的特殊性，以泥漿護(hù)壁的方式為宜。

3.3 預(yù)應(yīng)力錨索加節(jié)點(diǎn)錨桿格構(gòu)梁

預(yù)應(yīng)力錨索：確定開挖邊坡具體范圍，于該處設(shè)預(yù)應(yīng)力錨索和承壓梁，通過錨固的方式維持穩(wěn)定，在抗滑樁承壓梁下的深度應(yīng)達(dá)到0.8m。選擇干法成孔，實(shí)測孔徑至少要達(dá)到180mm。

承壓梁：通過承壓梁有效連接所有抗滑樁頂，該梁結(jié)構(gòu)為C30 現(xiàn)澆混凝土梁，設(shè)置φ 32mm、φ 20mm 主筋和φ10mm 箍筋。

節(jié)點(diǎn)錨桿格構(gòu)梁：采用框架布置的方式，具體為水平間距2.5m、豎向間距4.0m，以15～20m 為間隔依次設(shè)沉降縫，統(tǒng)一采取2cm 的寬度設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)，形成沉降縫后向其中填入瀝青木板，要求各沉降縫都布設(shè)在橫梁中部，格構(gòu)梁嵌入坡面的深度為30cm、20cm，以C25 混凝土為主要材料，經(jīng)澆筑后形成完整的梁體結(jié)構(gòu)。

錨桿：設(shè)置好格構(gòu)梁后，確定其形成的交叉位置，于該處增設(shè)節(jié)點(diǎn)錨桿，統(tǒng)一采取φ130mm、長6～16m 的控制標(biāo)準(zhǔn)，主筋選用HRB335 級鋼筋，間距2.5（4.0）m×2.5m，以1.5m為間隔依次設(shè)定位托架。增設(shè)桿筋漿體保護(hù)層，要求該部分厚度≥25mm，施工所用漿液的水灰比穩(wěn)定在0.45～0.5。從孔底開始注漿，再逐步向上填充，保證孔內(nèi)漿體達(dá)到充盈密實(shí)的狀態(tài)。

錨桿及格構(gòu)梁的施工作業(yè)與同級坡開挖同步推進(jìn)，完成錨索框架預(yù)應(yīng)力張拉后，若各項(xiàng)指標(biāo)都滿足要求即可進(jìn)入下一級開挖環(huán)節(jié)，按照此流程有序操作后，能夠有效避免因邊坡防護(hù)不及時(shí)而引發(fā)的滑坡事故。

4 預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)

4.1 預(yù)應(yīng)力錨索施工工序

錨孔鉆造：要求鉆孔直徑為180mm，錨孔傾角設(shè)為15°，滿足錨固長度要求后及時(shí)停止鉆進(jìn)，通過高壓風(fēng)深度清孔，避免孔內(nèi)雜物堆積現(xiàn)象。

錨索制作：選用高強(qiáng)低松弛鋼絞線，工藝要求為fpk=1 860MPa、伸長率至少為3%。在設(shè)置好鋼絞線后，應(yīng)在其周邊形成保護(hù)層，此部分厚度應(yīng)達(dá)到25mm 或更多，自由段套上塑料套管，通過膠布有效封閉兩端。錨索抗壓力設(shè)計(jì)值750～1 150kN，根據(jù)此特點(diǎn)，將預(yù)應(yīng)力拉力設(shè)為300kN，檢查錨固體的強(qiáng)度情況，在達(dá)到設(shè)計(jì)值的70%后即可組織張拉作業(yè)，正常情況下發(fā)生于注漿7d 后。錨索張拉遵循的是分級的原則，即25%、50%、75%、100%和110%，每完成一級加載作業(yè)后都要維持2～5min 的持荷時(shí)間，結(jié)束所有張拉作業(yè)后再安排10min 用于穩(wěn)定性分析，無誤即可鎖定，隨后48h 內(nèi)不出現(xiàn)應(yīng)力松弛現(xiàn)象即可視為合格，再完成封錨作業(yè)即可。

壓漿：壓漿施工作業(yè)選擇的漿液水灰比為0.45～0.50，首次注漿壓力可視實(shí)際情況靈活調(diào)整，并無特定的要求，但必須將孔內(nèi)灌滿。檢驗(yàn)第一次注漿后漿體的強(qiáng)度情況，上升至5.0MPa 后即可組織二次注漿作業(yè)，此階段注漿壓力應(yīng)當(dāng)達(dá)到2.0MPa，具體視實(shí)際情況靈活增加。錨固段的體積為重要的參考因素，根據(jù)此方面的實(shí)際情況確定注漿壓力和持續(xù)時(shí)間。

具體施工工序?yàn)椋菏┕?zhǔn)備→測量放點(diǎn)→鉆機(jī)就位→下放桿體→一次常壓注漿→拔除套管→二次高壓注漿→等強(qiáng)→張拉鎖定。

4.2 其他防護(hù)處理措施

邊坡綠化：選擇三維土工網(wǎng)墊植草護(hù)坡的方式。

分級平臺：各級高度均設(shè)為8m，形成邊坡結(jié)構(gòu)后，在中間設(shè)3～6m 寬平臺，通過漿砌片石的方式護(hù)砌，維持平臺的穩(wěn)定性。

排水措施：施作截水溝、平臺排水溝，通過該設(shè)施將雨水統(tǒng)一轉(zhuǎn)入道路排水體系內(nèi)，以免因水體沖刷而導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象。

深層泄水孔：按照水平、垂直間距2.5m×2.5m 的方式布孔，施工中控制好水平夾角，以5°～10°為宜，孔深5m，選擇的是PVCφ100mm 泄水管，在外側(cè)緊密纏繞2 層土工布，以150mm 為間距依次鉆φ10mm 小孔，為確保泄水孔可正常使用，其露出坡面的部分應(yīng)達(dá)到100mm。

4.3 施工效果

本工程邊坡嚴(yán)重失穩(wěn)、巖體破碎明顯，受持續(xù)性降雨的影響易引發(fā)局部坍塌變形事故。根據(jù)高邊坡的現(xiàn)狀，提出了抗滑樁+預(yù)應(yīng)力錨索+節(jié)點(diǎn)錨桿格構(gòu)梁相綜合的支護(hù)方案。結(jié)果表明，邊坡支護(hù)效果良好，公路可正常使用，具有較顯著的社會經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

復(fù)雜路塹邊坡防護(hù)是維持公路正常使用的必行之舉，但地質(zhì)條件錯(cuò)綜復(fù)雜，需要通過現(xiàn)場勘察的方式準(zhǔn)確掌握坡體情況，以地層信息為依據(jù)采取正確的支護(hù)施工技術(shù)。施工期間加強(qiáng)動態(tài)化控制，提高支護(hù)方案與實(shí)際情況的協(xié)調(diào)性，以便創(chuàng)造良好的支護(hù)效果，滿足安全、經(jīng)濟(jì)等多重要求。