锚杆支护在边坡加固中的应用

2015-09-16 255 0

   摘要:锚杆防护技术在边坡加固中已得到广泛应用,首先通过边坡的安全系数分析边坡的稳定性,如果边坡安全系数的值小于极限平衡状态下的安全系数,则边坡需要加固,而对于公路边坡的防护,当一般的防护措施难以解决问题时,通常选择锚杆支护。
 
  1概述
 
  我国是一个多山的国家,近年来由于高速公路的大量修建,路堑边坡不可避免。目前边坡支护的方法较多,但锚杆防护做为一种原位土体加固方法已成为应用最广的防护方法之一[1-5]。锚杆以其工程中造价低、施工简单及应用岩土体范围广等优点在工程中得到广泛应用。
 
  2边坡概况及稳定性分析
 
  西部开发通道兰州至磨憨公路云南省武定至昆明段高速公路是连接我国西北、西南及通向南亚、东南亚各国的重要公路通道,是国家高速公路网放射线北京至昆明的末段(以下简称武昆高速公路)。武昆高速公路全长63.6Km,第八合同段路线总长6.000Km,起点K39+600,止点K45+600,K41+920-K42+680段路线展布于低中山侵蚀、溶蚀地貌区,地形起伏较大,山体自然坡度45-55°,局部陡峭。地层以灰岩为主。地质作用以构造侵蚀、溶蚀作用为主。路线区内地表为第四系残坡积、冲洪积褐红、褐黄色亚粘土、碎石土、块石土、卵石土分布,局部基岩出露。下伏基岩为二叠系下统阳新组(Ply)地层分布,岩性为灰岩、灰白色灰岩、白云质灰岩。岩石节理裂隙发育,岩体破碎,岩溶发育。呈强~弱风化。地下水类型主要为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和岩溶水。孔隙水主要分布于第四系覆盖层中,接受大气降水补给,向低洼处排泄,水量贫乏。基岩裂隙水和岩溶水主要分布于二迭系下统阳新组灰岩节理裂隙、溶隙、溶洞内中。K42+185-K42+680路段线路右侧紧临沙郎河,沙郎河流域宽广,流量丰富。由边坡概况情况,经查阅岩土工程勘察设计手册,该边坡按二级边坡进行设计计算。经查阅边坡工程岩土工程勘察,相关参数如下:内摩擦角,粘结力。由地形图可知,由于修路切削边坡高度约1.35米,切削处以上滑坡体的体积
 
  3锚杆设计与计算
 
  (b)锚筋与锚固砂浆间的最小握裹长度计算,由于第二层为中粒砂岩,锚固体与岩层间的极限摩阻力大于锚筋与锚固砂浆之间的极限握裹力,锚杆将首先从锚筋与锚固砂浆之间开始剪切破坏,此时应根据锚筋与锚固砂浆之间的粘结强度来计算锚杆的锚固长度。极限锚固力计算公式为:
 
  米、小于10.0米,取锚固段长度为5.0米。即锚杆的锚固段的长度为5.0米。锚杆自由段长度按外锚头到潜在滑裂面的长度计算,但预应力锚杆自由段长度不小于5.0米,在此取为6米,则锚杆总长为11米。菜窖上的边坡用16根锚杆分两排加固,水平间距拟定为4.6米,竖直方向定为6米。
 
  如果条件允许,可以采用做格构梁加锚杆进行锚固,格构交接处打锚杆。
 
  如果不允许采用外锚墩,外锚墩尺寸:锚杆头部的传力台座的尺寸和结果构造应力应具有足够的刚度和强度,不得产生有害的变形,可采用C25以上的现浇钢筋混凝土结构,一般为梯形断面,在此选为底面积0.8×0.8m2,顶面积0.4×0.4m2,加两层钢筋网。
 
  锚杆的防腐设计:
 
  1)锚固体防腐,锚固于无腐蚀条件地层内的锚固段,经除锈后可不再作特殊处理,直接由水泥砂浆密封防腐,但锚杆必须居中,一般使用定位器,是水泥砂浆保护层厚度不小于20mm。对于锚固于具有腐蚀条件地层内的锚固段应作特殊防腐处理,一般可用环氧树脂涂刷钢筋的方法。
 
  2)自由段防腐,防腐构造必须不影响张拉钢材的自由伸长,对于预应力锚杆自由段防腐:采用Ⅱ、Ⅲ级钢筋制作锚杆的非锚固段(位于土层区段)防腐处理可以采用除锈、刷沥青船底漆二度,沥青玻纤布缠裹二层。对于预应力锚杆自由段防腐:采用钢绞线、精轧螺纹钢筋制作的预应力锚杆非锚固段防腐宜采用杆体表面除锈、刷沥青船底漆二度后绕扎塑料布,在塑料布上再涂润滑油,最后装入塑料套管中,形成双层防腐,自由段套管两端100-200mm范围内用黄油充填,外绕扎工程胶布固定。
 
  3)永久性锚杆的承压板一般应刷沥青。一次灌浆硬化后承压板下部残留空隙,应再次充填水泥浆和润滑油,经防腐处理后的非锚固段外端应伸入钢筋混凝土构件内50mm以上。如锚杆不须再次张拉,则锚头的锚具涂以润滑油、沥青后用内配钢筋网的混凝土罩封闭,混凝土标号不低于C30,厚度不小于100mm,混凝土保护层不小于30mm。如锚杆需要重新张拉,则可采用盒具密封,但盒具的空腔内必须有润滑油充填。
 
  使用锚杆对该边坡进行加固后,对边坡进行监测,发现边坡没有明显的变形,边坡处于稳定状态。
 
  4结语
 
  用锚杆对边坡进行加固不仅可以节省大量资金,而且锚杆以其良好的力学性能很好的满足工程的需要。
 
  

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