某山区高速公路的滑坡加固技术应用研究

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1、某山区高速公路的滑坡加固技术应用研究[摘要]：本文通过对某山区高速公路的滑坡加固工程的论述，重点介绍了预应力锚索和钢轨抗滑桩技术在滑坡中的成功应用，对预应力锚索、钢轨抗滑桩的设计及施工工艺等进行了探讨，通过实践证明，该项技术在高速公路滑坡治理工程中具有推广和借鉴意义。[关键词]：山区高速公路滑坡预应力锚索钢轨抗滑桩0．前言岩土边坡失稳是工程建设中经常遇到的重要问题之一。国内外大量岩土边坡的失稳或滑动屡见不鲜，给工程建设和人民生命财产带来严重的危害，已成为全球性的地质灾害。随着我国西部大开发战略的实施，公路、铁路的边坡防护和滑坡治理问题更为突

2、出。下面对某高速公路的滑坡综合治理工程进行论述，以起到抛砖引玉的作用。1．工程概况该滑坡位于鄂西北某山岭重丘区，在高速公路未施工前处于相对稳定状态，由于公路穿越该滑坡地段，2000年8月份施工期间在该处开挖边坡，将滑坡前缘滑舌挖除，加之施工适逢雨季，导致该滑坡在当年10月份复活。在设计和施工单位对已形成的滑体进行切方后，发现原滑坡位置放坡较缓且处于相对稳定状态，拟采用植草护坡措施。在2001年5月份一次较大降雨之后，在原滑坡部位再次出现较大规模滑坡，且处在不断扩展变形之中，滑坡综合治理势在必行。经各方专家现场踏勘后，决定进行地质调查和工程物

3、探工作，对该滑坡进行应急加固和永久加固综合治理，应急加固先行，待滑坡相对稳定后再进行永久加固。在设计过程中，二者可合二为一。2。工程地质条件该滑坡处于长期风化剥蚀的低丘区，滑坡主滑方向与路线近于垂直。滑坡体处于低山单面坡的北侧，坡体前缘处于三面临空状态，因此，坡脚开挖过程中极易改变整个边坡的应力状态，诱发坡体活动。滑坡体的主要岩性为前震旦纪的变质辉绿岩，在西侧出露有武当山岩群组的含磁铁白云钠长变粒岩夹白云石石英片岩。岩体中结构面极其发育，原生结构面与坡向大角度相交，并且倾角较大，对滑坡的形成没有直接的关系。次生结构面主要是变质辉绿岩内发育的

4、多组劈理，少数劈理面上附着一层厚约0.5～1cm的粘土质薄膜。不同方向劈理间距不同，地表沿这些节理面岩体呈球状风化，多组节理发育，将岩体切割成为大小不等的菱形块体，因而变质辉绿岩的整体结构相对较松散。滑坡体前缘两条平行的断裂，构成了滑体的几何边界。滑坡附近的地表水体不发育，无地表径流。该路段雨季多集中在7~9月，年平均降雨量825mm，降雨具有集中、连续、强度大的特征。地下水主要为第四系残坡积层中的孔隙水及风化岩层中的裂隙水，其水量随季节变化较大，雨季水量较大。3。滑坡综合治理措施滑坡加固方案以预应力锚索和钢轨抗滑桩为主，辅之以削坡减载、坡

5、面锚杆喷射砼防护、深层泄水孔排水、地表排水、裂缝封闭等措施，并每天进行滑坡体的位移变形监测。滑坡加固综合平面布置图见图1所示。图1滑坡加固综合平面布置图3.1、稳定性分析计算边坡稳定性分析的方法很多，其中极限平衡法应用最为普遍。极限平衡法中刚体极限平衡法和极限平衡法，实属塑性力学的下限和上限解的范畴，刚体极限平衡法具体运用到岩土工程中的典型二维、三维问题，又分别形成一些经典的算法，瑞典法、毕肖普法就是其中之一，它适用于土体及破碎散体岩石边坡。该滑坡就是进行了基于刚体极限平衡法方法的稳定性计算分析。稳定性分析见图2图2稳定性及抗滑锚固力计算图

6、稳定系数由下式计算：满足许用安全系数［Fs］所需加固力计算式为：式中：CL--滑坡体粘聚力；ψ--滑坡体摩擦角；Wi--第i条块自重；Ui--第i条块滑面上的垂直反力；αI--第i条块滑面倾角；T--作用于滑坡体上的加固力；θ--锚索轴线与滑动面的垂直线的夹角。由于滑坡体的滑移处在发展变形之中，加上时间的限制，不能进行详细的钻探和岩石力学指标试验，只是通过物探手段取得推测滑动面位置，收集到地层强、弱风化带及地下水位资料。所以计算所需参数的选取主要通过工程类比法和力学指标反算取得。3.2、预应力锚索设计施工3.2.1、预应力锚索锚固机理对不稳

7、定的边坡及滑坡来说，预应力锚索可以抑制岩体或土体的滑动，使边坡各部位变形趋于稳定；可使结构面咬合紧密，从而提高其抗剪能力，也增加了滑动面的阻滑力；预压应力改变了岩体的应力状态，岩体的弹性抗力增加，另外由于预应力锚索的交错布置，使不同层位的节理裂隙紧密联接，进一步提高了边坡岩体的完整性。3.2.2、预应力锚索设计该设计主要遵循SL212-98《水工预应力锚固设计规范》和GBJ86-85《锚杆喷射混凝土支护技术规范》确定，充分考虑工程地质条件和施工条件，进行优化设计。3.2.2.1、锚固角的确定锚固角的确定受钻孔施工条件、灌浆条件、滑动面倾角和

8、摩擦角等多种因素影响，我们可以通过对3.1中所述锚固力公式进行求导计算，从经济的角度分析锚固力与角度的关系，得出最优锚固角。计算表明如采用下公式使锚索设计达到合理，即提供的锚固力