预应力锚索桩板墙在高等级公路中的应用(1)

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1、预应力锚索桩板墙在高等级公路中的应用(1)摘要：个旧～冷墩二级公路K22336～K22520段预应力锚索桩板墙工程位于个旧市保和乡政府驻地以北沟谷地带。该路段地形横坡陡峻，坡脚局部形成陡壁。情况组织有关的专家和工程技术人员对该段工程进行了多次现场勘察，先后提出了调整平面线形、采用桥梁跨越等多种方案比选，但均因地形、地质及工程造价高、施工工期长等因素，无法实施。最后在详细研究工程地质状况和认真分析勘察资料的基础上，本着“技术可行、经济合理”和“一次处治、不留后患”的原则，提出了预应力锚索桩板墙支挡、锚杆

2、框格梁防护等综合处治措施。关键词：预应力道路桥梁1工程概况　　个旧～冷墩二级公路K22336～K22520段预应力锚索桩板墙工程位于个旧市保和乡政府驻地以北沟谷地带。该路段地形横坡陡峻，坡脚局部形成陡壁。情况组织有关的专家和工程技术人员对该段工程进行了多次现场勘察，先后提出了调整平面线形、采用桥梁跨越等多种方案比选，但均因地形、地质及工程造价高、施工工期长等因素，无法实施。最后在详细研究工程地质状况和认真分析勘察资料的基础上，本着“技术可行、经济合理”和“一次处治、不留后患”的原则，提出了预应力锚索桩

3、板墙支挡、锚杆框格梁防护等综合处治措施。2工程地质水文条件2.1地形、地貌　　K22336～K22520段位于深切河谷谷坡坡脚地带，与河床高差20～55米，路线纵向与斜坡走向一致。该段地形横坡十分陡峻，K22336～K22375段地形横坡50～55度，路中线右侧10～25米为70～80度陡坎，陡坎高度15～20米。坡脚处于河流凹岸侧向冲刷地段。K22375～K22430段地形横坡60～70度，路中线右侧3～8米为60～80度陡坡，因坡脚处于河流凹岸侧向冲刷而形成2～6米高的陡壁。K22430～K225

4、20段地形横坡45～55度，右侧坡脚局部形成陡壁。2.2地层岩性　　K22336～K22520段处于河谷谷坡坡脚地带，根据钻孔揭露，该段覆盖层主要为坡洪积碎石土、亚粘土（粉质粘土）及下伏板岩、灰岩等，表层为0～2.5米最近堆积的碎石土和粘土。2.3水文地质　　该段路线位于普洒河下游区，主要穿越中三迭统法郎组泥灰岩、页岩、板岩，分布区节理裂隙发育，此类地层降水入渗系数较高，地表迳流系数一般可达0.3～0.5以内。具有纵坡比降大，水流速度快携砂能力强，对岸坡冲刷剧烈等特点。2.4地震烈度　　该段路线所经区

5、域的地震烈度从国家地震局和建设部1992年颁布实施的《中国地震烈度区划图》中查得，该地区地震烈度为Ⅶ度区。3边坡稳定性分析3.1设计原则　　由于该段路基地面横坡陡峻，常规的挡墙和边坡设计无法解决，若采用桥梁通过，工程造价高，施工工期长。本着节约工程投资，缩短施工工期，减少工程隐患，增加工程安全性等方面因素，设计中采用预应力锚索桩板墙的设计形式：墙后的侧向土压力作用于挡土板，并通过挡土板传递给肋柱，再由肋柱传递给预应力锚索，由预应力锚索与周围地层的锚固力形成平衡。3.2理论分析　　依据土体极限平衡原理，

6、采用单元分析法，考察此单元体在其自身条件下保持稳定所需的条件。具体做法是在该坡体上任意取一长、宽、高均为1米的土块，假定取消周围约束。根据土体物理性能指标取值为：C=10Kpa，Φ=30.5°，r=17KN/m3。地质模型如右：由极限平衡理论：m=抗滑力/下滑力=（CLmax=qlp2/8；支座处剪力Q=qlp/2　　根据挡土板的内力进行配筋计算。3.3.3预应力锚索⑴布置原则　　锚索按压力分散型锚索进行设计，每根锚索均向下与水平夹角为15°，锚索间距为4米，按肋柱高度，分别确定锚索钢绞线的根数和预应

7、力张拉力。预应力钢绞线采用一端张拉的方式进行张拉。锚索钢绞线材料应选用高强度、低松弛环氧喷涂无粘结预应力钢绞线，（ASTMA416-88a标准270级，Rｂｙ=1860Kpa，松弛率为3.5%，Φj=15.24mm），共计设置锚索231根，其中上排桩设置101根；下排桩设置130根。⑵计算分析　　①计算假定：假定锚固段传递给岩体的应力沿锚固段全长均匀分布；假定钻孔直径和锚固段注浆体直径相同（即注浆时地层无被压缩现象）；假定岩石与注浆体界面产生剪切破坏。　　②计算锚固段长度：锚索的锚固段长度按公式：L=

8、(SfNt)/(πDqr)和L=(SfNt)/(nπdξqr)分别计算，取最大值。⑶抗拉拔试验　　为取得现场资料与数据，确定土体的极限承载力，以及为设计提供合理的参数，在2001年7月至9月在工地现场进行肋锚索抗拉拔试验。试验锚索共6束。分别为750KN、1200KN、1600KN级锚索各2束。试验结果见下表编号地层情况钻孔直径锚固长度设计应力试验荷载最大检验荷载钢绞线理论伸长值最大检验荷载钢绞线实际伸长值mmmKNKNmmmm1前12.2米为碎石土，后