格构梁与锚管注浆复合结构加固裂隙岩质边坡的应用研究.pdf

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1、第15卷第3期地质力学学报JOURNALOFGEOMECHANICSV0J．15No．32009年9月Sep．2009文章编号：1006—6616(2009)03—0262—08格构梁与锚管注浆复合结构加固裂隙岩质边坡的应用研究江学良，曹平，杨慧，孟茁超(1．中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙410083：2．湖南城市学院土木工程学院，湖南益阳413000)摘要：格构梁与锚管注浆复合结构是治理滑坡的一种有效措施，文中系统阐述了格构梁-9锚管注浆复合结构的作用机理、格构梁简化为受多个集中力作用的弹性地基梁进行计算的原理与

2、步骤以及锚管注浆加固裂隙岩体的设计实施过程，并将其应用于常张高速公路K129边坡的治理中，取得了满意的结果，可为同类工程提供有意义的参考。关键词：格构梁；锚管注浆；Winkler弹性地基梁；裂隙岩体；滑坡治理中图分类号：TU457文献标识码：A0前言混凝土格构锚固体系是将传统的格构护坡和锚杆(索)加固为一体，利用钢筋混凝土格构梁进行坡面防护，并结合锚杆或锚索进行深层加固，形成一种有效的复合抗滑护坡体系。这一新型支挡加固结构加固效果可靠，能较好地适应地形，施工方便，已开始广泛运用于边坡防护工程中。目前，国内对混凝土格构锚固

3、体系中格构梁的研究并不成熟，没有设计与施工规范，工程运用也多停留在经验阶段。注浆是将一定材料配制成浆液，用压送设备将其灌入地层或裂隙内使其扩散、胶凝或固化，以达到加固地层或防渗堵漏的目的。注浆技术在岩土工程中得到了广泛的应用，主要用于治水防渗、地层加固与地基加固，在裂隙岩质边坡加固中也有报道。然而，将混凝土格构梁支护技术与锚管水泥注浆技术联合应用于裂隙岩质边坡加固在国内少有报道，本文将着重探讨格构梁与锚管注浆复合结构的作用机理，格构梁的设计以及锚管注浆的设计与实施，该技术成功应用于常张高速公路K129边坡的治理，可为同类

4、工程提供参考。1工程概况常张高速公路K129边坡位于常张高速公路张家界市慈利县宜冲桥乡农科村段K129+收稿19期：2008．10．10基金项目：国家自然科学基金资助项目(No．50274074)，高等学校博士点学科专项基金(20060533071)。作者简介：江学良(1977-)，男，博士生，主要从事岩石边坡、岩土力学等方面的研究。E-nlailIiarnj】d@tom．Corn第3期江学良等：格构梁与锚管注浆复合结构加固裂隙岩质边坡的应用研究263660-K129+900，坡面长240m，最大高度39．6m。1．1工

5、程地质特征边坡主要由灰岩构成，节理裂隙发育(见图1)。岩层呈单斜状构造，顺向坡，岩层产状为：走向40o～60。，倾向为310。～330。，倾角在42。～48。之间。岩层走向与路线方向、倾向与坡向、倾角与坡角基本相一致。发育的节理主要有两组，其产状分别为：走向75。、倾向sE、倾角60。～70。；走向350。、倾向SW、倾角70。～75。，呈x型组合。前者隙面粗糙，隙宽1～2Ⅱun，无充填物，具微张特征；后者隙面光滑，隙宽2～4mill，黏土充填。图1K129边坡现场照片rig．1PictureofK129slope1．2

6、水文地质特征边坡区域地下水类型主要有第四系覆盖层中的孔隙潜水、基岩中的裂隙水和岩溶水3种。潜水主要赋存于第四系中的高液限黏土和块石中，并接受大气降水补给，水流量随季节的变化而变化。基岩裂隙水主要赋存于含泥量较高的瘤状灰岩中，并接受大气降水和地表水的补给，水流量与季节变化和裂隙发育程度有关，水力联系较差，无统一地下水位，水流量不集中，且水量较小。岩溶水蕴含于奥陶纪灰岩类地层，接受大气降水以及地表水补给，向澧水河及其下游排泄，水位稳定，水量丰富。2复合结构作用机理格构梁与锚管注浆复合结构是水泥浆液通过锚管注入裂隙岩体的缝隙中

7、，使其在缝隙内扩散、胶凝或固化，达到加固裂隙岩体，提高岩体强度与整体性以及锚杆的锚固力，混凝土格构梁通过格构梁交叉点处的锚管锚固于深层稳定岩体，锚管注浆完成后留在注浆孔内以增强岩层面间的抗剪性能；注浆锚管的一端带有螺纹，旋转螺母可对坡面施加一定的预应力。从传力机理上看，现浇钢筋混凝土格构梁与锚管复合结构通常是一种被动支挡结构，格构梁受坡体下滑力作用发生变形，与格构梁相连的锚管随之拉伸，产生阻止梁外移的拉力，梁受264地质力学学报2009到锚管作用后对斜坡产生压力，该力与下滑力平衡，使斜坡稳定。2．1水泥浆液在岩体水平单一

8、裂隙中的流动机理2．1．1水泥浆液的流动沉积特性水泥浆液沉积为颗粒沉积是裂隙被注浆材料充填的原因。浆液存在一最小流动速度，即水泥颗粒开始沉积的临界速度值。当V