某市政道路边坡加固施工技术研究

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1、某市政道路边坡加固施工技术研究　　摘要：近年来，随着我国道路、房建和其他基础设施的大量建设，出现了大量的边坡工程。为了保证道路、房建和基础设施的运营安全和临坡建筑的使用安全，则必然要求对这些边坡进行支护加固。本文结合某市政道路工程实例，通过对边坡地质的条件及其稳定性分析，概述锚杆与预应力锚索腰梁组合进行边坡加固的设计与施工工艺。关键词：边坡加固；锚杆；预应力锚索腰梁；施工工艺1工程概况1.1场地条件某市政道路工程，因道路加宽的需要，拟将其旁一山体内侧的土体挖掉，开挖后形成原状土土质高陡边坡，坡高4.0～15.5m，

2、边坡安全等级为一级。被开挖部分山体的水平距离为150.0m，垂直高度为15.0m，按1∶0.4分两次放坡，放坡高度分别为7.5m和7.5m。由于山体开挖后的边坡稳定性将直接影响建筑物的安全使用，故需根据山体地质情况正确分析其开挖后所形成边坡的稳定性，制定合理的边坡支护方案。1.2工程地质及水文条件8根据岩土工程勘察报告显示，该山体内的地层自上而下的顺序主要有：第四系坡洪积层（Qdl+pl）、冲洪积层（Qal+pl）、残积层（Qel）以及侏罗系中统基岩（Ja2），其土层的物理参数如表1所示。表1土层的物理力学性质场区

3、内地下水主要为赋存于基岩风化带中的风化裂隙水，地下水的富水性一般，以大气降水的垂直渗入作为其主要补给来源，地下水位埋藏较深。场区内地下水pH值为5.80～6.20，对拟治理边坡的混凝土结构及钢筋均不具腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。2边坡稳定性分析由工程条件可知，边坡土层抗剪强度较大，但局部破碎、软硬互层的构造特性又导致其稳定性较低，在地表水及雨水作用下边坡容易滑塌。边坡开挖后，在坡体内发现一个顺坡向的软弱结构面，倾角约30°，长约25m，倾角小于坡角，对边坡稳定性构成潜在的严重威胁。在滑体后部产生张裂缝，该张裂缝对边

4、坡稳定性有很大影响，特别是在暴雨情况下，由于底部排水不畅，张裂缝可能临时充水达一定高度，沿张裂缝及滑动面产生静水压力，使滑动力突然增大，造成边坡滑移。边坡的稳定性分析可按平面剪切破坏类型考虑。由刚性极限平衡法分析，稳定系数计算：8式中：Fs为边坡稳定性系数；c为滑动面内黏聚力（kPa）；φ为滑动面内摩擦角（°）；L为滑动面长度（m）；α为边坡坡脚（°）；β为滑动面倾角（°）；u为作用在滑块地面上的水浮托力（kPa）；v为张拉裂缝中的水压力（kPa）；γw为水的重度（kN/m3）；γ为岩体重度（kN/m3）；Z为张裂

5、隙深度（m）；Zw为裂隙中水的深度；W为滑体所受重力（kN）。根据边坡工程地质条件：L=25m，c=30kPa，φ=15°，α=68°，β=30°，γ=20kN/m3，Z=5m，H=15.5m，Zw=4m。c，φ的取值是根据山坡原状土试样进行试验得出的。将上述数据代入公式计算得Fs=0.97，小于设计要求的安全系数1.25，不符合规范要求，说明现有边坡稳定性较差，需采取加固措施。3边坡支护设计根据边坡的岩土体情况、勘察报告以及支护性质，具体方案如下：采用锚杆与预应力锚索并配置钢筋腰梁的复合支护方案，可有效控制边坡土

6、体变形，以确保边坡稳定，满足边坡安全的要求。边坡支护剖面如图1所示，均按1∶4放坡，边坡坡底标高为91.0m，坡顶标高为106.0m，于98.5m标高处设置一个1m宽平台，平台内砌有水沟（见图1）。图1边坡剖面示意3.1锚杆（索）设计81）边坡共设10排锚杆，纵横间距为1.5m，遇锚索位置锚杆纵向间距为3m；锚索设有4排，纵横间距均为3.0m，每排锚索都设有腰梁。2）设计拉力式中：δ为锚索（杆）与水平面夹角，其余符号与前相同。根据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001Fs取1.25计算，得锚杆拉力T1=520

7、kN/m，锚索拉力T2=430kN/m。由公式Ti=mT/n（6）式中：Nt=Ti，m，n分别为锚杆索间距和排数。经计算得出：单根锚杆抗拔力设计值Nt=130kN，单根锚索抗拔力设计值Nt=320kN。3）锚杆（索）结构为圆柱形，由β=45°+φ/2-α，根据最大抗滑力锚固角和最经济锚固角确定锚杆（索）的最优化锚固角。锚杆钻孔与水平方向的夹角为15°，锚索钻孔与水平方向的夹角为20°。4）锚杆设计长度为8～12m，锚索设计长度为18～23m；锚杆孔径为110mm，锚索孔径为130mm，孔深都应超过设计长度0.5m。

8、5）锚杆采用1根Φ25的Ⅱ级螺纹钢筋；锚索采用4根7Φ5，Φ15.24mm的预应力钢绞线。其结构分别如图2所示。图2锚杆和预应力锚索结构示意锚杆和锚索的抗拉验算：As=KNt/fpkt（7）8式中：K为安全系数；Nt为锚杆（索）设计轴向力；As为锚筋截面积；fpkt为锚筋（钢筋、钢绞线）抗拉强度设计值，钢筋为455N/mm2，钢绞线为1470N/mm2。经计