朱昌河特大桥桥墩边坡稳定性分析与治理

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1、第24卷第4期资源环境与工程Vo1．24．No．42010年8月ResourcesEnvironment＆EngineeringAug．，2010朱昌河特大桥桥墩边坡稳定性分析与治理徐宗苏，吴凯峰，隆然(中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北武汉430056)摘要：岩质边坡问题是中国20世纪80年代以来出现的最具特色的工程地质问题之一。由于岩质边坡是一个非线性的、不确定的动态系统，边坡稳定性分析与评价较为复杂，需要对其不断地进行深入研究。以朱昌河特大桥4号桥墩所在边坡为例，利用极限平衡法和有限元法计算，模拟边坡的稳定性，根据计算、模拟结果采用预应力锚索、锚杆进

2、行了边坡加固，为今后同类边坡的稳定性分析提供了有益参考。关键词：边坡稳定性；极限平衡法；有限元法中图分类号：U41614文献标识码：A文章编号：1671—1211(2010)04—0383—070引言高边坡是一个复杂的、受多因素影响的动态系统，具有非线性和不确定性特征。边坡稳定性分析与安全评价是边坡工程研究的重要核心内容，贯穿于边坡工程发展研究的始终。由于稳定性评价方法的不确定性，使得边坡稳定性评价成为一个相当复杂的问题J。虽然人们在高边坡研究方面已取得了很大的进展，但仍存在大量的未解决的问题，高边坡工程仍作为一种特殊设计而无章可循，所以需要对其不断地进行研究。

3、本文以朱昌河4号主墩所在的岩质边坡为研究对象，对4号桥墩所在岩质边坡的稳定性进行综合分析，并根据分析结果采用预应力锚索及锚杆对其进行加固处理。图1朱昌河特大桥区位图Fig．1LocationofZhuchanghegrandbridge1工程概况朱昌河特大桥位于沪瑞国道主干线(贵州境)镇胜高速公路K132+546．443处。桥址区地形为深切“V”型河谷，东西两侧为陡坡地形，东坡坡度35。，西坡坡度4O。，相对高差约241m。桥梁结构形式为(106+200+106m)预应力混凝土连续刚构桥，4号主墩高达137m(桥址区位见图1，桥址地形地貌见图2)。大桥桥址位于旧

4、普安向斜东部，单斜向南缓倾斜，岩层产状165。～200。／_60。一75。，地面裂隙纵横交错，呈网状发育，岩溶发育强烈，突出表现在溶隙、小溶孔及溶洞或落图2桥址区地形地貌图水洞等岩溶状态。地下水的赋存形式以孑L隙水、裂隙水为Fig．2Topographyofthebridgesite主，水的补给源为大气降水，出露形式以泉点及分散型排泄于朱昌河。岩层岩性主要为三叠系下统永宁针组薄一2．50m，桩长30m，后加深桩长8—10m。在4号主中厚层状灰岩夹泥质灰岩和钙质泥岩(Tyn)。墩施工过程中，发现一条张性裂缝横贯墩址区。该裂大桥4号墩基础原设计为9根嵌岩桩，每根桩径

5、缝倾向265。～285。，倾角55。～8O。，属张性节理，隙面收稿日期：2010—07—06；改回日期：2010—07—16作者简介：徐宗苏(1950一)，男，工程师，路桥专业，从事工程地质方面的工作。E—mail：zongsu—xu@163．tom384资源环境与工程粗糙不平，隙宽一般在I一6cm，以半充填为主。节理表4．5．I进行底滑面参数取值；其他参数类比确定。倾向坡外且与坡向基本一致。北面裂隙较南面发育，2．3边坡稳定性计算且裂隙带宽度也较大。根据大桥结构计算，桥墩承台底处的最不利荷载组合见表2，计算时采取最大弯矩组合：水平力3561．2kN，2稳定性极

6、限平衡分析竖向力542379．1kN。2．1地质模型概化表2承台底处最不利荷载组合朱昌河特大桥4号墩基础地层岩性主要为薄一中Table2Theworstloadcombinationofthebottomcap厚层状灰岩夹泥质灰岩和钙质泥岩，岩层倾向为165。一200。，倾角60。～75。，岩层走向与坡面走向大角度相交，有利于斜坡的稳定。墩址区主要发育有三组节理裂隙，产状分别为63。～90。／_45。～65。、303。～310。12。～45。和265。一285。L55。～80。L3j。边坡结构面特征及其对稳定性影响情况见表1。朱昌河特大桥桥基础为一级边坡，按《公

7、路路基表1结构面性质及其对边坡稳定性影响设计规范》(JTGD30_-2004)，边坡稳定性安全系数Table1Structuralplanepropertiesandimpactonslopestability正常工况下取K：1．20～1．30，暴雨工况下取K：i．10一I．20J结构面产状对稳定性影响评价。综合考虑大桥基础的有关地质条件及《公路路基设计规范》(JTGD30—2o04)技术要求，考虑两种可能的滑面(底滑面倾角18。和25。)，分别采用极限平衡分析法中的三维极限平衡分析法和不平衡推力法，计算4号桥墩所在边坡在自然状况、加桥荷载、暴雨条件自然边坡、暴

8、雨条件加桥荷载等工况条件