格构锚固设计与施工

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1、格构加固边坡的设计与施工内容提要格构的特点和适用范围格构的结构型式及其布置边坡格构加固设计格构的施工1概述1．1格构的作用、特点及适用条件格构加固技术是利用浆砌块石、现浇钢筋混凝土或预制预应力混凝土进行边坡坡面防护，并利用锚杆或锚索加以固定的一种边坡加固技术。格构技术一般与环境美化相结合，利用框格护坡，同时在框格之内种植花草可以达到极其美观的效果。这种技术在地质灾害治理、公路高陡边坡加固中被广泛采用，其护坡达到既美观又安全的良好效果。格构的主要作用是将边坡坡体的剩余下滑力或土压力、岩石压力分配给格构结点处的锚杆或锚索，然后通过锚索传递给稳定地层，从而使边坡坡体在由锚杆

2、或锚索提供的锚固力的作用下处于稳定状态。因此就格构本身来讲仅仅是一种传力结构，而加固的抗滑力主要由格构结点处的锚杆或锚索提供。一般提及到的格构加固技术是一种广义的术语，它包含了格构本身和锚杆(索)两部分。边坡格构加固技术具有布置灵活、格构形式多样、截面调整方便、与坡面密贴、可随坡就势等显著优点。并且框格内视情况可挂网(钢筋网、铁丝网或土工网)、植草、喷射混凝土进行防护，也可用现浇混凝土(钢筋混凝土或素混凝土)板进行加固。根据格构的特点和作用，格构加固技术特别适用于坡度较陡、坡体岩土均匀且较坚硬的公路边坡或公路滑坡。但应当注意，对于不同稳定性的边坡应采用不同的格构形式和

3、锚固形式的组合进行加固或坡面防护。例如，当边坡坡度较缓，稳定性好，只因前缘表层开挖局部出现塌滑时，可修整坡面后，采用浆砌块石格构护坡，必要时可加系统锚杆锚固；如果边坡较陡，稳定性差，则应选择现浇钢筋混凝土格构加锚杆(索)进行加固；而对于稳定性差、下滑力大的滑坡，可用现浇钢筋混凝土格构加预应力锚杆(索)进行加固。1．2格构的结构型式及其布置根据格构采用的材料不同，格构可分为浆砌块石格构、现浇钢筋混凝土格构和预制预应力混凝土格构(又称PC格构)。其中PC格构在日本应用较为广泛，并有较为完善的设计施工规范；目前我国在边坡工程中主要使用浆砌块石和现浇钢筋混凝土格构，格构的常用

4、型式有4种：1)方型：指顺边坡倾向和沿边坡走向设置方格状格构(如图1所示)。2)菱型：沿平整边坡坡面斜向设置格构(如图2所示)。3)人字型：按顺边坡倾向设置浆砌块石条带，沿条带之间向上设置人字型浆砌块石拱或钢筋混凝土(如图3所示)。4)弧型：按顺边坡倾向设置浆砌块石或钢筋混凝土条带，沿条带之间向上设置弧型浆砌块石拱或钢筋混凝土(如图4所示)。2边坡格构加固设计2．1格构加固设计的一般要求格构设计必须充分考虑工程的服务期限，服务期限一般不少于被保护对象的设计使用年限。设计之前，应在调查、收集、分析原有地形、地质资料的基础上，进行详细工程地质勘察，进行现场钻探和各种试验，

5、搞清楚地质体的强度、渗透性、断层和节理的形态与产状，以及边坡的环境地质条件；并对边坡稳定系数进行计算，作为设计的依据。边坡设计荷载应包括边坡体自重、静水压力、渗透压力、孔隙水压力、地震力等。对于整体稳定性好，并满足设计安全系数要求的边坡，可采用浆砌块石格构进行护坡。采用经验类比法进行设计，坡度一般不大于35°，即1∶1.7。当边坡高度超过30m时，须设马道放坡，马道宽2.0～3.0m，如图5所示。对于整体稳定性好，但前缘出现溜滑或坍滑的公路滑坡，或坡度大于35°的高陡边坡，宜采用现浇钢筋混凝土格构进行护坡，并采用锚杆进行加固。采用经验类比和极限平衡法相结合的方法进行设

6、计。锚杆须穿过潜在滑面3～4.0m，且采用全粘结灌浆。对于整体稳定性差，且前沿坡面须防护和美化的滑坡，宜采用现浇钢筋混凝土格构与预应力锚索进行防护。而对于整体稳定性差、滑坡推力过大，且前沿坡面须防护和美化的滑坡，宜采用预制预应力钢筋混凝土格构与预应力锚索进行防护。2．2锚固荷载的计算对于采用格构加固的高陡边坡设计，首要的问题是计算锚固荷载；边坡在设计所提供的锚固荷载的作用下应处于稳定，并且稳定性系数应达到规范要求。通常情况下，计算锚固荷载应根据边坡的破坏类型确定计算方法。对于无连续滑动面的直立或近直立的边坡，在采用锚杆(索)挡墙加固时，可以采用土压力理论计算土压力或岩

7、石压力，然后确定锚固荷载，这类问题在挡土墙设计中有详细介绍。而对于具有连续的潜在滑动面的边坡，采用条分法稳定性进行锚固荷载反算。2．3格构的结构设计与计算根据计算求得的锚固荷载和边坡实际情况，确定锚索的布置及各锚索的设计锚固力，然后计算格构的内力。计算格构内力目前常用以下几种近似方法：1）将两个锚固点之间的格构梁简化为一个简支梁，如图6所示。梁上的分布荷载p根据梁两端的锚索最大设计荷载T按下式近似计算：(1)式中：p1，p2——与T1，T2对应的荷载集度；l——两锚索之间格构梁的长度；T1，T2——格构梁两端锚索的设计荷载。如果T1=T2=T，则格构