预应力锚索格构梁在北京某岩质边坡工程治理中应用

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1、预应力锚索格构梁在北京某岩质边坡工程治理中应用　　摘要：由于自然作用和人类社会活动的影响，边坡发生失稳的事故时有发生，给国家和人民群众的生命财产带来了巨大的损失。边坡的灾害防治问题越来越引起人们的广泛关注。深入研究边坡的治理手段有着重要的理论和现实意义。目前北京地区边坡治理的主要措施包括挡土墙、抗滑桩、预应力锚索支护、锚杆支护、预应力锚索格构梁支护等。锚索格构梁支护技术相对于其他手段更加经济、环保。通过对预应力锚索格构梁作用机理及适用原则的分析，并结合预应力锚索格构梁技术在北京某岩质边坡工程治理中的成功运用，说明该项技术的合理性及适用性。关键字：边坡预应

2、力锚索格构梁、结构分析、适用原则中图分类号：TU528.571文献标识码：A文章编号：1引言7边坡在矿山开采、交通运输、城市建设和国防等建设工程中十分常见，其稳定性对这些建设工程有着重要的影响。由于自然作用和人类社会活动的影响，边坡发生失稳的事故时有发生，给国家和人民群众的生命财产带来了巨大的损失。因此，边坡的灾害防治问题越来越引起人们的广泛关注。目前，边坡地质灾害已经和地震、火山并称为当今世界三大地质灾害源。深入研究边坡的治理手段有着重要的理论和现实意义。现有的边坡加固措施一般分为两种：一种是减滑工程措施（包括在滑坡上方减重、滑坡下方加重和滑坡后部做排

3、水工程及增设防水护面等），第二种抗滑支挡加固工程措施（挡土墙、抗滑桩）。采用第一种减滑工程措施往往无法使问题得到根治；而第二种抗滑支挡加固措施虽稳定滑坡见效快、安全可靠，已是当前滑坡治理中的首选措施，但其也有工程量大、造价高等不可忽视的缺点。随着锚索技术的应用与发展，锚索工程在滑坡防治工程中大量应用，尤其是近些年出现的预应力锚索格构梁复合结构，因其经济、绿色而广泛应用于高边坡防护中。2预应力锚索格构梁结构分析2.1预应力锚索格构梁作用机理7预应力锚索格构梁复合结构属于一种主动抗滑结构。锚索受到预应力的作用时，该力通过格构梁传到坡面上，坡体受压力产生抗滑力

4、，达到稳定边坡的目的。预应力锚索格构梁复合结构不同于预应力锚索单独作用，预应力锚索格构梁复合结构除了护坡作用，也比原来锚索墩与地表接触面积大且整体刚度大，能让坡面受力更均匀、基底压力更小，在坡面地基承载力较小的滑坡治理上更适用，所以用于整体稳定性差、前沿坡面须防护的中小型疏散介质边坡治理，尤其适合进一步削坡条件受限的边坡治理工程，可广泛应用于铁路、公路等的滑坡治理。预应力锚索格构梁复合结构受力简图如上图所示，以平面破坏边坡为例，不考虑水的影响，沿边坡走向取单位宽度，根据极限平衡原理，加锚固力后边坡的安全系数计算式为（2.1）式中：Fs为边坡的安全系数；C

5、为滑动面的粘聚力；为滑动面摩擦角；W为滑块自重；L为滑动面长度；T为作用于滑体的锚固力，T=；为滑动面倾角；为锚索与水平面的夹角。由式（2.1）可求得边坡稳定性安全系数达到允许值〔Fs〕时所需施加的锚固力计算公式为（2.2）根据锚索的水平间隔及锚索排数计算单根锚索的设计锚固力Td；Td=dT/m（2.3）式中：m为锚索排数；d为锚索水平间隔。2.2预应力锚索格构梁的适用原则边坡病害整治工程在设计时需要进行场地的工程地质勘察，详细了解和分析病害发生的原因和条件，然后再有针对性地选用综合工程措施，才能取得期望的良好效果。实际应用过程中应注意以下适用原则：71

6、）预应力锚索格构梁作为一种轻型支挡结构可适应一定规模的各种地层岩性的边坡病害整治工程要求。它适用于高陡度土质、石质的不同规模边坡崩塌、滑坡、坍塌等人工及自然病害，但对错落型边坡病害并不适用。2）预应力锚索格构梁依靠高强度低松弛的钢绞线产生的拉力来克服坡体破坏力，因此场地工程地质条件能否提供稳定的锚固体，以及所能提供的锚固力大小，是判断该工程是否适用需要考虑的要点之一。锚固段不应设置在淤泥质土、有机土和液限WL＞50%的土层以及相对密度Dr≤0.3的土层中，对钢筋、水泥有腐蚀性，特别是强腐蚀性的地层不宜采用。3）预应力锚索格构梁也适用于坡率变化较大的边坡，

7、适用于小范围坡面起伏，但无明显突变、相对平顺的边坡；若是大范围内坡面起伏大、不规则的边坡，采用预应力锚索格构梁对其进行加固，能使工程效果更加自然美观。出现下列情况则不宜采用预应力锚索格构梁：边坡表层岩土松散、软弱、潮湿的土层；施工不能成形开挖或没有自稳能力的土层。3预应力锚索格构梁在北京某滑坡工程中的应用3.1地质环境背景3.1.1地形地貌7工程区在区域上位于太行山脉的延伸地带，整体上为构造剥蚀低山地貌，山体之间有河流阶地、洪坡积裙、山坡地及山间沟谷等；工程区海拔一般约为670～930m，整体地形呈北西高、东南低，山体坡度一般在20°～40°之间。工程边

8、坡位于一走向近东西向的较平缓山梁的阳面斜坡上。自然斜坡坡向与公路走向基本直交，坡