预应力锚杆(锚索)在高速公路高边坡防护中应用

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1、预应力锚杆(锚索)在高速公路高边坡防护中应用　　摘要：在高边坡防护工程施工中，应用锚杆（索）进行边坡的加固处理是一种有效的技术措施和重要的施工手段。本文通过对贵州东部某高速公路K21+600~K21+780左侧高边坡防护工程中预应力锚杆(锚索)施工分析，介绍了预应力锚杆(锚索)在高速公路高边坡防护中的应用技术。关键词：预应力锚杆；高边坡防护；施工技术中图分类号：TU378文献标识码：A一、工程概况该段边坡位于贵州东部某高速公路K21+600~K21+780左侧，坡长180米，路基设计标高619.254米~610.974米，轴线最大挖高25米，左侧边坡开挖后约55米。该路段从坡面

2、中下部通过，横向坡度总体较缓，坡面植被为树林，属软质岩类边坡。在左侧高边坡第一级采用加厚护面墙，二级、四级采用锚索框架，三级、五级采用锚杆框架，六级采用植草防护。每片钢筋混凝土框架宽8m，高14.14m，锚索间距4m，钢筋混凝土框架横梁与竖肋截面宽×高分别为0.7×0.611m；钢筋混凝土框架的混凝土强度等级为C30，框架梁嵌入坡面25cm；每级均采用满铺形式铺设压力分散型的锚索。锚索采用6根(直径为15.24㎜,抗拉强度为1860MPa)高强度低松驰无粘结钢绞线。第一级采用加厚护面墙，二级锚索长度根据地质情况采用26米，四级锚索长度采用32米。锚固段长度均为8m。边坡坡率第一

3、级为1：0.75，第二、三、四级为1：1，第五、六级为1：1。锚索钻孔孔径均为130mm，锚孔下倾与水平夹角均为20°，设计拉力均为750KN。共设180孔锚索，框架间用三维网植草防护。二、地质条件及坡体结构特征（一）地质条件场区地处贵州高原东部斜坡地带，受侵蚀-剥蚀影响，地形条件复杂，地表森林植被茂密，属中等切割的侵蚀-剥蚀中低山地貌。场地区上覆第四系残积层(Qel)黏土、碎石土，冲洪积层(Qal+pl)粉质黏土、漂卵石土。下伏板溪群隆里组（Ptbnl）薄层板岩。场区属一级构造单元华南褶皱带（江南造山型褶皱带）：为加里东期褶皱断裂、且发生区域质变，形成北东向的背斜和向斜构造。

4、其中为NEE与NNE两套剪切断裂系统构成的菱块状结构（一系列的北东向断层），以及若干中小型构造和褶皱层。勘察场区属王家团复式向斜区。区域性的断裂构造现已稳定。11由于区域构造的影响，岩层产状局部变化，综合产状310°∠27°；节理裂隙很发育至很发育：14°∠75°、120°∠65°、166°∠84°、260°∠80°，一般强风化带极发育，中风化带浅部发育、向下渐变好。裂隙统计如下。见节理裂隙走向玫瑰花图（图1）。Ⅰ组裂隙：170～190°∠80～85°、14°∠75°（走向104～284°），5～10条/m，铁质浸染，张开度1～3mm，大部分泥质充填，结合差。Ⅱ组裂隙：250～

5、270°∠80°（走向170～35°），10-20条/m，铁质浸染，张开度1-3mm，无充填，结合一般。Ⅲ组裂隙：120°∠65°（走向30～210°），5～7条/m，铁质浸染，张开度1-3mm，部分泥质充填，结合差。图1：节理裂隙走向玫瑰花图中风化层：为浅灰色,色不新鲜，裂隙发育，节理面被铁锰质浸染，岩体破碎，岩质软，取出岩芯呈柱状、块状。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），场区地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，场区地震基本烈度小于Ⅵ度。路段右侧下方60m外为山间沟谷，常年流量约30L/s，洪期水流量大。11场区地下水为强

6、风化带基岩裂隙水，地下水主要以大气降水为主要补给源，基岩裂隙水在低凹处的沟谷部位排泄。据区内裂隙及泉点渗水流量分析，地下水量小，单点渗流＜1L/s。路段横穿坡面，上部坡面较高、且延伸较远，汇聚基岩裂隙水量较多，路基开挖后，存在少量的渗水现象，丰水期渗水量较大。（二）坡体结构特征该路堑高边坡的主要工程地质特征是：表层为粘土夹风化碎石块，厚度2-4米，呈硬塑状，粘性差，表层下是强风化板岩，灰褐色，薄层状，节理裂隙发育，岩体破碎，岩质软，厚度20米左右。强风化板岩下部为中风化板岩，灰绿色，节理发育，岩体较完整，厚度7米左右。水量随深度增加。该边坡开挖失稳的控制因素是坡脚岩土强度低，在

7、压应力集中时会造成边坡垮塌。典型坡体结构如图1所示。三、边坡稳定性分析从现场调查得知，坡体内存在倾向临空面的贯通结构面，产状为310°∠27°(斜向坡)，该构造面走向与线路方向基本一致，边坡开挖后如不加处理，必然产生沿该面的滑动变形破坏。据现场地质勘探资料，确定该面为边坡的潜在最危险滑面。由于路堑高边坡的变形是边坡破坏的主要形式，因此边坡变形机理的分析对边坡稳定性分析、掌握边坡变形情况和预防边坡发生失稳破坏起着非常关键的作用。11通过钻孔岩芯分析，边坡开挖后，边坡中上部为土层及强风化板岩，边