论文部分内容阅读
摘 要：锚索抗滑桩和锚索框架均在边坡治理工程中得到广泛的应用，文中结合工程实例从边坡病害分析、变形原因、稳定性分析，到最终治理措施的选择，对锚索抗滑桩和锚索框架的联合治理滑坡进行探讨，并以实际工点为例，阐述其应用的方法。
关键词：锚索抗滑桩 锚索框架 滑坡治理、复合体系
中图分类号：U216.41+9.文献标识码： A 文章编号：
20世纪80年代中后期至90年代，由于预应力锚索技术理论研究和施工工艺的突破性发展，预应力锚索开始用于整治边坡病害，预应力锚索抗滑桩，预应力锚索框架得到广泛的应用和发展。预应力锚索抗滑桩是上世纪80年代在滑坡治理工程中出现，并发展起来的一种新型的支挡结构[1]；我国预应力锚索框架是在上世纪90年代开始在滑坡治理工程中出现[2]，并发展迅速。二者均广泛用于滑坡治理工程中，并取得长足的发展，随着高速公路的迅猛发展，高边坡的涌现，单一的治理方法已不足以满足要求，故二者的联合应用在实践中逐步发展起来。
一 工程概况
场地边坡位于江肇高速K36+480～+580左侧，边坡区属低山丘陵区，地貌形态为带状丘坡，山体自然坡度20～31°，植被较发育，坡面树木主要为桉树。线路走向305°，斜坡坡向35°，线路走向与区域柱构造大角度相交。边坡表层为第四系（Q4al+pl）坡积物，下部为滑坡堆积物（Q4 del），下伏基岩为寒武系（∈）中风化变质砂岩。
连续降雨影响引起边坡产生滑坡，滑动方向约44°，沿线路方向长约40m，沿滑动方向长约30m，滑动面积约1200m2。
二 边坡病害分析及变形原因
1、边坡病害分析
1）从地貌上看老滑坡地貌清晰，两自然沟间为一突出的山包，山坡坡度约20～30°，滑坡上部为滑坡平台，平台宽缓，可见平台宽度20多米。
2）在各钻孔中，均见到老滑带，滑带位于中风化变质砂岩以上的软弱带，褐黄色、灰黑色，滑带物质为岩粉、砂土、泥土夹层。
3）现场测得，在变质砂岩中存在多组不利结构面，层面产状25°∠44°，结构面29°∠66°，58°∠69°，均是顺层的。
4）坡脚泄水孔多处渗水流泥，且附近冲沟地段有多处地下水出露，可见坡体内有大量的地下水，且水位较高。
2、边坡变形原因
1）在高速公路修建过程中，开挖了高10m多的边坡，直接开挖老滑坡的坡脚，减少了老滑坡的抗滑力，同时桥桩开挖也扰动了老滑坡的前部。
2）开挖坡脚后，设置了挡墙，并在挡墙后回填粘性土，堵塞了原有地下水的天然通道，使地下水不断的上升承压，软化滑带土降低其强度，同时形成强大的动水压力和静水压力，增大了滑坡的下滑力。
3）雨季期间连续的强降雨导致坡体自重加大，且地表水下滲，在坡体水外流不畅时，造成坡体强度降低。
三 滑坡稳定性分析
经分析，老滑坡仍处于蠕动挤压状态，新滑坡靠近老滑坡的前缘右端，从边坡的坡形、岩性组成、坡体结构及滑动带可能的强度参数综合判断，新滑坡不具备自发条件，新滑坡应是老滑坡的蠕动变形推挤形成的。
新滑坡的滑坡后缘裂缝已经形成，滑坡出口尚未形成，滑坡稳定系数近于1.0。
经分析，滑动面有两层，如图1所示。计算取后缘C=0kPa，φ=35°，主滑段C=12kPa，φ=19.3°，安全系数K=1.3，计算的滑坡推力F=2862kN/m。
图1 滑坡分析及加固设计图
四 边坡加固设计
滑坡推力巨大，普通的抗滑桩根本无法满足要求；单一锚索抗滑桩则需要布置上下两排，工程造价昂贵；单一的锚索框架由不能立即起到加固的作用，同时边坡处于蠕动变形状态，锚索本身对剪切变形要求较严格，其本身是不承受剪切应力的。经综合分析，采取锚索抗滑桩+锚索框架联合的治理措施。
1）在边坡的坡脚抗滑段设置一排锚索抗滑桩，桩径2.0m×2.5m，间距6.0m，桩长40 m，埋深约20 m，每根桩顶设置两排锚索，距离桩顶分别为0.5m和1.5 m，每排锚索均采用2根5φ15.2锚索。
2）在边坡坡面上分三个高程段，分别设置3排5φ15.2mm预应力锚索框架，锚索的水平间距为2.8m，竖向间距为3.5m，锚索长38.0m。
3）在边坡的下部抗滑桩之间设置仰斜排水孔，排除坡体内的水。
4）在坡顶设置和坡面上均设置截水沟，共设截水沟三道，截排坡面的水。
5）边坡表面采用喷播植草的方式进行绿化，草籽中含有一定的灌木和花籽。
五 治理效果评价
1）边坡地表水在坡面绿化条件下，往坡体内渗流减少许多，同时坡面的水流入截水沟内集体排出，很好地解决了降雨对边坡的影响。
2）坡体内的水，在坡脚仰斜排水孔的作用下，得到长期的疏排，坡体内的地下水影响降低。
3）坡体经综合治理后，边坡趋于稳定。
4）坡面经“花草结合”、“草灌结合”的综合绿化治理后，坡面绿树成荫、花香四溢，边坡环境得到极大的提升。
六 相关问题的探讨
对于单独的锚索抗滑桩和锚索框架的设计与计算已经进行了大量的研究[2] [3]，并取得了很好的成果，也在实践得到应用，但并未形成统一的计算方法，规范中也未进行明确的规定。因此，锚索抗滑桩和锚索框架的联合应用的设计和计算仍有许多问题需要探讨。
1、力的分配
滑坡推力由锚索抗滑桩和锚索框架共同承担，则二者各承担多少？笔者认为滑坡推力要尽可能让抗滑桩来承担，这样设计才能达到“强腰固脚”的效果，同时，桩是刚性、被动受力结构，其刚度大，会限制边坡的变形，对上部的锚索十分有利。
2、布置位置
支挡结构应尽量布置在边坡下部的抗滑段，充分发挥坡体自身的抗滑能力，从而降低工程治理费用。锚索桩一般布置在边坡的下部，锚索框架也需要往下布置。但对于滑体较长的边坡，锚索框架布置时要防止滑体从边坡上部剪出。
3、滑坡推力的作用型式
一般滑坡推力作用型式有三种矩形、梯形和三角形[4]，一般是根据滑体的变形情况来具体确定其实际的作用型式的。然，边坡坡体在锚索框架的作用下，滑体的变形将得到限制，边坡坡体趋向整体“移动”，同时锚索框架的作用下，边坡也是趋于整体性，故滑坡推力在抗滑桩上作用型式按矩形计算较合理。
七 结语
随着边坡支护技术的发展，复合支挡结构在边坡治理中的应用将越来越广泛，锚索抗滑桩与锚索框架的组合仅是冰山一角。然，相关的研究却落后与实践较多，对复合支挡的发展不利。
锚索抗滑桩与锚索框架的组合支挡仍有许多问题需要进一步探讨，并需要得到理论上的支持，最终形成统一的计算方法和计算模式。
参 考 文 献
[1] 云南省科技攻关项目《高等级公路建设边坡病害防治技术研究》（内部文件），2004年10月
[2] 刘宝奎《预应力锚索框架加固边坡的作用机理研究[D]》，铁道部科学研究院，2006年
[3] 肖淑君《锚拉抗滑桩设计计算理论和试验研究》，湖南大学，2008年
[4] 王恭先、徐峻龄、刘光代、李传珠《滑坡学与滑坡防止技术》，中国铁道出版社，2004年，北京
关键词：锚索抗滑桩 锚索框架 滑坡治理、复合体系
中图分类号：U216.41+9.文献标识码： A 文章编号：
20世纪80年代中后期至90年代，由于预应力锚索技术理论研究和施工工艺的突破性发展，预应力锚索开始用于整治边坡病害，预应力锚索抗滑桩，预应力锚索框架得到广泛的应用和发展。预应力锚索抗滑桩是上世纪80年代在滑坡治理工程中出现，并发展起来的一种新型的支挡结构[1]；我国预应力锚索框架是在上世纪90年代开始在滑坡治理工程中出现[2]，并发展迅速。二者均广泛用于滑坡治理工程中，并取得长足的发展，随着高速公路的迅猛发展，高边坡的涌现，单一的治理方法已不足以满足要求，故二者的联合应用在实践中逐步发展起来。
一 工程概况
场地边坡位于江肇高速K36+480～+580左侧，边坡区属低山丘陵区，地貌形态为带状丘坡，山体自然坡度20～31°，植被较发育，坡面树木主要为桉树。线路走向305°，斜坡坡向35°，线路走向与区域柱构造大角度相交。边坡表层为第四系（Q4al+pl）坡积物，下部为滑坡堆积物（Q4 del），下伏基岩为寒武系（∈）中风化变质砂岩。
连续降雨影响引起边坡产生滑坡，滑动方向约44°，沿线路方向长约40m，沿滑动方向长约30m，滑动面积约1200m2。
二 边坡病害分析及变形原因
1、边坡病害分析
1）从地貌上看老滑坡地貌清晰，两自然沟间为一突出的山包，山坡坡度约20～30°，滑坡上部为滑坡平台，平台宽缓，可见平台宽度20多米。
2）在各钻孔中，均见到老滑带，滑带位于中风化变质砂岩以上的软弱带，褐黄色、灰黑色，滑带物质为岩粉、砂土、泥土夹层。
3）现场测得，在变质砂岩中存在多组不利结构面，层面产状25°∠44°，结构面29°∠66°，58°∠69°，均是顺层的。
4）坡脚泄水孔多处渗水流泥，且附近冲沟地段有多处地下水出露，可见坡体内有大量的地下水，且水位较高。
2、边坡变形原因
1）在高速公路修建过程中，开挖了高10m多的边坡，直接开挖老滑坡的坡脚，减少了老滑坡的抗滑力，同时桥桩开挖也扰动了老滑坡的前部。
2）开挖坡脚后，设置了挡墙，并在挡墙后回填粘性土，堵塞了原有地下水的天然通道，使地下水不断的上升承压，软化滑带土降低其强度，同时形成强大的动水压力和静水压力，增大了滑坡的下滑力。
3）雨季期间连续的强降雨导致坡体自重加大，且地表水下滲，在坡体水外流不畅时，造成坡体强度降低。
三 滑坡稳定性分析
经分析，老滑坡仍处于蠕动挤压状态，新滑坡靠近老滑坡的前缘右端，从边坡的坡形、岩性组成、坡体结构及滑动带可能的强度参数综合判断，新滑坡不具备自发条件，新滑坡应是老滑坡的蠕动变形推挤形成的。
新滑坡的滑坡后缘裂缝已经形成，滑坡出口尚未形成，滑坡稳定系数近于1.0。
经分析，滑动面有两层，如图1所示。计算取后缘C=0kPa，φ=35°，主滑段C=12kPa，φ=19.3°，安全系数K=1.3，计算的滑坡推力F=2862kN/m。
图1 滑坡分析及加固设计图
四 边坡加固设计
滑坡推力巨大，普通的抗滑桩根本无法满足要求；单一锚索抗滑桩则需要布置上下两排，工程造价昂贵；单一的锚索框架由不能立即起到加固的作用，同时边坡处于蠕动变形状态，锚索本身对剪切变形要求较严格，其本身是不承受剪切应力的。经综合分析，采取锚索抗滑桩+锚索框架联合的治理措施。
1）在边坡的坡脚抗滑段设置一排锚索抗滑桩，桩径2.0m×2.5m，间距6.0m，桩长40 m，埋深约20 m，每根桩顶设置两排锚索，距离桩顶分别为0.5m和1.5 m，每排锚索均采用2根5φ15.2锚索。
2）在边坡坡面上分三个高程段，分别设置3排5φ15.2mm预应力锚索框架，锚索的水平间距为2.8m，竖向间距为3.5m，锚索长38.0m。
3）在边坡的下部抗滑桩之间设置仰斜排水孔，排除坡体内的水。
4）在坡顶设置和坡面上均设置截水沟，共设截水沟三道，截排坡面的水。
5）边坡表面采用喷播植草的方式进行绿化，草籽中含有一定的灌木和花籽。
五 治理效果评价
1）边坡地表水在坡面绿化条件下，往坡体内渗流减少许多，同时坡面的水流入截水沟内集体排出，很好地解决了降雨对边坡的影响。
2）坡体内的水，在坡脚仰斜排水孔的作用下，得到长期的疏排，坡体内的地下水影响降低。
3）坡体经综合治理后，边坡趋于稳定。
4）坡面经“花草结合”、“草灌结合”的综合绿化治理后，坡面绿树成荫、花香四溢，边坡环境得到极大的提升。
六 相关问题的探讨
对于单独的锚索抗滑桩和锚索框架的设计与计算已经进行了大量的研究[2] [3]，并取得了很好的成果，也在实践得到应用，但并未形成统一的计算方法，规范中也未进行明确的规定。因此，锚索抗滑桩和锚索框架的联合应用的设计和计算仍有许多问题需要探讨。
1、力的分配
滑坡推力由锚索抗滑桩和锚索框架共同承担，则二者各承担多少？笔者认为滑坡推力要尽可能让抗滑桩来承担，这样设计才能达到“强腰固脚”的效果，同时，桩是刚性、被动受力结构，其刚度大，会限制边坡的变形，对上部的锚索十分有利。
2、布置位置
支挡结构应尽量布置在边坡下部的抗滑段，充分发挥坡体自身的抗滑能力，从而降低工程治理费用。锚索桩一般布置在边坡的下部，锚索框架也需要往下布置。但对于滑体较长的边坡，锚索框架布置时要防止滑体从边坡上部剪出。
3、滑坡推力的作用型式
一般滑坡推力作用型式有三种矩形、梯形和三角形[4]，一般是根据滑体的变形情况来具体确定其实际的作用型式的。然，边坡坡体在锚索框架的作用下，滑体的变形将得到限制，边坡坡体趋向整体“移动”，同时锚索框架的作用下，边坡也是趋于整体性，故滑坡推力在抗滑桩上作用型式按矩形计算较合理。
七 结语
随着边坡支护技术的发展，复合支挡结构在边坡治理中的应用将越来越广泛，锚索抗滑桩与锚索框架的组合仅是冰山一角。然，相关的研究却落后与实践较多，对复合支挡的发展不利。
锚索抗滑桩与锚索框架的组合支挡仍有许多问题需要进一步探讨，并需要得到理论上的支持，最终形成统一的计算方法和计算模式。
参 考 文 献
[1] 云南省科技攻关项目《高等级公路建设边坡病害防治技术研究》（内部文件），2004年10月
[2] 刘宝奎《预应力锚索框架加固边坡的作用机理研究[D]》，铁道部科学研究院，2006年
[3] 肖淑君《锚拉抗滑桩设计计算理论和试验研究》，湖南大学，2008年
[4] 王恭先、徐峻龄、刘光代、李传珠《滑坡学与滑坡防止技术》，中国铁道出版社，2004年，北京