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[摘 要]以某县红岩子岩质高边坡为例,介绍锚索格构梁在岩质边坡治理中的设计、施工方法及效益。
[关键词]岩质高边坡;锚索格构;效益
中图分类号:TF046.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)17-0022-01
0 工程概况
红岩子高边坡位于县加油站旁,外形似半园形,坡体前缘标高2395米,后缘标高2435米,相对高差40米,坡体长约110米,宽约70米,30°~55°,面积0.008km2。高边坡主要是由于冰水堆积物垮塌而成,物质成份与上部地层基本一致,为浅灰黄色粉质砂土夹碎块石、角砾组成。后缘高边坡出露基岩为灰白色灰岩,表层风化,风化层厚约:1.0~3.0m,岩壁整体完整性和稳定性一般,局部有松动的碎块石存在,松动的碎块石在外界动力地质条件作用下极易掉落;下部为松散崩塌堆积体,中部为风化基岩,基岩风化层厚度1~3m,两侧山脊为冰水堆积物,由于上部坡度较陡,最大坡度近于直立,在外界各种动力作用下,坡上经常掉块,砸毁车辆和砸伤人畜的事件时有发生。
1 边坡区工程地质条件和水文条件
按照河谷斜坡的物质组成及堆积成因,将边坡区河谷斜坡划分为阶地堆积区、斜坡重力堆积区、基岩斜坡区等3种类型。边坡区河谷阶地堆积区主要为Ⅰ级阶地,物质主要为砂卵石土,场地稳定性好,砂卵石土可作为良好的地基持力层。斜坡重力堆积区因地形地貌、地下水作用、土体结构特征、岩土接触面产状等不同的环境条件以稳定斜坡、不稳定斜坡(土质)和高边坡形式而表现。另一部分由基岩斜坡发生破坏后的滑塌、崩塌堆积体组成。基岩斜坡区高差可达500~1000m,坡度50~70°以上。坡体由灰岩、白云岩、变质砂岩、片岩、板岩互层组成。岩层软硬相间,挤压褶皱强烈。岩层倾角较陡,一般在30~50?以上。
边坡区内地下水按赋存状态分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。浅井揭露及物探探测均未显示该层含稳定的地下水位。基岩裂隙水据区域及其它勘探资料,节理裂隙的导水条件较差,补给条件有限,故基岩内裂隙孔隙水富水性状况也较差。故边坡区的地下水对边坡的影响不大,但降雨入渗对软化岩土体起到了较大的作用,严重影响了边坡的稳定性。
2 边坡稳定性计算
采用极限平衡法对该边坡进行稳定性计算,分别计算滑坡自然条件(工况Ⅰ :自重)、雨季(工况Ⅱ:自重+暴雨)时稳定系数。选取两个较危险的剖面,计算结果如:
3 边坡治理方案设计
该边坡总体总体治理设计方方案为:削坡+截排水+格构锚固
(1)削坡 设计削坡坡率为1:1,要求分4级放坡。自底部起每8m坡高为一级设计宽1m的马道,共布设3级马道,马道长约34m~46m。
(2)截排水 设计截水沟布设在边坡后缘锚索格构梁后方,截水沟采用直角梯形截面,斜边面为迎水面,坡率为1:0.5,过水断面深为0.6m,底宽0.4m。截水沟沟底较陡处设计多阶跌水,截水沟跌水的阶宽为0.3m,阶高根据沟底坡度的不同而不同。
(3)格构梁 具体设计如下(见图1):
① 一级马道下方,高程2285.05m~2288.95m的坡面上,布设3片15m长锚索格构梁,每两片间预留4cm伸缩缝;
②二级马道下方,高程2293.05m~2296.95m间的坡面上,布设2片20m长锚索格构梁,每两片间预留4cm伸缩缝;
③三级马道上方,高程2309.05m~2312.95m间坡面上,布设1片20m长锚索格构梁。
(2)錨索设计 钢筋混凝土格构梁每一节点处布设一根锚索,根据锚入岩层深度设计三种类型(见图2):
① 一级马道下方,高程2285.05m~2288.95m的坡面上,布设2排9列共18根Ⅰ型锚索,锚索长28m,锚孔直径130mm,锚固角度为20°,水平间距5m,坡向间距5.5m,垂向高差3.9m,设计锚固段长度为10m,锚固段长度应根据现场施工地质情况进行调整,要求锚固段穿透断层破碎带和基覆界面,进入完整岩体不少于10m;
②二级马道下方,高程2293.05m~2296.95m间的坡面上,布设2排8列共16根Ⅱ型锚索,锚索长22m,锚孔直径130mm,锚固角度为20°,水平间距5m,坡向间距5.5m,垂向高差3.9m,设计锚固段长度为10m,锚固段长度应根据现场施工地质情况进行调整,要求锚固段穿透断层破碎带和基覆界面,进入完整岩体不少于10m;
③三级马道上方,高程2309.05m~2312.95m间坡面上,布设2排4列共8根Ⅲ型锚索,锚索长18m,锚孔直径130mm,锚固角度为20°,水平间距5m,坡向间距5.5m,垂向高差3.9m,设计锚固段长度为10m,锚固段长度应根据现场施工地质情况进行调整,要求锚固段穿透断层破碎带和基覆界面,进入完整岩体不少于10m。
5 结语
通过削坡、地表排水和锚索格构梁支挡等综合治理措施,成功地治理了红岩子高边坡。建成至今,监测结果表明,锚索受力稳定,边坡几乎没有新的位移量,达到了预期效果。
参考文献
[1]许英姿,唐辉明.滑坡治理中格构锚固结构的解析解分析[J].地质科技情报.2002,21(3):89~93.
[2]许英姿,唐辉明.滑坡治理中预应力锚索格构梁受力分析[J].安全与环境工程.2002,9(3):24~26.
[3]朱大鹏,晏鄂川,宋琨.格构梁与边坡岩体相互作用机制及现场试验研究[J].岩石力学与工程学报,2009,28(增刊1):2947-2953.
作者简介:
冯三飞 (1990,5—) ,男,河南省洛阳市人,在读研究生,地质工程专业。
[关键词]岩质高边坡;锚索格构;效益
中图分类号:TF046.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)17-0022-01
0 工程概况
红岩子高边坡位于县加油站旁,外形似半园形,坡体前缘标高2395米,后缘标高2435米,相对高差40米,坡体长约110米,宽约70米,30°~55°,面积0.008km2。高边坡主要是由于冰水堆积物垮塌而成,物质成份与上部地层基本一致,为浅灰黄色粉质砂土夹碎块石、角砾组成。后缘高边坡出露基岩为灰白色灰岩,表层风化,风化层厚约:1.0~3.0m,岩壁整体完整性和稳定性一般,局部有松动的碎块石存在,松动的碎块石在外界动力地质条件作用下极易掉落;下部为松散崩塌堆积体,中部为风化基岩,基岩风化层厚度1~3m,两侧山脊为冰水堆积物,由于上部坡度较陡,最大坡度近于直立,在外界各种动力作用下,坡上经常掉块,砸毁车辆和砸伤人畜的事件时有发生。
1 边坡区工程地质条件和水文条件
按照河谷斜坡的物质组成及堆积成因,将边坡区河谷斜坡划分为阶地堆积区、斜坡重力堆积区、基岩斜坡区等3种类型。边坡区河谷阶地堆积区主要为Ⅰ级阶地,物质主要为砂卵石土,场地稳定性好,砂卵石土可作为良好的地基持力层。斜坡重力堆积区因地形地貌、地下水作用、土体结构特征、岩土接触面产状等不同的环境条件以稳定斜坡、不稳定斜坡(土质)和高边坡形式而表现。另一部分由基岩斜坡发生破坏后的滑塌、崩塌堆积体组成。基岩斜坡区高差可达500~1000m,坡度50~70°以上。坡体由灰岩、白云岩、变质砂岩、片岩、板岩互层组成。岩层软硬相间,挤压褶皱强烈。岩层倾角较陡,一般在30~50?以上。
边坡区内地下水按赋存状态分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。浅井揭露及物探探测均未显示该层含稳定的地下水位。基岩裂隙水据区域及其它勘探资料,节理裂隙的导水条件较差,补给条件有限,故基岩内裂隙孔隙水富水性状况也较差。故边坡区的地下水对边坡的影响不大,但降雨入渗对软化岩土体起到了较大的作用,严重影响了边坡的稳定性。
2 边坡稳定性计算
采用极限平衡法对该边坡进行稳定性计算,分别计算滑坡自然条件(工况Ⅰ :自重)、雨季(工况Ⅱ:自重+暴雨)时稳定系数。选取两个较危险的剖面,计算结果如:
3 边坡治理方案设计
该边坡总体总体治理设计方方案为:削坡+截排水+格构锚固
(1)削坡 设计削坡坡率为1:1,要求分4级放坡。自底部起每8m坡高为一级设计宽1m的马道,共布设3级马道,马道长约34m~46m。
(2)截排水 设计截水沟布设在边坡后缘锚索格构梁后方,截水沟采用直角梯形截面,斜边面为迎水面,坡率为1:0.5,过水断面深为0.6m,底宽0.4m。截水沟沟底较陡处设计多阶跌水,截水沟跌水的阶宽为0.3m,阶高根据沟底坡度的不同而不同。
(3)格构梁 具体设计如下(见图1):
① 一级马道下方,高程2285.05m~2288.95m的坡面上,布设3片15m长锚索格构梁,每两片间预留4cm伸缩缝;
②二级马道下方,高程2293.05m~2296.95m间的坡面上,布设2片20m长锚索格构梁,每两片间预留4cm伸缩缝;
③三级马道上方,高程2309.05m~2312.95m间坡面上,布设1片20m长锚索格构梁。
(2)錨索设计 钢筋混凝土格构梁每一节点处布设一根锚索,根据锚入岩层深度设计三种类型(见图2):
① 一级马道下方,高程2285.05m~2288.95m的坡面上,布设2排9列共18根Ⅰ型锚索,锚索长28m,锚孔直径130mm,锚固角度为20°,水平间距5m,坡向间距5.5m,垂向高差3.9m,设计锚固段长度为10m,锚固段长度应根据现场施工地质情况进行调整,要求锚固段穿透断层破碎带和基覆界面,进入完整岩体不少于10m;
②二级马道下方,高程2293.05m~2296.95m间的坡面上,布设2排8列共16根Ⅱ型锚索,锚索长22m,锚孔直径130mm,锚固角度为20°,水平间距5m,坡向间距5.5m,垂向高差3.9m,设计锚固段长度为10m,锚固段长度应根据现场施工地质情况进行调整,要求锚固段穿透断层破碎带和基覆界面,进入完整岩体不少于10m;
③三级马道上方,高程2309.05m~2312.95m间坡面上,布设2排4列共8根Ⅲ型锚索,锚索长18m,锚孔直径130mm,锚固角度为20°,水平间距5m,坡向间距5.5m,垂向高差3.9m,设计锚固段长度为10m,锚固段长度应根据现场施工地质情况进行调整,要求锚固段穿透断层破碎带和基覆界面,进入完整岩体不少于10m。
5 结语
通过削坡、地表排水和锚索格构梁支挡等综合治理措施,成功地治理了红岩子高边坡。建成至今,监测结果表明,锚索受力稳定,边坡几乎没有新的位移量,达到了预期效果。
参考文献
[1]许英姿,唐辉明.滑坡治理中格构锚固结构的解析解分析[J].地质科技情报.2002,21(3):89~93.
[2]许英姿,唐辉明.滑坡治理中预应力锚索格构梁受力分析[J].安全与环境工程.2002,9(3):24~26.
[3]朱大鹏,晏鄂川,宋琨.格构梁与边坡岩体相互作用机制及现场试验研究[J].岩石力学与工程学报,2009,28(增刊1):2947-2953.
作者简介:
冯三飞 (1990,5—) ,男,河南省洛阳市人,在读研究生,地质工程专业。