预应力锚杆和框架梁结构在雾渡河服务区边坡治理中的应用
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摘要：通过雾渡河服务区开挖边坡治理工程实践，结合雾渡河服务区的工程地质条件，总结出在山坡及沟谷附近进行开挖工程建设时，应注意由于场地及基础开挖而引起的边坡稳定或安全问题，并提出预应力锚杆和框架梁结构是一种在边坡开挖较大且施工场地紧张等不利情况下进行边坡治理的有效措施。
关键词：边坡治理 预应力锚杆 框架梁
中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2011)004-117-01
1 工程概况
雾渡河镇位于湖北省宜昌市夷陵区，境内有雾渡河通过。在修建湖北宜昌至巴东(鄂渝界)公路时，而人工开挖形成一斜坡。雾渡河服务区位置在K68+880～K69+900段设置，长度为1120米。人工开挖边坡位于服务区左侧，最大挖方高度32米，边坡全程1120米绝大部分为土质边坡(残坡积土或全风化状土)。根据规划红线位置与拟建建筑物位置之间关系，开挖边坡坡度比较陡峭，坡度为1：(0.5～0.75)。根据方案比选，本边坡选用预应力锚索和框架梁结构进行治理(参见图1)。
2 工程地质条件
(1)0～3.8m素填土；0～1.0米为耕种土，干燥，松散～稍密，主要由粘性土组成，孔隙发育，局部砂粒含量较高，约占30％-40％，1.0-3.8m为褐色，主要由粘性土、细沙，碎石组成，碎石含量约占10％-20％，成分为变粒岩，粒径4cm，由人工挖掘堰塘弃土堆积而成，龄期大于10年。
(2)3.8～4.5m碎石：灰色，稍湿，含量约占60％，粒径约为2-15cm,为菱角状，排列无序，分选较好，主要成分为强分变粒岩，以少量砂粒及粘土填充。
(3)4.5～27.6m强分化变粒岩：4.5m～18.0m为浅黄灰色，主要成分为石英、长石，白云母等，矿物分化严重，岩芯多呈散粒砂状，18.0～27.6m为浅灰色，其中6.1～6.5m为深灰色石英岩脉。采取率约70％～80％，RQD=0％。
(4)27.6m～33.9m弱分化变粒岩：浅灰色，粒状变晶结构，块状构造，主演矿物成分为石英、长石、百云母等，岩芯多以碎块状为主，局部呈松散砂状，局部呈散粒砂状，采取率为60％～70％，RQD=0％。
3 支护结构选型分析
本边坡具有以下特点：(1)周边环境条件苛刻，坡下国家级高速公路，安全要求十分严格；(2)边坡长度很长，地质条件和边坡高度变化很大；(3)雾渡河处于雨水多的地理位置，必须考虑气象上的不利因素；(4)边坡下设计为服务区，需考虑绿化要求。根据以上特点，经仔细分析，决定采用锚杆结合框架梁形式进行支护。该支护方式具有结构轻巧、安全可靠、便于绿化等优点。
4 设计计算
(1)土层厚度。依据各个分区内布置的勘探孔情况，分别选取土层厚度和层面产状。
(2)土压力(或滑坡推力)及结构计算。土压力计算采用库仑土压力公式，滑坡推力计算采用传递系数法。内力及配筋计算采用分项系数的承载力极限状态法，肋柱的内力计算采用竖向连续梁的计算方法，桩底端简化为铰支点，按混凝土结构设计规范进行计算。
(3)锚杆的计算。根据钢筋(钢绞线)的面积和强度、钢筋(钢绞线)与砂浆之间的粘聚力及砂浆与岩层之间的粘聚力，取上述3种情况的最小值作为抗拔力设计值(一般受钢筋或钢绞线的强度所控制)，其与锚杆(索)所承受的轴向拉力设计值之比值，即为抗拔安全系数。有关力学参数设计值根据规范选取。
5 复绿
为便于边坡后期的表面种草绿化工作，框架梁施工前在坡面铺设一层草绿色CEl31型土工网，作固定客土基层用，同时还可起到防止复绿之前框架之间土体流失的作用。在护坡结构施工完毕后采用喷客土植草，以恢复景观。
6 排水形态
由于表层土结构松散，土粉粒含量较高，具有一定的渗透性，必须设置深层排水系统。具体采用钢塑软式透水管，穿至岩土体界面处，将岩层表面处汇聚的地下水排出坡外，开挖到设计坡底后，结合小区内管道布置，在坡底设置排水沟将水汇入小区排水系统。
7 施工勘察
为及时和准确取得相应地层参数，为动态设计提供资料，达到尽可能降低造价而又能保证边坡安全的目的，必须进行施工勘察工作。具体要求为：每一计算段(重力式挡墙除外)第一次施工的锚杆孔成孔时采取岩(土)心，按勘察要求封存，并作出该孔剖面图，取心重点位于岩土结合面上下各1，5m,必要时将岩(土)心送实验室作相应的测试并提供力学参数。
8 结语
在山坡及沟谷附近进行工程建设时，应注意由于场地及基础开挖而引起的边坡失稳问题，稳定性分析时应结合岩土层性质及产状采用不同的可能破坏模式，护坡结构应按最不利条件进行计算设计。同时，应重视施工勘察工作及施工期间的监测工作，及时根据反馈信息修改设计(即动态设计)，确保治理设计尽可能符合边坡实际条件。
参考文献：
[1]GB 50330-2002,建筑边坡工程技术规范[S].
[2]杨志庆等.预应力锚索+框架梁结构在边坡治理中的应用[J].探矿工程(岩土钻掘工程)，2005.2.
[3]闫莫明，徐祯祥，苏自约.岩土锚固技术手册[M].北京：人民交通出版社，2004.