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格構錨固措施在某滑坡治理中的應用

文檔作者：楊柯文檔來源：成都理工大學		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年08月25日
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第49卷第3期
2013年3月
甘肅水利水電技術
GANSU WATER RESOURCES AND HYDR0POWER TECHNOLOGY
VoI．49．No．3
Mar．．20l3
· 設計與研究·
格構錨固措施在某滑坡治理中的應用
楊 柯
(成都理工大學環(huán)境與土木工程學院，四川成都610059)
摘要：以廣元市某滑坡為例，針對該滑坡的地質(zhì)情況及變形破壞跡象，確定了潛在滑動面，并以此建立了推力計算模
型。在治理設計過程中采用了格構錨桿組合加固技術，并進行了相關的設計和計算。
關鍵詞：滑坡；防護；格構錨固；錨桿；格構梁
中圖分類號：P642．22 文獻標志碼：A 文章編號：2095．．0l44(2013)03—0036—03
1 前言
我同是一個多山的國家，高原、丘陵和山地占了
我國土地面積的約70％，每年都會產(chǎn)生大量的滑坡、
崩塌和泥石流等地質(zhì)災害。廣元市2009年“6．29”特大
暴雨誘發(fā)了該市某小學滑坡。威脅該校區(qū)師生生命
安全及校舍安全，迫切需要對該滑坡進行加同治理。
2 工程概況及滑坡形成機制
2．1 工程概況
廣元市某小學滑坡原山坡坡度3O。～45。， “{于
學校擴建在坡腳修建校舍而削坡，在潑坡體下部形
成寬約160 in，高3～15 m，坡度45。～65。的人工邊
坡。該邊坡走向近南北，坡面傾向NE77O 85。，在平
面上近似為三角形．立面上近似為梯形，坡體上部略
緩，下部較陡。邊坡被切坡后的平均坡度在55。左
右，下陡上緩。該邊坡主要由基巖組成，巖體結構面
發(fā)育，受多組裂隙的切割，巖體較為破碎，表層為碎
塊狀。下部為層狀結構。除強風化層外，下伏巖石較
完整。由于邊坡陡峻，坡體應力調(diào)整強烈，坡頂處存
在較大的拉張應力區(qū)。
2009年6月該地區(qū)持續(xù)降水，在強降水情況
下．斜坡坡體前緣發(fā)生3處滑塌，體積分別為2．4×
103 m3。2．5x10 II1’和0．3x10 m ，其潛在可能滑動的
坡長約160 in．高25～30 m，滑體厚3～5 In，面積約
3．88x100 in ，體積1．45x104 m 。
目前邊坡整體基本穩(wěn)定，但由于坡體風化強烈，
邊坡較陡，在雨季仍可能發(fā)生坡體失穩(wěn)現(xiàn)象。邊坡
處理中，采用錨桿支擋措施，以確保坡體前緣小學師
生的、小學校舍和坡上1lO kV輸電塔的安全。
研究區(qū)初始地貌為坡地地貌。呈低矮饅頭狀，山
體原始坡度在30。～45。之問，坡腳被開挖后，坡度為
45?！?5。，使111坡警折線形，坡面傾向NE77。一85。，局
部SE110。。
邊坡巖性為第四系覆蓋層、泥盆系龍門山區(qū)肯
林小區(qū)青林組(Dq。)基巖。基巖巖性以頁巖為主，巖
體強度較低，裂隙發(fā)育。強風化層厚度約4．00 12 ，其
為中風化頁巖
巖中主要節(jié)理裂隙有2組，產(chǎn)狀分別為：① 組
裂隙產(chǎn)狀NE47。NW／74。，裂隙寬度10～j5 Him．無充
填，裂隙面較平直光滑，可見延伸長度0．80 1．10 FII；
② 組裂隙產(chǎn)狀NW332。SW／55。，裂隙寬度2～5 mlil，
尼充填，裂隙面較平直光滑，可見延伸長度1．00
1．50 in。該滑坡位于區(qū)域地下水位以』-。不受常年性
地下水的影響，但雨水的下滲對軟化巖=卜體起到較
夫作川，影響斜坡的穩(wěn)定性。
2。2 滑坡形成機制
5．12地震后，該斜坡坡腳前緣小學恢復重建校
禽，開挖斜坡坡腳，而未作支擋措施，使坡體前緣臨
， 陔處 體產(chǎn)生風化卸荷，在強降水條件下～卜
役的松散 滲水運移到該處時．產(chǎn)生地下水富集．不
但加火了坡仆的天然荷載，同時降低土體的抗剪強
艘 使得覆蓋層的阻滑力降低． 于坡體前緣削坡卸
倚，漿終在坡體前緣沿著基覆界面向臨空而發(fā)生滑
， 』Jf1上巖層與坡體前緣為小角度相交．更容易滑
動，最終導致了坡體前緣的覆蓋層沿著基覆界面發(fā)
生 滑塌。因此，強變形區(qū)的變形破壞機制屬于暴
雨誘發(fā)的淺層土質(zhì)變形體．其整體穩(wěn)定性較好，可能
形成漸進后退式破壞模式。
2．3 穩(wěn)定性評價及典型剖面剩余推力計算
陵邊坡存在土體滑移破壞可能．經(jīng)對典型剖面
進行穩(wěn)定性分析認為：該剖面為主要堆積在坡面的
收稿日期：2013-03—10
作者簡介：楊柯(1988一)，男，重慶南川人，碩士研究生，講究方向：地質(zhì)災害防治。
· 36 ·
第3期 楊柯：格構錨固措施在某滑坡治理中的應用 第49卷
松散崩塌體，潛在滑面基本沿著基覆界面，滑動面近
于折線形?；路€(wěn)定系數(shù)采用折線型滑動面計算公
式進行計算．剩余下滑力按傳遞系數(shù)法計算。
選擇1-1 剖面(圖1)計算滑坡剩余推力，將計
算結果帶入到格構錨固計算模型中，對該滑坡進行
相關的設計計算。
圖1 1—1 滑坡剖面計算模型
根據(jù)滑坡防治工程設計與施工技術規(guī)范[5]的規(guī)
定，按折線滑動法進行邊坡的穩(wěn)定性分析，邊坡的安
全等級為二級。計算參數(shù)的選取主要根據(jù)試驗資料，
并結合相關經(jīng)驗，最后取值見表1。
衷1 滑動面強度參數(shù)
對所選剖面在工況I：“自重”和工況II：“自重+暴
雨”時，對該邊坡的穩(wěn)定系數(shù)進行計算，結果見表2。
表2 滑坡穩(wěn)定性和推力計算結果
3 治理設計方案
從計算結果知：該剖面在① 天然條件下， >
1．05，表明目前該邊坡整體基本穩(wěn)定；②暴雨條件
下，F(xiàn)s<1．O5，表明在雨季該邊坡仍可能發(fā)生坡體失
穩(wěn)現(xiàn)象。必須對其進行相應的加固處理。
治理方案如下：①沿坡腳設置漿砌塊石的護腳
墻；②坡表采用“格構+錨桿”組合支護；③對框格內(nèi)
的坡面進行綠化。
3．1 格構錨固作用機理【2
格構錨固是依靠漿砌塊石、現(xiàn)澆鋼筋混凝土(或
預制預應力混凝土)對坡面進行加固，同時結合錨桿
(索)對深部巖土層進行加固，使之成為一種有效的
復合護坡抗滑體系。機理是：格構錨桿依靠具有一
定結構整體性的土體，使邊坡在保持較陡(甚至直
立)坡度的臨界高度下，在土體中插入一定長度和密
度的錨桿，與土體共同工作，使土體的整體剛度得到
提高，彌補土體自身強度不足的缺點。
設計主要使用“現(xiàn)澆鋼筋混凝土格構+錨桿”復
合加固[ 對滑坡進行治理：格構可以緊貼于坡面，
并且其可以靈活機動的布置，同時，錨桿能較好的協(xié)
調(diào)基礎的變形，可以較好地適應地形變化，具有較高
整體剛度。
3．2 錨桿的設計【0
(1)軸向拉力設計值的計算
抗滑錨桿軸向拉力設計值 和標準值 計
算公式為：
帆= Q (1)
= 一 (2)
COS “
式中： 一軸向拉力設計值；
荷載分項系數(shù)，取為1．30；
— 一單根錨桿承受的軸向拉力標準值；
廣錨桿所受水平拉力標準值(kN)；
— — 錨桿傾角，取值2O。；
通過計算，帆為61．5 kN，帆為79．9 kN。
(2)鋼筋橫截面積的計算
錨桿鋼筋橫截面積A。需滿足以下條件：
A?！輷?(3)
2-，Y
式中：A 一錨桿鋼筋或預應力鋼絞線截面面積m)；
廣邊坡工程重要性系數(shù)，取值1．1；
～ 鋼筋抗拉工作條件系數(shù)，取值O．69(永
久性錨桿)；
^——鋼筋抗拉強度設計值(kPa)，取值335N／mm2o
通過式(3)計算得到，所需錨桿鋼筋最小橫截面
積 為380．1 ITlm。，反算所需鋼筋的最小直徑D為
22．01 mm，設計采用公稱直徑為25 mm的HRB335
螺紋鋼筋。
(3)錨固段長度的計算
錨固段的長度由下式計算：
AT
a
≥ Ir a (4)
式中：Z。— — 錨固段長度(m)，通過計算得到；
M～ 軸向拉力設計值；計算所得79．9 kN；
廠—鋪固體與地層黏結工作條件系數(shù)，取值0．6；
D— — 錨固體(鉆孔)直徑，取值50 mm；
．
詹～ 地層與錨固體問的黏結強度特征值，取
值185 kPa。
· 37 ·
2013年第3期 甘肅水利水電技術 第49卷
將已知數(shù)據(jù)代人式中，計算可得滿足上述要求
的最小錨固段長度fa為2．82 m，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，最小
錨固段長度不<3 in，在此取值3 m。通過滑動面與坡
面之間的距離確定錨固自由段長度。最終確定錨桿
總長度分別為：上3排長度7 ITI，下3排長度5 m，見
圖2。錨桿采用公稱直徑為25 mm的HRB335螺紋
鋼筋，均由C30鋼筋混凝土框架梁連接，橫向和縱
向間距均為4m。
o 5 lO 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6O 65 7O 75，ⅡI
圖2 格構錨桿布置剖面
3．3 格構梁的設計
該滑坡治理加固中，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土矩形
格構。格構截面尺寸0．4 mx0．5 m，埋人坡面以下0．3
m，格構梁均為聯(lián)系梁，按構造配筋，縱筋為9根直
徑16 mm的HRB335級螺紋鋼筋．箍筋為直徑1O
mm。間距200 mm的HPB235級螺紋鋼筋。格構采用
C30鋼筋混凝土澆筑，其內(nèi)植草，達到美化環(huán)境的作
用。格構錨桿立面布置示意如圖3所示。
4 結語
依靠土體的自承能力．將“格構+錨桿”的組合
圖3 格構錨桿立面布置示意
支擋措施應用到滑坡防治工程中，是一種較高性價
比的支擋加固措施。將其應用到覆蓋層構成的滑坡
和不穩(wěn)定邊坡的治理加固中，具有較強的適應性。
針對滑坡治理加固工程的實際情況，分析產(chǎn)生原因，
對其穩(wěn)定性進行計算，采取了“格構+錨桿”的加同
措施，并對其進行了相關的設計計算。
參考文獻：
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13集)． E京：中國鐵道出版社，1997：60～64．
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治中的應用[J]．勘察科學技術，2006，24(3)：24—27．
[4]鄒勇，傅旭東．格構錨固技術在治理滑坡中的應用[『]．
巖土力學，2003，10(24)：317—320．
[5]DZfr 0219-2006，滑坡防治工程設計與施工技術規(guī)范[s J．
[6]GB 50030—2005，建筑邊坡工程技術規(guī)范[S]．
(上接第17頁)
目前高壩工程越來越多，采用非飽和理論進行高
壩滲流分析更為合理。在運行期最不利條件下進行
的穩(wěn)定滲流分析。為將來的非穩(wěn)定滲流研究和邊坡
穩(wěn)定性分析奠定了基礎，雖其不能完全滿足工程的
需要，并且目前國內(nèi)采用非飽和理論進行高壩的滲
流研究不多，所以對其高水位作用下的非穩(wěn)定非飽
和滲流分析和邊坡穩(wěn)定分析有待進一步完善。
參考文獻：
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長江，2004，(5)：13～15．
· 38 ·
[2]高驥，雷光耀，張鎖春．堤壩飽和非飽和滲流的數(shù)值分析
[J]．巖石工程學報。1988，10(6)：28～37．
[3]毛昶熙．滲流計算分析與計算[M]．北京：水利電力flI版
社，1990：62—68．
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[6]劉曉慶，鄭來元，等．高土石壩穩(wěn)定一非穩(wěn)定滲流有限元分
析[J]．三峽大學學報(自然科學版)，2008，30(3)：30～33．
[7]李章浩，王駿潤，呂海東，等．考慮非飽和區(qū)影響的土石壩
滲流有限元計算[J]．紅水河，2005，24(3)：1O 12．
O 5 O 5 O 5 O 5

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