淺析錨固技術(shù)在巖土工程中的運(yùn)用

深圳市深龍港建設(shè)監(jiān)理有限公司 楊文

淺析錨固技術(shù)在巖土工程中的運(yùn)用

深圳市深龍港建設(shè)監(jiān)理有限公司 楊文

錨固技術(shù)是邊坡支護(hù)的一種常用手段,在巖土工程中有其重要意義,具有減災(zāi)、確保安全施工作用。由于巖土的多樣性及復(fù)雜性,以及邊坡加固目的不同,錨桿、錨索等錨固技術(shù)設(shè)計(jì)各不相同。本文以一邊坡工程實(shí)例,淺議錨固技術(shù)在巖土工程中的具體應(yīng)用。

錨固技術(shù)巖土工程

一、錨固技術(shù)與巖土工程

錨固技術(shù)是應(yīng)用于地下工程的一項(xiàng)重要技術(shù)之一,它就是利用土體、巖體的錨固力來維持地下工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的,可以防止地下工程的施工中一些坍塌、滑移等災(zāi)害性事故的出現(xiàn),確保施工能安全進(jìn)行。錨固技術(shù)主要分為土錨、巖錨這兩種形式,這些都是一端和工程結(jié)構(gòu)物或者是擋土墻進(jìn)行聯(lián)結(jié),而另一端則錨固在地基土層、巖層中,來承受結(jié)構(gòu)物本身的上托力、或擋土墻的土壓力、抗拔力、水壓力。

而巖土工程是從二十世紀(jì)六十年代開始,在土木工程建筑實(shí)踐過程中逐漸建立起的一種新型技術(shù)體制,主要是為解決巖體以及土體工程的問題,其中包含地基和基礎(chǔ)、地下和邊坡工程等多種問題。巖土工程是土木工程中的一個分支,是運(yùn)用巖石力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)來解決工程中相關(guān)巖石和土的那些工程技術(shù)的科學(xué)。

現(xiàn)在,隨著錨固技術(shù)的發(fā)展,它已經(jīng)逐漸開始成功的運(yùn)用于高邊坡防護(hù)、路基、公路隧道、深基坑處理等巖土工程,并有著很好的效果,尤其是當(dāng)運(yùn)用于治理、預(yù)防坍塌之類的地質(zhì)災(zāi)害具有特別的優(yōu)越性,同時,錨固技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用越來越受到相關(guān)專家學(xué)者的重視。

二、錨固技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用

巖土錨固這一工程技術(shù)主要是依靠錨桿附近巖土層其抗剪強(qiáng)度來傳遞建筑的構(gòu)筑物拉力或者保持住地基土層的開挖層面穩(wěn)定、安全。從力學(xué)的角度來看,該技術(shù)可以抵抗傾倒,阻止地層的剪切破壞,控制相關(guān)地下層圍巖變形與坍落,還可抵抗豎向的位移,抵抗結(jié)構(gòu)物的基底水平位移并加固地基。

巖土錨固的工程技術(shù)因?yàn)槠鋵r土體所進(jìn)行加固的獨(dú)特力學(xué)性態(tài)、工藝特征,而且已被廣泛應(yīng)用于基坑支擋、滑坡整治、邊坡加固、壩基穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、抗浮抗傾以及懸索結(jié)構(gòu)錨碇基礎(chǔ)等巖土工程的建設(shè)領(lǐng)域中。就巖土錨固的工程技術(shù)本身來說,已經(jīng)在大量實(shí)踐過程中獲得了長足進(jìn)步與發(fā)展。新材料、機(jī)具和工藝在巖土工程中的應(yīng)用,也為巖土錨固這一工程技術(shù)的施行提供了十分有力的措施給予保障,更為工程建設(shè)能夠持續(xù)發(fā)展起到積極推動的作用。

接下來我們就以一實(shí)際邊坡工程為例進(jìn)行分析:

(1)工程概括。本工程加固位于深圳市龍崗區(qū)布李路禽鳥批發(fā)市場西北側(cè),永興花園東側(cè),布李路北側(cè)。邊坡長約207米,高29～33米。坡頂有3～4層的空置擬拆除濫尾建筑物。坡腳下有民房和新工業(yè)區(qū)廠房,距離坡腳7～8米遠(yuǎn)。邊坡支護(hù)工程,欲采用防護(hù)錨桿、支護(hù)錨索、方格網(wǎng)格梁、截水溝及綠化等措施。

(2)工程的地質(zhì)條件。深圳市龍崗區(qū)布吉街道布李路禽鳥批發(fā)市場馬路對面邊坡為工程建設(shè)開挖形成的巖土地質(zhì)邊坡、呈直線型。因修建永興花園,坡面堆積大量建設(shè)垃圾。邊坡所在的區(qū)地貌為低丘陵斜坡,植被較發(fā)育,后經(jīng)人工開挖形成現(xiàn)有的邊坡形狀。邊坡總體傾向80,坡度30～45,局部大于45。坡腳有裸露管線,坡面不平順且呈裸露狀態(tài),沒有任何支護(hù)措施,由于填土崩滑,坡頂一帶產(chǎn)生數(shù)條張拉裂縫,縫寬10～30毫米,延伸大于6米,深0.3～0.8米。

(3)工程地質(zhì)與水文。根據(jù)現(xiàn)場踏勘、工程地質(zhì)測繪與鉆探揭露,場地內(nèi)地層為填土層,第四系殘坡積層,侏羅系粉砂巖、砂巖。

①第四系填土層素填土:褐黃色,稍濕-濕,主要由粉質(zhì)粘土組成,碎塊石含量小于15%。結(jié)構(gòu)松散,欠固結(jié):揭露厚度2.1～6.3米。②第四系坡積土層含砂粉質(zhì)粘土:黃色,稍濕-濕,可塑-堅(jiān)硬狀,沙礫含量5%～10%。該層的揭露厚度2.0～3.5米。③第四系殘積土層砂質(zhì)粘土:褐黃色,濕,可塑,由砂巖、粉砂巖風(fēng)化殘積而成,砂含量10%～20%。該層揭露厚度417米;層頂埋深3.5～3.8米;層頂標(biāo)高83178～86107米。④場地下伏基巖為侏羅系中統(tǒng)塘廈群粉砂巖、砂巖。全風(fēng)化巖:褐黃色,原巖結(jié)構(gòu)尚可見。巖芯呈土柱狀,濕,可塑。該層揭露厚度3.7～15.80米,局部有中風(fēng)化砂巖。強(qiáng)風(fēng)化巖:褐黃色,砂、粉砂狀結(jié)構(gòu),層狀構(gòu)造,巖芯呈半巖半土狀,稍濕,堅(jiān)硬狀,夾較多中風(fēng)化砂巖,節(jié)理裂隙發(fā)育。該層揭露厚度17～32.2米,層頂埋深4.1～20.2米,層頂標(biāo)高57.72～80.19米。

(4)地下水概括。邊坡場地地下水為第四系殘坡積土層中的上層滯水及基巖裂隙水,地下水靠降水入滲補(bǔ)給,順地勢從高往低洼地段排泄,以泉和滲流的形成排泄。坡體中地下水貧乏,場地地下水對工程施工沒有明顯的影響,水文地質(zhì)條件簡單。

(5)地質(zhì)災(zāi)害及不良地質(zhì)作用。通過地場地的地面地質(zhì)測繪、調(diào)查,發(fā)現(xiàn)該邊坡已經(jīng)出現(xiàn)水土侵蝕不良地質(zhì)的現(xiàn)象,已經(jīng)發(fā)生小型崩塌3處。

①崩塌:坡體主要為雜填土、坡殘積土,全、強(qiáng)風(fēng)化巖構(gòu)成。發(fā)生崩塌的可能性較大,其威脅對象是坡腳廠房及員工。②滑坡:巖層產(chǎn)生狀傾向東,傾角15度,坡向15度,和坡面小角度斜交,呈順層邊坡,對邊坡穩(wěn)定性不利,存在巖土體順層滑動的可能性。③水土侵蝕:邊坡坡度較大,坡面凹凸不平,且坡面裸露,在雨季特別是暴雨的作用下,坡體上的水土侵蝕現(xiàn)象加重,將威脅坡腳道路的車輛與行人,并影響周圍的環(huán)境。

(6)工程主要設(shè)計(jì)情況。①設(shè)計(jì)原則:第一,本邊坡為永久性邊坡。第二,根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB 50330—2002規(guī)定,邊坡安全等級為一級。第三、邊坡設(shè)計(jì)兼顧安全和后期環(huán)境綠化相結(jié)合。②反護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):根據(jù)現(xiàn)實(shí)際情況,對邊坡進(jìn)行三級放坡。支護(hù)結(jié)構(gòu)主要采用錨桿+鋼筋混凝土格構(gòu)梁支護(hù)結(jié)構(gòu),坡面網(wǎng)絡(luò)內(nèi)植草,馬道、坡頂及坡腳植樹綠化。主要參數(shù)如下:第一,錨桿:按照高程控制,豎向高程2.0米,水平間距2.5米,錨桿分為15米、12米、9米、6米四種,除6米為Ф25鋼筋外,其余為Ф32鋼筋。第二,錨索:采用4×7Ф5的1860M Pa級別鋼絞線作為桿體,成孔孔徑150毫米。豎向高程2.0米,水平間距2.5米。第三,格構(gòu)梁:坡面設(shè)置鋼筋混凝土格構(gòu)梁,格構(gòu)縱梁截面尺寸為600毫米(高)×500毫米(寬),格構(gòu)橫梁截面尺寸為400毫米(高)×300毫米(寬),邊坡坡頂設(shè)置壓頂梁截面尺寸為400毫米(高)×700毫米(寬),坡腳設(shè)置底梁截面尺寸為400毫米(高)×700毫米(寬),混凝土向雨水口。③排水系統(tǒng):由于填土沉降變化大,采用鋼筋混凝土排水溝,坡頂設(shè)置載水溝尺寸為600(高)×800(寬),馬道設(shè)馬道排水溝尺寸為400×400,坡腳利用原有排水溝,水流經(jīng)踏步排入現(xiàn)有排水系統(tǒng),坡頂及坡底各設(shè)置四個消能池。坡面設(shè)置排水踏步,并在坡面明顯滲水點(diǎn)處設(shè)置深層泄水孔。

三、結(jié)束語

該錨固工程于2008年4月動工,歷時120天竣工。兩年多來,歷經(jīng)多次強(qiáng)暴雨,經(jīng)回訪考察,原來邊坡存在的地質(zhì)災(zāi)害隱患問題得到有效控制,說明邊坡錨固技術(shù)取得較好的效果。

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