浅析锚固技术在岩土工程中的运用

2010-08-15深圳市深龙港建设监理有限公司杨文

河南科技 2010年12期

关键词：坡顶坡脚坡面

深圳市深龙港建设监理有限公司杨文

浅析锚固技术在岩土工程中的运用

深圳市深龙港建设监理有限公司杨文

锚固技术是边坡支护的一种常用手段,在岩土工程中有其重要意义,具有减灾、确保安全施工作用。由于岩土的多样性及复杂性,以及边坡加固目的不同,锚杆、锚索等锚固技术设计各不相同。本文以一边坡工程实例,浅议锚固技术在岩土工程中的具体应用。

锚固技术岩土工程

一、锚固技术与岩土工程

锚固技术是应用于地下工程的一项重要技术之一,它就是利用土体、岩体的锚固力来维持地下工程结构稳定的,可以防止地下工程的施工中一些坍塌、滑移等灾害性事故的出现,确保施工能安全进行。锚固技术主要分为土锚、岩锚这两种形式,这些都是一端和工程结构物或者是挡土墙进行联结,而另一端则锚固在地基土层、岩层中,来承受结构物本身的上托力、或挡土墙的土压力、抗拔力、水压力。

而岩土工程是从二十世纪六十年代开始,在土木工程建筑实践过程中逐渐建立起的一种新型技术体制,主要是为解决岩体以及土体工程的问题,其中包含地基和基础、地下和边坡工程等多种问题。岩土工程是土木工程中的一个分支,是运用岩石力学、工程地质学、土力学来解决工程中相关岩石和土的那些工程技术的科学。

现在,随着锚固技术的发展,它已经逐渐开始成功的运用于高边坡防护、路基、公路隧道、深基坑处理等岩土工程,并有着很好的效果,尤其是当运用于治理、预防坍塌之类的地质灾害具有特别的优越性,同时,锚固技术在岩土工程中的应用越来越受到相关专家学者的重视。

二、锚固技术在岩土工程中的应用

岩土锚固这一工程技术主要是依靠锚杆附近岩土层其抗剪强度来传递建筑的构筑物拉力或者保持住地基土层的开挖层面稳定、安全。从力学的角度来看,该技术可以抵抗倾倒,阻止地层的剪切破坏,控制相关地下层围岩变形与坍落,还可抵抗竖向的位移,抵抗结构物的基底水平位移并加固地基。

岩土锚固的工程技术因为其对岩土体所进行加固的独特力学性态、工艺特征,而且已被广泛应用于基坑支挡、滑坡整治、边坡加固、坝基稳定结构、抗浮抗倾以及悬索结构锚碇基础等岩土工程的建设领域中。就岩土锚固的工程技术本身来说,已经在大量实践过程中获得了长足进步与发展。新材料、机具和工艺在岩土工程中的应用,也为岩土锚固这一工程技术的施行提供了十分有力的措施给予保障,更为工程建设能够持续发展起到积极推动的作用。

接下来我们就以一实际边坡工程为例进行分析:

(1)工程概括。本工程加固位于深圳市龙岗区布李路禽鸟批发市场西北侧,永兴花园东侧,布李路北侧。边坡长约207米,高29～33米。坡顶有3～4层的空置拟拆除滥尾建筑物。坡脚下有民房和新工业区厂房,距离坡脚7～8米远。边坡支护工程,欲采用防护锚杆、支护锚索、方格网格梁、截水沟及绿化等措施。

(2)工程的地质条件。深圳市龙岗区布吉街道布李路禽鸟批发市场马路对面边坡为工程建设开挖形成的岩土地质边坡、呈直线型。因修建永兴花园,坡面堆积大量建设垃圾。边坡所在的区地貌为低丘陵斜坡,植被较发育,后经人工开挖形成现有的边坡形状。边坡总体倾向80,坡度30～45,局部大于45。坡脚有裸露管线,坡面不平顺且呈裸露状态,没有任何支护措施,由于填土崩滑,坡顶一带产生数条张拉裂缝,缝宽10～30毫米,延伸大于6米,深0.3～0.8米。

(3)工程地质与水文。根据现场踏勘、工程地质测绘与钻探揭露,场地内地层为填土层,第四系残坡积层,侏罗系粉砂岩、砂岩。

①第四系填土层素填土:褐黄色,稍湿-湿,主要由粉质粘土组成,碎块石含量小于15%。结构松散,欠固结:揭露厚度2.1～6.3米。②第四系坡积土层含砂粉质粘土:黄色,稍湿-湿,可塑-坚硬状,沙砾含量5%～10%。该层的揭露厚度2.0～3.5米。③第四系残积土层砂质粘土:褐黄色,湿,可塑,由砂岩、粉砂岩风化残积而成,砂含量10%～20%。该层揭露厚度417米;层顶埋深3.5～3.8米;层顶标高83178～86107米。④场地下伏基岩为侏罗系中统塘厦群粉砂岩、砂岩。全风化岩:褐黄色,原岩结构尚可见。岩芯呈土柱状,湿,可塑。该层揭露厚度3.7～15.80米,局部有中风化砂岩。强风化岩:褐黄色,砂、粉砂状结构,层状构造,岩芯呈半岩半土状,稍湿,坚硬状,夹较多中风化砂岩,节理裂隙发育。该层揭露厚度17～32.2米,层顶埋深4.1～20.2米,层顶标高57.72～80.19米。

(4)地下水概括。边坡场地地下水为第四系残坡积土层中的上层滞水及基岩裂隙水,地下水靠降水入渗补给,顺地势从高往低洼地段排泄,以泉和渗流的形成排泄。坡体中地下水贫乏,场地地下水对工程施工没有明显的影响,水文地质条件简单。

(5)地质灾害及不良地质作用。通过地场地的地面地质测绘、调查,发现该边坡已经出现水土侵蚀不良地质的现象,已经发生小型崩塌3处。

①崩塌:坡体主要为杂填土、坡残积土,全、强风化岩构成。发生崩塌的可能性较大,其威胁对象是坡脚厂房及员工。②滑坡:岩层产生状倾向东,倾角15度,坡向15度,和坡面小角度斜交,呈顺层边坡,对边坡稳定性不利,存在岩土体顺层滑动的可能性。③水土侵蚀:边坡坡度较大,坡面凹凸不平,且坡面裸露,在雨季特别是暴雨的作用下,坡体上的水土侵蚀现象加重,将威胁坡脚道路的车辆与行人,并影响周围的环境。

(6)工程主要设计情况。①设计原则:第一,本边坡为永久性边坡。第二,根据《建筑边坡工程技术规范》GB 50330—2002规定,边坡安全等级为一级。第三、边坡设计兼顾安全和后期环境绿化相结合。②反护结构设计:根据现实际情况,对边坡进行三级放坡。支护结构主要采用锚杆+钢筋混凝土格构梁支护结构,坡面网络内植草,马道、坡顶及坡脚植树绿化。主要参数如下:第一,锚杆:按照高程控制,竖向高程2.0米,水平间距2.5米,锚杆分为15米、12米、9米、6米四种,除6米为Ф25钢筋外,其余为Ф32钢筋。第二,锚索:采用4×7Ф5的1860M Pa级别钢绞线作为杆体,成孔孔径150毫米。竖向高程2.0米,水平间距2.5米。第三,格构梁:坡面设置钢筋混凝土格构梁,格构纵梁截面尺寸为600毫米(高)×500毫米(宽),格构横梁截面尺寸为400毫米(高)×300毫米(宽),边坡坡顶设置压顶梁截面尺寸为400毫米(高)×700毫米(宽),坡脚设置底梁截面尺寸为400毫米(高)×700毫米(宽),混凝土向雨水口。③排水系统:由于填土沉降变化大,采用钢筋混凝土排水沟,坡顶设置载水沟尺寸为600(高)×800(宽),马道设马道排水沟尺寸为400×400,坡脚利用原有排水沟,水流经踏步排入现有排水系统,坡顶及坡底各设置四个消能池。坡面设置排水踏步,并在坡面明显渗水点处设置深层泄水孔。