某高速公路高边坡加固处理

2012-04-14张华

四川建筑 2012年3期

张华

(四川成自泸高速公路开发有限责任公司，四川自贡643208)

近年来预应力锚索在路基边坡防护工程中的应用更能在地质条件复杂状况下发挥作用。本技术尤其适用于砂性黏土、砂性土、岩石类的高边坡加固工程，对古滑坡、大断层、破碎带等地质有较好的整治效果，经济效果明显，也可应用于地下工程的预支护、地层加固等工程中。本文就预应力锚索在高边坡防护中的应用问题做简要分析

1 工程地质

某公路K117+170～280为右侧侧边坡顺岩层面大坍塌。坍塌范围顺公路约110m，高度约70m，厚度约30m，坍塌物质为块石土，坍方体积约11万多立方米。坍塌体淹埋公路，造成行车多次中断。

由于该地区地势陡峻，山岭连绵、峰峦叠嶂、基岩出露。该路基段落为顺层地质。该段左侧边坡坍塌面出露地层为砂岩夹泥岩(J3l1):灰黄、灰白、紫红等色，砂岩中厚层状，砂质结构，为泥质胶结，岩质较软，岩心呈柱状或碎块状，节理发育，节理两组:S－E/70°W，N60°W/45°NE，强风化～弱风化。泥岩中厚层状，泥质结构，质软，岩心呈土状或柱状，遇水易软化，强风化～弱风化。强风化层厚约5～10m，其下为弱风化。

2 顺层路堑边坡的处理原则

顺层路堑主要有以下几种类型，一是软质岩顺层，以侏罗纪泥岩夹砂岩为主;二是硬质岩夹软质岩顺层，以三叠系灰岩、白云岩夹泥岩为主;三是硬质岩顺层，以寒武纪灰岩，白云岩为主。顺层路堑边坡处理原则如下。

(1)当岩层走向与线路夹角不大于42°时，原则上不考虑顺层的影响，按一般路堑设计;当硬质岩无软弱夹层，岩层倾角小于20°时，也不考虑顺层影响，按一般路堑设计。

(2)当岩层倾角大于35°时原则上采用顺层清方处理。

(3)当岩层倾角大于10°小于35°时，顺层清方数量很大时，视层面软弱夹角情况设置抗滑桩、锚索桩、锚索及锚杆框架梁等措施进行处理。

3 边坡稳定评价分析

该段地形陡峻，边坡高度达100m左右，边坡为单斜地层，岩体倾角较陡(60°)，岩体节理发育，岩性为砂岩夹泥岩，砂岩中厚层状，岩体抗压强度不高，在上部岩体自重下易发生压溃，导致边坡岩体顺层坍塌，本次边坡坍塌事故就是因坡脚处岩体压溃而发生的。边坡采用顺层清方后，仍然会产生坡脚被压溃而顺层坍塌的现象。为避免以上不利现象的再次发生，本次设计考虑清除地震振动的松散体，沿岩层层面刷方，坡面刷方平整后采用挂网喷锚护坡防护，防止岩体的风化并将破碎岩体在坡面联成整体后，再采用锚索加固，将坡面岩体部分自重传至深层岩体中，防止岩体压溃现象的发生。

4 路堑边坡加固处理措施

由于路堑边坡岩体强度较大，本次设计采用锚索垫墩进行边坡加固处理。将浅层顺层下滑力锚固至深层岩体中。具体处理措施如下:

(1)该路段右侧边坡采用喷锚挂网防护，锚杆采用1孔1根18mm HRB335螺纹钢筋，锚孔直径50mm，锚杆长2.0m，垂直于坡面。坡面防护锚杆间距1.5m×1.5m。

(2)该路段右侧边坡同时设预应力锚索加固，锚索间距4.0m×4.0m，每孔锚索采用四束15.2高强度、低松弛钢绞线(其强度标准值为1 860MPa)，锚索设计拉力600kN．锚索下倾角20°，锚孔孔直径为110mm。锚索的锚头采用垫墩支承，垫墩尺寸为1.0m×1.0m×0.5m。

5 施工顺序及注意事项

(1)施工必须自上而下顺层刷方，刷方完毕后并整平坡面，开始喷锚施工。待第一次喷射混凝土结束后，挂钢筋网后开始锚索施工，锚索施工完备后，喷射第二层混凝土。

(2)必须坚持旱季施工，雨季前竣工，快速施工的原则，施工过程中必须做好边坡变形观测，一旦产生坍滑应及时治理。

(3)锚孔直径110mm，成孔时采用高压风清孔，以排除孔内粉尘及残渣，不得采用水清孔。成孔时必须保证钻孔倾角、锚孔位置满足规范要求。若塌孔则采用跟管钻进。

(4)锚索正式施工前应在相同的地层进行张拉试验，设计张拉力600kN，通过拉拔或张拉试验验证锚杆、锚索设计的各项参数，并确定最佳施工工艺。

(5)单孔锚索设计张拉力为60t，锚索张拉必须等锚孔砂浆达到设计强度的80%后方可进行。张拉应分两次逐级张拉，第一次张拉力为设计张拉力的70%，第二次张拉到设计张拉力后恒定1小时，再超张拉到设计张拉力的110%。两次张拉间隔时间不宜小于3d。张拉中应对锚索实行双控，即做好伸长量和受力的记录，核实伸长和受力值是否相符。

(6)张拉完成后，在封锚之前，应选取不少于总数5%(且不少于5根)的锚索进行验收试验。

(7)钢绞线不得有焊点搭接锈蚀和损坏现象。钢绞线的自由段应涂脱水黄油后用聚乙烯管隔离防护，锚固段应保持清洁，以保证与砂浆有足够的粘聚力。

(8)边坡开挖和支护加固过程中，应监测边坡的位移和锚索的应力及位移变化情况。