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考虑锚杆格构梁共同作用的边坡支护方法

2017-08-23刘金林

卷宗 2017年18期

刘金林

摘 要:在现代的地质灾害当中,滑坡是一项常见的地质灾害,可以对人们的生命以及财产安全造成相当大的影响,因此需要利用边坡支护的方式进行做出有效的防范,并且在科技以及设备、施工技术不断完善的现在,其边坡支护的技术方面也得到了充分的提高,其中的锚杆格构梁在对坡体进行有效防护的同时对生态环境保护方面也起到了显著的效果,起到了美化环境的作用,大量运用于坡体加固,因此需要对其方式进行研究。在本文当中,首先对其锚杆格构梁进行了概述;其次对其锚杆格构梁的内里计算以及分析方式进行了分析;最后对锚杆格构梁的工程实例进行了探讨,希望可以为相关从业人员提供一些参考和建议,提高边坡支护的技术水平。

关键词:锚杆格构梁;共同作用;边坡支护方式

在人们的发展过程当中,滑坡的灾害对于人类的生命产生了相当大的威胁,因此需要借助一定的的工具设备的基礎上不断的对其进行改善,有效的改善其滑坡等地质灾害给人们带来的危害。在我国的地质灾害当中,滑坡现象是出现的次数相对频繁的,并且由于我国的基础设施事业以及城市建设的迅速发展,从而形成了大量的人工边坡现象,因此需要利用边坡加固技术对其进行不断的加固,从而对滑坡进行做出全面的治理以及防护。在进行防护治理的过程当中,坡体支护的重要性逐渐被人们认识,锚杆格构梁的施工技术由于其机械操作性能相对良好的特点,在进行加固的过程当中,可以在不必开挖边坡的情况下,保证其施工过程的安全快捷,最终实现对边坡的有效治理。

1 锚杆格构梁

在近些年的基础设置建设的过程当中,利用锚杆加固技术对边坡进行加固的现象变得越来越多,因此锚杆支护技术得到了全面的发展和进步。锚杆格构梁体系,就是在现代化的发展过程当中形成的一种新型支挡结构形式,在其施工的过程当中主要是在浆砌片石、现浇钢筋混凝土或预应力混凝土的基础上对坡面做出基础的防护,主要利用其进行坡面防护,同时利用锚杆固定的一种综合防护措施。

在对边坡进行改造的过程当中,格构梁技术主要是利用横梁和纵梁的相互作用进行坡体防护,因此在进行锚杆加固施工的时候,需要对横梁与纵梁的节点位置处做出一定的相关处理,还要考虑重力作用,格构梁基础必须置于稳定的地层中,可根据现场条件,选用桩基础、独立基础、条形基础等。。在一般情况当中,需要根据工程当中的实际情况来对其格构梁节点当中所产生的变形情况以及平衡条件做出单片的拆分,从而实现最大限度的简化其格构梁在设计过程当中的计算量。在其设计的过程当中,其中所产生的节点处横梁和纵梁两个方向的挠度需要保持在相等的情况下,因此需要对其做出基础的调节。在力的平衡方面,主要指的是在格构梁节点上的力需要把持和施工过程当中的横梁和纵梁在此节点处的力之和保持相等的状态。 因此在各种作用力的相关关联调节之下,在进行荷载分配时,需要对纵梁和横梁之间的状态进行铰结的施工,也就是在施工的过程当中不考虑节点处两个方向梁交叉产生的扭矩影响及相邻荷载的影响。

2 锚杆格构梁的内里计算以及分析方式

1、锚杆格构梁加固边坡的作用机理

在施工的过程当中,需要利用锚杆格构梁的支护方式来对边坡做出有效的治理。在这个过程当中,需要在边坡滑动面的基础上,对锚固力进行外界荷载力的加载,从而其中产生的荷载力就会经由锚头传到锚杆的自由段当中,最终保证其施工当中的土体可以由于外界的荷载力而产生致密裂隙的现象。同时在这个过程当中,锚固段的水泥砂浆由于外界的作用力产生握裹力,从而由于锚杆与土层形成粘结力来对当地的自身的土体产生一个固定在边坡内部的相互作用力,最终完成对边坡的稳定现象。

在锚杆加固边坡的施工过程当中,如果对锚杆锚固力进行集中在外锚头的位置处,就会造成该位置当中的浅部位置的土层压力过大的现象,从而土体当中产生压缩变形的现象。在此种情况下,需要应用格构梁和锚杆的相互结合的现象,来对和锚头接触的刚度和面积的增加,起到防止锚头压坏土体的现象出现的同时,也可以利用锚杆当中自带的锚固力当中所具有的扩散开来形成更大范围、更均匀的压力来形成对坡体的作用力,经过一系列的发展的作用之后,对土体和坡体产生一个覆盖的作用,限制了表体土层的的变形现象以及土体的破坏现象。

2、格构梁内力常用计算方法

格构梁的内力进行计算分析的过程当中,主要是利用其地基地表当中所产生的沉降现象,最终对其所产生的面积所形成的比例情况做出严格分析,对于地基的弹性计算分析图如图1所示

在上图当中,来自地表当中所受到的压力用P来进行表示,对相应的地表产生正比的沉降现象用y来进行表示,因此在受到其地基的作用力的影响而产生相对应的变化,但是在计算的过程当中不会受到其他部分的影响。在地基当中,经常会出现连续并且复杂的现象,在相互的独立性方面是不强的, 因此在对地基进行计算的过程当中,对于密实厚土层地基和整体岩石地基,将会引起较大的误差。在此种情况下,需要利用比较倒梁法的方式对土体进行弹簧的组成计算,同时分析现场岩土和地质环境,严格计算岩土变形和支护结构变形,从而保证其地基基础以及锚杆格构梁支护边坡的稳定性可以得到最大限度的保证。

3 锚杆格构梁的工程实例

在本文当中,主要利用其某城市当中的一个公交枢纽的道路场地的建设以及外围配套道路刺山路工程为主要的研究对象,在该工程当中其道路属于南北走向,道路长 804.789 米,宽 16.0 米,需要对道路中部进行建设由西至东的两条支路,长分别为 251.241 米518.404 米,其中一路12.0 米,二路宽 4.0~12.0m。在进行建设的过程当中,其工程的建设范围是相对较大的,在工程当中所存在的高差是相对明显的。

在本文当中,只对该工程当中的公路里程桩 K0+280~K0+300 段进行研究,其中的该段坡长 20m,坡高13.5m,在开挖的过程当中会形成的高陡边坡的现象,由于该工程当中的土质本身属于粉质粘土,因此会在外界的雨水冲刷的作用力之下形成的滑坡变形的现象。其中的锚杆格构梁的设计图如图2所示

在该工程当中的弯矩和剪力在分布方面都是相对均匀的,并且在最大的弯矩以及最小的弯矩之间所产生的相差值是不大的。

4 结语

综上所述,在进行锚杆格构梁的施工过程当中,首先需要在对格构梁的共同作用之下对于边坡自身所形成的支护性能做出全面的了解,在实际工程的应用过程当中,需要对锚杆在格构梁的节点当中所出现的荷载力的分配进行科学的分配,根据其当地的实际情况来对其格构梁的受力特点以及其形式做出全面的分析研究,最终设计出对应的软件模型,不断的根据其当地工程的实际情况来对其材料进行节省优化的同时,还可以采用不同的计算方式对其中的各项参数做出方案设计。总之,在边坡支护施工时,考虑锚杆格构梁共同作用是十分必要的,只有在此基础上才能确定最佳的边坡支护方法,提高边坡支护的技术水平。

参考文献

[1]张太玥,梅岭.锚杆格构梁节点荷载分配研究与优化设计[J].水利水电技术,2016,47(1):36-40.

[2]王志俭,宁万辉,赵家成等.锚杆格构梁支护中格构梁最优悬臂长度讨论[J].人民长江,2011,42(3):34-38,42.

[3]王娟娟,邓军涛,门玉明等.锚杆格构梁模型试验及格构梁内力计算[J].水文地质工程地质,2015,42(2):64-68,76.