公路路堑边坡基于岩体松动范围的锚杆长度设计研究

李文娟

摘 要：在公路路堑边坡发生松动的区域，进行岩体范围内的锚杆加固，可以采用上部松动的情况，采用声波的方法，进行区域的改进和完善。在这个过程中，岩体的松动范围，使用声波的方法，进行松动区域的波速度的减少，在基岩层中波速较大的情况，可以进行锚杆长度的设计，方便进行下一步的边坡松动的检测。此种方法能够满足锚固要求，达到锚固的合理值。

关键词：路堑边坡；锚杆设计；声波检测

中图分类号：U416.1+4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）21-0098-02

在山岭的公路修建的过程中，会呈现很多路堑的边坡的修建路段，施工的时候，在开挖的阶段，可能会由于应力的释放，产生的卸荷后的回弹变形，应力被重新分布之后，边坡的松动岩体发生了松动，导致边坡整体不稳定，因此，必须进行边坡的加固。加固的形式很多，有网格梁加固，有锚杆加固等等。其中锚杆加固的方式，必须要将锚杆穿过边坡的滑动面，锚杆的长度不仅要穿过松动的岩体，也要在岩体松动的范围内进行常规的检测，例如使用声波法，随着介质裂隙的发育，将密度加以降低，保证边坡岩体的完整性。注意波速越高，边坡工程的锚杆边坡的声波速度变化就越大，根据波速，判断松动的岩体的范围，确定最小的声波的波速的区域。如图1所示。

1 边坡锚杆加固机理

锚杆在加固的时候，尤其是边坡工程中，当边坡发生了水平的位移，会由于变形产生被动的受力，这种受力在作用上表现为内压、拉栓以及缝缀等。坡面上的网格梁在锚杆连接的时候，采用坡面上的网格梁，进行锚杆的锚固顶端的受力，得到了相应的平衡，通过表面的支撑作用，产生了网格的锚杆加固的结构[1]。

通过内压等租用，锚杆加固了边坡，结果是对岩体性质的改变。同时边坡的岩体，在强度和刚度上，产生了一定的作用，锚杆的作用就是把上部的松动部分与下部的基岩部分，进行连接，然后使得上部的岩体发生了强度的整体提高，最终提高岩体的强度。

锚杆在受力上，多数情况下是在浅部进行拉剪力的提升，深部以弯剪部为主，在锚杆受力和岩体变形的前提下，进行浅部的拉力的设置，进行松动数值的勘查。浅部的拉力在松动岩体的水平位移和网格梁的土压力传递情况，进行坡面的设计，网格的梁除了受到边坡岩体作用，还会受到锚杆不均匀位移的轴向和横向压力的设定[2]。

2 声波检测的原理和方法

（1）采用声波检测的方式，对岩体技术进行检测，在岩体的测量上进行声学性质的检测，发现声波在岩体介质中的传播振幅和传播速度等都有参数，对这些参数进行评判和分析，得到了有关破碎、裂隙等的完整性的数值，了解了岩体的工程地质特性。

边坡开挖之后，了解了岩体的上部的松动，产生了岩体的裂隙和节理，在进行松动带的传播的时候，经过岩体完整性的构造的绕射和折射之后，在下部的完整性上，进行较短的波速的提高，反映出边坡岩体的完整性的是声速的变化。

（2）检测的方法和步骤为：因为测量的孔径的大小，比锚杆的孔径要大，因此，在进行测试孔的附近，将锚杆附近加以布设，经过1-2个测试孔内的发射和接受传感器的测试，使用水加以填充，通过主机和声波的发射，在岩体内进行传播和接受，利用传送的感应器的间距，得到了岩体声波的波速值[3]。

经过现场的实测，发现岩体的速度和波兰速的孔深的变化曲线，是随着上部的岩体而变化的，下部的岩体是完整的，波速沿着孔深不断变化，上部的波速不断的变化，得到了突然的岩体的松动之后产生的岩体的分界线。

3 工程实例

某公路所处位置，地质构造上处于茅台向斜的南东翼，场地内岩层多呈单斜缓倾产出。上覆土层主要为第四系崩坡积层粉质粘土、碎石土，下伏地层为侏罗系下统自流井群（J1-2zl2）砂岩。由于受地质构造应力等因素的影响，次生构造如节理、褶皱等较发育，场区未发现区域性断裂构造。厂区内分布的地层有上覆素填土、可塑状粉质粘土、侏罗系下统香溪组（J2X）砂岩、泥岩；可塑状粉质粘土：主要分布于山麓区及堆积台地上，其物质成分复杂，由粉质粘土夹紫红色粉砂岩多成紫红色或褐红色状，可塑状，一般厚1-2m；砂岩强风化层为3-10m，风化物为土状，砂岩。中风化砂岩忠厚层状，局部夹炭泥质泥岩夹层。岩体破碎，岩体质量等級为Ⅳ级。线路区内岩层产状为325°∠25°。基岩出露处主要裂隙：①50°∠80°，裂面平直张开0.2～5cm，间距0.5～2条/m，延伸长度一般在2.0～5.5m之间；②140°∠85°，张开0.2～5cm，裂面平直，局部有粘性土充填，延伸2～4.5m，间距为0.8～3m。线路区内地势较高且多为斜坡地貌，无大型地表水体，线路区内的地表水体主要为水田，主要分布于里程横三路一段K0+180～210段、K0+530～570段，横三路二段K0+300～350段、K0+450～710段、K1+080～140段。另线路区北西侧地下水主要为第四系松散层孔隙水、基岩风化带网状裂隙水二大类。该公路的横三路K1+100～K1+300段属于古滑坡体，局部已经出现裂痕和沉降，最大裂痕5cm，最大沉降3cm。公路的边坡上，地形的陡坡，显示了地表的植被非常稀少，以风化和剥蚀为主的山体，与路线的方向是相同的，在进行波速的孔深变化的检测的时候，发现下部的波速较大，一定深度范围内的岩体的松动，显示出地形是非常陡峭的。地表的植被吸收，风化剥蚀和熔蚀走向与边坡的稳定性发生的直接的关系，因此在工程的岩层较为软弱的区域，采用了边坡网格锚杆加固的方法，进行了处理。如表1所示。

在网格梁的附近，将检测孔加以布设，用水作耦合剂，采用声波仪，进行单孔的双收的检测，传感器的间距为20cm，检测的时候三个传感器同步提升了20cm，采用读数异常的方法，将密度测量的电锯进行检测，发现两个检测孔的变化曲线，经过分析得到了表2数据：

经过对四个孔位的检测，发现波速度沿着孔深的方向，从上往下进行增大，在岩体松动的前提下，进行岩体的完整性的测试，发现孔深2.9米的时候，突然发生了突变，表明孔深2.9米的范围内，误差可能过大，按照常理，误差不大于-4～10cm，在施工人员钻孔之后，注意使用了高压水冲洗干净，然后再用高压气将里面的水分吹出来，蒸发干。对于机械锚固锚杆孔，应将孔深的误差控制在-1～1cm，当技术人员钻到了设计深度时，在遇到破碎的岩土夹层或者是比较软的岩石的时候，使用变更锚杆的位置和深度。