路塹高邊坡錨固設計方法與實例摘要：結合云南某高速公路路塹高邊坡工程實例，詳細介紹了邊坡錨固的設計步驟與方法，并提出了一些有益的經驗和結論。關鍵詞：路塹高邊坡錨固設計實例引言在山嶺重丘地區，公路是交通運輸的主要方式。然而長期以來，路基邊坡的治理一直是高速公路建設中的一個薄弱環節[1]，在20世紀80年代中期以前，我國主要以低等級公路建設為主，由于交通量小，線路選擇時深挖高填較少，對邊坡的治理研究常常被忽視。20世紀80年代以來，隨著我國公路建設的飛速發展，邊坡穩定性問題日益突出。如何準確分析邊坡的穩定性、提出既經濟又安全的處置方案，是人們長期以來不斷探索的關鍵技術問題[2]。1工程概況云南某高速公路K47+475～K47+630段位于構造侵蝕的低山斜坡地帶，坡面平緩，淺切割，橫向溝谷不發育，上部覆蓋層為第四紀崩積灰黑、褐黃、黑色塊石土，中密，潮濕，厚度5~15米，塊石土容許承載力350~450KPa。下伏為三疊紀灰、深灰色泥質粉砂巖，弱風化，呈碎塊狀，容許承載力500~700KPa。該地段地下水以裂隙水為主，富水性中等，其流量較小，對路基無影響，可忽略不計。路線所經區域內地震活動較頻繁，震級大。根據中華人民共和國國家標準GB18306－2001《中國地震參數區劃圖》地震峰值加速度為0.2，對應的地震烈度為8°。2開挖邊坡穩定性分析本段自然邊坡，因開挖高度較大，擬按巖石風化程度及坡高采取相應的措施，采用臺階式邊坡，邊坡坡率：強風化地層坡率1：0.5，頂級坡坡率1：0.75。每級臺階高12.0m，刷至自然山坡坡頂，每級邊坡頂預留2.0m平臺，在有條件的高陡邊坡可將中部平臺加寬至4.0m左右，平臺上設截水溝。取K47+560處的邊坡橫斷面為算例，進行穩定性分析和加固設計。各土層計算參數如表1所示。表1土層分布及計算參數蜂土層序號卻厚度蘆（買m驕）海重享難度煤(五kN/m把3扭)重粘聚力垂(呼kPa)滴內摩擦角挎(尼°)可彈性模量集(晚MPa)另泊松比導1博16墨19征5設35降25儉0.3柔2乘12勵20腦20土38齒80球0.3轉3王15訪20售15徹43清200遞0.25泰4心10權22峰10暮50球400菜0.2建立開挖后的人工邊坡計算模型，如圖1、圖2所示，計算結果見表2、表3。從表2、3的數據上判斷，開挖邊坡在天然狀態下的最小安全系數小于1，不滿足《公路路基設計規范》（JTJ013-95）中的K≥1.25的要求；在地震荷載作用下邊坡的最小安全系數更小，不滿足《公路工程抗震設計規范》（JTJ004-89）中的K≥1.15的要求。由此看出開挖邊坡在無支護狀態下將會發生坡體局部失穩破壞，為提高其穩定度，確保高速公路在施工和運營過程中的安全，應對高邊坡進行加固處理。圖2開挖邊坡最危險滑裂面圖1開挖邊坡計算模型圖2開挖邊坡最危險滑裂面圖1開挖邊坡計算模型表2開挖邊坡計算結果宅計算方法方Ordi撤nary版Bish向op敗Janb輝u潛Morg咬enst隔ern-肝Pric紹e扇安全系數先值廈0.91秧11明0.96余69箏0.88子64仗0.96夏62表3地震荷載作用下的開挖邊坡最小安全系數值噸計算方法孩Ordi霜nary春Bish抬op圈Janb膠u鋒Morg深enst況ern-摟Pric普e案安全系數乖值殘0.米8475綁0.9胸318摔0.8環495壟0.9惕3273邊坡錨固設計3.1邊坡加固力計算接經過穩定硬分析傅，蝦K47+顆56唐0怒開挖邊坡傻不穩定，育當施加一榮錨固力后斃，其安全仰系數計算待式為桑[3]潑：瞞飛皆毅拔(1權)式中：補—柴—爺第眨條塊所在肺土層的凝挪聚力仰，欄kP切a芒；生—籠—燕第辮條塊所在豬土層的內草摩擦角；設—樂—直第稱條塊底部畏滑弧長陡，杰m削；守—綠—晨第幸條塊滑面齊傾角；三—爪—畜作用于第燦條塊的地掩震力都，矩k膽N裝；痛—情—省作用于邊奮坡上的加墨固力袋，管k功N吃；榴—脂—疏錨桿軸線仇與滑動面劈的垂直線牌的夾角；避—余—熄各土層內掌摩擦角的或加權平均宮值。斤給定滿足丙邊坡穩定培的許用安勁全系竹數稻[廚]揭后，單位糖厚度邊坡蛇所需的加掩固力計算考公式為：咬安(削2)怎式中刺：互[都]蜂—辨—吊根據《公賞路工程抗舅震設計規促范》取艱值得1.1惕5偵；公式其數余符號意退義同上。協根據疤式殊(2獅)怠算得該單守位厚度邊商坡所需的扮加固力為肢：支753.子6k惹N距。鐮3.2終封預應力錨僑索（桿）魔的間距設漠定謎如果錨索雕（桿）的滋水平、垂壞直間距設設得過大，燈則單根錨優索（桿）茂承載力過冊大，從而自引起應力南集中現象返；如果間嶺距太小，迅則容易產熟生群錨效老應而降低肺錨固力。纏因此，錨雄索（桿）濕的水平間蔑距和垂直最間距都應射控制院在冠1.5~汗4.0m詢[4]拴。炊在該工程厘中，水平村間距帝取可3.0煤m長，垂直間貞距也挎取唉3.0吸m廉。圖4開挖邊坡錨固設計計算模型圖3圓弧破壞邊坡錨固受力分析圖圖4開挖邊坡錨固設計計算模型圖3圓弧破壞邊坡錨固受力分析圖地3.3燒放預應力錨慎索（桿）張錨固力的夏分布原則第預應力錨范索（桿）鐮錨固力的更取值和分灶布是設計窄中非常重杯要的問題卵。首先，需初步建立減計算模型染如歉圖姨4削所示。遍如圖示，鞏根據以上去設定的間由距，計算里模型將開背挖邊坡從州坡腳到坡教頂共布設開了十二根升錨桿（索畜）。婚各錨桿（液索）編號濫如下：從煉坡腳到坡滋頂依次積為迫1~1鎖2行，其掀中定1~固4奧號布在一弦級坡購，嘆5~客8棕號布在二利級坡歷，逃9~1續2鞭號布在三止級坡。怨各錨桿（貌索）的錨戚固力分布萍工況見等表賤4股，各分布錯工況對應產的最小安批全系數見搶表這5孩。藥從懸表型4張的數據可泉以看出：含工容況拋1拋是將錨固齒力平均分呀配給每一某根錨桿（甚索）；工尤況皺2善則注重跪坡腳的錨覆固，其次籌是二級坡歇，再次是獨三級坡；堆工珠況彼3送則重視二巨級坡（捷即擋“蜂腰圈”蕉部）的錨倚固，其次英是坡腳，惱再次是三享級坡（坡涂上部）；葉工朋況株4渠將坡上部籃的錨固放浩在第一位禍，接下來敏依次襪是口“漫腰衡”巡和羅“埋腳午”梁；工瞞況士5圍與工百況紐2沃類似。息從船表宏5蠢的計算結墻果來看，朋工稠況熊1述不是最佳飾布置；工秋況據2汁注重騙了瓜“來腳打”邪和擺“情腰逝”棋的錨固，釘計算結果廉比較理想基；工胖況追3纖更注重邊羨坡賴的還“脅腰療”半的錨固，昂計算結果逃較之工陪況放2崖要遜色一湊些；工侄況舊4系則顯得有暈點衛“塞本末倒禍置崗”氏，加固效港果是五種叨工況當中同最差的一途個；工優況您5澡較之工克況膛2凈，加固效倍果相當，刑但是每一兵級坡的四井根錨桿（秘索）的錨攀固力都相獅同，便于原錨桿（索藍）框架梁蘭的設計和塵施工，另左外工肉況汪5咽對應的最疊小安全系初數綠為哪1.18蓬8生（臣Bish臭o研p緣法），滿思足《公路杏工程抗震源設計規范鑒》稼（咸JTJ0煩04-8液9陡）中躁的拒K辛≥侄1.1長5另的要求。簡綜上所述送，錨桿（粥索）錨固意力的分布破原則應當霸是勝固怖“經腳茄”捎路強艦“追腰秋”轟，應將錨老桿（索）抄主要布置呀在邊坡下慚部或中部謙。本工程才采用工坊況疊5醫的錨固力置分布進行值設計。麗表謠4桿值各錨桿（霧索）錨固蝶力分布工伏況（表中潔數據單位哨均為黃：黨k圣N抽）橡桿鞠(逗索訴)辰編號岔分布工況想1困2漠3榆4主5務6輛7扒8積9反10暢11痕12得總錨固力挎1布65約65坊65態65識65蕉65恩65蛛65臉65查65皇65桑65述780濫2情100我100粘100巷100繼60趙60顏60叛60爬40鋸25啄25鄰25稼755糾3填60格60羽60莫60軍100縱100猶100互100軋40助25職25士25袖755書4疤30政30帖30刷30緒60喝60揀60易60阻100辟100訂100應100哄760說5猴115述115疾115太115繁60貼60播60塵60利15裳15貼15區15愛760縱表攤5扇述各錨固力狹分布工況伸所對應的城邊坡最小謙安全系從數佳(盼在地震荷攤載作用饑下串)符計算方法次分布工況繩Ordi貸nary聯Bish預op萬Janb謹u件Morg勝enst間ern-疤Pric漂e跌1這1.05竿4美1.13初3憤1.01嘉4壽1.13盒3章2宴1.08唉5衣1.17門1質1.03孕9政1.17汗1漆3旨1.07毫7慶1.15蚊4早1.03鍋6盾1.15征1栽4催1.01突7果1.09焦3痛0.98瘋1茶1.09探0禁5府1.09靠8軍1.18哲8勉1.04慎9觸1.18括7梅3.4雙棗預應力錨溝索（桿）倚的錨固段孕長度計算墳由上一小漁節的錨固扎力分布，伸可對預應峰力錨桿（辦索）選材墊如下：一掩級坡選蜓用差4動φ塵15.淚2偽鋼絞線，階二級坡選卸用畫Φ伸3禍2語的鋼筋錨杯桿，三級傅坡選疫用姜Φ兼2戀5美的鋼筋錨矛桿。運預應力錨殃桿（索）盒錨固段長動度可按下嗎列公式計企算，并取飲其中的較惡大值畫[5]僅：星距團悔沖魔吹律糧胖嚴瑞撐(3)(4)赤式中預應留力錨桿（北索）錨固擠體設計的番安全系數型取但2.挪0匠；水泥結疊石體與巖查石孔壁間性的粘結強賴度設計值杯取布250K叨P嫂a傭；果4怒φ既15.危4捎錨索的錨陵固體直徑危取豪110m賽m垮，帥Φ畫3肌2繳錨桿的錨負固體直徑級取究100m致m握，信Φ股2歷5面錨桿的錨展固體直徑門取傭70m集m殺。禾算得錨索把的錨固段勤長度影為漫6.95致m領，司取追7.0衣m胳；約Φ位3送2績錨桿的錨喪固段長度踏為施4.97掘m消，耳取陷5.0纏m考；竄Φ勒2吐5爆錨桿的錨突固段長度越為啦2.73獲m游，蠻取返3.0若m菌。頂3.5栽垂預應力錨敘索（桿）丸的錨固角紹確定腦錨桿（索耕）傾角即粘錨桿（索趕）與水平虎面的夾角作，應從受尼力最優及服施工最易賞，同時考檢慮工程造琴價節省來肯確定。本幸工程錨桿啟（索）傾扮角取紐進行布設襯。慘3.6誦K47+鄰56織0身邊坡加固送的設計結橫果閉唐K47+萄56校0掀邊坡最終身設計如下籌：也1.股舌一級邊坡殘設置預應替力錨索框吸架加固邊愈坡，框架附順路窩線嬌3.0所m輸一榀。錨轉索規格浮為劍4梅×就φ形15.膏2怪高強度低率松弛鋼絞羨線，設計阿荷載撇為父345k找N賣。亦2.被書二級邊坡泡：芝采田用奉Φ拿3伸2舒的鋼筋錨辰桿框架加尤固，錨桿隨規格宅為蜘12臥m析、飛12美m梯、料14售m庭、前14芬m林。框架順睬路影線壽3.0年m下一榀。泉3.耽揮三級邊坡尋：寨采癥用附Φ拋2憲5弦的鋼筋錨稅桿框架加睛固，錨桿落規格吐為纏10寬m些、御8妹m朵、禽6鑒m干。錨桿框落架沿路泥線繪3.0仰m旱一榀。裂設計結果競如莫圖解5妄所示。圖5K47+560邊坡加固設計圖圖5K47+560邊坡加固設計圖4結論艘1.止嚴錨桿錨固建力的分布鼠原則上應芳遵循候固美“歉腳棄”見專強命“禿腰際”兆的原則，做將錨桿主曉要布置在豎邊坡下部宜或中部。蚊但要注意核可能在邊釣坡上出現文幾個剪出喪口的工況賀，一定要鉗檢算邊坡僻在不同滑洗移途徑下淺的穩定性均，錨桿的漏布置應適且應抗滑穩止定的需要壽。鈔2.啞禁為避免單窮根錨索（崇桿）承載差力過大而內應力集中悠及產生群填錨效應而拜降低錨固兄力，錨索利（桿）的皂水平、垂傲直間距應造控制俊在城1.5~潑4剪m飼。倦3.范臘邊坡錨固酷應以采用冤預應力錨往桿為主，廁也可根據川工況與非戰預應力巖熔石錨桿、灘土釘、擋訂墻或抗滑酒樁相結合橫使用。之4.祝謊邊坡錨固絨設計決不顧意味著僅亭采用單一句的巖土錨卸桿。治坡扮先治水，始在任何條祝件下，首滴先應做好場邊坡的截覆、防、排骨水設計，怠以降低地走下水的滲優透壓力，丑抑制地表娘水的入滲進。培參考文獻剪：囑[1]三趙明階模，兼何光春百.浩邊坡工程登處治技術就[M].冊疤北京袖：行人民交通樣出版社簽，是2003蚊.10中1盾～胖108.縫[2]罩唐樹名裁，惱呂常新寫.之混合式錨影固結構在次高速公路潤路塹邊坡既加固中的贏應用研究殘[