淺談衡重式擋墻與錨桿聯(lián)合支護在邊坡治理中的應用

0邊坡治理在中國西部的山區(qū)，地形復雜多樣，比如滑動、崩塌和泥石流。為了確保人們的生命和財產(chǎn)安全，必須關閉傾斜位置。重力式擋土墻、土釘墻、錨桿擋墻、抗滑樁、坡面防護等都是常用的邊坡治理方法,在單獨采用一種方法難以達到較好的支護效果或經(jīng)濟效果時,可以采用兩種或兩種以上的方法進行邊坡治理,比如錨桿擋墻與坡面綠化防護結合治理、土釘墻與錨桿聯(lián)合支護1平衡重量墻與錨桿聯(lián)合防護的優(yōu)勢1.1錨固技術主要作用于邊坡治理的邊坡衡重式擋墻是20世紀50年代我國鐵道部獨創(chuàng)的一種擋墻,它通過獨特的墻背衡重臺設計,充分利用上擋墻墻背的填土,在減小墻身截面尺寸、節(jié)約占地面積、減少開挖及回填量等方面比重力式擋土墻更有優(yōu)勢。但是由于下?lián)鯄Ρ碁檠鲂笔?墻體基礎地面尺寸比重力式擋墻小,其基地應力較重力式擋墻大,所以衡重式擋墻在地基承載力較差的條件下使用受限。錨固技術可以具體分為錨桿和錨索兩種,錨桿最早出現(xiàn)在礦山開采的巷道支護中,現(xiàn)已廣泛用于邊坡治理、深基坑支護等工程,它通過鉆孔后將錨桿埋入巖土體,讓錨桿受拉而使得巖土體受壓,以加強巖土體的強度,起到穩(wěn)定邊坡的作用。錨桿支護質(zhì)量輕、施工的機械化要求高、土石方工程量較小、對地基承載力要求低、對原有邊坡擾動小,但錨桿支護的用鋼量較大,施工比重力式擋墻復雜,常用在邊坡高陡、變形控制要求高、施工場地受限等情況下的邊坡支護中。1.2種支護方式聯(lián)合支護衡重式擋墻和錨桿都有其各自的優(yōu)點、缺點,采取兩種支護方式聯(lián)合支護,應考慮盡量發(fā)揮它們各自的優(yōu)點,彌補單獨支護時的不足。錨桿與衡重式擋墻共同承受墻后巖土體的作用,比二者獨自支護邊坡更為有利。1.2.1降低邊坡土方開挖量加入錨桿支護后,原有邊坡的穩(wěn)定性提高,可在設計中適當減小衡重式擋墻的尺寸,相應的邊坡土方開挖量可以減少;在施工中,隨著錨桿的打入,邊坡自身的穩(wěn)定性也得到了提高,降低了施工的難度,從而降低了對原有邊坡的擾動。1.2.2衡重式擋墻支擋邊坡穩(wěn)定機理錨桿打入墻后巖土體,可以控制原有裂隙,使得裂隙減小甚至閉合,提高了邊坡的穩(wěn)定性,起到了幫助衡重式擋墻支擋邊坡的作用。另外錨桿給擋墻提供了沿錨桿方向指向巖土層的拉力,增大了擋墻的抗傾覆力矩。1.2.3錨桿的防護作用錨桿的外錨頭設在衡重式擋墻上,擋墻對外錨頭起到了固定、包裹以及防銹的保護作用,提高了錨桿的耐久性。擋墻在錨桿的外圍起到圍擋和支護的作用,減小了錨桿的拉力,降低了錨桿受拉破壞的可能性。衡重式擋墻在承擔墻背巖土壓力的同時,穩(wěn)固了錨桿錨頭,防止錨桿被拔出。2錨桿設置位置在設置錨桿時,首先要考慮在墻后巖土體的破裂面處布置錨桿,然后再從擋墻與錨桿的聯(lián)合支護整體穩(wěn)定性等方面設置錨桿。衡重式擋墻與錨桿聯(lián)合支護可以按照錨桿的布置位置進行分類,可以分成在基礎設置錨桿、在墻身設置錨桿、基礎和墻身均設置錨桿3類,如圖1~3所示2.1錨桿設置位置當?shù)鼗休d力偏低時,在衡重式擋墻的基礎部位設置錨桿。基礎部位加設錨桿后,提高了基礎的抗滑移能力,可以在一定程度上克服地基承載力偏低的問題,增加了基礎的穩(wěn)定性。2.2在下?lián)鯄叺腻^桿設置問題衡重式擋墻以衡重平臺為分界,分為上擋墻和下?lián)鯄ΑＲ驗樯蠐鯄Ρ车幕靥钔羺^(qū)域大,錨桿的設置必須考慮回填土的沉降、壓縮、固結變形等問題,如參考文獻[4]所述,工程中曾經(jīng)出現(xiàn)過填方區(qū)錨桿受彎出現(xiàn)撓曲破壞的情況,所以,盡量將錨桿布置在下?lián)鯄ΑＴ趬ι聿贾缅^桿后,錨桿能給擋墻提供沿著錨桿方向指向墻背的拉力。以擋墻墻趾為抗傾覆計算的距心,錨桿提供的抗傾覆力矩越大,擋墻的抗傾覆穩(wěn)定性越高。2.3墻的滑移能力和抗傾覆能力可以根據(jù)現(xiàn)場情況的需要在衡重式擋墻的基礎和墻身部位都設置錨桿,提高擋墻的抗滑移能力和抗傾覆能力。當然這也必須考慮擋墻的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟的問題,因為錨桿的增多雖然提高了擋墻的穩(wěn)定性和安全性,但是也增加了工程的造價,應該從經(jīng)濟合理的角度出發(fā)設置必要的錨桿,保證邊坡的穩(wěn)定性。3模型分析了平衡重墻和錨架聯(lián)合防護的失敗衡重式擋墻與錨桿聯(lián)合支護的破壞可以從錨桿失效、擋墻失效、整體破壞3個方面來考慮。3.1錨桿坍塌從錨桿失效來考慮,主要可能出現(xiàn)因錨桿承受的拉力過大出現(xiàn)受拉破壞、錨桿受剪切而破壞;錨桿被拔出、外錨頭失效等情況出現(xiàn)的概率較低。3.2支撐墻癱瘓衡重式擋墻可能因為墻身強度不足,在墻背土體的作用下或墻背土體與錨桿的共同作用下,出現(xiàn)墻身變形、開裂,甚至墻身被剪壞的情況。3.3傾斜和破壞由于墻背土壓力較大,而擋墻和錨桿提供的抗傾覆力矩不足,出現(xiàn)傾覆力矩大于抗傾覆力矩,墻體前傾出現(xiàn)傾覆破壞。3.4滑移破壞擋墻和錨桿產(chǎn)生的抗滑力偏小,不足以抵抗巖土體產(chǎn)生的下滑力而出現(xiàn)擋墻基底滑動,造成支護失效。3.5由于缺乏地基承載能力，效率低下由于原地基承載力偏低,在設計和施工中又處理不當,施工后出現(xiàn)地基的不均勻沉降,從而引起擋墻開裂的支護失效。3.6全球失穩(wěn)邊坡的支護沒有有效地控制好滑動面或潛在滑動面,巖土體沿著滑動面發(fā)生位移,擋墻和錨桿的聯(lián)合支護體發(fā)生整體失穩(wěn)破壞。4層內(nèi)錨桿支護方案確定重慶渝北區(qū)某段道路邊坡治理工程,在治理前已經(jīng)發(fā)生過兩次滑塌,地勘報告表明:邊坡的坡頂及表層主要為第四系全新統(tǒng)殘坡積層、第四系全新統(tǒng)崩坡積層,邊坡的中部到坡腳的主要組成巖是砂巖和粉砂質(zhì)泥巖;邊坡的巖體有兩組構造裂隙,泥質(zhì)充填,結構面結合差,屬于軟弱結構面;場地內(nèi)無地下水。經(jīng)綜合分析,工程采用衡重式擋墻與錨桿相聯(lián)合的邊坡支護方案,最終經(jīng)計算后確定在全段衡重式擋墻的基礎部位設置錨桿。施工期間及完工后的半年檢測表明:治理區(qū)域無明顯的變形和滑移,整體治理效果較好。5設置錨桿衡重式擋墻與錨桿聯(lián)合支護邊坡是一種可