格构加固边坡的设计与施工

《格构加固边坡的设计与施工》由会员分享，可在线阅读，更多相关《格构加固边坡的设计与施工（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、格构加固边坡的设计与施工格构加固边坡的设计与施工内容提要内容提要n n格构的特点和适用范围格构的特点和适用范围n n格构的结构型式及其布置格构的结构型式及其布置 n n边坡格构加固设计边坡格构加固设计 n n格构的施工格构的施工 1 1 概 概 述述1 11 1 格构的作用、特点及适用条件格构的作用、特点及适用条件格构加固技术是利用浆砌块石、现浇钢筋混凝土或预制预格构加固技术是利用浆砌块石、现浇钢筋混凝土或预制预 应力混凝土进行边坡坡面防护，并利用锚杆或锚索加以固定应力混凝土进行边坡坡面防护，并利用锚杆或锚索加以固定 的一种边坡加固技术。格构技术一般与环境美化相结合，利的一种边坡加固技术。格构

2、技术一般与环境美化相结合，利 用框格护坡，同时在框格之内种植花草可以达到极其美观的用框格护坡，同时在框格之内种植花草可以达到极其美观的 效果。这种技术在地质灾害治理、公路高陡边坡加固中被广效果。这种技术在地质灾害治理、公路高陡边坡加固中被广 泛采用，其护坡达到既美观又安全的良好效果。泛采用，其护坡达到既美观又安全的良好效果。格构的主要作用是将边坡坡体的剩余下滑力或土压力、格构的主要作用是将边坡坡体的剩余下滑力或土压力、 岩石压力分配给格构结点处的锚杆或锚索，然后通过锚索传岩石压力分配给格构结点处的锚杆或锚索，然后通过锚索传 递给稳定地层，从而使边坡坡体在由锚杆或锚索提供的锚固递给稳定地层，从而

3、使边坡坡体在由锚杆或锚索提供的锚固 力的作用下处于稳定状态。因此就格构本身来讲仅仅是一种力的作用下处于稳定状态。因此就格构本身来讲仅仅是一种 传力结构，而加固的抗滑力主要由格构结点处的锚杆或锚索传力结构，而加固的抗滑力主要由格构结点处的锚杆或锚索 提供。一般提及到的格构加固技术是一种广义的术语，它包提供。一般提及到的格构加固技术是一种广义的术语，它包 含了格构本身和锚杆含了格构本身和锚杆( (索索) )两部分。两部分。边坡格构加固技术具有布置灵活、格构形式多样、截面调边坡格构加固技术具有布置灵活、格构形式多样、截面调 整方便、与坡面密贴、可随坡就势等显著优点。并且框格内视整方便、与坡面密贴、可

4、随坡就势等显著优点。并且框格内视 情况可挂网情况可挂网( (钢筋网、铁丝网或土工网钢筋网、铁丝网或土工网) )、植草、喷射混凝土进行、植草、喷射混凝土进行 防护，也可用现浇混凝土防护，也可用现浇混凝土( (钢筋混凝土或素凝土钢筋混凝土或素凝土) )板进行加固。板进行加固。根据格构的特点和作用，格构加固技术特别适用于坡度较根据格构的特点和作用，格构加固技术特别适用于坡度较 陡、坡体岩土均匀且较坚硬的公路边坡或公路滑坡。但应当注陡、坡体岩土均匀且较坚硬的公路边坡或公路滑坡。但应当注 意，对于不同稳定性的边坡应采用不同的格构形式和锚固形式意，对于不同稳定性的边坡应采用不同的格构形式和锚固形式 的组合

5、进行加固或坡面防护。例如，当边坡坡度较缓，稳定性的组合进行加固或坡面防护。例如，当边坡坡度较缓，稳定性 好，只因前缘表层开挖局部出现塌滑时，可修整坡面后，采用好，只因前缘表层开挖局部出现塌滑时，可修整坡面后，采用 浆砌块石格构护坡，必要时可加系统锚杆锚固；如果边坡较陡浆砌块石格构护坡，必要时可加系统锚杆锚固；如果边坡较陡 ，稳定性差，则应选择现浇钢筋混凝土格构加锚杆，稳定性差，则应选择现浇钢筋混凝土格构加锚杆( (索索) )进行加固进行加固 ；而对于稳定性差、下滑力大的滑坡，可用现浇钢筋混凝土格；而对于稳定性差、下滑力大的滑坡，可用现浇钢筋混凝土格 构加预应力锚杆构加预应力锚杆( (索索) )

6、进行加固。进行加固。1 12 2 格构的结构型式及其布置格构的结构型式及其布置根据格构采用的材料不同，格构可分为浆砌块石格构根据格构采用的材料不同，格构可分为浆砌块石格构 、现浇钢筋混凝土格构和预制预应力混凝土格构、现浇钢筋混凝土格构和预制预应力混凝土格构( (又称又称PCPC格格 构构) )。其中。其中PCPC格构在日本应用较为广泛，并有较为完善的设格构在日本应用较为广泛，并有较为完善的设 计施工规范；目前我国在边坡工程中主要使用浆砌块石和现计施工规范；目前我国在边坡工程中主要使用浆砌块石和现 浇钢筋混凝土格构，格构的常用型式有浇钢筋混凝土格构，格构的常用型式有4 4种：种： 1)1)方型：

7、指顺边坡倾向和沿边坡走向设置方格状格构方型：指顺边坡倾向和沿边坡走向设置方格状格构( (如如 图图1 1所示所示) )。2)2)菱型：沿平整边坡坡面斜向设置格构菱型：沿平整边坡坡面斜向设置格构( (如图如图2 2所示所示) )。3)3)人字型：按顺边坡倾向设置浆砌块石条带，沿条带之人字型：按顺边坡倾向设置浆砌块石条带，沿条带之 间向上设置人字型浆砌块石拱或钢筋混凝土间向上设置人字型浆砌块石拱或钢筋混凝土( (如图如图3 3所示所示) )。4)4)弧型：按顺边坡倾向设置浆砌块石或钢筋混凝土条带弧型：按顺边坡倾向设置浆砌块石或钢筋混凝土条带 ，沿条带之间向上设置弧型浆砌块石拱或钢筋混凝土，沿条带之

8、间向上设置弧型浆砌块石拱或钢筋混凝土( (如图如图4 4 所示所示) )。 2 2 边坡格构加固设计边坡格构加固设计 2 21 1 格构加固设计的一般要求格构加固设计的一般要求格构设计必须充分考虑工程的服务期限，服务期限一格构设计必须充分考虑工程的服务期限，服务期限一 般不少于被保护对象的设计使用年限。设计之前，应在调查般不少于被保护对象的设计使用年限。设计之前，应在调查 、收集、分析原有地形、地质资料的基础上，进行详细工程、收集、分析原有地形、地质资料的基础上，进行详细工程 地质勘察，进行现场钻探和各种试验，搞清楚地质体的强度地质勘察，进行现场钻探和各种试验，搞清楚地质体的强度 、渗透性、断

9、层和节理的形态与产状，以及边坡的环境地质、渗透性、断层和节理的形态与产状，以及边坡的环境地质 条件；并对边坡稳定系数进行计算，作为设计的依据。边坡条件；并对边坡稳定系数进行计算，作为设计的依据。边坡 设计荷载应包括边坡体自重、静水压力、渗透压力、孔隙水设计荷载应包括边坡体自重、静水压力、渗透压力、孔隙水 压力、地震力等。对于整体稳定性好，并满足设计安全系数压力、地震力等。对于整体稳定性好，并满足设计安全系数 要求的边坡，可采用浆砌块石格构进行护坡。采用经验类比要求的边坡，可采用浆砌块石格构进行护坡。采用经验类比 法进行设计，坡度一般不大于法进行设计，坡度一般不大于3535，即，即1 1 1.7

10、1.7。当边坡高度超。当边坡高度超 过过30m30m时，须设马道放坡，马道宽时，须设马道放坡，马道宽2.02.03.0m3.0m，如图，如图5 5所示。所示。对于整体稳定性好，但前缘出现溜滑或坍滑的公路滑坡，或坡度大对于整体稳定性好，但前缘出现溜滑或坍滑的公路滑坡，或坡度大 于于3535的高陡边坡，宜采用现浇钢筋混凝土格构进行护坡，并采用锚杆进的高陡边坡，宜采用现浇钢筋混凝土格构进行护坡，并采用锚杆进 行加固。采用经验类比和极限平衡法相结合的方法进行设计。锚杆须穿行加固。采用经验类比和极限平衡法相结合的方法进行设计。锚杆须穿 过潜在滑面过潜在滑面3 34.0m4.0m，且采用全粘结灌浆。，且采

11、用全粘结灌浆。对于整体稳定性差，且前沿坡面须防护和美化的滑坡，宜采用现浇对于整体稳定性差，且前沿坡面须防护和美化的滑坡，宜采用现浇 钢筋混凝土格构与预应力锚索进行防护。而对于整体稳定性差、滑坡推钢筋混凝土格构与预应力锚索进行防护。而对于整体稳定性差、滑坡推 力过大，且前沿坡面须防护和美化的滑坡，宜采用预制预应力钢筋混凝力过大，且前沿坡面须防护和美化的滑坡，宜采用预制预应力钢筋混凝 土格构与预应力锚索进行防护。土格构与预应力锚索进行防护。 2 22 2 锚固荷载的计算锚固荷载的计算 对于采用格构加固的高陡边坡设计，首对于采用格构加固的高陡边坡设计，首 要的问题是计算锚固荷载；边坡在设计所提要的问

12、题是计算锚固荷载；边坡在设计所提 供的锚固荷载的作用下应处于稳定，并且稳供的锚固荷载的作用下应处于稳定，并且稳 定性系数应达到规范要求。通常情况下，计定性系数应达到规范要求。通常情况下，计 算锚固荷载应根据边坡的破坏类型确定计算算锚固荷载应根据边坡的破坏类型确定计算 方法。对于无连续滑动面的直立或近直立的方法。对于无连续滑动面的直立或近直立的 边坡，在采用锚杆边坡，在采用锚杆( (索索) )挡墙加固时，可以采用挡墙加固时，可以采用 土压力理论计算土压力或岩石压力，然后确土压力理论计算土压力或岩石压力，然后确 定锚固荷载，这类问题在挡土墙设计中有详定锚固荷载，这类问题在挡土墙设计中有详 细介绍。

13、而对于具有连续的潜在滑动面的边细介绍。而对于具有连续的潜在滑动面的边 坡，采用条分法稳定性进行锚固荷载反算坡，采用条分法稳定性进行锚固荷载反算。2 23 3 格构的结构设计与计算格构的结构设计与计算根据计算求得的锚固荷载和边坡实际情况，确定锚索的根据计算求得的锚固荷载和边坡实际情况，确定锚索的 布置及各锚索的设计锚固力，然后计算格构的内力。布置及各锚索的设计锚固力，然后计算格构的内力。计算格构内力目前常用以下几种近似方法：计算格构内力目前常用以下几种近似方法：1 1）将两个锚固点之间的格构梁简化为一个简支梁，如）将两个锚固点之间的格构梁简化为一个简支梁，如 图图6 6所示。梁上的分布荷载所示。

14、梁上的分布荷载p p根据梁两端的锚索最大设计荷载根据梁两端的锚索最大设计荷载 T T按下式近似计算：按下式近似计算：(1)(1)式中：式中：p p1 1，p p2 2 与与T T1 1，T T2 2对应的荷载集度；对应的荷载集度；l l两锚索之间格构梁的长度；两锚索之间格构梁的长度；T T1 1，T T2 2格构梁两端锚索的设计荷载。格构梁两端锚索的设计荷载。 如果如果T T1 1=T=T2 2=T=T，则格构梁上的荷载均匀分布，有，则格构梁上的荷载均匀分布，有p p1 1=p=p2 2=p=T/=p=T/l l (2) (2)该模型计算虽然简便，但存在以下存在以下该模型计算虽然简便，但存在以

15、下存在以下 缺陷：缺陷： （1 1）没考虑锚索设计锚固力在纵横两个格构方向上）没考虑锚索设计锚固力在纵横两个格构方向上 的分配，计算出的格构内力偏于保守；的分配，计算出的格构内力偏于保守； （2 2）没有考虑锚索处格构梁的连续性，即忽略了锚）没有考虑锚索处格构梁的连续性，即忽略了锚 索处格构梁的负弯矩作用，与实际受力状况有很索处格构梁的负弯矩作用，与实际受力状况有很 大差异。大差异。2 2）将两条伸缩缝之间的格构梁视作支撑在锚索处）将两条伸缩缝之间的格构梁视作支撑在锚索处 的多跨连续梁，各跨荷载仍按（的多跨连续梁，各跨荷载仍按（1 1）式计算。当各跨）式计算。当各跨 荷载不等且为不均匀分布时，

16、可取最不利跨的荷载按荷载不等且为不均匀分布时，可取最不利跨的荷载按 等效均布荷载计算，如图等效均布荷载计算，如图7 7所示。所示。该模型计算比较简单，但仍有以下两个缺陷：该模型计算比较简单，但仍有以下两个缺陷： （1 1）仍没考虑锚索设计锚固力在纵横两个格构方向上）仍没考虑锚索设计锚固力在纵横两个格构方向上 的分配，计算出的格构内力偏于保守；的分配，计算出的格构内力偏于保守； （2 2）忽略了格构梁各跨之间实际存在的荷载差异。）忽略了格构梁各跨之间实际存在的荷载差异。3）刚性梁弹性地基反力直线分布假定 （1）将坡面反力视为作用在格构上的荷载, 把锚杆 作用点看作支座, 将格构作为倒置的交叉梁格 体系来进行计算; ( 2) 认为整个格构为刚性, 假定坡面反力呈均 匀直线分布, 将横梁和纵梁看成相互独立的连续梁 。 其计算模型如图8所示.这种计算模型假设地基反力为直线分布, 为了确定地基反力的分布图形, 只需先求出两端地基反力集度p1 和p2。未知数p1 和p