锚杆格构梁在高边坡加固中的应用

摘要：随着锚固技术的不断发展，锚杆格构梁在边坡加固中广泛应用，本文以深圳某高边坡的加固工程实例，详细论述了锚杆格构梁用于加固高边坡的设计方案和施工技术，通过施工完后边坡的监测资料，表明该支护方式用于加固高边坡是安全有效的，并很好的体现了该技术的施工灵活性和方便绿化的特点，为类似的工程提供借鉴。

关键词：锚杆；格构梁；高边坡；地灾治理 0 引言

随着我国经济的不断发展，在城市建设、公路、铁路及水利等工程建设中，需要对山体进行开挖，形成了大量的人工高边坡，如果边坡不进行及时加固和处理，会产生滑坡或崩塌地质灾害，危及人民生命财产安全。锚杆格构梁技术是将拉力传至稳定岩土层中，以达到加固不稳定岩土体的目的。[1]该方法被广泛应用于高边坡的加固中，有以下优点：1）能有效加固浅层岩土体和深层岩土体；2）施工灵活性大，有效适应地层变化；3）格构梁之间坡面采用植被防护，与周边环境相协调；4）方便信息化施工和动态施工。[2][3]

1 工程概况

边坡位于深圳市宝安区福永街道，边坡总体呈直线型，走向近南北，坡长约380m，边坡坡高30~60m，局部有1~3级坡，整体坡度30°~70°。坡体主要由强~微风化花岗岩组成，为岩质边坡。坡面未采取支护措施，局部设有跌水，坡顶坡脚均建排水沟，坡脚采用浆砌石挡土墙加固，挡墙高约2.0m，墙顶宽约0.8m。坡顶为望牛亭公园，坡脚为小区住宅楼。边坡局部已发生多处崩塌地质灾害，主要位于边坡中上部，规模为微型~小型。根据现场调查，该边坡坡顶及坡底的排水沟堵塞，岩体节理裂隙发育，局部有倾向坡外的节理组，裂隙相互切割形成潜在滑动楔形体，存在崩塌隐患。

2 场地工程地质条件 2.1 地形地貌

边坡原始地貌为丘陵剥蚀台地地貌，坡顶标高35.32~72.85m，坡脚标高19.80~27.26m，场地地势起伏大，自然坡面一般植被发育，多为杂草和灌木，覆盖率可达90%。

2.2 地层岩性

根据地质勘察报告，场地地层有第四系人工填土层（Qml）、第四系残积层（Qel）和早白垩纪花岗岩（K1Zh），自上而下分述如下：

（1）人工填土层（Qml）人工填土：杂色，稍湿，松散~稍密，以碎石块和少量黏性土为主，偶见红色砖块，碎石含量约25%~30%。主要在坡脚钻孔有揭露。层厚介于0.20~3.40m，平均厚度1.06m。

（2）第四系残积层（Qel）花岗岩残积土：黄褐色，中密，原岩结构全部破坏，呈砾砂状，局部地段含未完全风化的石块。层厚介于0.50~10.40m，平均厚度3.80m。

（3）早白垩纪花岗岩（K1Zh）

①强风化花岗岩：褐黄色、灰白色，岩石风化强烈，岩体极破碎，上部呈混碎块状，下部以碎块状为主，碎块大多手折可断，风化不均匀，夹有少许中风化岩块，岩块大多手折可断，岩体极破碎，基本质量等级Ⅴ级，一般块径1~3cm，最大块径5cm。

②中风化花岗岩：褐黄色~灰白色，岩石风化中等，岩芯呈块状及短柱状，不均匀夹有强风化岩块，裂隙发育强烈，基本质量等级属Ⅳ级，一般柱长3~8cm，最大柱长15cm。厚度0.60～11.60m，平均厚度6.54m。

③微风化花岗岩（块状）：灰白色，岩石风化轻微，岩芯以块状为主，局部地段呈短柱状，裂隙发育，基本质量等级属Ⅲ级，一般块径3~10cm，最大块径14cm。厚度0.90～21.40m，平均厚度5.25m。

④微风化花岗岩（柱状）：灰白色，岩石风化轻微，岩芯以柱状为主，局部地段为块状，基本质量等级属Ⅱ级，一般柱长4~12cm，最大柱长20cm，该层未揭穿，最大揭露厚度39.00m。

2.3 边坡水文地质条件

场地地下水按含水介质的类型可分为第四系松散孔隙水和基岩风化裂隙水，局部具承压性。孔隙水赋存于第四系松散堆积层孔隙中，以上层滞水和潜水形式赋存，第四系人工堆积层，含水量大，水量不均，受降雨影响明显。基岩裂隙水主要赋存于基岩裂隙中，含水层通道呈网络状，具各向异性，连通性较好，富水性较好。

场地地下水主要接受大气降水补给，场地上部土体结构孔隙度较大，渗透性较好，大气降水能快速向下渗流，直接补给基岩裂隙水。地下水呈面状或网状裂隙通道径流，由高向低处排泄。

勘察期间，钻孔遇见地下水位，水位深度坡顶介于2.66~12.00m，高程介于44.85~62.90m。坡脚介于2.50~4.20m，高程介于18.04~19.72m。地下水位年变幅受地貌形态、雨季大气降水、地表水系下渗影响较大。

2.4 水、土对建筑材料腐蚀性评价

场地环境类别属Ⅱ类，地层渗透性按强透水性地层考虑，场地地下水对砼结构具弱腐蚀性；在长期浸水条件下对钢筋砼结构中钢筋具微腐蚀性，在干湿交替环境下对钢筋砼结构中钢筋具微腐蚀性。

3 边坡治理设计 3.1 参数选取

边坡体稳定性及边坡支护设计时所需的岩土物理力学参数值建议采用表1中的数值。

表1 岩土物理力学参数

土对挡地层名称 容3抗剪强度 土体与锚固体极限粘结强度标准值f凝rbk天然土墙基底天然 饱和 γ(kN/m) 摩擦系数μ 内摩擦角聚力凝摩擦内（kPa） 聚力C(kPa) φ(度) C(kPa) φ(度) 人工填土 17.5 0.25 - 0 10 5* 5* 花岗岩残积土 18.0 0.30 85 10 35 10* 20* 强风化花岗岩 18.3 0.40 150 20 40 15* 35* 中风化花岗岩 24.8 0.45 200 290 * 510* 2135* 微风化25.5 0.300 35512435* 花岗岩 50 0 * 0* 微风化花岗岩 26.5 0.50 400 380 * 510* 2535* 3.2 边坡治理方案

边坡为岩质边坡，影响该边坡稳定的主要因素为边坡岩体发育的节理裂隙。设计采用人工清除危岩+锚杆格构梁+主动防护网+坡脚挡土墙进行原位支护，在格构梁中间放置植生袋，在格构梁中间隔一横梁布置一排种植槽。对现有边坡进行清坡处理，坡面设置格构梁，间距2.5m×2.0m，截面尺寸350mm×350mm，格构梁节点处设置锚杆，锚杆为全粘结锚杆，锚杆体采用C32HRB400钢筋，在坡脚处设置3m高仰斜式挡土墙。

边坡塌方主要原因就是强降雨等诱发的，完善整个边坡的排水系统也是治理重点。本设计在坡顶新建截水沟，坡脚沿用原排水沟，坡中间隔一定距离设置钢筋混凝土跌水沟，边坡排水最终汇入周边市政排水系统，做到有序排放，边坡支护坡面示意图见图1.

图1 支护方案剖面示意图

图2 加固前边坡概貌 图3 加固后边坡概貌

4施工技术要求 4.1 清除危岩

边坡高、陡，受清除过程中大量危岩坠落影响，搭设脚手架无法保证施工安全的坡段，危岩清除施工以人工清除为主，清除危岩应严格按自上而下的顺序进行。施工前在坡下适当位置铺设松散填土及修筑拦渣坎或落石槽，减少岩块滚动距离，并在坡下设置必要的警戒范围，设置明显的警示牌，禁止任何人员进入警戒区。施工开挖范围内的不同工点尽量呈水平布置作业，从高处分条带向下逐层依次清理，避免交叉施工引发安全事故。

4.2 锚杆

1）锚杆采用风动干法成孔，成孔孔径不小于130mm，锚孔定位偏差不宜大于20mm，锚孔偏斜度不应大于2%，钻孔深度超过锚杆设计长度不应小于0.5m；

2）锚杆体采用C32HRB400钢筋，锚杆采用除锈，注浆段水泥浆的保护层不小于25mm，沿杆体轴线方向每隔1.5m设置一个对中支架，使锚筋在锚孔中居中；

3）注浆材料采用P.O 42.5普通硅酸盐水泥净浆，水灰比为0.45~0.50，浆体材料28d的无侧限抗压强度不应低于25MPa；

4）注浆管宜与锚杆同时放入孔内，注浆管端头到孔底距离宜为100mm，注浆自下而上连续灌注，且确保从孔内顺利排水、排气。

4.3 格构梁

1）在坡面上按设计尺寸进行测量放样，坡面格构梁采用半嵌入式，人工开挖沟槽，沟槽深250mm；

2）格构梁横梁和纵梁均为350mm×350mm，采用C30混凝土。格构梁按水平间距20m距离设置纵向伸缩缝，缝宽20mm，缝中应填塞沥青麻筋或其他有弹性的防水材料；

3）格构模板宜平直，重复使用前应清除表面异物，冲洗干净，涂脱模剂，减少蜂窝麻面、保证格构梁表面平顺；

4）钢筋铺设时要保证钢筋保护层厚度不小于35mm，钢筋搭接不小于35d，靠近横梁及纵梁交汇处按间距100mm加密布筋；

5）砼浇捣时要保持混凝土表面平整，湿润光泽，无干斑及滑移流淌现象，砼终凝后洒水养护14天。

4.4 主动防护网

在坡面矩形格梁窗孔2.0m*2.5m中布设纵横交错的∅16纵横向支撑绳，与格梁预先预留布置的支撑绳固定套环相联结并进行张拉，支撑绳构成的每个2.0m*2.5m网格内铺设一张D0/08/300，2.0m*2.5m型钢丝绳网，每张钢丝绳网与四周支撑绳间用∅8缝合绳缝合联结并拉紧，该预张拉工艺能使系统对坡面施以一定的法向预紧压力，从而提高表层岩土体的稳定性，尽可能地阻止崩塌落石的发生并将小部分落石限制在一定的空间内运动，并且防止植生袋及袋内基质的掉落。

4.5 生态修复

该边坡较陡，且坡上为公园，坡脚为道路和居民区，经过边坡的人流量较大；因此该边坡绿化植被不建议栽种高大乔木，可栽种低矮灌木、藤本、草本植物；其中灌木种类可选取3—5种.

1）缓坡植被：选择种植勒杜鹃(常绿小灌木）、马缨丹，灌木分片区栽种；靠近岩壁一侧种植爬山虎。

2）种植槽植被：种植槽内种植草、灌、藤本植物；灌木，分片区栽种马缨丹、和勒杜鹃;草本，播种白喜草、高羊茅、野菊花等；爬藤，栽种爬山虎，不需要每排种植槽均种植，可间隔一排种植槽，栽种爬藤。

3）坡脚挡墙：挡墙前可修筑种植槽，栽种灌木或者爬藤；挡墙可设置为艺术墙。

5 边坡监测

整段边坡沿坡顶每隔一定距离设置变形观测点，对边的变形进行监测，共布设17个沉降位移观测点，监测频率在施工期间三天一次，竣工后每月一次，在暴雨季节是当加密监测频率，在雨季和特大暴雨期间安排人工巡查。边坡位移及沉降监测报告表明，竣工后边坡累积最大水平位移量为15.0mm，最大沉降量为10.0mm，满足规范要求。

6 结论

本文通过锚杆格构梁加固高边坡的工程实例和边坡监测资料分析，表明锚杆格构梁用于加固高边坡是安全可靠的，很好的体现了该支护方式施工灵活性，能很好的适应地形变化，变形协调能力强，方便信息化施工和动态设计的有点，另外支护结构施工完毕后，在格构梁之间种植植生袋及格构梁上设置植生槽的生态修复方式，提升了边坡的生态景观。

参考文献

[1]康振江,王玉梅,邓文龙,等.深圳地质[M].地质出版社,2009. [2]郑颖人,陈祖煜,王恭先,等.边坡与滑坡工程治理[M].人民交通出版社,2010.

[3]郑生庆,郑颖人等.建筑边坡工程技术规范（GB50330-2013）[S].中国建筑工业出版社，2013.