路堑式抗滑桩设置合理性探讨(一)

抗滑桩作为路基病害处治中的“重型武器”(有的人也叫它地灾工程中的核武器)在工程中广泛应用,成为很多技术人员的“撒手锏”而打败了很多“强大的、渺小”的对手,取得了一个个“战疫”的“胜利”,但这种胜利是惨烈的,或者说是惨胜吧!因为,为了打败敌人,不断的使用“核武器”耗费了大量的资源,如果没有一个强大的投资人,可能会由于高昂的“核武器”费用使其冷汗直冒。毕竟大量使用抗滑桩,不是每一个人都能拥有的实力。
一、基本情况
某工点自然斜坡约35°,地表覆盖层为厚约5~10m左右、母岩为白云岩、呈松散~稍密状的Q4崩坡积体,下伏Q3中密~密实的冲洪积卵石、砾石层,其下为前寒武系白云岩,公路以半填半挖的形式通过。为确保挖方路堑边坡安全,技术人员计算所得的坡体下滑力约为1500KN/m,故设置了130根2×3×20~24m@5m的锚索抗滑桩进行支挡。其中桩体悬臂段设置3孔,规格为6束,长34~38m,每孔设计拉力为700KN的预应力锚索。以锚索抗滑桩为主的支挡工程造价约5200万元。
图1 拟采用的工程地质断面图
二、拟开挖坡体稳定性分析
1、从地质资料来分析,拟开挖的路堑边坡主要由松散~稍密状Q4崩坡积体和中密~密实Q3冲洪积卵砾石体构成。这就说明下伏的Q3堆积体具有较大的稳定休止角,而上伏的Q4崩坡积体虽然休止角相对较小,但仍约为现自然坡度的35°,这说明堆积体具有相对较好的稳定性。
2、从拟开挖桩前“三角体”的最大高度10m,最厚约13m的规格来分析,在原自然坡整体稳定性较好的情况下,“三角体”的抗剪力或土压力被开挖解除后,应补偿与其相对应工程进行支挡是为最佳。
3、坡体中无地下水分布,这对路堑边坡来说是有利的。
根据以上分析得,原设计采用大截面锚索抗滑桩工程规模明显偏大,造成同工程的性价比严重偏低。
三、优化方案
1、对坡体下部的中密~密实Q3冲洪积卵砾石层设置1:0.5坡率、高6m的面板(厚30cm)式轻型钢锚管挡墙进行收坡、固脚。利用钢锚管强大的锚固力和开挖规模较小的面板结构实现对边坡的固脚加固。
2、在松散~稍密的崩坡积体段第二、三级边坡设置钢锚管框架加固工程,利用钢锚管强大抗剪力对崩坡积与冲洪积体界面进行加固,防止坡度体依附于该结构面出现变形。
该部位边坡开挖后需即时喷射一层厚约5cm的素砼,从而有效减小工程开挖导致的坡体扰动,并连贯进行钢锚管施工,在坡体中形成加筋效果,为后续施工框架提供充裕时间。
3、整个边坡开挖前,为进一步减小工程对自然坡体的扰动,在开挖坡口线外设置一排钢锚管进行预加固,从而为后续边坡开挖提供安全储备。
图2 建议采用的工程地质断面图

经以上优化后的边坡高为23m,有效利用全粘接钢锚管的即时锚固力,并采用预锚固、即时喷砼封闭减少扰动等工艺,工程的安全性有效提高,可有效确保边坡的正常开挖施作。工程造价约为600万元,为原方案的约11.5%,工程经济性具有明显的优势,且坡面绿化后,行车的视觉与工程的环保性大幅提高,是一个相对较优的方案。

以上案例说明,岩土工程师不能迷恋于所谓的计算,岩土工程应贯彻定性分析为基础,建立合理的边坡地质模型和计算模型,方能为后续的边坡计算模型或数值模拟模型奠定的基础。否则,边坡工程的设计可能成为水中花,镜中月,一切技术无从谈起,这是一件令人遗憾的事。

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