锚索桩与挡墙处治的半填半挖路基设计方案优化探讨

一、基本情况
某高山峡谷区斜坡上覆崩坡积+坡残积+坡洪积碎石土堆积体,其中碎石含量约65%,粒径多以0.1~0.3m的为主,个别达到1.5m,成分为砂岩。碎石间粉质粘土胶结,堆积体呈稍密~中密状态 ,厚约5~30m,且呈现标高越低,厚度越大的分布形态,自然坡度约35゜左右。堆积体下伏强~中风化千枚岩夹砂岩,其中强风化卸荷带厚约5m左右,基岩产状略反倾。
线路以半填半挖的形式通过该段斜坡中部。其中外侧填方采用高为13m、顶宽1.25m,底宽5.32m的衡重式挡墙进行支挡。内侧挖方段根据圆弧搜索法计算得出堆积体潜在滑体的下滑力为900KN/m,故采用2×3×35m@5m的锚索抗滑桩进行支挡。其中桩体外露悬臂长10m,滑面以上桩体长18m,即桩体实际锚固段长17m。在桩顶设置2孔预应力分别为700KN/孔,长为25m的锚索进行处治。该方案工程造价为A万元。
图1 原设计工程地质断面图
二、坡体处治方案合理性分析
1、从地质资料分析,该段自然坡体平顺,坡体稳定性较好,但存在局部的冲刷与危岩落石,因此,自然坡体属于基本稳定状态的坡体。但坡体在内侧挖方高约10m,填方高约9m的扰动情况下对坡体的稳定性产生较大影响,会改变坡体的稳定状态。也就是说,工程施作以前坡体是基本稳定的,但工程的填挖方扰动后,坡体的稳定性会不同程度的降低,且这个降低是与工程有直接关系的。
因此,技术人员采用圆弧搜索法所得出的控制性滑面并没有从挖方坡脚或加载影响区通过,而是从深层的堆积体中通过可能是欠合理的,这直接造成抗滑桩长度明显偏大,工程的经济性偏差。
2、设计的抗滑桩前路堑挖方“三角体”高约10m,宽约7.5m。因此,可以依据原自然坡体的稳定状态和开挖损失的“三角体”被动土压力或抗剪力反向核查所需要补充的工程支挡规模。
3、设计的衡重式挡墙及其部加载的“三角体”高约9m,宽约8m。因此,可以依据原自然坡体的稳定状态和加载“三角体”形成的主动土压力或下滑力反向核查所需要补充的工程支挡规模。
4、自然坡体处于基本稳定状态,故可以在对外侧填方、内侧挖方造成坡体局部稳定性有所降低的情况,尽量通过填挖方平衡,甚至是填方规模小于挖方规模的基础上,不降低整个堆积体的稳定性或略有提高整个坡体的稳定性,必要时可以采用支挡工程予以提高。
也就是说,半填半挖路基因在考虑因填、挖造成坡体局部稳定性降低的情况下,应尽量减小坡体作为一个完整体系的稳定性影响,必要时采用工程在处治填、挖方坡体局部稳定性的基础上,适当提高坡体的整体稳定性。
基于此,原设计采用的半填半挖路基处治方案是欠合理的,应进行必要的优化调整。
三、优化处治方案
1、填方段采用台阶式开挖后,设置高10m的泡沫轻质土进行路基加宽回填。这样处治的好处是台阶开挖时挖除的土方重量大于泡沫轻质土的重量,故对坡体的整体稳定性没有影响。泡沫轻质土采用锚杆加固,可有效提高泡沫轻质与坡体的局部稳定性。
2、堆积体由稍密~中密状态,胶结较好的碎石土构成,故取消锚索抗滑桩改用1:0.75坡率开挖后设置轻型的锚索和锚杆框架进行加固。且锚索和锚杆置于基岩中,有效提高堆积体依附于土岩界面的稳定性。经优化后的边坡高度为20m。
3、该方案工程造价约为0.2A万元。

图2 优化后的工程地质断面图

优化方案的工程属于轻型支挡防护工程,对高山峡谷区的地形适当能力强,施工便捷,是一个相对较优的方案。

(0)

相关推荐