邊坡地質(zhì)災(zāi)害防治工程-支擋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

1、１邊坡地質(zhì)災(zāi)害防治工程邊坡地質(zhì)災(zāi)害防治工程支擋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介支擋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介第一節(jié)支擋結(jié)構(gòu)的發(fā)展和展望支擋結(jié)構(gòu)包括擋土墻、抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索等支撐和錨固結(jié)構(gòu)，是用來(lái)支撐、加固填土或山坡土體、防止坍滑以保持其穩(wěn)定的一種建筑物。在鐵路、公路路基工程中、支擋結(jié)構(gòu)主要用于承受土體側(cè)向土壓力，它被廣泛應(yīng)用于穩(wěn)定路堤、路塹、隧道洞口以及橋梁兩端的路基邊坡等，近幾年在高速鐵路建設(shè)工程中，在軟土或松軟土地基地段也采用了一種新型的路基樁板結(jié)構(gòu)，用來(lái)支承鐵路上部結(jié)構(gòu)

2、和路堤填方。在水利、礦場(chǎng)、房屋建筑等工程中，支擋結(jié)構(gòu)主要用于加固山坡、基坑邊坡和河流岸壁的穩(wěn)定等。當(dāng)以上工程或其它巖土工程遇到不良地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，支擋結(jié)構(gòu)主要用于加固或攔擋不良地質(zhì)體。例如，加固滑坡、崩塌、巖堆體，攔擋落石、泥石流等。支擋結(jié)構(gòu)是巖土工程中的一個(gè)重要組成部分，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的提高，基本建設(shè)的不斷發(fā)展，支擋結(jié)構(gòu)技術(shù)水平的提高以及減少環(huán)境破壞、節(jié)約用地觀念的加強(qiáng)等，支擋結(jié)構(gòu)在巖土工程中的使用越來(lái)越廣泛，特別是在鐵路、公路路基

3、及建筑基礎(chǔ)工程中所占的比重也越來(lái)越大。一、重力式擋土墻由于我國(guó)在一些地區(qū)石料來(lái)源豐富，就地取材方便，再加上施工方法簡(jiǎn)單，因此，在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，石砌的重力式擋土墻是我國(guó)巖土工程中廣泛采用的主要支擋結(jié)構(gòu)。這種擋土墻形式簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)一般采用庫(kù)侖土壓力理論，當(dāng)墻體向外變形墻后土體達(dá)到主動(dòng)土壓力狀態(tài)時(shí)，假定土中主動(dòng)土壓滑動(dòng)面為平面并按滑動(dòng)土楔的極限平衡條件來(lái)求算主動(dòng)土壓力。在側(cè)向土壓力作用下，重力式擋土墻的穩(wěn)定性主要靠墻身的自重來(lái)維持，墻身一

4、般采用漿砌片石來(lái)砌筑，有時(shí)也用混凝土灌注。上世紀(jì)五十年代為適應(yīng)西南山區(qū)地形陡峻的特點(diǎn)，出現(xiàn)了我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的衡重式擋土墻。衡重式擋土墻最初在寶（雞）成（都）鐵路廣元至略陽(yáng)段使用。1959年，鐵道部第二勘測(cè)設(shè)計(jì)院在西安召開(kāi)的全國(guó)坍方滑坡會(huì)議上介紹了這種擋墻新形式，得到了大會(huì)的贊許，以后在鐵路路基工程中逐步推廣，又由鐵道部科學(xué)研究院、專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)院、鐵二院等單位聯(lián)合開(kāi)展了科研攻關(guān)，完善了衡重式擋墻按第二破裂面計(jì)算的理論，編制了有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)圖，加快了在鐵

5、路系統(tǒng)全路的推廣。衡重式擋土墻是我國(guó)山區(qū)鐵路應(yīng)用較廣泛的一種擋墻形式，并已在公路等其他行業(yè)中得到推廣運(yùn)用。上世紀(jì)九十年代及本世紀(jì)第一個(gè)十年是我國(guó)道路建設(shè)飛速發(fā)展的年代，特別是鐵路運(yùn)營(yíng)速度的不斷提高，運(yùn)營(yíng)安全受到社會(huì)廣泛關(guān)注，鐵路擋土墻的強(qiáng)度安全也受到進(jìn)一步的重視。以往由于擋土墻需要大量的漿砌片石，其砂漿質(zhì)量及墻的整體砌筑質(zhì)量不易保證，出于保證擋土墻質(zhì)量的目的，2006年《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》修編時(shí)明確規(guī)定：“重力式擋土墻墻身材料應(yīng)

6、采用混凝土或片石混凝土”。因此近幾年來(lái)，鐵路主要干線的重力式擋土墻材料均已采用混凝土或片石混凝土３土墻進(jìn)行過(guò)一系列的研究，八十年代末又對(duì)卸荷板擋土墻特別是短卸荷板式擋土墻的受力狀態(tài)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析研究。1990年由鐵道部第一勘測(cè)設(shè)計(jì)院主持并與西南交通大學(xué)、鐵道部第四工程局合作，在侯（馬）月（山）鐵路上進(jìn)行了結(jié)合工程的科學(xué)試驗(yàn)，總結(jié)出了短卸荷板擋土墻的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，有關(guān)內(nèi)容納入了《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》。1996年鐵道部第二勘測(cè)設(shè)計(jì)院

7、設(shè)計(jì)、第二工程局施工，在南昆鐵路修建成功我國(guó)第一座高托盤(pán)與卸荷板相接合的高托盤(pán)卸荷板式鐵路路肩擋土墻。錨桿擋土墻：二十世紀(jì)四、五十年代，美國(guó)、法國(guó)、西德等國(guó)家就開(kāi)始利用錨桿加固水電站邊坡、隧道及洞口邊坡等。例如，1945年，法國(guó)修建某大型混凝土建筑物時(shí)，發(fā)現(xiàn)附近的懸崖出現(xiàn)移動(dòng)，為了保證其穩(wěn)定，采用錨桿加固邊坡。五十年代中期，在隧道襯砌中，開(kāi)始采用小型永久性灌漿錨桿，隨后，錨桿擋土墻和錨桿護(hù)壁在西方國(guó)家得到廣泛運(yùn)用。我國(guó)二十世紀(jì)五十年代開(kāi)

8、始引進(jìn)錨桿技術(shù)，最初在煤炭系統(tǒng)中使用，隨后又在水利、鐵道、建筑、國(guó)防工程中逐漸推廣。1966年鐵路部門(mén)在成昆鐵路上首次將錨桿擋土墻用來(lái)加固邊坡，成昆鐵路共修建小錨桿（錨孔直徑為40~50mm）擋土墻14處、大錨桿（錨孔直徑為100~150mm）擋土墻3處，總長(zhǎng)度為1029m。錨桿類(lèi)型為灌漿楔縫式、灌漿鋼筋束等，最大墻高為16m。繼而在川黔、湘黔、太焦、京九、南昆鐵路等線上推廣運(yùn)用錨桿擋土墻，例如，衡（陽(yáng)）廣（州）復(fù)線舊橫石車(chē)站的整體肋板

9、式錨桿擋土墻（長(zhǎng)119m，高10m）等，使用效果都很良好。鐵道部1990年將錨桿擋土墻納入《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)則》中，并編制了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)圖供設(shè)計(jì)中運(yùn)用，加速了這種結(jié)構(gòu)在鐵路中的推廣使用。建筑、冶金等行業(yè)上世紀(jì)七十年代末、八十年代初在高層建筑的深基坑支護(hù)中也大量采用了錨桿加固技術(shù)。由于錨桿在土質(zhì)邊坡中的加固作用比較復(fù)雜，《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定錨桿擋土墻僅適用于一般地區(qū)巖質(zhì)路塹地段，目前錨桿擋土墻在土質(zhì)邊坡的支擋工程中常用于

10、臨時(shí)加固工程。《土層錨桿設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》（中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)）對(duì)永久性錨桿的使用作了一些限制，例如，永久性錨桿設(shè)計(jì)時(shí)必須先進(jìn)行基本試驗(yàn)，永久性錨桿的錨固段不應(yīng)設(shè)置在未經(jīng)處理的有機(jī)質(zhì)土、液限WL＞50%的土層、相對(duì)密度Dr＜0.3的土層等。加筋土擋土墻：加筋土工程起源于法國(guó)，亨利.維特爾于1963年提出加筋土結(jié)構(gòu)新概念，1965年在法國(guó)建起了世界上第一座加筋土擋墻。而后，加筋土擋墻在世界各國(guó)迅速發(fā)展。我國(guó)從二十世紀(jì)七十年代初就開(kāi)始

11、了加筋土擋土墻的研究工作。1979年云南省煤礦設(shè)計(jì)院在云南田壩礦區(qū)建成了我國(guó)第一座加筋土擋土墻儲(chǔ)煤倉(cāng)，該擋墻長(zhǎng)80m，高2.3~8.3m，采用鋼筋混凝土墻面板，素混凝土塊穿鋼筋作拉筋。該擋墻的建造成功，推動(dòng)了加筋土擋墻在我國(guó)的推廣運(yùn)用。八十年代，先后在公路、水運(yùn)、鐵路、水利、市政、煤礦、林業(yè)等部門(mén)運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)，加筋土工程的設(shè)計(jì)計(jì)算理論和施工技術(shù)也日臻成熟。鐵道部1990年將加筋土擋土墻納入《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)規(guī)則》中，交通部也于19

12、91年正式頒發(fā)了公路加筋土工程設(shè)計(jì)規(guī)范和施工技術(shù)規(guī)范。近年來(lái)，加筋土技術(shù)不斷提高，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)已建成加筋土擋土墻上千余座。許多部門(mén)都在相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范和施工技術(shù)規(guī)范中列入了有關(guān)加筋土技術(shù)的內(nèi)容或條款，結(jié)構(gòu)中已廣泛采用鋼筋混凝土、復(fù)合土工帶、土工格柵等材料作為拉筋，墻面板除采用鋼筋混凝土面板外，也出現(xiàn)了采用土工合成材料的無(wú)面板包裹式加筋土擋土墻。目前，由于土工合成材料發(fā)展迅速，加筋土擋土墻中已普遍采用土工合成材料作為拉筋。錨定板擋土墻