邊坡地質(zhì)災(zāi)害防治工程-支擋結(jié)構(gòu)簡介

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)簡介支擋結(jié)構(gòu)簡介第一節(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)，用來支承鐵路上部結(jié)構(gòu)

2、和路堤填方。在水利、礦場、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。當以上工程或其它巖土工程遇到不良地質(zhì)災(zāi)害時，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重要組成部分，隨著我國國民經(jīng)濟水平的提高，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)約用地觀念的加強等，支擋結(jié)構(gòu)在巖土工程中的使用越來越廣泛，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越大。一、重力式擋土墻由于我國在一些地區(qū)石料來源豐富，就地取材方便，再加上施工方法簡單，因此，在過去很長一段時間內(nèi)，石砌的重力式擋土墻是我國巖土工程中廣泛采用的主要支擋結(jié)構(gòu)。這種擋土墻形式簡單，設(shè)計一般采用庫侖土壓力理論，當墻體向外變形墻后土體達到主動土壓力狀態(tài)時，假定土中主動土壓滑動面為平面并按滑動土楔的極限平衡條件來求算主動土壓力。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維持，墻身一

4、般采用漿砌片石來砌筑，有時也用混凝土灌注。上世紀五十年代為適應(yīng)西南山區(qū)地形陡峻的特點，出現(xiàn)了我國獨創(chuàng)的衡重式擋土墻。衡重式擋土墻最初在寶（雞）成（都）鐵路廣元至略陽段使用。1959年，鐵道部第二勘測設(shè)計院在西安召開的全國坍方滑坡會議上介紹了這種擋墻新形式，得到了大會的贊許，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、專業(yè)設(shè)計院、鐵二院等單位聯(lián)合開展了科研攻關(guān)，完善了衡重式擋墻按第二破裂面計算的理論，編制了有關(guān)的標準圖，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)中得到推廣運用。上世紀九十年代及本世紀第一個十年是我國道路建設(shè)飛速發(fā)展的年代，特別是鐵路運營速度的不斷提高，運營安全受到社會廣泛關(guān)注，鐵路擋土墻的強度安全也受到進一步的重視。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)計規(guī)范》修編時明確規(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，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土墻進行過一系列的研究，八十年代末又對卸荷板擋土墻特別是短卸荷板式擋土墻的受力狀態(tài)進行了系統(tǒng)的分析研究。1990年由鐵道部第一勘測設(shè)計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）鐵路上進行了結(jié)合工程的科學(xué)試驗，總結(jié)出了短卸荷板擋土墻的設(shè)計計算方法，有關(guān)內(nèi)容納入了《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》。1996年鐵道部第二勘測設(shè)計院

7、設(shè)計、第二工程局施工，在南昆鐵路修建成功我國第一座高托盤與卸荷板相接合的高托盤卸荷板式鐵路路肩擋土墻。錨桿擋土墻：二十世紀四、五十年代，美國、法國、西德等國家就開始利用錨桿加固水電站邊坡、隧道及洞口邊坡等。例如，1945年，法國修建某大型混凝土建筑物時，發(fā)現(xiàn)附近的懸崖出現(xiàn)移動，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，開始采用小型永久性灌漿錨桿，隨后，錨桿擋土墻和錨桿護壁在西方國家得到廣泛運用。我國二十世紀五十年代開

8、始引進錨桿技術(shù)，最初在煤炭系統(tǒng)中使用，隨后又在水利、鐵道、建筑、國防工程中逐漸推廣。1966年鐵路部門在成昆鐵路上首次將錨桿擋土墻用來加固邊坡，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，總長度為1029m。錨桿類型為灌漿楔縫式、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用錨桿擋土墻，例如，衡（陽）廣（州）復(fù)線舊橫石車站的整體肋板

9、式錨桿擋土墻（長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)計規(guī)則》中，并編制了相應(yīng)的標準圖供設(shè)計中運用，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)上世紀七十年代末、八十年代初在高層建筑的深基坑支護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、臨時加固工程?！锻翆渝^桿設(shè)計與施工規(guī)范》（中國工程建設(shè)標準化協(xié)會標準）對永久性錨桿的使用作了一些限制，例如，永久性錨桿設(shè)計時必須先進行基本試驗，永久性錨桿的錨固段不應(yīng)設(shè)置在未經(jīng)處理的有機質(zhì)土、液限WL＞50%的土層、相對密度Dr＜0.3的土層等。加筋土擋土墻：加筋土工程起源于法國，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迅速發(fā)展。我國從二十世紀七十年代初就開始

11、了加筋土擋土墻的研究工作。1979年云南省煤礦設(shè)計院在云南田壩礦區(qū)建成了我國第一座加筋土擋土墻儲煤倉，該擋墻長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，推動了加筋土擋墻在我國的推廣運用。八十年代，先后在公路、水運、鐵路、水利、市政、煤礦、林業(yè)等部門運用這項技術(shù)，加筋土工程的設(shè)計計算理論和施工技術(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)計規(guī)范和施工技術(shù)規(guī)范。近年來，加筋土技術(shù)不斷提高，據(jù)不完全統(tǒng)計，全國已建成加筋土擋土墻上千余座。許多部門都在相應(yīng)的設(shè)計規(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