边坡深层土体水平位移及锚索内力测试分析

边坡深层土体水平位移及锚索内力测试分

析

陈昊海

作者简介：陈昊海（1983-），男，主要从事岩土工程监测方向研究. E-mail: 247226031@

（福建省建筑科学研究院）

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摘要：边坡土体水平位移、沉降及锚索内力是控制边坡安全的重要的三个指标。本文结合工程实例，通过预埋在边坡内的深层水平位移观测点监测深层土体水平位移变化情况，从中得出了边坡位移沿深度方向及与施工进度之间的变化规律；另外，通过埋设在锚索中的钢筋应力计，分析了锚索内力在整个施工过程中的变化规律。 10

关键词：深层土体水平位移；锚索内力 中图分类号：TU4

Analysis of horizontal displacements in the soil slope and

internal force of anchor wire

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Chen Haohai

(Fujian Academy of Building Research)

Abstract: In this paper, Horizontal displacements of the soil slope, settlement and inner force of anchor wire are the the three most important factors to control the slope safety.This paper has combined with the project examples, through the observation point embedded in the deep level 20

within the slope to monitor the soil horizontal displacement variation. Drawed the reguarity between slope displacement and construction progress. In addition, through the stressometer buried in the anchor wire ，the changing reguarity of internal force in anchor wire has been analyzed.

Key words: Horizontal displacements of the soil slope; internal force of anchor wire

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0 引言

目前在地下洞室、高边坡、大坝、桥墩等重大工程的稳定性加固中，预应力锚杆或锚索由于其良好的工作性能和经济效益而得以大量应用。工程在开挖过程中施加预应力可改善内部应力状态，提高岩体物理力学性质，稳定性得以提高。软岩边坡地质条件复杂，加固难度30

相对较大，且其施工过程易受外界因素的影响，因此对该类边坡施工监测过程进行研究具有一定的代表性。

1 工程概况

依据岩土工程详勘报告，某工程边坡的地层从上到下依次为：

1．杂填土：灰黄、杂色，松散-稍密状，湿。 35

2．（粉质）粘土：灰黄，可塑，湿，一般厚度较小。

3．淤泥：局部淤泥质土。灰色，流塑-软塑，饱和。主要分布在冲海积平原地段。 4．（粉质）粘土：灰黄，可塑，湿。主要分布在冲海积平原地段。 5．细中砂：浅黄、浅灰，松散-中密，饱和。主要分布在冲海积平原地段。

6．淤泥：局部淤泥质土。灰色，流塑-软塑，饱和，主要分布在冲海积平原地段。 40

7．粉质粘土：灰黄，可塑，湿。主要分布在冲海积平原地段。

8．中砂：灰白、浅灰，中密-密实，饱和，主要分布在冲海积平原地靠江滨一带。

9．砾砂：浅灰色，中密。本层仅零星分布。

10．卵石：局部为砾石。浅黄、浅灰色，硬，中密-密实状，湿。主要分布在冲海积平45

原地段。

11．粉质粘土：灰黄色，可塑，湿。该层仅零星分布。

12．卵石：浅黄、浅灰色，硬，中密状，湿。该层仅零星分布。

13．坡积粘性土：褐黄、褐红色，可塑-硬塑。主要分布在丘陵、沟谷地带。

131．坡积(碎)卵石：灰黄、浅灰色，稍密-中密。主要分布在丘陵、沟谷地带，仅局部50

分布。

14．残积砂质粘性土：灰白、褐黄色，可塑，很湿。

15．强风化花岗岩：浅灰黄、褐黄色，硬塑，湿。

16．中风化花岗岩：浅灰、褐黄，坚硬，湿，部分裂隙发育。

各土层的物理力学指标和设计计算参数见表1。

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表1 各土层参数

Tab. 1 soil parameter

水平位移观测点观测点

图1 边坡平面图

Fig. 1 slope plan

2土体水平位移沿时间变化分析

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深层土体水平位移是通过预埋在边坡坡顶测斜管来监测的，为保证测斜管最下端为不动点，测斜管埋置深度为24.0m，采用美国SINCO测斜仪器进行测量，精度可达0.01mm。在基坑周边共埋设23根测斜管。

为了便于观察施工的不同段段位移变化发展情况，以C2#测斜管为例，分别画出该管在65

深层土体水平位移过程曲线，见图3。

图2 2号孔位移曲线

Fig. 2 2# observation point displacement curve

上述由于边坡开挖速率较大从而引起锚索预应力增加、土压力值增长的现象在钻孔测斜70

中也得到了反映，从2009 年6月～2009年9月平均位移量为3.5mm，最大为4.2 mm。但是到支护工程完成后，位移量减少，说明锚索张拉完成后水平位移明显减小，已形成的裂隙因张拉而得到闭合。

对边坡工程最大的危害因素是降水。由于受到不间断降雨的影响，到2010 年6月雨季结束，C2＃测斜孔平均位移为3.3 mm，特别是坡体中上部，个别断面的位移量和位移速率都75

较大，对边坡的稳定构成严重隐患。鉴于此，及时对边坡的排水系统进行了一次排查疏通。

雨季结束后，位移量并没有继续明显增大，说明边坡的排水状况得到了改善。

从图2的位移曲线图上还可以看到，位移在深度方向并没有太大的突出点，说明坡体虽然受缓倾向路基的夹层影响，但并没有沿夹层滑动的趋势，只是整体处于蠕动阶段。另外，位移值并不是一直在增大，而是处在不断的波动过程中，除去观测误差，说明边坡应力场、位移场仍在不断的调整中。

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3预应力锚索内力分析

预应力锚索主要由锚固段、自由段和外锚固段构成，外锚固段由混凝土框架地梁及锚具组成。预应力锚索采用270级高强度低松弛钢绞线制作，钢绞线应除锈除污。自由段钢绞线涂抹黄油，作防锈处理后再外加PVC 管。为确保钢绞线顺直，在锚固段每隔lm 间隔设置架85

线环与紧箍环，自由段每隔2m间隔设置架线环与紧箍环。锚固段作为提供锚索抗拔力的基