失稳坡间桥台基础的加固

D0I:10.13374/i.issm1001-053x.2006.02.025 第28卷第2期 北京科技大学学报 Vol.28 No.2 2006年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2006 失稳坡间桥台基础的加固 高永涛1)张怀静2)吴顺川1)金爱兵1) 孙金海1) 1)北京科技大学土木与环境学院，北京1000832)北京建筑工程学院，北京100044 摘要某高速公路的一座跨路通道桥，接近竣工时发现坡体连同桥台基础出现明显失稳的迹 象.为保证通道桥的稳定和运行安全，采用预应力底锚、侧锚、中高压注浆等综合加固措施，对坡体 和桥台进行了整体加固.运用FLAC软件对加固结构进行了数值计算，确定了设计参数.工程实 践验证该加固措施的有效性. 关键词通道桥；桥台；边坡；基础加固；数值模拟 分类号TD12;U412.33 我国东北地区某高速公路跨路通道桥，其两 侧桥台坐落在泥质页岩的路堑边坡上，岩体为单· 2加固方案的选定 斜岩层，呈全风化和强风化，桥梁主体结构建成 根据现场实测和推断，确定了潜在滑移面的 后，发现右侧桥台基础下移，出现整体失稳的明显 位置，将桥台和坡体视为一体进行总体加固，最终 迹象，如不进行及时加固，势必严重威胁建成后桥 确定了预应力底锚、侧锚为基础以中高压注浆为 梁的总体稳定和运行安全.笔者在经过充分工程 辅助的综合加固方案（见图1）.即在安装预应力 地质调查和理论计算的基础上，提出并采用了预 底锚、侧铺的同时，进行中高压注浆，在加固桥台 应力底锚、侧锚、中高压注浆等综合加固方案，使 的同时实现了对桥台基础的岩土体整体改性，可 加固工程最终圆满成功， 确保加固后桥台的永久稳定， 1工程地质概况 回填上 (1)基础岩层风化严重.整个右侧路堑边坡 均为风化一强风化的泥质页岩，遇水易泥化和膨 张，严重地段甚至引起边坡局部滑塌 (2)岩层与边坡倾向一致.边坡岩层为单斜 岩层，倾角范围在17~36°之间，而设计坡度为1： 0.5,岩层在坡面上层状凸现，在视觉上坡体即呈 3000 现不稳定状态， 底错 (3)桥台基础岩体结构复杂.勘察表明：右 图1桥台及边坡加固设计图（单位：mm) 侧桥台周边有一倾伏的稻曲构造，褶曲呈反“$” Flg.1 Reinforcement of the abutment and rock-masses slope 型，轴面的产状在240~250°∠30~50°之间，褶曲 system(unit:mm 处岩层极为破碎，为小型的构造破碎带，这是建立 (1)预应力底锚.在桥台内侧基础布置一组 桥台基础最为不利的地质层14). 预应力底锚，每根底锚由3根25mm的螺纹钢 (4)建成后的桥台失稳.2001年6月，整个 (3级钢)组成，间距为2m×1.5m,长度为20m, 桥梁结构建成后，发现右侧桥台结构出现微裂缝， 锚固段长度为10m,设计预应力值为250kN.底 基础坡体出现下滑痕迹.这说明桥台连同坡体出 锚的作用在于：将桥台固定在深层稳定的岩体上， 现整体失稳，必须进行有效加固 可以有效增加桥台的稳定性；同时，利用底锚本身 收稿日期：2004-11-15传回日期：2005-01-17 的抗剪性能在加固桥台基础同时实现了对失稳坡 作者简介：高水海(1963一).男，教授，博士 体的加固. (2)预应力侧锚.计算表明，仅靠底锚不足

第 2 8 卷 第 2 期 2 0 0 6 年 2 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n al o f U n i v e r s iyt of cS i e 毗 . O d T ec 七加 l昭y eB 幼i略 V oj 。 2 8 N O 。 2 万饱b 。 2 0 0` 失稳坡间桥台基础的加固 高永 涛 ` ) 张 怀 静 2 ) 吴顺川 ` ) 金 爱兵 ` ) 不J 、 金 海 ` ) 1 ) 北京科技大学土木与环境学院 , 北京 2 0 00 83 2 ) 北京建筑工程学院 , 北京 10 0 0 4 4 摘 要 某高速公路的一座 跨路通道 桥 , 接 近竣工 时发 现坡 体连 同桥 台基础 出现明 显失稳 的迹 象 . 为保证通道桥的稳定和运行安全 , 采用预应力底锚 、 侧锚 、 中高压注浆 等综合加固措施 , 对坡体 和桥台进行了整体加 固 . 运用 F L A C 软件对加 固结构 进行 了数值计算 , 确定了设计参数 . 工 程实 践验证该 加固措施的有效性 , 关键词 通道桥 ; 桥 台; 边坡 ; 基础加 固; 数值模拟 分类号 T D 1 2 ; U 4 1 2 . 3 3 我国东北 地 区 某高 速公 路 跨路 通 道 桥 , 其两 侧桥台坐落在泥质 页 岩的路 堑 边坡 上 , 岩体为单 斜岩 层 , 呈全 风 化和 强 风 化 . 桥梁主体结构建成 后 , 发现 右侧桥台基础 下移 , 出现 整体失稳的明显 迹 象 , 如 不进行及 时加 固 , 势必严重威胁建成后桥 梁 的总体稳 定和运 行安全 . 笔 者在经过充分 工 程 地质调 查和理 论 计算的基础 上 , 提 出并采 用 了预 应力底 锚 、 侧锚 、 中高压注 浆等综 合加 固方案 , 使 加固工 程最终 圆满成功 . 2 加固方案的选定 根据现场 实测 和 推断 , 确定 了 潜在 滑 移面 的 位置 , 将桥台和坡体视为一体进行总体加 固 , 最终 确定 了预应 力底锚 、 侧 锚 为基础 以 中高 压 注浆为 辅助 的综合加 固方案 ( 见 图 1 ) . 即在安 装预应 力 底锚 、 侧锚 的同时 , 进行 中高压 注 浆 , 在 加 固桥 台 的同时 实现 了对 桥台基 础 的岩土 体整体改性 , 可 确保加 固后桥台的永 久稳 定 . 1 工程地质概况 ( 1) 基础岩层风 化 严重 . 整 个右侧路堑 边坡 均为风化一强 风化的 泥 质页岩 , 遇 水 易泥 化 和膨 胀 , 严 重地段 甚至 引起边坡局 部滑塌 . ( 2) 岩层与边 坡 倾向一致 边 坡岩层 为 单斜 岩层 , 倾角范 围在 17 一 3 60 之 间 , 而设 计坡 度为 :l 0 . 5 , 岩 层 在坡 面上 层状 凸现 , 在视觉上 坡 体即 呈 现 不稳定状 态 . ( 3) 桥 台基 础 岩 体结构复杂 . 勘 察表 明 : 右 侧桥台周边 有 一 倾伏的 褶曲构造 , 褶 曲呈反 “ S ” 型 , 轴面 的产状 在 2 4 0 一 2 5 0 ’ 匕 3 0 一 5 0 ’ 之 间 , 褶 曲 处 岩层极为破碎 , 为小型的构造 破碎带 , 这是 建立 桥台基础 最为不 利的地 质层〔`川 . ( 4) 建成后 的桥 台失稳 . 2 0 01 年 6 月 , 整个 桥梁结构建成后 , 发现右侧桥台结构出现微裂缝 , 基础 坡体出现下滑 痕迹 . 这说 明桥 台连同坡 体出 现整 体失 稳 , 必须进行有效加 固 . 收稿 B 期 : 2 0 0 4 一 1 1 一 1 5 修回 日期 : 20 0 5一 l 一 17 作者简介 : 高永涛 ( 1 963 一 ) , 男 , 教授 . 博士 ( 1) 预 应力底 锚 . 在 桥台内侧基 础 布置 一组 预应力 底锚 , 每根底锚 由 3 根 似 s m m 的螺纹 钢 ( 3 级钢 ) 组成 , 间距 为 2 m x l . s m , 长 度 为 2 0 m , 锚 固段长度为 10 m , 设 计预应 力值为 2 5 0 kN . 底 锚 的作用在于 : 将桥台固定在深层稳定的岩体上 , 可以有效增加桥台的稳 定性 ; 同时 , 利用底锚 本身 的抗剪性 能在加 固桥台基 础 同时实现 了对失稳坡 体的加 固 . ( 2) 预应 力 侧锚 . 计 算表 明 , 仅靠底锚不 足 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2006. 02. 025

Vol.28 No.2 高永涛等：失稳坡间桥台基础的加固 ·105· 以稳定桥台本身，必须进一步强化加固，特在桥台 正侧面布置了两排预应力侧锚，侧锚的布置间距 为3m×2m,长度为20m,锚固段长度为6m,设 计预应力值为180kN,其结构及其他施工工艺与 地锚相同， (3)护坡预应力锚杆，为保证边坡体的稳 定，在桥台的上下边坡分别布置3排和4排预应 力锚杆，杆体采用32的螺纹钢(3级钢)，其中上 边坡锚杆的长度均为10m,锚固段长度为5m,下 边坡的锚杆自上而下分别为20,17,17,15m,锚 固段长度为8m.锚杆的布置间距为3m×4m,施 图2计算模型 加的预应力值分别为150,180kN.在安装锚杆 Fig.2 Numerical model grids 之前对坡面进行挂网喷射混凝土处理，喷层厚度 3.3计算结果与分析 为100mm. (1)图3是加固后经过30000计算时步后的 (4)中高压注浆.在底锚、侧锚和护坡预应 位移等值轮廓.由图可见，坡体在水平方向和垂 力锚杆安装的同时实施中高压注浆，设计注浆压 直方向上的位移量都比较小，其中水平方向的最 力为3~5MPa以实现对失稳坡体的整体改性 大值分别出现在桥台基础、坡角、桥墩基础和变坡 3稳定性分析 点处，而最大的垂向位移则出现在桥墩基础和坡 角处.这说明加固后的桥台在侧锚和底锚以及高 设计采用FLAC3D对方案进行了模拟计算， 压注浆体的共同作用下处于一种相对稳定的状 从理论上对方案的可靠性进行了探讨，并为最终 态.同时，坡体在预应力锚杆和喷射混凝土及注 设计参数的选定提供了依据 浆体的作用下，大大提高了其自身的稳定性和承 3.1参数选定 载能力，为桥台的稳定提供了保障.从两个方向 根据现场及实验室实测数据，选定了模拟计 的位移轮廓中可以比较清楚地看出坡体最危险潜 算的主要力学参数.其中边坡的内聚力为8.2 在滑移面，与推断结果基本吻合 kPa,内摩擦角为21°，剪切模量为48MPa.其他 (2)图4是加固后坡体和桥台的最大主应力 参数见表1. 等值线轮廓.根据交通载荷出现的频次和大小， 表1模型的力学参数 在桥面上施加了一个40kN·m1的载荷集度s] Table 1 Mechanical parameters of the model 虽然在桥身、桥墩基础、坡角以及桥台基础周围出 密度/ 谦性棋 现最大主应力，但加固后的桥台及坡体仍处于稳 材料 泊松比 本构模型 (kg.m3) 量/Pa 定状态 边坡 2150 0.25 Ubi-Joint (3)图5是加固后坡体和桥台在水平方向的 预应力铺杆7800 2.13×1011 0.30 弹性体 位移轮廓.从图中可以看出，由于底锚和侧锚的 注浆体 2200 2.20×1010 0.20 弹性体 上端部固定在桥台中，此处的侧向位移值非常小， 底锚 7800 2.13×101 0.30 弹性体 其下部虽出现相对较大的位移量，但其位移值均 喷射混凝土 2350 2.50×100 0.25 弹性体 小于1.8cm,底锚和侧锚的作用明显，从整个杆 酮筋混凝土26503.36×1010 0.25 弹性体 体的情况看，护坡预应力锚杆的位移量分布比较 均匀，没有在局部出现位移突变现象，因而锚杆处 3.2分析模型 于一种比较理想的承载状态，对桥台和坡体的整 如图2计算模型中每一个计算单元所代表的 体稳定性发挥着积极和重要的作用. 实际尺寸是1m.为便于计算，加固结构中也采用 (4)图6是底锚、侧锚及滑坡预应力锚杆三 1m为一个计算单元，模型中边界约束为：在坡体 种不同加固结构的轴向力计算结果.结果表明， 的底部采用固定边界，而在两侧则采用粘滞性边 由于坡体的初始扰动，虽然各加固结构的轴向力 界[58]，计算模型只考虑了桥台台背填土的重力 初期分别出现了不同程度的扰动，但是随着计算 作用. 时步的增加，扰动量迅速减少，并且几乎在同一时

V o l 。 2 8 N o 。 2 高永涛等 : 失稳坡间桥台荃础的加固 以稳 定桥台本身 , 必须进 一步强 化加 固 , 特 在桥台 正侧面 布置 了两排预 应 力侧锚 , 侧锚 的 布置 间距 为 3 m X Z m , 长度为 2 0 m , 锚 固段 长 度 为 6 m , 设 计预应力值为 1 80 咖 , 其结构及其他施工 工艺与 地锚 相同 . ( 3) 护 坡 预 应 力 锚 杆 . 为保 证边 坡 体的 稳 定 , 在桥台的上下边坡 分别布置 3 排和 4 排预 应 力锚杆 , 杆体采用 小32 的螺纹 钢 ( 3 级 钢 ) , 其 中上 边 坡锚杆的长度均 为 10 m , 锚 固段 长 度为 s m , 下 边坡 的锚杆 自上而下分 别为 20 , 17 , 17 , 15 m , 锚 固段 长度为 s m . 锚杆的布置 间距 为 3 m x 4 m , 施 加 的预应力 值分别为 1 50 , 1 80 k N . 在 安 装 锚 杆 之前对坡面进 行挂 网喷射混 凝土处 理 , 喷层厚度 为 1 0 0 m m . ( 4) 中高压注 浆 . 在底锚 、 侧锚 和 护 坡 预 应 力锚 杆安装的同时实施 中高 压注 浆 , 设 计注浆 压 力为 3 一 5 M P a 以 实现对 失稳坡体的整体改性 . 图 2 计算模型 F ig . 2 N u . 口e r面ca l m od e l 州ds 3 稳定性分析 设计采用 F L A d D 对 方 案进 行 了模拟 计算 , 从理论 上对方 案的可靠性进行 了探讨 , 并为最 终 设计参数的选定提供了依据 . 3 . 1 参数选定 根据现 场及 实验室 实测 数据 , 选 定了模拟 计 算的主要 力学 参数 . 其 中边 坡 的 内聚 力 为 8 . 2 妞 a , 内摩擦 角为 21 ’ , 剪切模量 为 48 M P a . 其他 参数见表 1 . 表 1 模型的力学参数 介b l e 1 Mec h a n i cal P a r a衅t e怜 o f t h e l l l od e l 材料 密度 / ( k g · m 一 3 ) 弹性模 量 / P a 泊松 比 本构模型 边坡 预应力锚杆 注浆体 底锚 喷射混凝土 钢筋混 凝土 2 1 5 0 7 8 0 0 2 2 0 0 7 8 0 0 2 3 50 2 6 50 2 . 1 3 x 10 1 1 2 . 2 0 x l 0 1o 2 . 1 3 x 10 11 2 . 5 0 x 1 0 古0 3 . 3 6 x l 0 10 U bi 一 J o i n t 弹性体 弹性体 弹性体 弹性体 弹性体 3 . 2 分 析模型 如 图 2 计算模型 中每一个 计算单元所代表的 实际尺寸是 1 m . 为便于计算 , 加 固结构中也采用 l m 为一个计 算单元 . 模型中边界 约束为 : 在坡体 的底部采用 固 定边界 , 而 在 两侧 则 采用 粘滞性边 界〔5川 , 计算模型 只考 虑 了桥台台 背填土 的重 力 作用 . 3 . 3 计算结果与分析 ( 1) 图 3 是 加固后经过 3 0 0 0 0 计算时步后 的 位 移等值轮廓 . 由图可见 , 坡 体在 水平方 向和垂 直方 向上的 位移 量都 比较 小 , 其 中水平方 向的最 大 值分别 出现在桥 台基础 、 坡 角 、 桥墩基 础和变坡 点处 , 而最 大的垂 向位移则 出现 在桥墩基 础 和 坡 角处 . 这说 明加 固后 的桥台在侧 锚 和底锚 以及 高 压注浆体的共 同作用 下 处 于 一 种相 对 稳 定 的 状 态 . 同时 , 坡体在 预 应力 锚 杆 和喷射 混凝 土 及注 浆体的作用 下 , 大 大提高 了其 自身的稳定性 和承 载能 力 , 为桥台的稳 定提供 了 保障 . 从两 个 方向 的位移轮廓中可以 比较清 楚地看出坡体最危险潜 在滑移面 , 与推断结果基 本吻合 . ( 2) 图 4 是加 固后坡体和桥台的最大主应 力 等值线轮廓 . 根 据交 通 载荷 出现 的频 次和 大 小 , 在桥面上施加 了 一个 40 k N · m 一 ` 的载荷 集度 [ 5 〕 . 虽然 在桥身 、 桥墩基 础 、 坡 角以及桥 台基础 周 围出 现最 大主应 力 , 但加 固后 的桥台及坡 体仍处 于 稳 定状态 . ( 3) 图 5 是加 固后坡体和桥台在水平 方 向的 位移轮廓 . 从 图 中可 以看 出 , 由于 底锚 和侧锚 的 上端 部固 定在桥台中 , 此处 的侧 向位移值非常小 , 其下 部虽 出现 相 对较大的 位移量 , 但其位 移值均 小于 1 . 8 。m , 底锚 和 侧锚 的作 用 明显 . 从 整 个杆 体的情况看 , 护坡 预 应 力锚 杆的 位移量分布 比较 均匀 , 没有在 局部 出现位移 突变现象 , 因而锚杆处 于一种 比较理 想 的承 载状态 , 对 桥台和 坡体 的整 体稳 定性发挥着积极 和重要 的作用 . ( 4) 图 6 是底 锚 、 侧锚 及滑坡 预 应力 锚杆三 种不 同加 固结构的轴 向力计算结果 . 结果表 明 , 由于坡 体的初 始 扰动 , 虽然 各加 固结构 的轴向力 初期分别出现 了不 同程 度的扰动 , 但 是 随着 计算 时步的增 加 , 扰动量 迅速减 少 , 并且几乎 在 同一 时

·106 北京科技大学学报 2006年第2期 间保特在稳定状态，三种加固结构轴向力的最终稳 13%之间.这说明设计拟施加的预应力值是合理 定值均小于初始施加的预应力值，幅度在10%~ 的，加固结构可以达到设计要求的加固效果刀. Maximum:l.28×10-2m Minimum:-190x102m (2) (b) 图3水平方向(a)和垂直方向(b)上的位移等值轮称 Fig.3 X-displacement (a)and Y-displacement (b)contours of the abutment-slope system Minimum:-2.15x109 Maximum:5.00x10 51.776×10-2m 6'1.763×10r2m 12 71.752x10-2m 81.744×102m 9y1.014×102m 101.200×102m 117.273×103m 128.711×10-3 m 13"9.525×103 142.185×10-2m 15"2678×10-m 162.816×102m 172.076×102m 图5加固结构在水平方向上的位移 图4最大主应力等值线 Fig.5 X-displacement contours of reinforcement structure Fig.4 Maximum principle stress contours of the abutment slope system -2.150r (a)底铺 -1.200r (b)侧锚和预应力锚杆 (E1231) -2.200 -1.300 (E1113) E133 -2.250 -1.400 (E1173) -1.500 -2.230 色 (E1271) 只回 -1.600 -2.350 -1.700 -2.400 -1.800 (E1191) -2.450 -1.900 -2.500 101520 2530 -2.000 5 101520 2530 计算时步103 计算时步/10 图6不同加固结构的轴向力变化曲线 Fig.6 Curves of axial force vs.computing step of different reinforcement structures 4工程实践 不稳定，施工中发现桥台自重对坡体的影响范围 各有3m,必须扩大加固范围.经临时变更设计， 2001年8月一11月底，工程按上述方案加固 对桥台两侧5m范围的边坡进行了加固，观测结 完成.现场解决了如下施工难题 果表明这一措施是成功和有效的， (1)确定坡体加固范围.桥台两侧的边坡均 (2)改善锚固结构.由于桥台结构为浆砌片

北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 6 年第 z 期 间保持在稳定状 态 , 三种加固结构轴向力 的最终稳 定值均小于 初 始施 加 的预应 力值 , 幅度 在 10 % 一 13 % 之 间 . 这说明设计拟施 加 的预 应力 值是合理 的 , 加 固结构可以达到设 计要求的加 固效果 [ 7 〕 . / 日 、 、 ~ 一一一~ ~ Z 浦 图 3 水平方向 ( a) 和垂直方向 (目 上的位移等值轮廓 F i g . 3 x · di叩一a ce m e n t 《 a 】a n d y · d i s p一a ce r n e n t ( b ) co n ot 仍 o f t h e a b ut 扣n e o t · 5 10碑 s y s t e m 76 3 x 10 一 2 7 52 x l 0 es 2 74 4 x I o es Z 0 14 x l -o Z m 20 0 减 10 es Z m #夕夕8尹甲7 11 梦 7 2 73 x l -0 3 m 12 # 8 7 l l x l -0 3 m 13 # 9 52 5 城 l仓 3 m 14 移 2 18 5 减 10一 m 15 护 2 . 6 7 8 x 10 一 l m 16 # 2 名 16 x 1-02 m 17 # 2 0 7 6 x 10 es ; m 图 5 加固结构在水平方向上的位移 图 4 最大主应 力等值线 F i g . 5 .X d i s P l a 沈me n t co nt o . 冷 o f 代i n fo r c e . Oe nt st ur tC 晓 iF g . 4 M a x i m u m P ir n e iP l e st r e` 5 co n ot u r s o f t h e a b u t n 犯 n t · 5 10 讲 s y s t e m 祛 ’脚 伍 ,“ 锚 一 2 . 2 0 0 卜 孟 一 1 . 2 0 0 伍 1 113 ) 一 1 3 0 一 2 . 2 5 0 一 1 . 4 0 0 ( E I 17 3 ) 一 2 . 2 3 0 一 2 . 3 50 之 。 or 厄界只/ 一 2 . 40 一 l , 8 00 一 2 4 5 0 一2 石o 5 10 15 2 0 计算时步 1/ 0 3 2 5 3 0 一 1 . 90 一2 . 叨0 5 10 15 20 2 5 3 0 计算时步 l/ 护 图 ` 不 同加固结构 的轴向力变化 曲线 F 自9 . 6 C ur ves o f a x ial fo cer v s . co m P u t i n g s teP o f d i fe er n t 旧刊陌r c em e n t s t r u ct u esr 4 工程实践 20 01 年 8 月一1 月底 , 工 程按上述方 案加 固 完成 . 现场解决了如 下施工难题 . ( 1) 确定 坡体加 固范 围 . 桥 台两侧的边坡 均 不稳定 , 施工 中发现桥 台自重对坡 体的影 响范 围 各有 3 m , 必须 扩 大加 固范围 . 经 临时变更设 计 , 对桥台两侧 s m 范围的边坡 进行 了加 固 . 观 测 结 果表明这一措施是成功和有 效的 . ( 2) 改 善锚 固结构 . 由于 桥 台 结构 为浆砌 片

Vol.28 No.2 高永涛等：失稳坡问桥台基础的加固 ·107· 石，整体性较差，施加预应力时，局部岩块破碎，甚 合加固措施，对某高速公路的一座跨路通道桥的 至破坏桥台整体结构的稳定性，经现场试验，决 坡体和桥台进行了整体加固，工程实践表明，该 定在每个锚头周围增加一个500mm×500mm的 加固措施是有效的，可在类似工程中借鉴和推广 加强现浇锚固墩，实践证明，这项措施可以有效 应用. 解决锚杆外端部周围片石应力过分集中的问题. (3)改善注浆效果.常规注浆方法无法保证 参考文献 浆液在设计所要求的特定部位有效扩散.由于本 [1]Briaud JL,Powers W F,Weatherby D E.Should grouted an- 工程对注浆效果有很高的技术要求，笔者在实践 chors have short tendon bond and length.J Geotech Geoenvi- ron Eng,1998,124(2):110 中采用了一项新的注浆工艺一“分层多次注浆 [2】高永涛，张友葩，吴顺川，等.滑移岩石边坡加固后的稳定 技术”.这项技术利用特殊的工艺环节，在一次注 性分析.岩石力学与工程学报，2002,21(Suppl2):2562 浆浆液初凝前的瞬间，实现了在设计要求的特定 [3]Yoo C.Behaviour of braced and anchored walls in soils overly 部位进行二次、三次注浆.事后勘察证明，这项技 ing rock.J Geotech Geoenviron Eng,2001,127(3):225 术的采用是十分有效的. [4】张友葩，高水涛，王杰林，等.动载荷下土质边坡的失稳分 (4)加固效果.高速公路至今已成功运行了2 析.北京科技大学学报，2003,25(2)：110 [5]Gao Y T,Sun J B.Wu SC.et al.Cut slope reinforcement a,通过所设定的观测点对桥台进行了18月的长 technique in open-pit mines.J Univ Sci Technol Beljing. 期观测，结果表明加固后的桥台处于完全稳定状 2004,11(4):289 态.这证明本项加固工程所采用的技术措施从理 [6]高永涛，张怀静，孙金海，等.高填方路基单纯侧滑失稳治 论到实践都是成功的 理的理论研究与工程应用.公路交通科技，2004,21(9)：9 [7]高水涛，张怀静，孙金海，等.预应力铺杆锚固段应力分布 5结语 规律及应用.北京科技大学学报，2002,24(4)：387 [8]肖世国，周德培.非全长粘结形锚素锚固毁长度的一种确 桥台特别是坡间桥台失稳是常见的工程灾 定方法.岩石力学与工程学报，2002,23(9)：1530 害，本文采用预应力底锚、侧锚、中高压注浆等综 Reinforcement of an unstable abutment-slope GAO Yongtao),ZHANG Huaijing2),WU Shunchuan,JIN Aibing1),SUN Jinhai) 1)Civil and Environmental Engineering School,University of Science and Technology of Beijing,Beijing 100083,China 2)Beijing Institute of Civil Engineering and Architecture,Beijing 100044,China ABSTRACT Located in the northeast of China,there is an overbridge crossing above an expressway.Its right abutment is seated on a rock-masses slope with low carrying capacity.The slope and abutment basis had appeared obvious unstable evidence before completion.For the stability of abutment and slope,accord- ing to the in-situ situation,some effective reinforcement measures were adopted,which include middle-high pressure grouting,pre-stressed anchoring,anti-sliding anchoring,etc.The software of FLAC was used to numerically simulate the reinforced structure,and the design parameters were attained.Engineering prac- tice of the abutment-slope system verified effectiveness of the multi-reinforcement. KEY WORDS overbridge;abutment;slope;basis reinforcement;numerical simulation

V ol 。 2 8 N o 。 2 高永涛等 : 失稳坡 间桥台墓础的加固 lj[ 飞. J ,J. , , J.es 内` 、 4 曰工ù r . .L1Lres 石 , 整体性较差 , 施 加预应力 时 , 局部 岩块 破碎 , 甚 至破坏 桥台整 体结构 的 稳定 性 . 经 现 场试 验 , 决 定在每个 锚头周 围增加一个 5 0 0 m m x 5 0 0 m m 的 加强 现浇锚 固墩 . 实践 证 明 , 这 项措施 可 以 有效 解决锚杆外端部周围片石应 力过分集中的问题 . ( 3) 改善注浆效果 . 常规注 浆方 法 无法 保证 浆液在设 计所要求的特定 部位有效 扩散 . 由于本 工程对注浆效果 有很 高的技 术要求 , 笔 者在 实践 中采用 了一 项新的注浆工 艺— “ 分层 多 次注浆 技术 ” . 这项技术利用特殊的 工艺 环节 , 在 一次 注 浆浆液初凝前的瞬 间 , 实现 了在设 计要 求的 特定 部位进行二次 、 三次注浆 . 事后勘察证 明 , 这项 技 术的采用是十分有效 的 . ( 4) 加 固效果 . 高速公路至今 已成功运行了 2 a , 通过 所设定 的 观测 点 对桥 台进行 了 18 月的长 期观测 , 结果表 明加 固后 的桥台处于 完 全稳 定 状 态 . 这 证 明本项加 固工程所 采用 的技术措施从 理 论到 实践都是成功 的 . 5 结语 桥台特 别是 坡 间 桥台 失 稳是 常见 的 工 程 灾 害 . 本文 采用预 应力底锚 、 侧锚 、 中高压注浆等综 合加 固措施 , 对某高 速公 路 的 一座 跨路通 道 桥的 坡体和 桥台进 行 了整 体加 固 . 工 程实 践 表 明 , 该 加 固措施是 有效的 , 可在类 似工 程 中借鉴和 推广 应 用 . 考 文 献 B ir a u d J L , P o w e rs W F , W e a t h e r b y D E . S h o u ld g r o u t de a n - e h o rs h a v e s ho r t t e n d o n ob n d an d l e n gt h . J G oe t e c h G oe 吧 vu i · , n E雌 , 1 9 9 8 , 12 4 ( 2 ) : 1 10 高永 涛 , 张友葩 , 吴顺川 , 等 . 滑移岩石边坡加 固后的稳定 性分析 . 岩石力学与工程学报 , 2 0 0 2 , 2 1 ( s u p p l Z ) : 2 56 2 Y o C . Be h a v i o u r o f b r a e e d a n d an e ho r de w al s i n 50 11 5 o v e r ly - i n g ocr k · J G劲t e c b G侧理 n v ior n E n g , 2 0 0 1 , 12 7 ( 3 ) : 22 5 张友葩 , 高永涛 , 王 杰林 , 等 . 动载荷下土质边坡 的失稳分 析 . 北京科技大学学报 , 2 0 0 3 , 2 5 ( 2 ) : 11 0 G ao Y T 、 S un J B , W u S C , e t al . C ut s l o Pe r e in ofr e ~ nt t ce h n iq u e i n o p e n 一 p i t m i n es , J U n i v s e i T e c h n o l eB Ui飞 , 2 0 0 4 , 1 1 ( 4 ) : 2 8 9 高永涛 , 张怀静 , 孙 金海 , 等 . 高填方路 基单纯 侧滑失稳 治 理的理论研究与工程应用 . 公路交通科技 , 2 0 04 , 2 1 ( 9) : 9 高永涛 , 张怀静 , 孙金海 , 等 . 预应力 锚杆锚 固 段应力分 布 规律及应用 . 北京科技大学学报 , 2 0 0 2 , 24 ( 4 ) : 3 87 肖世国 , 周德培 . 非全 长粘结形锚家 锚 固段 长度的一种 确 定方法 . 岩石力学与工程学报 , 2 0 02 , 2 3( 9) : 1 5 3 0 R e i n fo r e e m e n t o f a n u n s t a bl e a b u t m e n t 一 s l o P e 以o b n g at o l ) , z 月A N G 枷 a ij i n g Z ) , w u s 入。 n e 人。 a n l ) , J脚 A i占i n g l ) , s U N J i n 入a i l ) l ) Ci v il an d E n vi or n m e n t al E飞i n e e ir n g cS h o l , U n i v e r s i t y o f cS i e n e e an d T ce h on ogl y o f Be ij 沉g , 压ij i昭 10 0 0 8 3 , Ch i n a 2 ) Be ij i吃 I ns t it ut e o f Civ l E n g ine 而飞 a dn A r e h it ce t u r e , B e ii i n g 1 00 04 4 , C h i an A B S T R A C T oL e a t e d i n t h e n o r t h e a s t o f C h i n a , t h e r e 1 5 a n o v e r b r id g e e or s s i n g a b o v e a n e x P r e s w a y . I t s r i g h t a b u t m e n t 1 5 s e a t e d o n a r o e k 一 m a s s e s s l o P e w i t h l o w e a r r y i n g e a p a e i t y . T h e s l o p e a n d a b u t m e n t b as i s h a d a p p e a r e d o b v i o u s u n s t a b l e e v id e n e e b e f o r e e o m pl e t i o n . F o r t h e s t a b i li t y o f a b u t m e n t a n d s l o p e , a e e o r d - i n g t o t h e i n 一 s i t u s i t u a t i o n , so m e e f f e e t i v e r e i n f o r e e m e n t m e a s u r e s w e er a d o p t e d , w h i e h i n e l u d e m id d l e 一 h i g h p r e s s u r e g or u t i n g , P r e 一 s t er s s e d a n e h o r i n g , a n t i 一 s li d i n g a n e h o r i n g , e t e . T h e s o f t w a r e o f F L A C w a s u s e d t o n u m e r i e a lly s im u l a t e t h e r e i n fo r e e d s t r u e t u r e , a n d t h e d e s ig n p a r a m e t e r s w e r e a t t a i n e d . E n g i n e e r i n g p r a e - t i e e o f t h e a b u t m e n t 一 s l o P e s y s t e m v e r if i e d e ff e e t i v e n e s s o f t h e m u l t i 一 r e i n f o r e e m e n t . K E Y WO R D S o v e r b r i d g e ; a b u t m e n t ; s l o p e ; b a s i s r e i n fo r e e m e n t ; n u m e r i e a l s im u l a t i o n