土钉墙在破碎软弱岩质路堑高边坡中的设计与试验研究

　　1前言南昆铁路百色至板桃段软质岩路堑高边坡有1余处，地层主要为泥岩砂岩及页岩互层，受塘兴潞城大断层影响，边坡岩层节理发育挤压破碎，稳定性差。施工设计多采用传统的上护下挡重力式挡护结构，施工时普遍采用机械化大拉槽开挖，开工边坡相继出现坍滑。为了适应机械化作业且又能保持边坡稳定，在1339试验段采用了自上而下边开挖边加固的土钉墙新技术。

　　土钉墙作为种新型支挡结构，设计计算方法多种多样，其关键在如何确定潜在破裂面土压力大小及分布形式，而这些方法大多以土质边坡为研究对象总结出来的。本课以破碎软岩为研究对象，采用多种手段对土钉墙进行了较全面的研究。

　　2试验段概况土钉墙试验段位于南昆铁路板桃车站东，地面横坡1040，地层上覆第系坡残积砂黏土04厚4下伏迭系木兰组721泥岩夹砂岩，风化严重带评3风化极严重带评4厚1620.段内为单斜构造，受区域构造影响，岩体破碎扭曲严重。土钉墙边坡大部位于泥岩夹砂岩风化极严重带界4中，其力学指标为95=22.4=28近于土体。

　　285390左侧设置两级土钉墙，上下大高度分别为及10，坡率10.25，两级土钉墙间平台宽21.土钉长8，中部平台附近加长至10，间距均为l.面板为15厚的喷射混凝土，中间挂钢筋网，3土钉墙潜在破裂面的确定试验段土钉墙初步设计时潜在破裂面按库仑破裂面确定。按此设计，上部土钉较长，下部土钉较短，上根土钉所在破裂面距面被8.2.按81等长土钉简化后进行模型试验。

　　在模型试验中采用松弛区及土钉量测锚杆大轴力连线确定的潜在破裂面为。34尺即上部潜在破裂面距面板距离与土钉墙墙高之比，现场实测为0.33，离散元数值模拟分析有类似结论。23为模型试验现场测试及离散元数值分析所确定的潜在破裂面测试确定的潜在破裂面的潜在破裂面。从形中可看出，土钉墙潜在破裂面是收敛的，而库仑破裂面是发散的，后者与实际情况出入较大。为便于设计，土钉墙潜在破裂面可按4进行简化。

　　当坡体渗水较严重或岩体风化破碎严重节理发育时，取大值。

　　4土钉墙土压力的确试验段土钉墙初步设计采用库仑主动土压力计算每根土钉受力下墙按延长墙背法确定土压力呈角形分布。

　　模型试验数值分析及现场测试结果明，土钉墙受力呈上下小中部大的分布特征。由量测锚杆大轴力所确定的土钉墙总的受力与库仑主动土压力相近，但中部平台附近大轴力为llOkN，远超过按库仑主动土压力所确定的受力57kN坡脚处量测锚杆大轴力为30kN，远小于按库仑主动土压力所确定的受力99kN.根据面板后土压力盒现场测试结果，其受力分布也呈上下小中部大的特征，但总的土压力仅为库仑主动土压力的30 4.现场测试土钉墙受力分布5.

　　根据试验段土钉墙受力特点，结合国内外土钉墙受力测试情况，把作用于土钉墙墙背土压力简化为梯形分布6，墙高分之以上按公式3计算，墙高分之以下按公式4计算。

　　5土钉墙变形研究及设计应遵循原则边坡经开挖，将出现变形，变形达到定值时将出现边坡失稳破坏。通过对软质岩边坡及土钉墙边坡变形的研究。可了解边坡变形情况，确定边坡薄弱部位，实施重点加固。室内模型试验进行了±钉墙墙背土压力分布简开挖后无挡护工程设置等长土钉中部设置加长土钉组试验7.

　　试验结果明，仅开挖不设挡护时坡面位移很大，在中部平台附近大，大位移为2.41口坡面变形具有臌肚子特征，开挖至坡高23时，边预应力锚索的受力监测及应用李云华铁道部第勘测设计院地路处工的重要性。

　　结合具体工点，讨论锚索预应力值的测试方法，以及测试对预应力锚索工程设计。施预应力锚索测试应用随着预应力锚索在铁路工程及其它建设项目中的逐渐推广及使用，需要通过定的途径或手段来检测其是否达到并满足设计要求，同时通过测试结果验证设计参数，了解锚索的预应力损失情况，掌握施工动态，控制施工进程。下面结合株六复线新半边街隧道进口18088851809000段山体开裂变形工点，变更设计采用坡面锚索及锚索格子梁整治，通过锚索测力计测试过程介绍预应力锚索的测试方法及重要性。

　　1工程概况1.1地质地形新半边街隧道位于既有半边街隧道右侧，线间距17201等高。由于右侧山体斜坡陡峻，坡面覆盖土较厚巨松散，基岩为志留系中统翁项群组岩层，层间结合力差，上部为灰岩夹页岩，下部坡出现开裂。设置土钉墙后，坡面位移显著减少，大位移减小到0.261中部设置加长土钉后，边坡位移量得到较好的控制，坡体内松弛区也进步缩小，臌肚子现象基木消失。7给出了种情况下各测点终位移曲线和松弛区范围。

　　有限元计算结果与模型试验结论致，而现场实测竣工后土钉墙坡面变形累计情况为上大下小。

　　通过上述研究，从边坡变形结合土钉受力情况，可确定软弱岩质路堑高边坡中部为薄弱部位，中部土钉应适当加密加长土钉对边坡位移有明显遏制作用，边坡开挖应及时喷锚，以减少边坡的变形。而有限元及离散元数值分析结果明，土钉墙坡脚应力集中明显，中部的横向压应力大。因此，提出软质岩高边坡土钉墙设计应遵循保住中部，稳定坡脚的原则。

　　为页岩夹砂岩灰岩，地覆盖土为崩坍积块石土及砂黏土，厚613基岩倾向山内，软硬不均，差异风化极为明显。且1尺808 902927段位于小型断层破碎带内。由于隧道施工开挖，切割5结语本文通过数值分析试验研究，以破碎软岩为研究对象，得出以下结论。

　　土钉墙潜在破裂面是收敛的，与库仑破裂面有较大出人软岩中土钉墙潜在破裂面可按。3 0.35只来确定。

　　土钉墙假想墙背受力与库仑主动土压力相近，但分布形式不同，土压力呈上下小中部大的特征。土钉墙面层后土压力远小于库仑主动土压力，仅为库仑主动土压力的3040.

　　土钉墙设计与施工均应遵循保住中部稳定坡脚的原则。边坡中部的土钉宜适当加密加长，坡脚用混凝土脚墙加固，并使之与土钉连成个整体。