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基于深层水平位移监测的m值探讨分析 　　摘 要 城市道路高边坡防护工程周边环境较为复杂，设计中以变形控制为支护重点，经典的规范法是基于极限平衡理论对支护结构内力和稳定性计算的一种方法，一方面以变形控制的土压力远远达不到极限状态，另一方面经典法无法反应支护结构刚度、土压力和变形之间的动态变化过程。而弹性地基梁法和考虑变形的土压力计算方法很好的解决了这两个问题，可土体的地基反力系数影响因素较多、难于确定，使得其应用具有一定的局限性。本文以某城市道路边坡防护工程为例，采用考虑变形的土压力计算方法和弹性地基梁法，基于原位监测数据，分析不同工况下的m值变化规律。 　　关 键 词 城市道路，边坡防护，变形控制，m值，弹性地基梁法 　　中图分类号U41 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）91-0069-02 　　1 引言 　　目前城市道路高边坡往往面临着周边建筑、管网分布密集，以结构稳定为要求设计理念不能满足变形的要求，工程实践中以控制变形的桩板墙+预应力锚索应用较为广泛，但支护结构的设计理论体系，仍处于半理论半经验的水平上。规范[1]采用的等值梁法是建立在极限平衡理论基础上的一种结构分析方法，未考虑土方开挖、预应力施加对支护结构变形、土压力变化的影响，无法反应施工中支护结构的动态变化过程，预测后期施工的安全性，具有较大局限性。 　　而弹性地基梁法将支护结构看作弹性梁，支锚力看作弹性支点，被动区作用简化成弹性地基。针对以变形控制理念中被动土压力远远达不到极限状态的问题[2]加以改进，同时考虑支锚刚度、土压力与变形的关系，能够较好的反应不同工况下支护结构体系和变形的动态变化过程。 　　2概述 　　2.1工程概况 　　拟建城市道路边坡工程为城市次干道，呈东西走向，周边邻近学生宿舍和地下管网，所经地带主要为丘陵、天地及河流阶地，形起伏较大，高程为84.8m～80.0m。该段拟建道路高程71.1m～69.6m。 　　2.2工程地质条件 　　根据钻孔揭露，结合原位测试和室内试验，该路段分布地层由上至下为： 　　1）杂填土（Q4ml）：青灰色，湿，夹杂煤渣、粘土、植物根茎等生活垃圾混夹，堆填时间、密实程度不一。层厚0.5m～5.5m； 　　2）淤泥质土（Q4l）：褐色，很湿，软塑状，无摇振反应。该层主要分布在水塘、沟渠、地下管道等位置，层厚0.9m～1.1.9m； 　　3）圆砾（Qal+pl）：灰褐色，湿，含角砾60%～75%，粒径2.0cm-4.0cm居多，偶夹5.0cm～8.0cm大粒径，呈棱角状，中密-密实。层厚0.5m～3.1m； 　　4）粉质粘土（Qel）：黄褐色，较干，呈可-硬塑状，残积成因，夹杂少量砾石，覆盖厚度较大； 　　5）砂岩（K）：强风化，呈黄褐色，中厚层状构造，风化裂隙发育，较破碎，呈细粒结构，质量等级为Ⅴ级，属极软岩。 　　2.3设计方案 　　根据边坡支护工程的地质条件、周边环境、建设单位的要求，采用弹性支点法计算支护结构参数及稳定性验算： 　　1）根据地区经验的工程类比法，假定支护结构参数； 　　2）该工程为永久性边坡，工程重要性等级较高，支护结构侧壁重要性系数为1.1； 　　3）建立弹性地基梁模型：作用在支护桩土压力按照朗肯主动土压力计算，其中粘性土按照水土合算，砂性土按照水土分算计算，桩前被动区土体按照土弹簧考虑，锚索按照弹簧支点，桩前土的水平抗力系数m值按照经验公式取值； 　　4）分工况计算锚索轴力以及最大弯矩，确定锚索参数和桩身配筋； 　　5）根据抗倾覆平衡条件，确定桩的嵌固深度； 　　6）整体稳定性验算。 　　得到支护结构的设计方案如图1。 　　3 深部位移监测成果 　　深部位移监测通过量测施工过程中桩身水平位移的变化规律，动态反应支护结构的受力和变形规律，保证工程的顺利进行。施工过程中的监测数据如图2所示。 　　工况一：土方开挖至6.8m（12.7）时，进行桩顶锚杆框格梁及支护桩的施工。该工况下由于上部荷载的作用，桩身发生水平位移，桩顶最大约为6.46mm； 　　工况二：自桩顶开挖0.8m（12.11～12.30）时，支护桩桩顶进一步发展，最大位移达到8.51mm； 　　工况三：开挖深度为3.3m（2012.2.5～3.2）时，支护桩处于悬臂状态，位移继续发展，最大水平位移在桩顶，为17.37mm； 　　工况四：第一排锚索施工及预应力张拉（3.6），张拉后最大水平位移减小。 　　工况五：挖方至第二排锚索位置6.3m时（2012.3.4～3.13），桩身的最大水平位移增大至17.66mm； 　　工况六：进行第二排预应力锚索的张拉（2012.3.14），桩顶的最大位移减至16.66mm； 　　工况七：挖方至8.8m（201