陳 婭 肖 瑜
(江蘇省交通科學研究院股份有限公司)
邊坡防護中錨桿錨索的應用技術
陳 婭 肖 瑜
(江蘇省交通科學研究院股份有限公司)
挖方高邊坡防護的設計既要做到保證邊坡穩定、安全,又要做到經濟、美觀。施工技術要求及施工注意事項。該防護措施具有節省工程材料,工程造價低的特點;具有邊坡綠化效果好的特點。
錨桿錨索;防護;挖方邊坡
隨著我國內地公路進入大發展時期,隨之而來的越來越多的山區公路產生的高邊坡防護問題也逐漸引起了人們的重視。在高邊坡防護措施中,錨桿錨索相對砌塊,護欄等措施有著自己的優勢和特點。
1.1 錨桿的介紹
在邊坡防護工程中,錨桿是巖石邊坡的主要支護形式之一,對整個坡體乃至整個土木工程的穩定性的維護十分重要。尤其對節理裂隙巖體而言,錨桿的加固作用十分有效。
實質上,錨桿的作用是使巖土整體與巖土外層形成一個新的復合體,增大巖體的抗拉能力從而使得巖土體自身的承載能力得到加強。錨桿深入地層承受拉力,其一端與構筑物固結,另一端深入地層。一般錨桿分為自由段和錨固段,其中自由段是將錨桿頭處的拉力傳至錨固體,主要對錨桿施加預應力;錨固段是指用水泥漿體將預應力筋與土層粘結的區域,其作用主要是增大粘結摩擦力從而將自由段的拉力傳至土體深處。
1.2 錨桿的應用
錨桿是用于巖土體加固的桿件體系結構。通過植入的錨桿桿體產生的的縱向拉力作用,一方面是通過限制了巖土體的剝離,同時,也可以看做是增加了巖土的整體性。從力學觀點上是主要是提高了圍巖體的粘聚力C 和內摩擦角φ。如今,錨桿主要應用于工程防護技術中,對邊坡,隧道,壩體等進行主動加固。
錨索是通過將一端固定于坡面,另一端錨穿過邊坡滑動面然后固定的預應力鋼絞線。由此產生阻力來直接增大抗滑摩擦阻力使結構面處于壓緊狀態,從而提高整體性,從而從根本上有效地控制巖體的位移,達到控制滑坡等地質風險的目的。
3.1 施工前,錨索需要進行抗拔試驗。先在相同地質條件下選擇有代表性的地點鉆孔,準備好實驗裝置,然后進行分級加載,并每隔 5min 觀測一次,不少于 3次。當相鄰 2 次觀測的錨頭位移量小于 0.lmm,方可施加下一級荷載。
3.2 鉆孔
首先,按照圖紙設計要求,采用測量放樣儀器進行精確測量放養,定好位置后安放鉆機。鉆進過程應保持鉆機的平穩,并按照設定的角度鉆進。
錨索錨索的鉆孔要求使用干鉆,嚴禁使用水鉆,以防對施工處的巖土體產生不利影響,并保證孔壁干燥清潔。錨孔一般下傾與水平面夾角為 20度,允許誤差±2度。為確保錨孔深度達到設計值,實際鉆孔深度要求稍微大于設計深度。鉆進過程中應對所有情況做相應記錄,遇到特殊情況要及時停止鉆進并作加固處理。鉆孔結束后應使用高壓空氣清孔以保證孔壁與巖體粘結強度。
3.3 錨索安裝
錨索應選用高強度鋼絞線并保持清潔無損傷,配合配套錨具。對自由段鋼絞線需做防腐處理再套軟管,同時需采取措施保證鋼絞線順直。錨索安裝前確保孔內清潔,并對損壞進行處理,再核對索與孔編號一致后可進行安裝。
3.4 壓力灌漿
壓力漿需按要求配置,一般采用M40水泥砂漿,如有需要可加入摻合料或者外加劑。漿液內不得混入其他雜物,攪拌均勻,隨拌隨用。灌漿一般采用壓力泵,使用膠管或細鋼管置于孔內,另一端注漿,灌注過程中應逐步拔管,但不可拔脫管。同時,灌注過程中,壓力不可過大以免破壞漿體。
灌注開始或中途需停止時,應采用較稀的水泥漿潤滑管道。灌注過程中,不得有異物或水進入,灌注以管內溢出的水泥漿與配置漿液一致為標準,灌注結束需穩壓以確保注漿效果。在整個施工過程中均應做好記錄。
3.5 預應力張拉與鎖定
預應力張拉工作需在砂漿和混凝土達到設計強度70%以上方可進行。所用設備必須事先進行標定。錨索張拉分兩次,每次次序均為由上到下,張拉過程需分別記錄每一級鋼鉸線的伸長量。張拉時要盡量保證鋼鉸線的受力均勻。張拉達到設計值后進行鎖定,并切割多余鋼絞線,嚴禁采用電弧切割,應采用機械切割。
首先,漿體強度控制上,灌漿采用的水泥漿有時為達到更好效果可加入早強劑和膨脹劑。
第二,去除錨固體與周圍土體或巖體之間的泥皮施工過程中常采用泥漿護壁,這樣在灌注水泥凈漿前常常不能有效清除孔壁上的泥皮,這層泥皮會降低摩擦力,從而降低了錨桿的抗拔力。為了對此加以改善,施工過程中,可在泥漿中摻加少量水泥漿,在鉆孔過程中隨著進尺深度而不斷添加,由水泥漿取代相當數量的泥漿,從而有效去除了泥皮。
第三,保證鋼絞線的固定位置。錨索應根據實際孔深進行制作,同時為確保注漿后的錨索錨固質量,可在鋼絞線制件用支架隔開和定位,并注意保護好錨索不受化學油污等污染。
錨索的安裝應在注漿完畢后盡快的進行,以防止漿液沉淀導致無法安裝到位。
第四,要保證鉆孔的垂直度。在單孔施工前,鉆機就位應確保平整,鉆孔方向必須隨時觀測,防止因為地層原因導致角度出現偏差。
在成孔過程中,要隨時注意觀察施工情況,必要時應調整泥漿的比重,一般現場應配備泥漿比重計以便隨時檢測。泥漿通過泥漿泵與泥漿池循環,直至翻漿均勻。
整個注漿過程開始后不得停頓,應連續進行。
5.1 錨桿需定期或不定期進行拉拔試驗和預緊力檢測,拉拔力不應低于設計值。在試驗中發現不合格產品應及時進行分析并采取補救措施。拉網鋪設中,網與網的搭接長度應滿足設計要求并連接牢固。拉網需保證拉緊并貼緊巖土表面,并保持一定預緊力。在掘進中產生的超寬、超高等情況應及時進行設計變更或采取相應措施。
5.2 錨索在張拉過程中,應注意千斤頂和和鋼絞線保持同軸一致,確保張拉效果。在操作過程中人員不得離開,另外,張拉過程十分危險,危險區域嚴禁人員出現。張拉過程中,如發現不合格產品,必須在邊上補打,以保證錨固力。張拉結束后,在切割時務必兩人進行,并按要求操作注意安全。
高邊坡防護工作十分復雜病害治理工程較復雜。采用錨桿錨索等對高邊坡進行防護,可使地層與結構物一起形成一種復合體,從而使其產生有效地自穩能力,并有效地阻止病害位移。
錨桿錨索加固技術在確保工程質量和安全的前提下,能有效減輕結構自重并能節約工程材料并,從而產生一定的經濟和社會效益。因此,當山體存在滑坡等地質風險時,為了保持邊坡穩定,增加周邊設施安全性,在單純采用削坡或擋墻不能完全滿足要求或者不經濟時,采用錨桿錨索加固無疑是一種較好的選擇。
[1]張向陽,顧金才,沈俊等.全長粘結式錨索對軟巖洞的加固效應研究[J].巖土力學
[2]李海光.新型支擋結構設計與工程實例[M].北京:人民交通出版社
[3]朱長勝. 高速公路拓寬工程中的軟基加固設計探討[J]. 山西建筑
[4]鄭國輝. 京珠南高速公路板橋的病害與加固處治[J]. 公路交通技術
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1007-6344(2015)06-0152-01