壓力分散型錨索工法的應(yīng)用探討

閆 海 衛(wèi)

(四川巴陜高速公路有限責(zé)任公司，四川 成都 610041)

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壓力分散型錨索工法的應(yīng)用探討

閆 海 衛(wèi)

(四川巴陜高速公路有限責(zé)任公司，四川 成都 610041)

介紹了壓力分散型錨索的工藝原理，以某高邊坡工程為例，從壓力分散錨索造孔、索體制作、錨固注漿、錨索張拉等方面，闡述了壓力分散型錨索的施工要點(diǎn)，指出采用該錨索進(jìn)行高邊坡施工縮短了錨索長(zhǎng)度，保證了施工效果，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

壓力分散型錨索，高邊坡，注漿，經(jīng)濟(jì)效益

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)工程建設(shè)項(xiàng)目不斷的增加，難度越來(lái)越大，遇到的地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題也越來(lái)越多。尤其是許多工程項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中，所在的地理位置沿線地質(zhì)條件非常復(fù)雜多變，地面狹小、地形高低起伏不平，以及所在位置氣候變化明顯。對(duì)這些問(wèn)題，雖然采取了一定的處理措施，但是不能做到徹底根治，依然存在著安全隱患，如高邊坡崩塌、落石等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，高邊坡的破壞問(wèn)題對(duì)于國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人民的生命安全構(gòu)成非常巨大的威脅，不但影響了工程項(xiàng)目建設(shè)的進(jìn)度，還影響了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效率。因此，治理高邊坡地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題就成了討論的重點(diǎn)。在以前的治理過(guò)程中，通常采用普通拉伸型預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行加固，而地層的變化易造成錨索錨固段不能完全進(jìn)入中微風(fēng)化巖層，從而使錨固段前端受力集中，其余部位拉力迅速減弱，沒(méi)有充分發(fā)揮周圍巖土體的力學(xué)傳遞性能，根本不能最大限度的保證安全。在經(jīng)過(guò)對(duì)問(wèn)題的分析研究后，采用壓力分散型錨索處理高邊坡地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題是一項(xiàng)非常科學(xué)的方法。

1 壓力分散型錨索概述

壓力分散型錨索是一種新型的巖土工程錨固技術(shù)，在同一鉆孔中安裝幾個(gè)單元錨索，錨索體使用無(wú)粘結(jié)鋼絞線，其末端套以承載體和擠壓套，當(dāng)錨固段注漿固結(jié)后，以一定荷載張拉對(duì)應(yīng)于承載體的鋼絞線，設(shè)置在不同深度部位的數(shù)個(gè)承載體將壓應(yīng)力通過(guò)漿體傳遞給被加固體，對(duì)在整個(gè)錨固段范圍內(nèi)的被加固體提供分散的錨固力。壓縮型錨索錨固體砂漿混凝土受壓后就會(huì)發(fā)生橫向變形，同周圍巖土體結(jié)合更加緊密，這樣錨固段巖土體的抗拔性能就得到了充分而均勻的發(fā)揮。壓力分散型錨索最大的優(yōu)勢(shì)是有效地將荷載分散傳遞給鉆孔內(nèi)每個(gè)處于不同位置的錨固段，最大限度的減少發(fā)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中的可能性，避免粘結(jié)效應(yīng)逐步弱化或脫開(kāi)的現(xiàn)象出現(xiàn)。與通常的拉力錨和壓力錨相比較，壓力分散型錨索的錨固范圍及所提供的錨固力顯著增加，對(duì)巖層的作用影響范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，減少了破碎巖體中的擴(kuò)孔工作，能最大限度地減少破碎地段的挖方刷坡，并具有施工簡(jiǎn)化、抗震性能好的優(yōu)點(diǎn)，以較小的投入即可達(dá)到理想的加固效果，成本低、效益高。這樣可以更好的在高邊坡、滑坡治理、深基坑、大壩、隧道洞口、工業(yè)與民用建筑、礦山建設(shè)等環(huán)境下使用。

2 壓力分散錨索在某工程中的應(yīng)用

本文選擇的某工程是地質(zhì)狀況松軟且易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的線路切削坡腳筑路形成的路塹高陡邊坡。對(duì)高邊坡地段的實(shí)際地質(zhì)情形進(jìn)行了全面的了解，測(cè)量出該地段邊坡高度21 m～126 m，經(jīng)勘察查明，存在的隱形地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)10處，其中包含6處崩塌隱患點(diǎn)、2處滑坡隱患點(diǎn)和2處泥石流沖溝。根據(jù)該路段的地質(zhì)狀況進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖坡度45°以上，并計(jì)算好需要用的壓力分散錨索的數(shù)量。采取的方案措施：首先是對(duì)坡頂外土體進(jìn)行加固，使其不發(fā)生牽引式坍塌。其次是修坡，目的是消除坡面的松散體，按照的標(biāo)準(zhǔn)是最高五級(jí)臺(tái)階給予削坡。再次是采取施工錨桿、壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索，目的是對(duì)坡面的受力結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行改變，坡面根據(jù)一定的間距設(shè)置排水孔，排除坡體水，這樣的好處是讓坡面體消除滲水的影響。最后是在坡腳設(shè)置小型片石混凝土擋土墻。

3 壓力分散型錨索在高邊坡中的施工應(yīng)用流程

3.1 壓力分散錨索造孔

首先是搭建腳手架、安置鉆機(jī)就位。對(duì)復(fù)雜的高邊坡構(gòu)造，尤其是節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石破碎，這時(shí)可以利用φ168 mm跟管鉆進(jìn)穿過(guò)破碎層或者是軟弱層，然后用直徑130 mm鉆頭鉆到設(shè)計(jì)深度。需要注意的是對(duì)塌方現(xiàn)象嚴(yán)重的地方，如遇坍孔，應(yīng)立即停鉆，要先采用加固措施，凝固后再進(jìn)行鉆孔。錨孔達(dá)到要求深度后，可以采用高壓風(fēng)把孔內(nèi)石屑與巖粉吹干凈，這樣才可以更好的保證錨孔質(zhì)量。

3.2 索體制作及入錨

采用切割機(jī)對(duì)鋼絞線下料，先從里面的設(shè)計(jì)單元開(kāi)始，用鋼絞線彎曲機(jī)將承載體+鐵頭+下好料大致彎成“U”形的鋼絞線共同推進(jìn)。當(dāng)鋼絞線與鐵頭前凹槽密貼后，再利用捆綁機(jī)將鋼帶捆綁于承載體和鋼絞線上，然后依次加工后續(xù)單元，同時(shí)須及時(shí)確定隔離支架的位置和間距，以保證鋼絞線相互平行，做好記號(hào)以便確認(rèn)。

錨索安裝前要核對(duì)好錨索編號(hào)一致，確認(rèn)無(wú)誤以后，利用高壓風(fēng)吹干凈后，這樣就可以將對(duì)應(yīng)的錨索抬至孔口進(jìn)行穿錨，安裝錨索比較簡(jiǎn)單，需要注意的是穿錨時(shí)如遇孔內(nèi)不干凈或者有塌孔發(fā)生，這時(shí)不得用力過(guò)猛，主要是避免錨索體被扭曲，承載體被破壞等現(xiàn)象發(fā)生。錨索到位以后，還需要檢查排氣管是否暢通，假設(shè)遇到不暢通的情況，需要拔出錨索，對(duì)存在的故障問(wèn)題進(jìn)行排除，然后再重新送索。

3.3 錨固法注漿

這道工序是壓力分散型錨索施工成功的關(guān)鍵，錨固法注漿利用排氣注漿法施工措施，采用的材料是用普通硅酸鹽P.O42.5R水泥配制成水灰比例范圍是0.45～0.5的純水泥漿，根據(jù)鉆孔揭示的裂隙分布情況對(duì)注漿采取分段間隔進(jìn)行，在每一裂隙帶處劃開(kāi)，注漿間隔時(shí)間控制在5 h～7 h。對(duì)于裂隙非常發(fā)育的錨索孔首先利用水泥—水玻璃雙液漿進(jìn)行注漿固結(jié)，在3 h～5 h后提高注漿壓力再實(shí)施注純水泥漿。開(kāi)始注漿采取低壓低流，待漿液距離孔口3 m～5 m時(shí)，立即進(jìn)行封孔，加大注漿壓力與注漿流量。需要注意的是，在注漿量超過(guò)理論量的2倍～3倍時(shí)就需要按漏漿處理，找出其中的原因，假設(shè)不返漿，這時(shí)用水玻璃進(jìn)行加速凝劑，保證其注漿的質(zhì)量。

3.4 錨索張拉與鎖定

張拉錨索前首先要認(rèn)真整平承壓臺(tái)座，細(xì)心安裝好錨具，使之和軸線方向垂直，同時(shí)要對(duì)千斤頂及油泵進(jìn)行標(biāo)定，仔細(xì)檢查油泵各閥門(mén)的工作情況是否正常，油管是否暢通。錨索張拉應(yīng)嚴(yán)格按標(biāo)定數(shù)據(jù)、縱橫上下錯(cuò)開(kāi)進(jìn)行，以避免張拉時(shí)影響相鄰錨索的鎖定。依據(jù)張拉的設(shè)計(jì)要求，對(duì)各個(gè)單元錨索進(jìn)行分別張拉，當(dāng)每個(gè)單元錨索在同等荷載條件下因自由段長(zhǎng)度不等而引起的彈性伸長(zhǎng)差得以補(bǔ)償后，再同時(shí)張拉各單元錨索；張拉采用逐級(jí)加載，逐級(jí)加載力分別為設(shè)計(jì)荷載的30%，50%，70%，90%，110%，前四級(jí)荷載停留時(shí)間5 min，最后一級(jí)保持10 min的停留時(shí)間。需注意的是，部分地段錨索由于表層地質(zhì)情況不一致，巖體蠕變易出現(xiàn)格梁開(kāi)裂，因此，格梁應(yīng)在錨索張拉或補(bǔ)償張拉穩(wěn)定后再施作。

鎖定荷載的同時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況隨機(jī)選擇錨索數(shù)量的20%安裝錨索測(cè)力計(jì)，按要求進(jìn)行測(cè)力及分析。根據(jù)測(cè)力結(jié)果，如在48 h內(nèi)錨索應(yīng)力值損失不超過(guò)鎖定荷載的10%視為穩(wěn)定，否則應(yīng)對(duì)對(duì)應(yīng)區(qū)域的錨索進(jìn)行二次補(bǔ)償張拉。

4 效益分析

采用分散型壓力錨索首先不僅避免了高陡邊坡的放坡開(kāi)挖工序，而且在同樣的地質(zhì)條件下較集中錨大大縮短了錨索長(zhǎng)度，有效保證了治理效果，獲得了較大經(jīng)濟(jì)效益；其次在破碎巖體中采用二次注漿固結(jié)成孔、潛孔錘跟管鉆進(jìn)成孔有效解決了成孔質(zhì)量問(wèn)題，提高了施工進(jìn)度和鉆機(jī)的利用率；再次采用分階段張拉工藝確保了錨索受力的一致性，顯著提高了坡體的加固質(zhì)量；最后無(wú)粘結(jié)鋼絞線可以通過(guò)二次張拉進(jìn)一步保證錨固效果和加固的永久性。

[1] 姚海波,干昆蓉,伍 冬,等.壓力分散型錨索與拉力集中型錨索抗振性能研究[J].巖土力學(xué)，2012(12)：18-19.

[2] 姜 濤.重力式擋土墻技術(shù)在路基邊坡防治中的應(yīng)用與探究[J].科技與企業(yè)，2016(2)：25-27.

[3] 邱紅輝.對(duì)不同地質(zhì)情況下壓力分散型錨索加固工程基本試驗(yàn)分析[J].四川建材，2012(2)：6-8.

[4] 姜云龍,徐國(guó)梁,翟 軍,等.錨桿施工技術(shù)在超高邊坡防護(hù)工程中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2016(3)：33-35.

[5] 曾利強(qiáng).淺析高速公路高邊坡病害原因及治理對(duì)策[J].價(jià)值工程，2010，29(15)：18-20.

On application of pressure-dispersion anchor cable construction method

Yan Haiwei

(SichuanBazhong-ShannxiExpresswayCo.,Ltd,Chengdu610041,China)

The paper introduces the craft principle for the pressure-dispersion anchor cable, taking a high slope project as an example, illustrates its construction points from the pressure-dispersion anchor-cable holing, manufacturing of cable, anchorage grouting, and anchor cable tension, and points out the anchor cable can shorten the anchor cable length of the high slope construction, so as to ensure the construction effect, and obtain better economic benefits.

pressure-dispersion anchor cable, high slope, grouting, economic benefits

1009-6825(2016)13-0091-02

2016-02-27

閆海衛(wèi)(1981- )，男，工程師

TU751

A