預(yù)應(yīng)力錨索在巖土邊坡工程治理中的運(yùn)用研究

屈林河 張智聰

（云南大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院 云南昆明 650091）

預(yù)應(yīng)力錨索在巖土邊坡工程治理中的運(yùn)用研究

屈林河 張智聰

（云南大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院 云南昆明 650091）

預(yù)應(yīng)力錨索因?yàn)槟軌蛟黾訋r土體被錨固的強(qiáng)度，提升巖土體邊坡的穩(wěn)定性，現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)常被運(yùn)用到巖土邊坡的工程治理中。本文首先分析了預(yù)應(yīng)力錨索在巖土邊坡工程治理中運(yùn)用的現(xiàn)狀，然后介紹了預(yù)應(yīng)力錨索在巖土邊坡工程治理中的運(yùn)用技術(shù)。

預(yù)應(yīng)力錨索 巖土邊坡 工程治理

隨著近年來(lái)邊坡工程治理的不斷深入，預(yù)應(yīng)力錨索在巖土邊坡工程治理中的應(yīng)用越來(lái)越普遍，在施工過(guò)程中加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨索在巖土邊坡工程治理中的運(yùn)用，可以確保邊坡工程施工的安全性和穩(wěn)定性，同時(shí)，能夠更好的提高巖土邊坡工程治理的效果。

1、預(yù)應(yīng)力錨索在巖土邊坡工程治理中的運(yùn)用現(xiàn)狀

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速的發(fā)展，我國(guó)的基礎(chǔ)工程建設(shè)呈日益上升的趨勢(shì)，建設(shè)的規(guī)模也是日益變大。為了能夠滿足新的建設(shè)工程得需要，在施工中就需要對(duì)這些建設(shè)的場(chǎng)地予以改造。因此在這些工程進(jìn)行建設(shè)的過(guò)程中就形成了很多的人工邊坡，如果對(duì)這些邊坡不及時(shí)的采取加固措施，就會(huì)造成一系列地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，比如：崩塌、滑坡等，嚴(yán)重的甚至?xí)＜暗饺藗兊纳?cái)產(chǎn)安全，并且還會(huì)對(duì)工程施工的進(jìn)度造成影響，產(chǎn)生不必要的損失。

當(dāng)前，高邊坡的穩(wěn)定性是一個(gè)非常突出的工程問(wèn)題。運(yùn)用傳統(tǒng)的擋土墻支護(hù)結(jié)構(gòu)、坡率法等加固方法隨著邊坡高度的提升，不僅施工的成本會(huì)增加，同時(shí)可靠性及穩(wěn)定性也在降低，當(dāng)邊坡達(dá)到一定的高度位置，傳統(tǒng)的加固方法就難以實(shí)施。因此在工程邊坡治理中引入了預(yù)應(yīng)力錨索，通過(guò)預(yù)應(yīng)力錨索可以使傳統(tǒng)的抗滑樁及樁板墻結(jié)構(gòu)發(fā)揮出更好的效果，安全性、可靠性也隨之大大提高。這里所說(shuō)的預(yù)應(yīng)力錨索是一種可以使得加固結(jié)構(gòu)和被加固邊坡形成一個(gè)有機(jī)整體的復(fù)合型的支護(hù)結(jié)構(gòu)。和傳統(tǒng)的加固方法相比較，預(yù)應(yīng)力錨索的優(yōu)勢(shì)是比較明顯的。第一，對(duì)錨索施加預(yù)應(yīng)力可以很好的控制巖土體的形變，充分發(fā)揮出巖土自身的承受能力，減輕預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)結(jié)構(gòu)的重量，進(jìn)而節(jié)省了工程材料及工程造價(jià)。第二，通過(guò)預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)結(jié)構(gòu)可以減少在邊坡支護(hù)過(guò)程的削坡量，這樣就有效的減少了土方的開(kāi)挖，降低了植被的破壞，有助于對(duì)于環(huán)境的保護(hù)。第三，預(yù)應(yīng)力錨索施工設(shè)備使用非常的簡(jiǎn)便，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)很低，并且還能夠進(jìn)行分段的施工，避免由于施工不當(dāng)而引起災(zāi)害的出現(xiàn)。所以采用預(yù)應(yīng)力錨索在巖體邊坡工程治理中具有非常重要的意義。

2、預(yù)應(yīng)力錨索在巖土邊坡工程治理中的運(yùn)用

2.1 錨索的設(shè)計(jì)計(jì)算

⑴ 錨索軸向拉力設(shè)計(jì)值

⑵ 錨索截面面積應(yīng)滿足下式要求：

臺(tái)風(fēng)條件下區(qū)域電力系統(tǒng)的重要線路多維度辨識(shí)//韓暢,林振智,楊莉,林捷,劉遠(yuǎn)威,祝錦發(fā)//(15):118

⑶ 錨索錨固段長(zhǎng)度除應(yīng)滿足地層對(duì)砂漿的粘結(jié)力和砂漿對(duì)鋼絞線的握裹力要求外，還應(yīng)滿足構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)定的最少錨固長(zhǎng)度的要求。

2.2 預(yù)應(yīng)力錨索的施工過(guò)程

⑴錨索結(jié)構(gòu)及其裝配

錨索的錨固段主要是導(dǎo)向尖錐、注漿管、定位片和擴(kuò)展環(huán)構(gòu)成的，自由段主要是緊箍環(huán)和金屬波紋管構(gòu)成，孔外主要是錨墩、錨具和墊板構(gòu)成。每一束錨索主要有三根，其設(shè)計(jì)的拉力為 600kN，錨索錨固段一般為八米，自由段一般為五到十米，其設(shè)計(jì)的孔深為十米到二十米，孔的直徑為十五厘米。

⑵邊坡修正及其鉆孔

根據(jù)施工圖紙的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工線的放置，準(zhǔn)確進(jìn)行塹口邊線的測(cè)量，把塹口的地表水一定要排除到施工區(qū)的外圍。對(duì)于邊坡的面要進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，確保邊坡是平整的，盡量不要出現(xiàn)坑坑洼洼的情形，同時(shí)還要把出現(xiàn)松動(dòng)的巖石進(jìn)行及時(shí)的清理。在進(jìn)行鉆孔設(shè)備選擇的時(shí)候，一定要根據(jù)錨固層的類型、孔深和施工地所處的條件進(jìn)行鉆孔設(shè)備的選擇，進(jìn)行施工的過(guò)程中，要根據(jù)所要受到的承載力以及穩(wěn)固條件進(jìn)行腳手架的搭設(shè)，按照坡面進(jìn)行孔位的測(cè)量放線，準(zhǔn)確的進(jìn)行鉆機(jī)的固定和安裝，同時(shí)嚴(yán)格的按照施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行鉆機(jī)機(jī)位的調(diào)整，保證錨孔開(kāi)鉆縱橫誤差不超過(guò)正負(fù)一百毫米，鉆孔的傾角和水平角符合相關(guān)的設(shè)計(jì)要求。

⑶錨孔清理及其檢驗(yàn)

當(dāng)鉆機(jī)鉆進(jìn)達(dá)到了施工設(shè)計(jì)的深度以后，這時(shí)候不可以馬上就停止鉆動(dòng)，而是要進(jìn)行穩(wěn)定的鉆動(dòng)一到二分鐘的時(shí)間，避免沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)的孔徑。同時(shí)，鉆孔的孔壁上不能夠留有殘?jiān)欢ㄒ皶r(shí)的進(jìn)行清理，在鉆孔完成了以后，可以使用高壓空氣把孔內(nèi)的殘?jiān)枰郧宄?，避免降低水泥砂漿和孔壁巖土體的粘結(jié)強(qiáng)度。對(duì)于孔徑和孔深的檢查通常都是現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理采用標(biāo)準(zhǔn)鉆桿進(jìn)行驗(yàn)孔，而且還要對(duì)錨孔的孔位以及傾角進(jìn)行復(fù)查，保證所有的錨孔施工工作都合格了之后，才可以認(rèn)可錨孔是合格的。

⑷錨固注漿

通常運(yùn)用的都是水泥砂漿，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)后再來(lái)確定合理的水泥砂漿施工配合比。對(duì)于水泥砂漿的質(zhì)量要嚴(yán)格的進(jìn)行控制和掌握，水泥的標(biāo)號(hào)一般不能夠低于 42.5，而且還要選用已經(jīng)凈化過(guò)的河砂，對(duì)于攪拌好的砂漿還要進(jìn)行再一次的篩選，避免因?yàn)樗嗟慕Y(jié)塊造成管路的堵塞。進(jìn)行注漿的時(shí)候，要運(yùn)用孔底注漿法，從孔的底部開(kāi)始進(jìn)行注漿，在注漿的過(guò)程中，要慢慢進(jìn)行砂漿的攪拌，一直到注漿完畢，這樣砂漿的灌注才能變的飽滿和密實(shí)。

⑸錨索張拉

當(dāng)錨索注漿完成了以后，就要開(kāi)始進(jìn)行錨墩的制作，通常錨墩使用的是 C25鋼筋混凝土進(jìn)行整體的澆注，一定要確保錨墩和坡面是緊密貼在一起的，外表面要和錨索垂直。等到孔內(nèi)的砂漿強(qiáng)度達(dá)到了 80%以上之后才能進(jìn)行錨索張拉，在張拉之前要仔細(xì)認(rèn)真的檢測(cè)錨頭等設(shè)備，對(duì)張拉千斤頂油泵進(jìn)行標(biāo)定，保證錨具和夾片等是合格的。在進(jìn)行張拉的時(shí)候要根據(jù)設(shè)計(jì)的順序進(jìn)行分步張拉，通過(guò)設(shè)計(jì)的荷載和錨筋長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算差異荷載，如果出現(xiàn)有明顯預(yù)應(yīng)力損失的時(shí)候，就要及時(shí)的進(jìn)行補(bǔ)償張拉。

⑹預(yù)應(yīng)力錨索驗(yàn)收試驗(yàn)

在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索驗(yàn)收試驗(yàn)的時(shí)候，對(duì)于驗(yàn)收試驗(yàn)的錨索數(shù)量不能夠少于工作錨索總數(shù)的5%，同時(shí)也不能夠少于三根，對(duì)錨索進(jìn)行隨機(jī)抽樣檢查。對(duì)于隨機(jī)抽樣檢查的這些錨索，其試驗(yàn)的結(jié)果一定要大于在此荷載范圍內(nèi)錨索理論伸長(zhǎng)量的百分之八十，而且不能夠小于錨索理論的彈性伸長(zhǎng)量，才能很好的說(shuō)明錨索的承載力是符合該施工邊坡加固要求的。

3、工程實(shí)例

某巖質(zhì)邊坡高29.67m,屬于道路邊坡，由于其存在潛在滑動(dòng)面，需要采取預(yù)應(yīng)

力錨索進(jìn)行加固處理，其基本力學(xué)參數(shù)如下：

ρ/kg?m-3 K/ G/MPa MPa σ kPa c/ φ /(°) MPa t/ 2200 100 35 0.36 29 10000

通過(guò)有限元對(duì)該邊坡未加預(yù)應(yīng)力錨索和加預(yù)應(yīng)力錨索兩種狀態(tài)進(jìn)行數(shù)值分析，未加預(yù)應(yīng)力錨索情況下安全系數(shù)為 0.95，加完預(yù)應(yīng)力錨索狀態(tài)下安全系數(shù)為1.513，由此可以充分看出預(yù)應(yīng)力錨索在邊坡治理中的優(yōu)勢(shì)。

下面為兩種狀態(tài)下的數(shù)值分析的剪應(yīng)變?cè)隽吭茍D：

圖3.1 未加預(yù)應(yīng)力錨索狀態(tài)云圖 圖3.2 加預(yù)應(yīng)力錨索狀態(tài)云圖

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，對(duì)于巖土邊坡工程的施工尤其是高邊坡的施工要盡量的運(yùn)用預(yù)應(yīng)力錨索，同時(shí)，在進(jìn)行施工的過(guò)程中要加強(qiáng)質(zhì)量的把控，確保施工的安全，充分發(fā)揮出預(yù)應(yīng)力錨索的優(yōu)勢(shì)，使預(yù)應(yīng)力錨索真正發(fā)揮出加固邊坡的作用。

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D — 錨固體直徑，m；

G322

B

1007-6344（2016）03-0318-02

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