預(yù)應(yīng)力錨索框架在高邊坡加固中的應(yīng)用

何健

(福建仙游經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)管委會,福建莆田 351200)

預(yù)應(yīng)力錨索框架在高邊坡加固中的應(yīng)用

何健

(福建仙游經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)管委會,福建莆田 351200)

隨著錨固技術(shù)的發(fā)展,預(yù)應(yīng)力錨索框架結(jié)構(gòu)具有明顯的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢,推廣應(yīng)用價值顯著,己逐漸成為高邊坡加固工程的一種有效結(jié)構(gòu),并廣泛地應(yīng)用于工程實際中。本文首先著重從錨索框架加固邊坡的機(jī)理,使用條件等進(jìn)行分析,再結(jié)合工程實際情況,對預(yù)應(yīng)力錨索框架在設(shè)計、施工中的應(yīng)用進(jìn)行一些技術(shù)問題的探討。

預(yù)應(yīng)力錨索框架 高邊坡 加固 應(yīng)用

1 引言

隨著我國城鄉(xiāng)建設(shè)的迅猛發(fā)展，特別是在山區(qū)工程建設(shè)中涉及到比較多的高邊坡問題，如何對高邊坡進(jìn)行正確的認(rèn)識分析、合理的設(shè)計、有效的處理，是工程設(shè)計人員必須考慮的問題。同時，高邊坡病害也成為困擾工程建設(shè)、設(shè)計、施工的難點問題之一。因此，迫切需要對此進(jìn)行深入研究，針對某一具體工程，提出相應(yīng)安全有效、技術(shù)先進(jìn)、施工方便、造價合理的邊坡處治方法。

2 錨索框架加固技術(shù)

2.1 加固原理

采用錨索框架加固邊坡的機(jī)理是主要依靠錨索穿過潛在滑動的不利結(jié)構(gòu)面錨固于穩(wěn)定可靠的地層中，通過格構(gòu)框架使錨索群體受力，控制邊坡變形，充分調(diào)動巖土體自穩(wěn)能力，從而達(dá)到加固邊坡的目的，而格構(gòu)框架的主要作用是將邊坡坡體的剩余下滑力或土壓力、巖石壓力分配給格構(gòu)框架結(jié)點處的錨索，然后傳遞給穩(wěn)定地層，從而使邊坡坡體在由錨索提供的錨固力作用下處于穩(wěn)定狀態(tài)。

2.2 適用條件

采用錨索框架加固技術(shù)時，必須有可靠的地層或穩(wěn)定的基巖可供錨索錨固。格構(gòu)梁底須嵌入坡面巖體內(nèi)(深度一般不宜小于20 cm )，使格構(gòu)梁與坡面形成整體，以免格構(gòu)梁重力沿坡面方向的分力使得結(jié)點處的錨索遭受較大的剪力破壞，因此，錨索框架加固技術(shù)尤其適用于邊坡穩(wěn)定性差，坡體巖石均勻且下伏穩(wěn)定巖層的巖石邊坡或土質(zhì)邊坡。

3 錨索框架在工程中的應(yīng)用

3.1 工程概況

福建福鼎某高邊坡位于剝蝕丘陵地貌區(qū)斜坡上，地面高程為5.30～35.97m，相對高差30.67m，呈南高北低，自然地形坡度25°～40°。因場地北側(cè)坡腳受到人工開挖及臺風(fēng)影響，在自重和外力的作用下，導(dǎo)致斜坡巖土體出現(xiàn)蠕動變形致使坡體滑動，滑體厚1.3～5.6m，主滑方向165°，滑動面位于凝灰熔巖殘積粘性土層與全風(fēng)化凝灰熔巖層的接觸帶上。坡體目前處于臨界狀態(tài)，如不采取有效治理措施，在強(qiáng)降雨的作用下，可能產(chǎn)生整體滑塌，危及周邊建筑、道路及人身的安全。

3.2 治理設(shè)計與方案

由于坡體松散堆積層較厚，且滑坡的坡面承載力一般較低，單獨采用錨索結(jié)構(gòu)加固時，因錨索的張拉力較大，容易造成坡面破壞，而格構(gòu)式錨索框架結(jié)構(gòu)則是錨索與鋼筋混凝土梁柱的復(fù)合結(jié)構(gòu)，一般不需大規(guī)模開挖就能治理滑坡的有效措施。它兼顧深層加固與淺層護(hù)坡。將主動抗滑與被動護(hù)坡有機(jī)的結(jié)合在一起。通過對該邊坡穩(wěn)定性、特點分析后最終采用了錨索框架加固技術(shù)進(jìn)行處治。

第二、三階錨索框架

根據(jù)該邊坡滑塌產(chǎn)生的特點、地質(zhì)條件、范圍及規(guī)模，將坡體分為上下兩個部分進(jìn)行處理。上半部分分兩級坡，坡率1：1，采用錨索框格梁輔以植草護(hù)面支護(hù)，下半部分采用坡率1：2緩坡并輔以植草護(hù)坡。各階平臺寬度均為2m。加固斷面如圖所示。

在邊坡上半部分設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索框架加固，框架寬均為4m，設(shè)4孔錨索，第一級坡上排錨索長31m，下排錨索長29m，第二級坡上排錨索長29m，下排錨索長26m，錨固段長均為15m，設(shè)計拉力均為500kN，框架內(nèi)噴薄植草防護(hù)。

4 預(yù)應(yīng)力錨索施工

4.1 施工準(zhǔn)備

錨索施工前，應(yīng)根據(jù)錨固地層、錨固噸位做破壞性抗拔試驗。試驗孔錨索長度原則為20 m左右(具體以全部錨固段深入設(shè)計錨固地層1 m以上控制)，其自由段不注漿，錨固段與自由段之間設(shè)置止?jié){袋，錨固段外側(cè)應(yīng)設(shè)引排氣管。

4.2 錨孔鉆造

首先確定錨孔位置，然后根據(jù)地層選用相應(yīng)的錨索鉆機(jī)，且鉆進(jìn)過程中嚴(yán)禁開水沖鉆及沖洗孔壁，同時應(yīng)嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度，防止鉆孔偏斜、扭曲或變徑。最后進(jìn)行錨孔清理，使用高壓空氣將孔中巖(土)粉及水全部清除出孔外。

4.3 錨筋制安

錨筋材料應(yīng)整齊準(zhǔn)確，誤差不大于±50mm，預(yù)留張拉段鋼絞線長度1.5m。設(shè)計預(yù)應(yīng)力錨索為壓力分散型錨索，其錨筋材料采用無粘結(jié)高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，對鋼絞線不同單元和鋼筋錨接頭進(jìn)行醒目可靠的標(biāo)記。

4.4 錨孔注漿

錨索注漿采用水灰比0.4～0.5的純水泥漿，其中錨固段遇土質(zhì)或砂土狀強(qiáng)風(fēng)化巖層且富水時應(yīng)采用二次高壓劈裂注漿法來提高地層錨固力。錨孔鉆造完成后應(yīng)及時進(jìn)行錨筋體安裝和錨孔注漿，原則上不得超過24小時。

4.5 錨筋張拉鎖定

在注漿漿體與臺座混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度80%以上時，方可進(jìn)行張拉鎖定作業(yè)。錨索的預(yù)應(yīng)力分5級按有關(guān)規(guī)范或規(guī)定施加，即設(shè)計荷載的25%，50%，75%，100%和110%。在張拉最后一級荷載時，應(yīng)持荷穩(wěn)定10～15min后卸荷鎖定。錨索鎖定后48小時內(nèi)，若發(fā)現(xiàn)明顯的預(yù)應(yīng)力損失現(xiàn)象，則應(yīng)及時進(jìn)行補(bǔ)償張拉。

4.6 錨孔驗收封錨

錨索張拉完成后應(yīng)及時對錨頭進(jìn)行補(bǔ)漿和封錨，外錨頭應(yīng)用與錨梁同標(biāo)號的砼封頭，以防銹蝕破壞。

5 結(jié)語

在施工前進(jìn)行了錨索抗拔力試驗，施工中又對錨索抗拔力進(jìn)行了檢測，結(jié)果表明錨索實際抗拔力值均大于錨索抗拔力設(shè)計值，且位移很小，其外觀也無明顯變化，因此本工程錨索施工是滿足設(shè)計要求的；坡體沉降、位移、測斜、水位等監(jiān)測結(jié)果在施工和工程運營期均未超過設(shè)計允許值，邊坡完整且坡體穩(wěn)定。因此，錨索框架支護(hù)以其施工速度快、對場地要求低、安全可靠等特點，具有廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。

[1]GB 50330-2013,建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范.

[2]趙明階,何春光,王多根.邊坡工程處治技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,2003.

何健(1981—),男,工程師,土木工程專業(yè),從事工程施工管理工作。