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预应力锚索在岩土边坡工程治理中的运用研究

发布时间:2019-02-28 13:50所属分类:理工论文浏览:1

【摘要】全面综合性地介绍预应力锚索施工技术,结合工程实例对预应力锚索施工技术在边坡防护工程中的应用展开深入研究,希望能够为预应力锚索施工技术在今后的应用提供参考意见。 【关键词】预应力锚索施工,边坡防护工程,应用策略 1引言 锚索加固边坡技术是

  【摘要】全面综合性地介绍预应力锚索施工技术,结合工程实例对预应力锚索施工技术在边坡防护工程中的应用展开深入研究,希望能够为预应力锚索施工技术在今后的应用提供参考意见。

  【关键词】预应力锚索施工,边坡防护工程,应用策略
 

建材与装饰

  1引言

  锚索加固边坡技术是将岩土锚固技术更加充分地运用到高边坡的工程中。利用锚索将周围地层岩土的抗剪强度传递给相应的结构物,从而更好地保持地层自身的稳定性。而由于锚杆和锚索的大规模应用,使得锚索在固定地层产生压力应区,对地层起到加固的作用,从而起到增强地层强度和改善地层力学性能的作用。将锚索加固边坡技术运用于施工中,不仅能够有效地改善地层的力学性能,还能够使各个地层都更好地连接到一起,形成一种稳定的复合体。预应力锚索确实能够在减轻结构物自重的基础上起到节约工程材料和保证工程稳定的作用,已经在工程中得到了非常广泛的应用。

  2工程概况

  某工程位于大坝右岸岸坡较缓的部位,整体坡度为25°~35°,大部分的面积被残破而红色的黏土覆盖,黏土本身的含水量较低,厚度为2.5~7.8m,主河本身属松散的堆积物,系第四系全新冲击的砂碎石,颜色为浅黄色,厚度为4.5~12.5m,粒径为2~20cm,内部包含粉砂岩、石灰岩等。整体砂岩的呈现碎屑的形状,泥质的含量也较高。两岸边坡的强风化带的厚度约为6.5m,河床基岩的风化带的厚度约为6.6m。

  3施工前的布置

  主要的供风站位于右岸公路,整体临近锚索工作台面,采用1台20m3/min的电动空压机放置在边上进行加工,另外,配有1台12m3/min的柴油空压机作为临时备用的机器。在作业平台附近布置2台0.35m3/min的移动式搅拌机和2台注浆机,整体施工过程中采用的是砂石料场提供的砂石料。

  4预应力锚索的工作原理

  通过锚固将坡体深度稳定的岩体的锚索,将力传给框架,再通过框架对处于不稳定状态的坡体施加一个预应力,将处于松散状态的岩体进行挤压,从而使得岩体之间的正压力和摩擦力大幅度提升,增强其抗滑的性能,并有效限制不稳定坡体的发育,并在最终达到加固坡体的作用。尤其需要在锚索孔内部进行高压注浆,通过使浆液填充到锚孔周围的裂缝来有效地提高坡体整体的稳定性。

  5造孔

  由专业人员采用全站仪和测量仪对钻孔的倾斜度以及孔深进行专业的测量和严格的控制,注意将其孔距控制在约20cm,倾斜度和方位的偏差为2.5°。通常,每钻进5m就要用测斜仪进行1次校正,这样才能够切实保证钻孔位的设计达到相关要求[1]。

  采用YQ100型的电动潜孔钻孔机进行造孔,注意将孔深、孔位和孔的倾斜度严格按照相应的要求进行控制,力求让开孔的过程变得更加精确。在造孔的过程中,尤其要注意锚固段始末2处岩粉的采集。如果一旦在过程中发现有岩层软弱、出水或者落钻的异常情况,应该随时做好采样记录,并把这些异常的情况及时报告给工程师。

  如因为岩石的软弱而造成孔的坍塌时,可进行固结灌浆的工作。在堆积体边坡的松散体内进行钻孔时,为了防止再次发生孔坍塌事件,尤其应该采用全程的套管跟进方式进行钻孔,直到孔段不坍塌。在钻孔到位之后,应该采用包括高压风和水循环冲洗的方式进行冲洗,保证孔内部留有积水、石渣和石粉。一定要让专门的工程师将钻孔的工序都研究透彻之后再进行下索或者注浆等工作。

  6预应力锚索的制作与安装

  6.1预应力锚索的制作

  钢绞线在预应力锚索制作中显得非常重要,要在保证其强度的基础上不会使其出现粘连的情况,一般而言,其强度将达到1880Pa,直径被控制在1.6cm。所有锚索的制作过程都应该在加工厂内完成。所有的钢绞线在制作完成之前都应该被放置在干净而平坦的水泥地上,然后再根据实际的钻孔深度和锚具的长度用尺进行测量,之后再用砂轮进行切割。锚头以里的长度和外露的长度相加就是锚索体的长度。

  结束时一定要将所有的钢绞线都理顺之后再进行捆扎。在钢绞线结束和下料之后,如果需要长时间搁置,则需要让制作厂做好适当的防雨措施,以防其被淋湿。内锚固端需要被组装成枣核的形状,尤其需要通过先两处内锚核段内部的长度,之后再做出标记。

  在一定的范围内先穿过中间的隔离架,之后再在中间扎成一道铅丝。隔离支架的存在能够使得钢绞线在一定范围内实现可靠的分离,并让每根钢绞线之间的距离都大于5mm,以此来保证隔离架出的锚索体的注浆厚度。当所有的钢绞线都被扎完之后,一定要有专业的人员负责检查其长度、直径和钢绞线内部有无出现交叉和重叠,等到所有的钢绞线都被验收成功之后才能够投入使用。

  6.2预应力锚索的安装

  需要严格按照图纸的内容全面进行支架和注浆管部位的安装,每隔1.5m设置1个架线环,从而使得锚索的平直性得到较大的保证。注意选择铅丝来绑扎锚索。一方面可以选择中架钢制,另外一方面选择塑料钢制,从而保证锚索一直处于钻孔内剧中的位置。当所有的锚索都已经被组装完成之后,需要对对应的孔洞进行编号。所有的锚索都编制完成之后,才可以让监理工程师签字发放合格证。需要避免钢材在运输和安装的过程中出现弯折的现象,同时也要避免钢绞线的涂层在不经意间被破坏。

  7锚索注浆

  通过注浆管来进行锚索注浆。如果在注浆的过程中发现灌浆的比重和出浆的比重相同,那么需要立刻采取屏浆措施。在灌浆的过程中,尤其需要将水灰比严格控制在0.4以下。在对锚固段胶体进行施工时,可以通过在胶液中适当加入膨胀剂来让胶体更快地得以凝固[2]。也可以选择在浆液中加入高效的减水剂来使得整体灌浆过程都具有较高的连续性。如果在整个灌浆过程中,由于受到诸多其他因素的影响,不得不中断超过1h,那么则需要重新注浆。只有当浆体的设计强度达到70%才能够使得锚固的质量得以保证,在此期间严禁周边出现振动或者爆破的现象。

  8智能张拉

  8.1准备工作准备工作包括:

  (1)准备包括与张拉系统相适应的限位板、锚具、夹片、电脑和三相线缆;(2)对照张拉的系统清单和设备内容,确定其设备和配件完好无损;(3)注意核对专用的千斤顶的编号,注意在使用时应用正确的标定公式;(4)在整个过程中学会技术交底,并在此过程中学会并熟悉各项软件以及说明。

  8.2张拉过程

  点开“开始张拉”的软件按钮,并启动“第1次张拉施工”的按钮。此时,尤其要密切注意电脑上所观测到的压力值和位移值是否一直处于正常的情况下。如果出现异常就要立刻点击“暂停张拉”的按钮,并在之后进行后续的检查。在电脑张拉操作的过程中,后台严禁运行其他程序,操作人员在此过程中严禁离开相关的控制台。在张拉的过程中,尤其要密切注意张拉端的设备和千斤顶的工作情况,如果内部出现异常情况,那么尤其要点击“暂停张拉”的按钮,等到排除异常情况之后才能够继续开始张拉。

  9预应力损失计算和其他相关的关系

  每根锚索在张拉被锁定之后,其预应力都会发生松弛,而随着时间的流逝,其逐步的衰退会造成预应力的损失。平均预应力的损失大约占据了10%,张拉初期的预应力损失值应该算是最大的,大约占据总损失量的一半还多,因此,除了要进行预应力损失的计算,采取措施控制张拉初期的预应力损失也非常重要。

  从以往大量锚索预应力测试的结果来看,预应力衰减的时间一共可以被分为预应力迅速降低阶段、缓慢降低阶段和稳定阶段3个阶段。这3个阶段的时间长短不一,第1个阶段一般持续在初期几天,第2个阶段被稳定在30d以内,稳定阶段一般在30d以后。

  10结语

  随着时代的发展变化,在道路设计方面也呈现出越来越高的标准。由于边坡防护工程的要求和标准变得越来越高,从而使得其稳定性变得越来越好。尤其需要在一些地质条件较为复杂的山区地区采用预应力锚索防护技术进行施工。这种技术的应用不仅能够有效地提高高路基边坡的稳定性,还能够应对在施工中出现的各种复杂的情况,从而取得更高的经济效益。

  【参考文献】

  【1】方联合.地质灾害治理中预应力锚索施工技术难点[J].建材与装饰,2017(4):232-236.

  【2】刘海龙.公路高边坡预应力锚索施工技术[J].中国科技投资,2017(21):43-46.

  岩土工程论文投稿期刊:《建材与装饰》杂志是由成都市新闻出版局主管、成都市新闻出版发展中心、成都市装饰技术研究应用协会联合主办的具有全国统一认刊号的省级综合性建材科技期刊。

  

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