王海平
(湖南省核工業(yè)地質(zhì)局三〇六大隊(duì),湖南 衡陽 421000)
我國山地眾多,且隨著山區(qū)交通基礎(chǔ)建設(shè)的深入推進(jìn),基礎(chǔ)建設(shè)過程中高大型邊坡的安全穩(wěn)定問題逐漸凸顯,若是防護(hù)不當(dāng)或是遭遇強(qiáng)降雨等情況,極易出現(xiàn)滑坡等災(zāi)害。預(yù)應(yīng)力錨索是邊坡工程治理的有效措施,其對邊坡巖土體主動施加作用力,切實(shí)增強(qiáng)了巖土體抗剪強(qiáng)度,提高邊坡穩(wěn)定性,本文主要就此展開具體分析。
我國幅員遼闊,地質(zhì)條件復(fù)雜,山區(qū)面積占比較高,尤其是隨著全國交通網(wǎng)的建設(shè)不斷完善,密集的高等級公路修建項(xiàng)目的開工,不可避免的造成深挖高填現(xiàn)象,形成大量的路塹、路堤高邊坡,邊坡失穩(wěn)問題屢見不鮮,不僅是帶來了經(jīng)濟(jì)方面的損失,更是直接威脅到相關(guān)人員的生命安全,巖土邊坡工程治理是必須深入研究的一個(gè)重要課題。
從巖土邊坡工程治理措施來看,預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的較為成熟,且得到了廣泛應(yīng)用,其主要是將錨索錨固段固定于滑面穩(wěn)定地層,通過反力裝置將滑坡推力傳入錨固段,切實(shí)提高邊坡的穩(wěn)定性,治理效果明顯,本文著重就此技術(shù)應(yīng)用展開具體分析。
預(yù)應(yīng)力錨索類型較多,本文主要就以下幾種常用技術(shù)展開分析。
此種錨索結(jié)構(gòu)束體可采用機(jī)械固定或是粘結(jié)式方式。在進(jìn)行邊坡治理時(shí),拉力集中型錨索需使用二次注漿方法,即:首次注漿后形成內(nèi)錨固段,2d后張拉、再次注漿。錨筋與漿液間剪應(yīng)力提供錨索荷載,隨著深度的增加,內(nèi)錨段漿體提供的拉應(yīng)力也不斷減弱。
此種錨索結(jié)構(gòu)如下圖1所示,采用無粘結(jié)鋼絞線作為筋體,且與錨固段注漿體不直接接觸,使用特制承載體連接。在邊坡治理中,使用此種錨索,其荷載主要集中于錨索根部,充分利用巖體抗壓強(qiáng)度,切實(shí)提高邊坡穩(wěn)定性。
圖1 壓力集中型錨索結(jié)構(gòu)
根據(jù)工程實(shí)踐分析可知,此種錨索成型方式包括:多次成型法、分層固結(jié)法。其中,尤以兩次成型應(yīng)用最多,即:第一次固結(jié)內(nèi)錨固段的一部分,漿體硬化后張拉鎖定,第二次固結(jié)剩余錨固段,并進(jìn)行張拉鎖定施工。此種錨索結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了內(nèi)錨固段拉應(yīng)力的分散,錨固效果顯著。
此類錨索在錨固段設(shè)承壓板、擠壓套,對無粘結(jié)鋼絞線進(jìn)行分段錨固,完成漿體灌注施工后,可獲得多個(gè)承載體并分段張拉,由此提供分散的錨固力。
此類錨索主要由可活動擠壓套、承載板及其下端裸鋼絞線、漿體構(gòu)成,在承壓板下部、上部分別承受錨固體拉力、壓力,由此有效抵抗張拉力。
本文僅以某水利工程高邊坡治理工程進(jìn)行分析,此邊坡最大開挖高度235m,根據(jù)勘察分析顯示,工程水文地質(zhì)條件復(fù)雜,邊坡治理規(guī)模大、難度高,經(jīng)綜合分析后決定采用淺層+深層支護(hù)的方法,選用拉力型無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索開展邊坡深層支護(hù)工作。
本項(xiàng)目經(jīng)綜合分析后,決定采用拉力型無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行邊坡治理,具體設(shè)備選用情況如下表1所示。
表1 預(yù)應(yīng)力錨索施工設(shè)備一覽表
(1)鉆孔:本項(xiàng)目采用全站儀放樣,水平儀控制鉆機(jī)傾角,嚴(yán)格根據(jù)施工圖開展鉆孔作業(yè)。實(shí)際作業(yè)中,當(dāng)孔深已達(dá)設(shè)計(jì)要求,發(fā)現(xiàn)依舊為軟弱巖層,需繼續(xù)鉆進(jìn),確保錨固段處于穩(wěn)定巖層。
(2)錨索安裝:本項(xiàng)目嚴(yán)格按實(shí)際鉆孔深度確定鋼絞線下料長度,錨固段組裝為棗核狀;錨索安裝前,對鉆孔進(jìn)行全面檢查與清理,采用人工+機(jī)械方法實(shí)施安裝作業(yè),入孔時(shí)索體彎曲半徑>5m,入孔后及時(shí)注漿,15d內(nèi)開展張拉作業(yè)。
(3)混凝土墊墩澆筑:錨墊板與鉆孔間安裝薄壁鋼管,伸入鉆孔50cm~100cm,焊接鋼管外端與承壓錨墊板鋼管,錨墩采用C30混凝土。
(4)錨索注漿:外錨墩混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后,開展全孔一次灌漿施工,使用純水泥漿,灌漿壓力控制在0.3MPa~0.5MPa,閉漿時(shí)間15min。
(5)張拉:注漿體、墊墩混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)要求的75%即可開展張拉作業(yè),采用單股預(yù)緊、整束群頂張拉方法,張拉力和伸長值雙控,平穩(wěn)加荷、卸荷,升荷速率≤10%/min,卸荷速率≤20%/min。錨索張拉后存在應(yīng)力損失問題,根據(jù)實(shí)際監(jiān)測結(jié)果判斷是否需要進(jìn)行補(bǔ)償張拉,當(dāng)預(yù)應(yīng)力損失>設(shè)計(jì)張拉力的10%時(shí),3d~7d后開展補(bǔ)償張拉施工。
(6)補(bǔ)封注漿:完成張拉工作后,孔口段進(jìn)行補(bǔ)封注漿施工,并去除多余鋼絞線。
本項(xiàng)目施工質(zhì)量檢測結(jié)果如下:
(1)造孔、注漿質(zhì)量:本項(xiàng)目錨索施工共計(jì)1889根,根據(jù)檢測結(jié)果顯示,孔斜達(dá)標(biāo)率100%,實(shí)際灌漿量滿足設(shè)計(jì)要求;
(2)錨索張拉質(zhì)量:本項(xiàng)目張拉施工工檢測結(jié)果如下表2所示,根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析可知,錨索實(shí)際伸長值為131.0mm~215.5mm、伸長率為-4.3%~6.9%,滿足規(guī)范要求。
表2 張拉施工檢測結(jié)果
綜上所述,在巖土邊坡治理工程中,預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)的應(yīng)用廣泛、效果顯著。在工程實(shí)踐中,需做好巖土邊坡勘察工作,合理確定預(yù)應(yīng)力錨索施工方案,做好相關(guān)設(shè)備材料的選用工作,規(guī)范落實(shí)各道施工工序,確保造孔、注漿以及錨索張拉等質(zhì)量均滿足設(shè)計(jì)與規(guī)范要求,確保邊坡治理效果符合預(yù)期,全面提高邊坡穩(wěn)定性,保證項(xiàng)目安全實(shí)施。