李德勝

(深圳市南華巖土工程有限公司，廣東 深圳 518000)

巖土工程邊坡治理中的預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)

李德勝

(深圳市南華巖土工程有限公司，廣東 深圳 518000)

預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)操作簡(jiǎn)便，可對(duì)鋼絞線產(chǎn)生較大預(yù)應(yīng)力，并使其長(zhǎng)期處于受拉狀態(tài)，改善邊坡的穩(wěn)定性。巖土邊坡設(shè)計(jì)應(yīng)具有動(dòng)態(tài)性，要掌握總體的地質(zhì)狀況及其變化情況。分析了巖土工程邊坡錨固技術(shù)作用機(jī)理，預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)的應(yīng)用情況，以促進(jìn)邊坡治理工作。

巖土工程；邊坡治理；預(yù)應(yīng)力錨索

預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)在巖土邊坡施工中具有廣泛的應(yīng)用，可充分利用鉆孔，將錨索錨固在地層中，這部分地層不僅具有穩(wěn)定性，處理后可對(duì)錨索進(jìn)行自由張拉。在這種情況下，可對(duì)鋼絞線產(chǎn)生較大預(yù)應(yīng)力，因此對(duì)巖土體自身的穩(wěn)定性能具有較高要求。預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)能夠保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，也能保證結(jié)構(gòu)的密實(shí)度。此技術(shù)能保證巖土體的承載力，并適當(dāng)對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，減輕支護(hù)自重。預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)能節(jié)約大量施工材料，經(jīng)濟(jì)效益比較明顯。

1 巖土工程邊坡錨固技術(shù)作用機(jī)理

1.1 錨固機(jī)理

作為攔擋加固措施的一種，錨固技術(shù)的實(shí)施是以阻止巖塊或土體下滑為目的，利用錨索或錨桿在緊貼巖土體后產(chǎn)生的摩擦力來實(shí)現(xiàn)。在錨索或錨桿對(duì)斜坡軟弱結(jié)構(gòu)面實(shí)施分割后，會(huì)形成一塊塊互相聯(lián)結(jié)的板狀巖體，在結(jié)構(gòu)上成為一個(gè)整體，有效提升巖土的穩(wěn)定性。錨固技術(shù)對(duì)于邊坡穩(wěn)定性的提高，主要反映在以下兩個(gè)方面：第一，通過(預(yù)應(yīng)力)錨索或錨桿抑制和減小巖土體的下滑現(xiàn)象和下滑力。第二，通過利用(預(yù)應(yīng)力)錨索或錨桿對(duì)潛在滑面上的方向力的增加，可使作用于潛在滑面上的摩擦阻力得到有效提升。巖土體內(nèi)部經(jīng)(預(yù)應(yīng)力)錨索或錨桿作用后，會(huì)形成一個(gè)聯(lián)結(jié)的整體，可有效提高自身強(qiáng)度(抗拉抗剪強(qiáng)度和整體剛度)，進(jìn)而抑制破壞現(xiàn)象。還可促使巖土體自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度潛力的發(fā)揮，達(dá)到穩(wěn)定邊坡的目的。

1.2 錨固形式

第一，通過滑架的約束，可使巖土體在結(jié)構(gòu)上形成一個(gè)整體。第二，(預(yù)應(yīng)力)錨索或錨桿通過分擔(dān)作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)巖土體自重和外部荷載的抵抗，特別是在巖土體發(fā)生開裂時(shí)，這種分擔(dān)作用表現(xiàn)得更為明顯，錨索屈服延遲復(fù)合體的變形，避免巖土體整體性破壞或大規(guī)模坍塌在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生。第三，錨固完成后通過對(duì)巖土邊坡實(shí)施鋼筋網(wǎng)片鋪設(shè)和混凝土噴射，可有效提高邊坡穩(wěn)定性、整體性及巖土體強(qiáng)度，以防巖土體表面因雨水沖刷而出現(xiàn)坡面變形破壞。

2 預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，采用預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)，能對(duì)巖土邊坡的受力狀況進(jìn)行科學(xué)控制，若出現(xiàn)變形，能及時(shí)對(duì)應(yīng)力進(jìn)行調(diào)整，提高邊坡結(jié)構(gòu)的承載力。此種施工技術(shù)還能有效減少結(jié)構(gòu)本身的自重，其不僅能發(fā)揮較強(qiáng)的支護(hù)效果，也能在使用過程中形成一定坡度，從而減少對(duì)土壤的破壞，控制巖土開挖量，發(fā)揮良好的生態(tài)環(huán)境效益。在開展施工時(shí)，相關(guān)操作技術(shù)能夠?qū)κ┕べ|(zhì)量產(chǎn)生比較明顯的影響，預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)操作難度不大，且安全風(fēng)險(xiǎn)較低，可采用相對(duì)輕便的施工設(shè)備，對(duì)邊坡結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較小范圍擾動(dòng)，從而防止自然災(zāi)害。在對(duì)巖土邊坡實(shí)施治理時(shí)，預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)顯著，能夠及時(shí)對(duì)邊坡開展動(dòng)態(tài)性設(shè)計(jì)及施工，結(jié)合地質(zhì)情況，實(shí)現(xiàn)良好施工。

3 預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)的應(yīng)用情況

3.1 預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)分析

預(yù)應(yīng)力錨索由錨固段、自由端、錨頭等三部分組成，其材料及材質(zhì)包括鋼絞線、錨具、注漿材料。錨固段能夠利用錨索作用，對(duì)巖土內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)定，利用錨固體可強(qiáng)化地層本身的抗剪力。采用灌漿技術(shù)可對(duì)錨固段錨索進(jìn)行處理，將其與對(duì)應(yīng)孔壁進(jìn)進(jìn)行有效連接，形成性能良好且穩(wěn)固的整體結(jié)構(gòu)。這樣孔周圍將更具穩(wěn)定性，并保證巖土結(jié)構(gòu)發(fā)揮載體作用，為預(yù)應(yīng)力承載提供便利。自由端結(jié)構(gòu)能夠發(fā)揮傳力作用，由于其下端位置即是錨固端，而上端位置是錨頭，因此鋼絞線受到保護(hù)。灌漿方式將護(hù)套直接連結(jié)在孔壁上，保證鋼絞線在套管伸縮自由。錨頭鎖定位置，可將錨索充分固定在相關(guān)結(jié)構(gòu)上，能夠施加較大的預(yù)應(yīng)力作用。

3.2 邊坡整修

在實(shí)際施工時(shí)，施工人員要對(duì)實(shí)際操作進(jìn)行規(guī)范，進(jìn)一步提高施工質(zhì)量。施工單位要對(duì)施工組織進(jìn)行合理安排，針對(duì)可能存在安全管理風(fēng)險(xiǎn)的施工環(huán)節(jié)，要加以重視。嚴(yán)格根據(jù)施工圖紙開展施工活動(dòng)，按照邊線測(cè)量值開挖。采用專用設(shè)備及操作機(jī)械，對(duì)變頻進(jìn)行整修。邊坡初步形成后，要采用人工方式進(jìn)行整修，并對(duì)其進(jìn)行一定調(diào)整，使其滿足施工要求。及時(shí)對(duì)已經(jīng)松動(dòng)的巖土結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)處理，保證其平順性，避免出現(xiàn)質(zhì)量問題。

3.3 坡面處理

在開挖及整修的坡面，執(zhí)行混凝土噴射作業(yè)，進(jìn)一步對(duì)邊坡開展修整。敷設(shè)鍍鋅鐵絲網(wǎng)，及時(shí)噴射混凝土，注意要保證混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，一般選擇C20強(qiáng)度，充分保護(hù)邊坡。

3.4 錨孔清理

鉆孔是實(shí)施錨索施工的主要構(gòu)成部分，也是施工流程中的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)施工到一定深度后，不能立即停止鉆孔，要保證鉆孔操作的穩(wěn)定性，一般穩(wěn)鉆1～2 min后，可逐漸停止作業(yè)。這樣能有效保證施工效果，避免出現(xiàn)施工質(zhì)量不良的問題。若施工人員在孔壁周圍發(fā)現(xiàn)沉渣，或出現(xiàn)水體黏滯現(xiàn)象，要及時(shí)組織人員對(duì)其進(jìn)行清理。鉆孔完成后，利用高壓空氣作用，清理孔中的水體，有效清除巖粉結(jié)構(gòu)。對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面觀察，要掌握施工設(shè)備、材料使用情況，做好復(fù)查工作。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員要求，對(duì)錨孔施工開展質(zhì)量控制。開展分項(xiàng)檢查，確定無質(zhì)量問題后，開展施工。

3.5 錨索使用情況長(zhǎng)期觀測(cè)

一般情況下，錨索張拉鎖定后，相關(guān)監(jiān)測(cè)人員要每天對(duì)其開展相應(yīng)觀察。2～3個(gè)月后，每周對(duì)其進(jìn)行觀測(cè)1次。4～6個(gè)月后，按照每月3次的頻率，對(duì)其進(jìn)行觀察。只有密切做好監(jiān)督及檢查，才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，采取必要措施進(jìn)行對(duì)應(yīng)處理。

3.6 錨索張拉及鎖定、封錨

錨墩制作是在錨索注漿工作完成后才展開的，錨墩使用C30鋼筋混凝土整體澆筑，最大程度地使坡面與錨墩之間緊密貼合，錨索與外表面呈現(xiàn)垂直狀態(tài)。等到孔內(nèi)砂漿的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度的80%后就可以進(jìn)行張拉。張拉之前，要對(duì)錨頭等設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)檢查，檢查確認(rèn)合格后清除其上面的污銹。張拉之前要標(biāo)定張拉千斤頂油泵，還要保證錨具及夾片等工具合格。繪制出千斤頂壓力及出力表壓強(qiáng)曲線，錨索張拉時(shí)的值應(yīng)小于千斤頂最大出力標(biāo)定。錨索張拉要根據(jù)設(shè)計(jì)，分單元使用差異分步張拉法進(jìn)行張拉。在錨索鎖定后48 h內(nèi)，如果發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力明顯損失，需要進(jìn)行補(bǔ)償張拉。完成補(bǔ)償張拉后，在錨具處開始量起，留出長(zhǎng)越5～10 cm的鋼絞線，采用機(jī)械切割的方式將不需要的部分截去，尤為重要的是，嚴(yán)禁使用電弧燒割。最后將防腐劑涂在錨頭部分，再使用C15混凝土進(jìn)行封閉，這樣既能防止銹蝕，又能兼顧工程的美觀性。

3.7 錨固注漿注漿

經(jīng)試驗(yàn)后，選后施工配合比最佳的水泥砂漿。要嚴(yán)格控制水泥砂漿的質(zhì)量，水泥標(biāo)號(hào)要大于42.5#，將凈化的河砂過篩分選，砂漿攪拌好后需要再次過篩，盡可能避免水泥結(jié)塊堵塞管路。使用孔底注漿法，在注漿壓力為2.0 MPa的條件下，從孔底開始注漿。注漿過程中要不斷緩慢進(jìn)行砂漿攪拌，砂漿灌注呈現(xiàn)飽滿密實(shí)狀態(tài)。施工中，使用二次劈裂注漿技術(shù)進(jìn)行施工，使地層錨固力得到提高。

[1] 吳茂明，阮含婷，劉鷺.預(yù)應(yīng)力錨索在巖土邊坡工程治理中的應(yīng)用[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2016，(S1)：324-326.

[2] 屈林河，張智聰.預(yù)應(yīng)力錨索在巖土邊坡工程治理中的運(yùn)用研究[J].四川水泥，2016，(03)：318，241.

[3] 李慶強(qiáng).淺談?lì)A(yù)應(yīng)力錨索在巖土邊坡工程治理中的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2016，(03)：205-206.

[4] 肖寧.預(yù)應(yīng)力錨索在巖土邊坡工程治理中的應(yīng)用[J].科技與創(chuàng)新，2016，(07)：124.

Prestressed anchor cable technology in slope treatment of geotechnical engineering

LI De-sheng

(Shenzhen Nanhua Geotechnical Engineering Co., Ltd., Shenzhen 518000, China)

The construction technology of prestressed anchor cable is simple and can produce large prestressing force and long-term tension in the steel wire to improve the stability of the slope. Rock slope design should be dynamic, and grasp the overall geological conditions and changing situation. The mechanism of rock slope anchoring technology and the application of prestressed anchor cable technology are analyzed to promote the slope control work.

Geotechnical engineering; Slope control; Prestressed anchor cable

2017-04-17

U418.52

A

1674-8646(2017)13-0009-02