陳藝泉
摘要:通過工程實例,在公路改造時,破壞了山體平衡,嚴重影響了行車安全,預(yù)應(yīng)力錨索抗滑移樁是最主要的工程措施。本文介紹了預(yù)應(yīng)力錨索在滑坡治理、橋臺加固、邊坡防護工程中的應(yīng)用情況,分別取得了很好的效果,這對于推廣預(yù)應(yīng)力錨索材料的應(yīng)用,具有—定的現(xiàn)實意義,為類似工程提供借鑒。
【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù);設(shè)計;施工
1.滑坡治理
1.1滑坡概況
G319線K233+750~ 945路段呈南~北走向,從吊鐘巖老滑坡區(qū)中穿過。公路改造時,路基開挖,削弱了老滑坡坡腳的支護,破壞了山體的平衡,從而誘發(fā)局部生命,老滑坡在路北肩墻塌陷,多處路面路基局部塌陷隆起變形,路南路面塌陷,并出現(xiàn)明顯開裂,原集肩墻多處土體開裂外傾,嚴重影響行車安全。
1.2主要工程措施
本工程采用了刷側(cè)卸荷、防沖擋土墻、預(yù)應(yīng)力錨索鋼筋混凝土框架、改善地表排水、排水地下水等全面的管理措施。預(yù)應(yīng)力錨索抗滑移樁是最主要的工程措施。
預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁是在樁身頂部沿與水平方向大約30°的位置設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索,錨索穿過滑體錨固到滑床內(nèi),使樁身成為一端固定、一端絞結(jié)的受力狀態(tài)。本工程的預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁沿公路上邊坡的坡腳設(shè)置、一字排列,采用預(yù)應(yīng)力錨索,主要考慮樁位滑動面較深,但樁后滑面較陡,可作為錨固地層的中風(fēng)化砂巖埋深較淺,從經(jīng)濟及受力方面更為合理。樁的設(shè)計強度為C25,樁長度是18到21米,斷面是2.5米乘以2米,樁間距是6米,在每個樁頂設(shè)置2個預(yù)應(yīng)力錨索孔,每個錨索孔長度為30m,錨固段長度為13~ 15m。單孔設(shè)計張緊力為1000kN,鎖緊時張緊力為700kN。錨筋使用標(biāo)準強度1860mpa,部分9ф15.2高強度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線的生產(chǎn)。
1.3實施效果
我們在錨索上布置了3個錨索測力計,于滑坡治理工程完工后半年對其進行監(jiān)測,錨索測力計的應(yīng)力損失分別為3.56%、4.2%、4.47%,均小于10%,表明錨索工作穩(wěn)定,滑波經(jīng)監(jiān)測己趨穩(wěn)定,公路及其構(gòu)造物未見新的變形,滑坡治理達到了預(yù)定的效果。
2.對橋臺進行加固
2.1橋臺疾病的概述
在1993年12月,位于永溪橋的G319線153K+850處正式通車。steam-20和掛- 100設(shè)計荷載,這座橋的長度是59.73米,橋面的寬度為9米,上部是2 20鋼筋混凝土簡支t形梁,橋的高度是13.9米,橋臺是重力砌筑u型橋臺和橋臺強烈風(fēng)化巖石的地質(zhì)基礎(chǔ)。
在橋梁檢查中發(fā)現(xiàn)橋臺病害:漳州方向沿著路朝橋臺變形范圍內(nèi)7.6米長,大約100毫米到外包兩邊的人行道上,46~ 50 mm,地表沉陷和下游側(cè)墻外向相對嚴重,側(cè)向位移的50 mm,出現(xiàn)在前墻的位置兩邊的后坡長和大的通過性骨折,縫長5.7米,狹縫寬度40毫米。龍巖方向橋臺橋臺(1)沿著路長12.6米范圍,左右兩邊的人行道和側(cè)墻都有不同程度的變形和破壞,橋臺產(chǎn)生水平位移變形、路面外包兩岸的20~30毫米,兩岸的前壁后坡長和大型貫通裂縫,縫到35毫米寬,拱座穩(wěn)定已經(jīng)受到嚴重影響:雖然前墻是懸挑的,但沒有被土壓力破壞。
造成橋臺墻破壞的主要原因是橋臺填料壓實不夠,橋臺墻體高(高達15.1m),土壓力大,超載嚴重,傾覆力矩大,導(dǎo)致墻體倒塌。側(cè)墻本身能夠提供的穩(wěn)定力矩較小而不足以抵抗傾覆力矩所致。
2.2加固措施
O號橋臺預(yù)應(yīng)力錨索的布設(shè)如圖3所示。橋臺側(cè)墻采用預(yù)應(yīng)錨索對錨,橋臺前墻采用預(yù)應(yīng)錨索地錨;對錨錨索孔成水平方向,地錨錨索傾角20°;錨索孔間距橫向3m、豎向4m。0號橋臺共布設(shè)10孔對錨、6孔地錨。
側(cè)墻對錨錨索單孔設(shè)計拉力450kN(取安全系數(shù)為1.5),鎖定拉力450kN。
前墻地錨每孔錨索長16m,錨固段長度10m,錨索單孔設(shè)計拉力250kN,鎖定拉力250kN。
錨索為4Ф15.2標(biāo)準強度1860MPa的高強度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線制成。
2.3實施效果
永溪橋橋臺加固后,通過例行的錨索測力計及外觀檢查,結(jié)果表明橋臺側(cè)墻完好,橋臺未產(chǎn)生新的變形。在此之后,我局對同類病害的G319線筆架山橋、S203線小片橋采用相同的工程技術(shù)措施加固橋臺,也取得了較好的效果。
3.預(yù)應(yīng)力錨索施工
3.1操作平臺的搭設(shè)
操作平臺是鉆孔施鉆的工作場地,基礎(chǔ)需設(shè)立在較完整的地基上,較松散地基處應(yīng)予硬化處理,為保證施鉆中操作平臺的穩(wěn)定性,應(yīng)采用斜拉桿將結(jié)構(gòu)加固成超靜定性,局部施工時,還將操作平臺與注漿錨索緊固在一起,以確保操作平臺的穩(wěn)定和施工安全。
3.2錨索孔施工
對錨的錨孔必須是水平的,這就要求鉆機就位時既要水平,又要正對放線點,保證點位左右上下誤差小于2mm,水平方向控制在對穿后偏差小于30mm;地錨孔的就位精度同上,角度控制誤差在±1°內(nèi)。
施鉆時應(yīng)采用無水干鉆,根據(jù)巖層或回填物的地質(zhì)條件,采用了相應(yīng)的鉆進方法。當(dāng)鉆進至相對較軟的松散體時,應(yīng)采用了正旋轉(zhuǎn)套管跟進的辦法;當(dāng)鉆進至相對較硬的松散體時,套管的合金鉆頭無法進行施鉆,故采用反旋轉(zhuǎn)沖擊套管跟進的辦法,直到孔中。
3.3鋼絞線的制作及安放
考慮錨索張拉的需要,鋼絞線的長度應(yīng)比設(shè)計長度多留2m。鋼絞線下料時采用砂輪切割機切割,避免電焊切割。
地錨的鋼絞線表面也應(yīng)除圬、除銹,自由段均勻涂抹一層防腐油,外套PVC波紋管;為防注漿時漿液進入波紋管內(nèi),波紋管的起始點用16~18#鐵絲和鋼絞線繞3~5圈連接,并用電工膠布纏封,再將鋼絞線制成束;錨孔端頭用自制導(dǎo)向尖殼固定成整體,以便入孔。錨索入孔后沿軸線方向每隔1.5m設(shè)一個隔離架,隔離架采用Ф50無縫管自制。
3.4錨孔壓漿
安放錨索后取出套管應(yīng)及時進行壓漿。壓漿材料為1:1的水泥砂漿,采用525普通硅酸鹽水泥和的河砂,Mk=3.0,水灰比為0.38~ 0.40,砂漿強度不低于30MPa。注漿機的最大工作壓力1.5MPa,正常工作壓力0.6MPa。
對錨孔壓漿采用“封一頭反壓法”,即將錨孔的一頭封堵,封堵壓力大于1.2MPa,再將壓漿管的出口置于封堵的一頭,使?jié){液從封堵的一頭反壓向開口處。
地錨壓漿直接采用反壓法,從錨索的孔底開始至孔口返漿式注漿,以保證水泥砂漿在錨孔內(nèi)充分填隙。
3.5錨索的張拉
錨斜托臺座的承壓面應(yīng)平整,并與錨筋的軸線方向垂直。錨具安裝應(yīng)與錨墊板和千斤頂密貼對中,千斤頂軸線與錨孔及錨筋體同軸一線,確保承載均勻。錨筋的張拉必須采用專用設(shè)備,設(shè)備在張拉作業(yè)前應(yīng)進行標(biāo)定,錨具、夾片等檢驗合格后方可使用。
錨索張拉采用分級、間隔、循環(huán)的方法。張拉時拉力分成五級,每級荷載分別為設(shè)計荷載的0.25、0.5、0.75、1.0、1.1倍。在張拉過程中,每增加一級荷載,要穩(wěn)定5min,然后卸荷至前級荷載,再次升級荷載;五級加到最大荷載要穩(wěn)定10~20min,變形穩(wěn)定后卸荷至設(shè)計荷載鎖定。
每次加荷錨頭的位移量不得超過0.5mm;在加荷的過程中,要測量錨索的伸長量,使錨索在彈性范圍內(nèi)工作。
錨索鎖定之后,切除多余鋼鉸線,用C30砼封閉錨頭。
3.6后期監(jiān)測
為監(jiān)測錨索預(yù)應(yīng)力變化情況,每項工程至少應(yīng)布置3個錨索測力計,在完工后6個月、12個月分別監(jiān)測錨索應(yīng)力損失量。當(dāng)錨索預(yù)應(yīng)力損失小于10%時,則預(yù)應(yīng)力錨索的質(zhì)量穩(wěn)定,可以滿足設(shè)計要求。
4.結(jié)束語
本文主要結(jié)合G319線K233+750~ 945路段呈南~北走向,滑坡的特點進行了分析,通過預(yù)應(yīng)力錨索抗滑移樁工程的實施表明對滑坡治理達到了預(yù)定的效果。預(yù)應(yīng)力錨索通過對結(jié)構(gòu)物(框架、抗滑樁)主動施壓,可很好地限制結(jié)構(gòu)物內(nèi)的土體(滑坡體、邊坡體、橋臺及填料)繼續(xù)變形,以保證公路設(shè)施完好。
【參考文獻】
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