秦 姍
上海市基礎(chǔ)工程集團有限公司 上海 200002
預(yù)應(yīng)力錨索的主要作用是邊坡加固,其工作原理為將錨頭插入巖體堅硬組織,將容易滑坡的部位與穩(wěn)固的巖體相連,從而達到加固的效果[1-3]。
錨索的機械構(gòu)成主要分為3個部分:外錨頭主要用于張拉,內(nèi)錨頭用于伸入巖石內(nèi)部,錨索體則是用于連接二者的結(jié)構(gòu),也是受力的主要部分。內(nèi)錨頭可以分成兩大類:一種是機械式內(nèi)錨頭,另一種則是膠結(jié)式內(nèi)錨頭。外錨頭是錨索結(jié)構(gòu)組成中位于巖體外部的部分,具有張拉及鎖定的作用。外錨頭也有不同的種類樣式,比如螺紋式、錨塞式等。錨索體是連接內(nèi)錨頭和外錨頭的機械部件,既要承受張力,也要承受拉力,所以錨索體的構(gòu)成要具有很高的強度。錨索體一般由鋼筋、螺紋鋼筋等構(gòu)成。
普通預(yù)應(yīng)力錨索的作用力都具有集中性,因為受力不均勻,常常會導(dǎo)致錨索體損壞。而分散型預(yù)應(yīng)力錨索可以將張力與拉力作用在不同的部分,使整個負(fù)荷能夠均勻分配,從而提高了錨桿的承受力,也使得加固效果更加明顯。因為壓力分散型錨索結(jié)構(gòu)復(fù)雜,所以在施工過程中有很多種類型被應(yīng)用。其中,多級環(huán)繞式錨索的束體是由無黏結(jié)鋼絞線制成的,一個全孔可以放置1~4個承載體,每一個承載體都是經(jīng)過鋼絞線纏繞成U形后相結(jié)合。當(dāng)U形鋼絞線與載體共同被放入孔內(nèi)之后,通過注漿施工,將二者固定在錨孔之內(nèi),形成錨索的主體。為了不在土壤中留下很多妨礙后續(xù)施工的物品,在完工后可以將U形鋼絞線抽出,這種錨索叫做可回收式錨索。
在分散型預(yù)應(yīng)力錨索施工過程中,當(dāng)進行鉆孔工作時,應(yīng)該詳細地了解地層的變化信息,并據(jù)此進行設(shè)計,設(shè)計要求錨固段長度應(yīng)該滿足實際需求。在鋼絞線被應(yīng)用之前,應(yīng)該進行除銹工作,如果放置時發(fā)生彎曲,還應(yīng)進行校直,然后才能進行編索工作。
在錨索施工過程中用到的儀器設(shè)備等需要定期進行檢測,發(fā)生問題需及時進行修理。修理后的儀器設(shè)備應(yīng)交由設(shè)備質(zhì)量檢查部門進行檢測,檢定合格之后才能使用。當(dāng)錨固段的強度達到設(shè)計強度的85%時,才可以進行張拉測試工作。
在壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索施工過程中,所有的原材料、施工設(shè)備都應(yīng)該符合國家標(biāo)準(zhǔn),施工人員必須取得專業(yè)證書且具備豐富經(jīng)驗,這是保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)要素。鋼絞線暴露在空氣中非常容易生銹,因此需做好防銹處理??椎鬃{法是錨孔注漿工作中最有效的方法。為保證注漿的密實性,可以進行二次補漿,直到注漿符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求為止。在錨索張拉完成之后可以對多余的錨索進行切除,最后進行錨索的加固,完成施工。
先進行實地考察,完成施工圖紙設(shè)計,然后按照設(shè)計圖紙對邊坡進行錨索孔的測量與定位,接下來進行鉆孔施工,再將U形鋼絞線與承載體放入孔內(nèi)進行灌漿,之后進行錨墩澆筑。當(dāng)錨固段滿足一定強度時可以進行張拉力測試,測試結(jié)束后進行錨索固定,完成施工。
在鉆孔過程中,為保證不惡化邊坡巖體的地質(zhì)條件,不能采用水鉆進行施工,同時要根據(jù)地質(zhì)情況選擇鉆孔速度。在鉆孔的過程中,若出現(xiàn)坍孔則應(yīng)停止施工,將孔壁進行加固,然后繼續(xù)進行鉆孔施工。為了防止孔底尖滅的狀況發(fā)生,鉆孔深度要比設(shè)計要求多鉆0.3 m以上,這樣才能夠保證錨孔的深度。鉆孔結(jié)束后要對錨孔進行清理,錨孔內(nèi)不能有液體、殘渣、巖石粉等物質(zhì),防止降低水泥與巖石本體的結(jié)合強度??梢酝ㄟ^高壓風(fēng)機對錨孔進行清理,不能使用高壓水槍沖洗,在錨孔內(nèi)應(yīng)進行排水處理,防止液體降低水泥與巖體之間的黏度。
鉆孔工作結(jié)束之后進行錨索體編制工作,錨索體是壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)中的錨固段。2根鋼絞線與承載體組成1個錨索單位,鋼絞線通過擠壓簧和擠壓套固定于承載體上。鋼絞線在使用前應(yīng)該進行除銹、除油工作,對彎曲的鋼絞線進行校直,再進行施工。錨索體編制完成后進行下錨工作,然后用水泥砂漿進行注漿,注漿量要大于理論值。注漿不滿時需要進行補漿,注漿工作結(jié)束后需清洗注漿工具。然后通過混凝土澆筑進行地梁制作,之后進行分級張拉測驗,測驗結(jié)束后進行封錨加固。
某地因為經(jīng)常下雨,而且降水量特別大,容易引發(fā)山體滑坡。山體下面有一條高速公路,為保證高速公路行車安全,需采用壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索對邊坡進行加固。
3.2.1 施工設(shè)計
選取錨索框架為8片4節(jié)點,錨索的長度為45 m,間距為4 m。地梁高8 m,截面0.5 m×0.6 m,采用壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索形式進行施工。
3.2.2 鉆孔
先按照設(shè)計圖紙對錨孔位置進行測量,從而確定鉆機的位置。在鉆孔的過程中不允許出現(xiàn)水等液體,防止給后期的水泥加固帶來不便。鉆孔時要根據(jù)地質(zhì)巖體情況進行鉆速、壓力選擇。在鉆孔過程中,如果遇到地下水,需要先停止施工,進行排水工作,之后再進行施工。鉆孔達到設(shè)計要求深度后不能立刻停止,往往要多鉆0.5 m,然后對錨孔進行清理。
3.2.3 錨索體編制與下錨
錨索體主要由2根鋼絞線與1個鋼質(zhì)承載體構(gòu)成,用擠壓簧與擠壓套進行鋼絞線的固定。3個單元錨索體組成1個壓力分散型錨索,是錨索構(gòu)成中的錨固段。將鋼絞線與承載體固定在一起后進行下錨。
3.2.4 注漿
錨索體被下入錨孔中后再進行注漿工作,將水與石灰按1∶2的質(zhì)量比例進行混合,然后攪拌均勻后進行注漿。在錨索體中間部位放置注漿管,運用孔底注漿的方法來注漿,直到注漿溢滿錨孔為止。注漿結(jié)束后如果發(fā)現(xiàn)錨孔還未注滿,需要進行二次補注,同樣注漿到溢出錨孔為止。
3.2.5 錨索張拉測試
當(dāng)注漿體達到一定的強度后就可以進行錨索的張拉測試,一般需要將張拉力分為幾個等級,從小到大逐步進行張拉。張拉測試結(jié)束后進行錨體的加固,完成壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索施工。
壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)具有專業(yè)性與規(guī)范性,只有具備從業(yè)資格的人員才能進行工程施工,而且錨索施工對材料具有非常高的要求,施工設(shè)備應(yīng)該經(jīng)過專業(yè)機構(gòu)檢定之后才能使用。
壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)按照設(shè)計圖紙嚴(yán)格施工,每一道工序都不能有很大的偏差。壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索可以加固邊坡,防止山體滑坡災(zāi)害的發(fā)生,從而保證了高速公路的行車安全。
在邊坡加固工作中,壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索具有非常大的作用,其可以將邊坡與巖體相連,從而起到固定的作用。與其他技術(shù)相比,壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索具有分散負(fù)荷的特點,可以將壓力分散到錨桿的各個段點,從而增加錨索的穩(wěn)定性,延長錨索使用壽命。通過對壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)的研究和分析,為我國工程項目中的滑坡現(xiàn)象提供了一種有效的治理措施。
[1] 余鋒.壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索加固邊坡的設(shè)計與施工[J].中華建設(shè), 2012(4):188-189.
[2] 蔡澤宏,簡文彬.壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索在邊坡工程中的應(yīng)用研究 [J].路基工程,2016(4):152-156.
[3] 曾洪洲.淺談高邊坡壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索防護工程施工技術(shù)[J]. 工程質(zhì)量,2010(10):44-47.