高邊坡工程錨固技術應用體系探討

戴悠玲

高邊坡工程錨固技術應用體系探討

戴悠玲

根據工程實際和有關資料,對高邊坡治理中的預應力錨索、錨樁、錨桿、噴混凝土網、支擋結構等錨固技術進行了探討,并作了具體分析,以指導工程實踐,達到綜合治理的目的。

高邊坡,錨固技術,預應力錨索

巖土工程中邊坡采用錨固技術已十分普遍,根據不同的工程特點,形式多種多樣。特別是近年來隨著預應力錨固技術的發展,它已成為大型邊坡加固或整治工程的主要形式。如長江三峽鏈子崖“五萬方”危巖體在不同部位分別采用了3 000 kN,2 000 kN和 1 000 kN級的預應力錨索185根,總錨固力約 311 000 kN,使危巖體得到了可靠的錨固。

高邊坡工程的錨固,按照錨固的規模大小和被加固部位的深淺,而采用不同的錨固措施。

1 預應力錨索

預應力錨索深入穩定巖層,通過施加一定的預應力,將滑動巖土層與穩定巖層緊密串聯為一體,提高了不穩定巖土層的抗滑、抗傾斜能力,保持邊坡的穩定。

預應力錨索是綜合治理高邊坡病害的重要方法之一,也是應用得最多的形式,而且常成為高邊坡治理工程的主體工程,具有技術先進、安全可靠、節省投資、縮短工期等優點。預應力錨索的極限承載力能達到 8 000 kN。

普遍應用的預應力錨索為無粘結預應力錨索,采用高強度、低松弛的預應力鋼絞線或鋼絲編束而成,以 1 860MPa,270 kN級φ15.24mm鋼絞線應用居多。

預應力錨索主要施工工藝流程為：清理坡面及搭設排架→錨索孔定位→鉆機就位鉆孔→錨索制作及安裝人孔→注漿、補漿→澆筑錨墩→錨索張拉、補償張拉→鎖定→封錨。

需要注意的是,在造孔過程中,必須嚴格地控制鉆孔的傾角及方位角,終孔必須達到預定深度,并保持孔內清潔,以充分、有效地發揮預應力錨索的作用,達到可靠錨固的目的。錨索制作、安裝時不得損傷鋼絞線或鋼絲,必須嚴格除銹并進行防腐處理。注漿時,必須使鉆孔內注漿密實,不得有斷開的現象,對于土層錨固,實施二次高壓注漿,使水泥漿液向錨固體周圍的土體中劈裂、擠壓和滲透,能顯著地增大土體的抗剪強度,錨固強度也比僅采用一次常壓注漿的約提高 50%～100%。錨墩必須制作在比較密實的巖土層上并保證足夠的接觸面積,要有足夠的強度,以減小鋼絞線或鋼絲的預應力損失。張拉分級進行加荷,必須進行穩壓,對預應力損失較大的錨索進行補償張拉,按照規范進行才能有效地達到錨固的目的。

2 錨樁、錨桿

錨樁(長錨桿)、錨桿(土釘)主要施工在不穩定巖土體中,通過它們組成的群樁效應,提高不穩定巖土體本身的抗剪強度,使整個不穩定巖土體成為一個整體,而不會在局部產生滑移。

錨樁常用 φ32mm,φ25mmⅡ級螺紋鋼筋制作。其施工工藝為：造孔→錨樁制作→安放→注漿→張拉鎖定。錨樁造孔與錨索相同。制作錨樁時,必須有效地除銹,并焊接對中支架筋,以使錨樁安放人孔后居于鉆孔中央,注漿后被砂漿完全包裹。錨樁不進行張拉時,必須進行抗拔試驗以檢驗其抗拔強度是否達到設計要求。

對于錨桿,常采用 φ22mm,φ20mmⅡ級螺紋鋼筋制作。常用的有砂漿錨桿和快硬水泥卷錨桿等。錨桿孔常用鑿巖機施作而成,砂漿或水泥卷必須在孔內充填密實,以保證錨桿的抗拔強度。

3 噴混凝土網

噴混凝土網主要運用于巖(土)表層的加固。對于表層浮土、浮石、易風化層等施作噴混凝土網,能起到封閉巖(土)表層的作用,可避免在暴雨等沖蝕作用下浮石(土)的滑落,可以防止巖層表層風化而產生不穩定因素。

所施作的網可以用鋼筋網,也可用土工網。網的作用在于使噴射混凝土更有效地粘結成一體。利用土工網輔以耕植土和植被,利用植被的“水化”作用和“根系”作用,可同時起到表層保護和環境美化的作用。

噴射混凝土有模噴和滿噴。噴射混凝土時,必須使巖面干凈并濕潤,由下而上均勻地進行噴射,使混凝土完全粘附于巖面。對于大的四邊形面,可以用土石回填,并輔以加筋(加筋土石回填)。

近幾年發展起來的彩噴與噴混植草工程,在加固的同時可達到綠化環境的目的。

4 支擋結構

支擋結構的設置位置,一般設置于高邊坡或滑體的前緣;滑坡中、下部有穩定的巖土鎖口者,設置于鎖口處;如滑坡為多級滑動,當總推力太大,在坡腳一級支擋烤工量太大時,可分級支擋。通過支擋結構的設置,克服滑坡體的推力,起到穩定滑坡體的作用。

常用的邊坡支擋結構有(半)重力式、懸臂式、扶壁式、(預應力錨索)錨桿式、錨定板式、加筋土式、板樁式擋土墻和抗滑樁(預應力錨索抗滑樁)等。

水的存在使滑坡體產生塌滑的可能性加大。地表水的沖蝕作用,地下水的滲透作用,特別是滑面附近水的作用,使滑坡體極易產生坍塌滑動。

對于地表水,可在滑坡體周圍及滑坡體范圍內修筑各種排水溝,使地表水排出于滑坡體以外,但應注意溝渠的防滲,防止溝渠滲漏和溢流于溝外,同時整平地表、填塞裂縫、夯實松動地面、筑隔水層。

對于淺層地下水,要切斷其補給來源,作邊坡滲溝疏干或作小盲溝,在坡面上植樹,加大蒸發量,保證坡面干燥。對于深層地下水,采用長水平鉆孔排水,或者采用集水井,集中地匯集基巖面上及附近的地下水,利用水泵抽出或在豎井底部設置長的水平鉆孔,使集水自然流出滑坡下方地表。

5 其他措施

土質改良法：改善滑體(帶)土的性質,使之堅固以達到穩定滑體的目的。包括電滲法、焙燒法、動力固結法、爆破法、水泥灌漿法、石灰加固法和化學試劑灌漿法以及新型的微型樁。

減重反壓法：對滑坡范圍有穩定巖層外露,滑動面不深且滑動面具有上陡下緩形狀時,在滑坡上部可用減載方法。而對于牽引式滑坡則可采用在坡腳加載沖填,增加抗滑能力。

坡面綠化：對表層土質適合植草的,可進行植草綠化,主要有拱形骨架、菱形骨架、框架梁植草護坡。

需要指出的是,高邊坡工程加固不必面面俱到,要分清主次,工程施工中,根據現場實際,常常把幾種措施綜合運用,以達到綜合治理的目的。一般以預應力錨索和錨噴支護作為邊坡加固的主體工程,對于大型滑坡,可采用抗滑樁或預應力錨索抗滑樁。

經過近十多年來工程的大量應用及理論上的探討,高邊坡錨固技術獲得了迅速的發展。以后,在我國的工程建設中,鐵路、公路、建筑等都會涉及到大量的邊坡,邊坡錨固技術將會得到更加廣泛的應用和更加深入的發展。

[1]蘇自約,閆莫明,徐禎祥.巖土錨固技術與工程應用[M].北京：人民交通出版社,2003.

[2]李海光.新型支擋結構設計與工程實例[M].北京：人民交通出版社,2004.

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[4]GB 50330-2002,建筑邊坡工程規范[S].

[5]JGJ 120-99,建筑基坑支護技術規程[S].

Exploration for app lication system of anchor intensification technique of high side slope projects

DA IYou-ling

According to the engineering facts and relative data,the paper explores the prestressing anchor cable,the anchor pile,the anchor rod,sp raying concrete network,supporting and retaining structure in the treatmentof high side slope,and undertakes the factual analysis,so as to direct the engineering practice and achieve the goalof comprehensive treatment.

high side slope,anchor intensification technique,prestressing anchor cab le

TU413.62

A

1009-6825(2011)03-0052-02

2010-09-27

戴悠玲(1975-),男,工程師,新疆生產建設兵團農二師設計院有限責任公司,新疆 庫爾勒 841000