试论预应力锚索在山体滑坡治理中的应用

摘要:本文全面论述了预应力锚索在山体滑坡治理中的应用方式,同时还着重阐述了预应力锚索加固高边坡的施工技术,给成功地治理公路滑坡灾害提出了成熟的建议，并采取介绍实例的方法更加深入的进行了论证。

关键词:锚索滑坡治理预应力锚锭板 抗滑桩内力分析

中图分类号：P642.22文献标识码： A

1 前言

从上世纪九十年代开始,随着我国国民经济持续快速发展,公路建设事业突飞猛进,尤其是1998年中国实施积极的财政政策以来,中国公路建设投资数量之大、开工项目之多举世瞩目。到2008年底,中国公路通车总里程达181万公里,居世界第三位,其中44%是最近14年内修通的。目前已突破5万公里,高速公路总里程位居世界第二。众所周知,福建地区属低山、丘陵地带,自然地理、工程地质环境十分复杂,为公路建设产生多种地质病害的先决条件。公路是一项大型带状工程,长达几十到几百公里,有的穿越多种地形地貌类型和多个工程地质单元,甚至不同的气候区,特别是高速公路,技术标准高,路基宽度大,对山体破坏严重,将加剧各种自然和人为地质灾害的发生,从已建成的多条丘陵、山区高速公路实践证明,各类地质灾害,尤其是滑坡灾害是十分严重的。因此,在公路建设中加强地质勘测,并采取必要的工程对策,将有十分重要的意义。

2 滑坡整治工程对策

众所周知，滑坡整治是一项复杂的系统工程。其中，它的工作基本上可以概括为三部分，分别是滑坡勘察、监测和整治工程措施。勘察和监测是滑坡整治措施的基础。滑坡整冶工程措施是在勘察、监测资料的基础上,针对滑坡发生的主要原因,研究确定滑坡治理的施工方案。通常滑坡治理有以下几种措施,清方减载、挡墙、抗滑桩、预应力锚索或几种结合使用。下面结合具体工程实例详细介绍预应力锚索在山体滑坡治理上的应用。

3 山体滑坡工程实例介绍

3．1 工程概况

该滑坡位于泉三高速公路三明段,里程为K142+390~K142+630,沿线长140m,线路以路堑形式从丘陵山区中部通过。边坡高度达42m。边坡开挖后,于2006年3月11日严重滑动,坡体上裂缝遍布,牵引裂缝不断向堑顶后部的农田发展,最远距路线中心96m,其后缘出现NW40b方向,宽3~5m的张拉裂缝,该张拉带深4~5m并逐渐向后部延伸构成弧状索引缝带;坡体变形导致局部房屋开裂,已形成路堑边坡坍塌,严重影响施工的顺利进行。

3．2 滑坡治理方案

采用刷方减载结合预应力锚索施工方案,边坡共分五级,最底部为挡墙,挡墙上设四级边坡为1B115,坡高为10m,每级边坡间设310m平台,对各级边坡均采用锚索加固,锚梁间距为4m,用C25砼浇筑。锚索用8Uj15124高强度、低松弛标准强度不低于1860MPa钢绞线组成设计荷载880kN,锁定荷载800,钻孔直径130mm,布置3排,每排垂直间距310m锚索倾角25b,锚固段长度均为10m,锚索自由段的钢绞线采用聚乙烯防护,部分作防腐处理,锚孔采用30号水泥砂浆灌注,注浆压力014~016MPa。

3．3 施工工艺

3．3．1 施工作业流程(图1)

3．3．2施工顺序及施工方法

3.3．2．1 施工顺序(如图二)

(1)施工路堑顶截、排水沟,填筑滑坡后缘地表裂缝;

(2)开挖第四级边坡,施工锚索梁;

(3)开挖第三级边坡,施工锚索梁;

(4)开挖第二级边坡,施工锚索梁;

(5)开挖第一级边坡,施工锚索梁;

(6)施工路堑挡土墙。

3.3.2.2施工方法

(1)钻孔

采用5台XY-2PC钻机,4台12m3柳州空压机施工,对表层风化严重层及破碎岩层,则分别采用偏心钻头跟管钻进和中心钻头跟管钻进工艺成孔,对锚固段岩层,则采用潜孔锤钻进成孔。开孔应准确确定孔位及钻孔倾角,达到设计要求。钻孔完成后,应用强气流洗孔,若孔内有少量地下水,则采用气水联合洗孔方法,确保锚孔孔壁干净。确定孔深无误后,钻孔完成。钻孔一律打干钻,土层钻孔加套管。

(2)锚索制作安装

钢绞线长度=锚索长度+2m锚固段用U8钢筋与U60钢管焊接做成架线环,紧箍环用16号铅丝缠扎,不少于2圈,二者交错布置,间距110m,形成枣核形。为便于下锚,前端用U60钢管做成导向帽。自由段进行防锈防腐处理:

用钢丝刷除去钢绞线上的浮锈;

先涂防锈防腐底漆,表面干后涂防腐防锈面漆;

涂专用防腐油脂,然后穿上聚乙烯塑料管;

自由段与锚固段连结处,先用沥青麻丝缠绕,再套上聚乙烯管,并用铁丝扎紧;

每隔3m设置一道架线环以保证钢绞线顺直;

⑥锚索的安放应在清洗孔后立即进行,锚索必须竖直。

(3)全孔灌浆

用强制式搅拌机制浆,制浆严格按照配合比进行,灌浆用UBJ310型挤压式灰浆泵,为避免大块材料堵塞压浆泵,砂浆需经过滤网倒入压浆泵,灌浆用1根U30mm左右的钢管作导管,一端与压浆泵连接,一端随锚索同时送入钻孔底部,距孔底预留110m左右的空隙,自孔底向外灌注,随着砂浆的灌入,逐步将灌浆管向外拔出直至孔口,但在拔管过程中应保证管口始终埋在砂浆内,注浆压力014~016MPa。浆体回缩后,从孔口进行补浆。灌浆完成后,灌浆管、压浆管、搅拌机等用清水冲洗干净。

(4)绑扎钢筋,浇筑锚梁砼

钢筋绑扎严格按照设计图纸施工,预留好保护层,并且钢筋接头需错开,同一截面钢筋接头数量不得超过钢筋总数的1/4。报监理工程师检验合格后,按照施工配合比,用强制式搅拌机拌制砼,用插入式振捣器振捣密实,确保内实外光,浇筑完毕后,加强养护。为缩短工期,在砂浆及砼中加早强剂,保证7d强度达到设计的80%,以利提前张拉。

(5)张拉

对每一束锚索拟采用二次三级(或二级)张拉方式,机具为ZB4/50型油泵,YDC-1500千斤顶。具体张拉过程见下表。

第一次张拉注浆7d后进行,第二次张拉注浆14d后进行,第一次张拉时,锚固段注浆体、锚梁强度应达到设计强度的80%,张拉是由上而下分级进行。

(6)封锚

经监理工程师验收合格后,切除多余的钢绞线,同时清除支承垫板、锚具及端面砼上的污垢,并将端面混凝土凿毛,浇筑封锚砼时,认真插捣密实,浇筑后,静置1~2h,带模浇水养护。

3.3.2.3注意事项

(1)锚索设计荷载880kN,锁定荷载800kN,锚索张拉分五级进行,分别为设计荷载的0125、015、0175、110、112倍。

(2)为缩短工期,可给锚梁砼及水泥砂浆加一定比例的早强减水剂,等锚梁砼达到设计强度的80%时应急时张拉锁固。

(3)无论是边坡开挖还是锚索加固都是自上而下分级进行,严禁无序开挖,或一次开挖到路面设计标高。

(4)锚索孔位测放力求准确,偏差不得超过?10cm,钻孔倾角允许误差?2b;考虑沉碴的影响,为确保锚索深度,实际钻孔深度要大于设计深度110m。

(5)锚索造孔禁止开水钻进,以确保锚索施工不致于恶化边坡岩体工程地质条件。钻进过程中应对每孔地层变化(岩粉情况)、进尺速度(钻速、钻压等)、地下水情况以及一些特殊情况作现场记录。若遇坍孔,应立即停钻,进行固壁灌浆处理,注浆36h后重新钻进。

(6)锚索孔径130mm,成孔后的孔径不得小于该值。钻孔完成之后必须使用高压空气(风压012~014MPa)将孔中岩粉或地下水全部清除至孔外,以免降低水泥砂浆与孔壁岩体的粘结强度。

(7)锚索孔内灌注水泥砂浆,水灰比014~0145,灰砂比1B1,砂浆体强度不低于30MPa。采用从孔底口返浆式注浆,注浆压力不低于0125MPa。

4结论

在预应力锚索在山体滑坡治理中的应用的应用中，我们一定要做到以下三点：（1）合理确定锚索中预应力的大小； (2)探讨锚锭板应用的范围 (3)保证预应力锚索抗滑结构的有效性和其显著优点得以真正落实。

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