论预应力锚索技术在水利工程高边坡加固中的应用
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探析预应力锚索在水利高边坡工程中的应用摘要:随着社会经济的进步,促进了水利工程建设发展,同时其在建设过程中存在的问题也不断增多,而预应力锚索施工技术在水利高边坡工程中的合理应用不仅能加强边坡结构的稳固性,还能使边坡的整体稳定性得到增强,基于此,本文概述了预应力锚索,阐述了影响水利高边坡工程稳定的主要因素,对预应力锚索在水利高边坡工程中应用存在的主要问题及其策略进行了探讨分析,以供借鉴参考。
关键词:预应力锚索;水利高边坡工程;影响因素;应用;问题;策略一、预应力锚索的概述预应力锚索是指由钻孔穿过软弱岩层或滑动面,把一端(锚杆)锚固在坚硬的岩层中(称内锚头),然后在另一个自由端(称外锚头)进行张拉,从而对岩层施加压力对不稳定岩体进行锚固,这种方法称预应力锚索,简称锚索。
在水利水电工程高边坡治理上及闸墩混凝土上应用较多,如老挝南欧江六级水电站溢洪道边坡、厂房边坡以及泄洪闸闸墩混凝土均采用了此种锚索。
预应力锚索的作用机理主要表现为:第一、自承拱作用。
锚索安设锁紧后,锚索集中应力以45°压力分布线传递至支护结构物上,在预应力作用下,围岩产生压缩,可使松散围岩在锚索的弹性压缩下形成“自承拱”,提高了围岩的整体性和在抗力,增加其强度。
第二、组合梁作用。
组合梁作用就是锚索穿过层状岩层,使岩层层面和层理之间的摩擦力增大,增强围岩的整体性,阻止岩层间的分离、位移,提高岩层的抗弯强度。
第三、悬吊作用。
悬吊作用就是锚索把不稳定岩块吊挂在稳定岩体上,限制不稳定岩块的位移,防止其冒落。
二、影响水利高边坡工程稳定的主要因素水利高边坡工程稳定的主要影响因素分析:水利水电工程由于位于山区狭长河谷中,在施工中不可避免会遇到高边坡、松散体和地质裂隙。
由于地质条件的复杂,覆盖层比较厚,表层多为松散的堆积体,深部多断层交叉,因此在工程建设过程中,存在高边坡工程不稳定的现象,主要有以下因素:(1)地层岩性。
岩石软弱,风化深度大,构造破碎严重,当切坡高度、陡度达到一定值时会发生失稳现象。
预应力锚索抗滑桩加固高边坡关键技术及应用预应力锚索抗滑桩加固高边坡是一种常见的土木工程加固方式,广泛应用于高速公路、铁路、水利水电等工程中。
本文将从预应力锚索抗滑桩的原理与特点、加固高边坡的关键技术以及应用案例等方面进行详细介绍。
一、预应力锚索抗滑桩的原理与特点预应力锚索抗滑桩是通过预应力锚索固定在深层土体中,再通过桩身传递作用于土体深层的预应力,使土体在内力均衡状态下确保较大的抗滑稳定性。
其主要特点包括:一是施工便捷,可灵活调整桩端处预应力张拉力,适应不同地质条件;二是对周边环境影响小,不占用过多施工空间;三是具有较高的承载能力和抗滑稳定性,能够有效加固高边坡,提高工程的安全性和可靠性。
二、加固高边坡的关键技术1. 地质勘察:通过对高边坡的地质勘察,了解高边坡的地层情况、坡体结构及滑坡发展特征,为后续施工提供重要依据。
2. 桩身设计:根据高边坡的具体情况,合理设计抗滑桩的数量、位置和尺寸,确保桩身能有效地承担预应力作用和土体稳定功能。
3. 预应力锚索施工:选择合适的预应力锚索材料和工艺,进行桩体的预应力张拉,确保预应力作用能够有效传递到深层土体中,提高边坡的抗滑稳定性。
4. 桩体连接与支护:对抗滑桩进行连接和支护设计,确保桩体之间能够有效协同工作,提高整体加固效果。
三、预应力锚索抗滑桩的应用案例1. 高速公路边坡加固:在高速公路边坡滑坡敏感区域采用预应力锚索抗滑桩加固技术,有效提高边坡的抗滑稳定性,降低了交通事故的发生概率。
2. 水利水电工程边坡治理:对水利水电工程中出现的高边坡问题,采用预应力锚索抗滑桩加固技术,改善了边坡的稳定性,保障了工程的安全运行。
3. 城市土地开发项目边坡处理:在城市土地开发过程中,预应力锚索抗滑桩技术被广泛应用于边坡的稳定加固,确保了城市基础设施的安全和可靠性。
总结:预应力锚索抗滑桩技术以其较高的施工效率和加固效果,被广泛应用于各类工程中。
随着技术的不断创新和完善,预应力锚索抗滑桩在高边坡治理领域将发挥更为重要的作用,为工程的安全建设和可持续发展提供有力支持。
预应力锚索在边坡加固中的应用技术【摘要】依托笔者多年来在边坡失稳防治方面的现场施工经验,系统分析了目前预应力锚固技术的优点、使用条件及存在的主要问题,阐述了预应力锚索框架梁支护体系的作用机理和优点。
最后系统分析总结出目前预应力锚索框架梁存在11类病害,详细说明了各种病害的破坏类型以及产生原因,旨在为从事边坡失稳防治工作的同行提供参考价值。
【关键词】边坡;预应力锚索;病害对于山区高速公路,路基工程挖方数量大,路堑边坡高,地质比较差的地段一般采用预应力锚索地梁,以确保路基高边坡稳定[1]。
锚索锚固技术的先进性、可靠性、经济性已得到公认[2]。
1 预应力锚索技术1.1 预应力锚固技术的优点①能充分发挥高强钢材、钢丝、钢绞线等材料的良好性能;②最大限度地利用岩土介质的内在强度和潜力,加强自承和自稳能力;③主动加载用以改善工程结构的应力状态,提高受加固体的强度;④确保工程施工的安全及岩土体的长期持续稳定,约束其变形。
1.2 预应力锚索的适用条件及主要问题(1)预应力锚索的适用条件技术上,预应力锚索可用于加固一般岩土质的边坡、滑坡和危岩,包括土质滑坡。
但在以下条件时,其应用和功效受到限制:①当滑动面较陡时,尤其对陡倾的危岩。
②当滑体很厚、锚索自由段过长时。
③当下滑力过大、滑体十分松软时。
④当滑床为松软土体时。
(2)预应力锚索的主要问题①预应力衰减问题。
加固松散体的锚索的预应力衰减是有限的、可控的和可弥补的,在规范施工的条件下,对预应力锚索的长期有效性的耽心是不必的。
②钢绞线腐蚀问题。
对化学腐蚀,由于采用了钢绞线防腐除锈、塑料套裹护、水泥砂浆裹护三道措施,问题基本解决。
现最关注的是应力腐蚀,即钢绞线长期处于高拉应力状态下产生缺损进而组成钢绞线的钢丝产生破断的问题。
由于预应力锚索面世仅数十年,作为百年大计的抗滑工程,尚未全程经受检验,因此目前应以加大锚索钢绞线的安全储备、规范张拉工艺来应对。
③锚固段设计问题。
锚索设计中以剪应力沿锚固段全长均匀分布,采用平均粘结强度来计算锚固段的长度。
预应力锚索在水库高边坡防护中的应用摘要:预应力锚索的施工技术,以达到强化治疗的显著影响水库边坡高,有必要改进复杂,高效有序的强化工作根据实际加固施工,结合有关钢筋施工规范客观,并选择合适的机械设备来帮助在实践中为了提高水。
水库高边坡加固施工水平。
随着我国水利水电工程建设规模的不断扩大,高边坡稳定性问题越来越受到人们的重视。
高边坡失稳引起的重大安全事故不仅会延误工程进度,造成巨大的经济损失,而且还会造成人员伤亡,已成为水利水电工程建设中不可调和的一部分被忽视的问题。
关键词:预应力锚索;水库高边坡防护前言:预应力锚索是一种能承受拉力的结构形式。
索的一端固定在稳定的地层或结构中,另一端与加固物连接形成新的复合结构。
该复合结构能有效抑制、减少或消除天然力场对工程的地质危害,提高工程地质稳定性。
定性分析广泛应用于边坡加固、深基坑、地下洞室等工程中。
通过预应力锚索加固水库高边坡,可以提高水库工程施工的稳定性和安全性,避免威胁工程的综合效益和人身安全。
一、预应力锚索相关概况近年来,水库高坡复杂的地质构造和滑坡成因成倍增加。
面对这些现象,水务部门和团队工作的科学技术和水价和我国的电力,在一部分滑坡的长期斗争,不断吸取了相关和更多的有效的干预战略,使得他们不活跃,而科学和技术的演讲经验,得以起草一整套我们水电固边加工、工程加工及新技术勘察,如支持先进的应力锚技术在上部加固工艺加工中的应用。
作为一项有效的措施,旨在稳定和固定水库的高坡度,在水力工程中广泛应用,如斜坡支架。
针对水库加固坡高合理和适当加强防范,提高坡水库高波动持续性和稳定性高,防止坡主要财产损失由于滑坡等灾害可能带来的不仅是理性和客观,但工作时间减少和有效投资省。
其次,对边坡加固方法因人而异,包括不同种类的锚网抽防护墙、预应力锚绳等方法使预应力锚绳、钢丝绳的结构转换扩展,长时间处于高温条件下强度逐渐加强、合理和有效,最终增加为了实现提高岩石稳定性的有效目标,从而加强水库上部预应力很强的锚线并修复它。
论预应力锚索技术在水利工程高边坡加固中的应用[摘要]本文主要结合锚固技术的特点及机理、技术应用等方面去论述水利水电工程高边坡加固治理措施。
[关键词] 水利水电工程预应力锚索高边坡加固防护
在水利水电工程主要水工建筑施工过程中经常碰到岩质高边坡的治理问题,如水库溢洪道开挖后的边坡、大坝岸坡开挖后的边坡及水电站前池、明渠、隧洞口开挖后的边坡等均存在高边坡的加固与整治问题。
高边坡加固与整治措施多种多样,技术复杂的程度也各不相同,但目的均是为了防止边坡的滑动,提高岩体稳定性,确保边坡的整体稳定,从而保障高边坡下的水工建筑能够安全运行,充分发挥其技术与经济运行能力。
边坡的稳定性直接决定着工程修建的可行性,影响着工程的建设投资和安全运行。
因此,加快水利水电边坡工程加固预应力锚固技术的应有研究,对水利水电科研攻关具有重要意义。
1预应力锚索边坡加固的特点
(1)预应力岩锚与混凝土预应力拉锚的总称,预应力锚束可以传递拉应力,这是其他措施无法比拟的最大优点。
(2)预应力锚固随其种类的不同而结构型式各异,但总的来说,均由锚孔、锚束两个部分组成。
锚孔是设置锚束的钻孔,锚束是施加预应力的主体。
锚束系由锚头、锚束体及锚固段等3个部分组成。
对穿锚束分为无粘结和有粘结两种型式,其结构主要由锚束束体和内外锚头组成。
(3)预应力岩锚系将锚固段安放在基岩中的一种重要的预应力锚固型式,它是与基岩锚孔直接关联的预锚;混凝土预应力拉锚可以与基岩无关,只是为加固建筑物,改善应力状态,修补混凝土缺陷所设置的预锚。
(4)采用预应力锚索进行边坡加固,具有不破坏岩体,施工灵活,速度快,干扰小,受力可靠,且为主动受力、坡面岩体抗压强度高等优点。
(5)预应力锚索具有锚固深度大、承载能力高、可施加较大的预紧力等特点,因而可获得理想的支护加固效果。
其加固范围、支护强度、可靠性是普通锚杆支护所无法比拟的。
2预应力锚索技术的作用机理
(1)自承拱作用。
锚索安设锁紧后,锚索集中应力以45°压力分布线传递至支护结构物上,在预应力作用下,围岩产生压缩,可使松散围岩在锚索的弹性压缩下形成“自承拱”,提高了围岩的整体性和在抗力,增加其强度。
(2)组合梁作用。
组合梁作用就是锚索穿过层状岩层,使岩层层面和层理之间的摩擦力增大,增强围岩的整体性,阻止岩层间的分离、位移,提高岩层的抗弯强度。
(3)悬吊作用。
悬吊作用就是锚索把不稳定岩块吊挂在稳定岩体上,限制不稳定岩块的位移,防止其冒落。
3影响高边坡稳定的因素
(1)地层岩性。
岩石软弱,风化深度大,构造破碎严重,当切坡高度、陡度达到一定值时会发生失稳现象。
(2)地质构造。
受构造的影响,如高边坡体上节理裂隙发育,岩体破碎,将严重影响路堑高边坡的稳定性,局部边坡的稳定主要受倾向临空不利结构面的控制
(3)边坡岩体的风化程度。
岩体风化破坏了岩体的完整性,使岩石物质成份发生变化,导致岩石物理力学性质的改变,直接影响岩体的强度及构造特性,进而影响路堑边坡的稳定。
(4)水文地质条件。
水是造成边坡失稳的重要因素,水软化岩(土)体,降低其强度,增大容重而增大了下滑力,产生静、动水压力,产生边坡的失稳。
4预应力锚索边坡加固中存在的问题
(1)管理问题。
施工组织设计无针对性,施工方案不合理或不落实;质量责任不明确、落实不到位;试验检测及管理工作不规范;未作试验孔,或试验孔不规范;施工现场管理较乱等。
(2)工艺问题。
锚索在张拉时钢铰线的实际伸长值小于(或大于)理论计算值;张拉锚索通过压力表反映的张拉力与应力计反应的张拉力出入较大;张拉过程中或张拉后锚索框架、锚墩混凝土出现被压裂、下陷;锚索框架、锚墩、抗滑桩钢筋锈蚀、混凝土配合比不当、计量不准确、模板制作和安装质量差、振捣和养护不规范等。
(3)实体问题。
混凝土强度离散性大;保护层厚度偏差大;蜂窝麻面及露筋;锚索框架悬空,亏坡严重;封锚开裂,外观粗糙等;砂碎石等原材料质量控制不严等。
5预应力锚固边坡的施工技术要点
(1)锚索主要参数的确定。
但由于岩层本身具有承载力,尤其是采用锚杆支护的顶板,围岩强度得到了提高,设计中应考虑到此因素。
根据大量的现场成功试验数据,考虑到岩性和施工等影响因素及安全系数,锚固长度为:水泥浆锚
固,最大锚固长度为2.5m;树脂锚固,最大锚索长度为1.0m;锚索长度,可根据岩性和钻眼机具能力进行综合考虑,一般为5-8cm。
(2)锚索开孔、钻孔及验孔。
开孔前由技术员对孔径、孔位、孔向、角度进行复核,使之达到设计要求的程度。
钻孔时,钻具应逐级加长,粗径钻具异径接头不得深入孔内0.5m以上(钻具长小于2m)。
正常钻进后,粗径钻具长度不低于3m,每5~10m利用钻孔测斜仪或地质罗盘对钻孔方位及倾角进行一次测量。
当造孔达到设计要求后,连续不断的用高压风彻底冲洗钻孔,直至孔口返出之风手感无尘屑,延续5min,孔内沉渣不大于20cm,做好孔口堵塞保护。
(3)锚孔围岩固壁灌浆。
锚孔固壁灌浆要求采用膏状浓砂浆液,并掺速凝剂,以迅速封闭锚孔周边列隙,水灰比初拟为0.35:1~0.4:1,水泥标号可采用P.O 42.5级,具体浆液配比由实验经过比对获取。
锚孔围岩灌浆必须采用单钻单灌,逐个灌浆,并严格控制灌浆压力,以防产生拉裂和倾倒破坏。
固壁灌浆结束1~3天后,扫孔至设计孔深,扫孔时不得破坏缝内充填好的水泥结石;扫孔结束后用风对锚孔进行清孔,使孔内不留残碴、岩芯等,然后用木塞将孔口封堵,以免杂物进入,并在孔口标明孔号、孔深,便于确认和安装锚索。
(4)编束。
先对钢绞线进行挤压锚头处理,处理后的钢绞线根据设计结构编制成束,锚固段采用隔离架集束,隔离架间距1.0-1.5m。
岩锚内锚固段进浆管按照设计编入索体,外与张拉端平齐,整条锚束用铅丝每隔1-2m捆扎,为了保证钢绞线与锚固材料更好结合,锚根段比自由张拉段捆扎密一些。
(5)锚索张拉。
锚墩及砂浆达到70%强度后,可进行预紧张拉。
张拉前先进行试验锚索的张拉。
预紧结束时,量测干斤顶初始伸长值,之后分级张拉,逐级增加至超张拉荷载,张拉至每一级别时经稳压后持荷5~10min,张拉吨位控制以千斤顶对应的油压表表压读数为主,伸长值为辅。
张拉至设计工作荷载后,在此基础上继续施加荷载至超张拉荷载值,持荷5-10min。
张拉程序见图。
锚索张拉程序图
(6)锚防护。
锚索张拉结束后要对自由张拉段封孔灌浆。
之前为张拉锚索需要而在工作锚板外预留的钢绞线,在锚索锚固张拉结束后应当切割去多余部分,切割后的钢绞线露出锚板10~20cm。
对外锚具以及钢绞线端头用混凝土浇筑以达到封闭保护的作用,混凝土保护层的厚度不小于10cm。
6小结
锚索的预应力计算虽然缺乏严密的理论基础,但预应力锚索已经在水电工程中被广泛应用,文章中很多数据就是借鉴成功或失败的工程经验;预应力锚索细致的施工工序也是无数实际工程的总结,形成了基本固定的模式。
参考文献
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应力锚索施工规范,DL/T5083-2004 [S].北京:中国电力出版社,2004.
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[3]涂传军.预应力锚索在三峡永久船闸工程中的应用[J].东北水利水电,2007,(4):14-15.。