预应力锚索在高边坡病害治理中的应用
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探究预应力锚索在边坡治理中的应用本文结合边坡治理实践,首先探究预应力锚索的基本原理与应用特征,其次分析预应力锚索在边坡治理中应用的技术要点,为今后工程开展做出相应的依据。
标签:预应力锚索;边坡;要点;意义边坡治理中,采取注重防护的思路,对于边坡进行加固,能够有效地保证后期边坡的稳定性。
通过锚索预应力的施加,能够增强岩体的强度,改善岩体的应力状态,提升岩体的完整性,有着很强的治理效果。
因此从工程实际的角度出发,探究预应力锚索在边坡治理中的应用,必要性体现十分显著。
一、预应力锚索的基本原理与应用特征(一)預应力锚索的基本原理分析预应力锚索就是将锚索打入边坡,然后施加预应力,即外加拉力,然后对于锚索进行锚固,使得锚索受力,锚索的力能够有效地在边坡岩体中进行传递,使得岩体有外力作用。
预应力锚索施作后,边坡受到了岩体深部由锚索传递的拉力,改善了边坡的应力状态,促进了边坡的稳定。
锚索在预应力状态,处于受拉的状态,充分地利用锚索的材料性能,控制了锚索的变形,能够起到有效加固边坡的作用。
(二)预应力锚索的应用特征预应力锚索在应用的过程中,主要的特征有着以下层面的体现。
首先,预应力锚索在边坡治理中,施作效率高,能够加固坡体。
其次,预应力锚索有着很强的针对性,即不同工况下要对于预应力锚索进行不同的设计。
例如,不问边坡岩体条件下,锚索的长度,锚固类型,锚索密度均要进行针对性设计。
此外,预应力锚索技术中,核心就是预应力,有效地施加预应力,充分考虑预应力的损失,是整个技术工作的核心。
总的来说,预应力锚索相对其他边坡加固措施,优势是明显的,在当前的边坡治理中,应用十分广泛。
二、预应力锚索在边坡治理中应用的技术要点(一)技术参数的确定技术参数是一个十分广义的概念,主要的技术参数有,锚索的长度,密度,锚固区长度,锚固类型,锚固材料等。
这些参数直接影响预应力锚索的功能与作用。
技术参数的确定,应当从两个层面出发。
其一,开展数值计算,在理论的层面进行设计,例如,建立模型,利用数值计算软件进行计算,在理论的层面进行技术参数确定。
预应力锚索技术在公路高边坡施工中的应用发布时间:2021-11-29T08:01:08.065Z 来源:《建筑实践》2021年6月18期作者:陈艳林[导读] 现如今,随着我国经济的持续发展,各种国内基础设施建设取得了一定进展,高速公路设施的发展也日趋变化陈艳林身份证:42080319780817****摘要:现如今,随着我国经济的持续发展,各种国内基础设施建设取得了一定进展,高速公路设施的发展也日趋变化。
公路建设中已经采用了多种新技术,给公路建设带来了巨大的变化。
公路建设过程非常复杂,其使用特点,周围环境和交通条件对高边坡的建设有一定影响。
因此,在施工过程中,有必要根据公路的具体情况进行适当的技术施工。
预应力锚索技术在高边坡施工中具有良好的适用性。
因此,选择用于公路高边坡建设的锚索技术可以提高公路建设的效率,最大化公路边坡的性能,提高边坡的稳定性和耐受性,为公路运输提供技术支持。
关键词:预应力锚索技术;公路高边坡;工程施工;实际应用前言:为了提升公路工程的建设成效,发挥出公路工程的重要功能,必须充分保障公路工程高边坡施工工程的高效性和安全性。
施工单位在公路工程高边坡施工的施工过程中,必须在保障公路工程项目整体稳定和安全的基础上,进一步完善关于公路工程灌浆、预应力张拉、封锚施工的规范性。
公路工程项目的建设过程中,必须重点把控质量管理的合规性,加强预应力锚索技术应用的规范性流程强度,全面提升公路工程的经济效益和使用功能。
1公路高边坡施工中预应力锚索技术的应用意义我国公路工程高边坡施工的建设规模和工程数量都逐步加大,预应力锚索技术应用工作是一个复杂的过程,受到许多主客观因素影响,施工单位必须确保公路工程高边坡施工的质量与性能,实现更加优良的灌浆、预应力张拉、封锚施工的规范性。
现阶段公路工程高边坡施工具备更加明显的高效性,预应力锚索验收试验本身具备更加强大的功能性,这也是提升管理强度和高效性的要求。
公路工程设计过程中必须综合考虑工程施工对于周边环境的影响同时,满足流程管控的标准和要求,现阶段必须更加重视编制锚索与下锚索施工工艺管控。
浅析预应力锚索技术在公路高边坡施工中的应用引言在公路建设过程中,高边坡的设计和施工是比较困难的部分。
对于高边坡的稳定性和安全性而言,常见的解决方案是使用预应力锚索技术。
预应力锚索是一种将外部载荷引入地下层次的技术,以提高填埋物体的承载能力、稳定性和耐久性,从而提高其安全性和可靠性。
在施工过程中,预应力锚索技术是一种比较有效的方式来保证高边坡的稳定和安全。
本篇文档旨在浅析预应力锚索技术在公路高边坡施工中的应用。
预应力锚索技术概述1.预应力锚索的基本概念预应力锚索是一种外加预应力力的锚索,在地表上或深入地下层次,用于提高土体或混凝土结构的承载能力和抗剪抗拉能力,从而提高其稳定性和安全性。
一般采用钢丝绳、螺旋肋钢丝、合成材料等作为预应力锚索材料。
预应力锚索技术具有施工简单,工期短,施工场地不受限制等优点。
2.预应力锚索的作用预应力锚索技术可以用于各种土方工程和混凝土结构中,如土石坝、高边坡、桥梁、墙体等。
预应力锚索的作用是通过预应力力的作用,使地下层次的土体或混凝土结构承受外部载荷并具有较好的稳定性和耐久性。
预应力锚索技术在公路高边坡施工中的应用预应力锚索技术在公路高边坡施工中的应用较为常见。
公路高边坡是指道路边缘陡峭的地形,其设计和施工需要特别的注意。
因为高边坡的稳定性和安全性对于公路交通的安全有着至关重要的作用。
预应力锚索技术可以帮助提高高边坡的稳定性。
1.预应力锚索技术的优势预应力锚索技术在公路高边坡施工中具有以下优势:•提高高边坡整体的稳定性和抗拉强度。
•预应力锚索可以加强高边坡内部的土壤结构,防止其内部松散,从而保持整体的稳定性。
•预应力锚索的施工具有灵活性,可以根据实际情况进行调整。
•预应力锚索的工期较短,可以缩短高边坡施工周期。
•预应力锚索技术施工方便,可以适用于各种地形和环境。
2.预应力锚索的施工流程预应力锚索在公路高边坡施工中的施工流程如下:•检测:首先对高边坡进行勘测、检测,包括高边坡的土质、稳定性等情况的分析,并确定预应力锚索的布置方案和参数。
预应力锚索在高速公路高边坡治理防护中的应用摘要:在改革开放的新时期,我国的经济在快速的发展,社会在不断的进步,我国各项基础建设得到大量发展,其中尤其是各种公路设施的建设得到迅速推行。
在公路建设施工过程中,需要根据不同地形环境和运输要求采用对应的建设施工技术,其中针对公路高边坡的施工,一般都会选择预应力锚索技术进行施工。
锚索技术能够有效提高公路高边坡的整体施工效率,还可以有效确保公路边坡达到良好的性能,满足公路的稳定性、耐受性等要求,为公路正常发挥其运输作用打下基础。
文章针对公路高边坡中预应力锚索技术的应用进行分析,为相关人员提供一定的借鉴。
关键词:高速公路;路基路面;排水施工;关键技术引言主要对高速公路高边坡防护中预应力锚索施工技术进行了研究,具体是从预应力锚索施工技术的基本概况和应用原理入手,简要阐述了该技术在高速公路高边坡防护中应用的基本特征,最后对技术实施过程中的各项要点进行了分析阐述,希望可以为高速公路工程建设提供一定的参考。
1预应力锚索技术的主要应用原理及应用价值针对公路高边坡实施的预应力锚索技术,其原理为加固原理,通过对公路对应部位的加固,从而有效对公路建设施工过程中相应位置实施加固,尤其是能够起到稳定岩体的作用,确保施工的顺利进行,有效提高公路整体施工建设效率和质量。
预应力锚索技术在具体实施过程中,主要用于公路道路高边坡内部,这种施工能够利用锚索从整体上提高公路边坡岩体的强度,经过预应力锚索施工,能够有效提高公路高边坡整体牢固性,提高其安全性,一方面能够为公路建设施工提供一个良好环境,另一方面还可以降低公路在后续使用过程中发生边坡下滑的现象,确保高边坡的整体稳定性。
通过实施预应力锚索技术,还可以根据需要在公路高边坡内部设置对应的流水口,以促使公路高边坡在遇到暴雨的天气下能够迅速将边坡内部的积水排出来,从而降低大量雨水对公路高边坡的侵蚀作用,降低降雨对公路高边坡的不良影响,最终从整体上提高公路高边坡的稳定性和有效性。
预应力锚索在高边坡病害治理中的应用中铁十六局集团第五工程有限公司张振宇摘要本文介绍了预应力锚索在福宁高速公路某边坡病害处治中的应用,取得了良好的加固效果,减少了土石方开挖量。
同时介绍了预应力锚索的施工工艺及机具材料,以及施工中所遇到的困难及处理措施,为今后类似工程的施工提供借鉴。
关键词预应力锚索边坡病害处治应用1概述福宁高速公路A15-2标段K102+720-K102+900段右侧为高边坡路堑,设计边坡最高为50余米,坡长180m,工点附近属丘陵剥蚀地貌,地形陡峭,路堑穿过的山体平均坡度大于25°,海拔标高90~130m。
该处施工图设计路堑各级边坡坡率自下而上分别为:1:0.25、1:0.5、1:0.5、1:0.5、1:0.75边坡防护形式分别为:1~3级边坡系统锚杆加挂网喷砼,4~5级边坡变截面护面墙壁,6级边坡等截面护面墙壁。
施工方法为:清除表层植被,设置坡顶截水沟后自上而下逐级开挖。
当挖至第二级边坡后,于2000年10月12日坡顶出现裂缝,随即该处停止施工。
10月25日,K102+740-K102+770段第五级边坡垮塌,此后坡顶裂缝发展较快,缝宽由最初的1~2cm,逐渐变至10~20cm。
10月23日后裂缝进一步发展,最大缝宽达50cm,并于10月28日自坡顶裂缝处滑塌下来。
随后,中交第二勘察设计院会同业主、施工、监理单位进行实地调查,分析病害产生原因,制定治理方案。
2病害治理方案确定2.1原因分析由于原设计在该处无钻探地质资料,因此首先在该处进行地质补探和详细的地质勘察,勘察结果显示该处地层主要有第四系残坡积层(厚度2~5m,最大8m)和南园组晶凝灰岩组成,风化强烈,地表以出露强风化层为主,强风化层厚度5~11m,且风化差异突出,岩性软弱相间。
弱风化层厚度较大,且裂隙发育,裂隙切割岩石呈碎石状、碎块状,完整性差;测区内构造发育,以裂隙密集带的形式产出,部分张开,为粘土填充,频率5条/米,节理切割岩石呈破碎石状,非常不利于边坡稳定。
通过以上地质资料及施工现状分析,病害产生主要原因有以下风点:A、地区地质基础脆弱,并有历史病害遗迹。
B、边坡开挖高陡临空,造成坡体卸荷,原始的极限平衡被破坏,坡脚应力集中发展,超过坡脚岩土的承载能力失稳。
C、区内裂隙发育,在较弱下部支撑被卸载的情况下,残坡积层在自重作用下快速变形积聚发展,从而沿着原始软弱结构面下滑所致。
2.2治理方案2.2.1方案确定通过以上原因分析,对于破碎岩石高边坡病害,应以防止或有效地控制坡体应力松弛、加固不利结构面组合变形和破坏为主,进行综合治理,因此对该处确定采用适量刷方放缓边坡和预应力锚索防滑加固和处理方案。
地层和地表水采用深孔相结合的排水方法,地层裂隙发育处采用注浆加固和孔隙封闭的方法。
2.2.2改坡刷方对已发生边坡滑坡破碎体,予以清除或大部分清除,滑坡后壁按左右两侧坡级刷方顺接。
放坡后最高处形成九级边坡,边坡高度达80m,坡率自下而上,分别为1:0.5、1:0.5、1:0.5、1:0.5、1:0.75、1:0.75、1:0.75、1:1.00。
边坡防护形式为:第一、三、五、六、七、八、九级采用锚索格子梁防护,第二、四级采用锚杆格子梁防护。
2.2.3预应力锚索参数的选定锚索材料选用5Φj15.24高强度低松弛钢绞线,视钻孔地质情况,锚索选定长度在23~30m之间,锚索间距4.5m,锚索孔径为Φ130,倾角20°,经计算,锚孔与注浆体、注浆体与钢绞线的相互受力分析,确定锚索锁定预应力为380KN,锚固段长度不小于10m,必须嵌入弱风化或微风化岩层,在锚固段沿轴线方向每隔1~1.5m设置一个隔离架和紧箍环,保证每根钢绞线保护层厚度不小于2cm;自由段锚索防腐采用涂防锈漆及脱水黄油,外套PVC管及注浆等多层防腐措施处理。
格子梁采用C25钢筋砼,其横梁纵梁截面均为0.5×0.5m,锚垫墩截面尺寸为1m×1m×0.5m,预应力锚索张拉采用双控进行,实际伸长量不大于理论伸长的±6%,锚索孔注浆压力控制0.5~1.0Mpa。
预应力锚索具体构造见下图所示:3预应力锚索施工3.1施工机具造孔机具选用宣化产KQJ-100B潜孔钻造孔,江西产4L-20/8型电动空压机供风;锚具采用柳州欧姆公司生产的OVM锚具,张拉设备采用柳州建筑机厂生产的ZB4-500型电动油泵,YCW100B型组合千斤顶,灌浆设备选用BW-250/50型泥浆泵。
3.2现场工艺验证试验为了确定锚索的极限锚固力,验证锚索的各种安全系数以及施工工艺合理性,在正式进行预应力锚索施工前,在与工作锚索相同的地层中进行了工艺试验。
试验数量为一组三孔,每孔锚固段长度分别为4m,8m和12m,自由段长度皆为3m,锚索采用7Φj15.24钢绞线编制而成。
试验从造孔到锚索张拉完毕所有工艺皆与拟采用的施工工艺相同,通过试验所得数据,绘制出以下PS曲线:锚索张拉记录说明:1号孔当张拉至第三循环时,锚垫墩开始陷入坡面,其它孔当张拉至第四循环时,张拉力与伸长量不成比例,锚固段失效。
通过试验验证了锚索的设计参数及施工工艺是可靠的和合理的,对今后大面积的施工起到重要的指导作用。
3.3预应力锚索施工工艺3.3.1工艺流程首先对材源进行检验,并进行张拉设备的配套标定工作,然后按以下步骤施工:造孔清孔编锚下锚锚固段注浆锚垫墩及格子梁浇注外锚头制作张拉补偿张拉自由端注浆封锚3.3.2造孔造孔前首先精确定出孔点位置,孔点坐标与设计的坡面坐标偏差不得超出(±50mm,±100mm),钻孔采用潜孔冲击钻无水钻进,禁止开水以确保边坡岩体地质条件不被恶化和保证孔壁的粘结性能,钻孔过程配有专门技术人员随时检测孔斜,保证斜度误差控制在±2.5°之内。
钻孔深度保证超钻不小于50cm。
3.3.3清孔钻孔结束后,用高压风进行清孔,孔壁不得有粘土或粉砂滞留以保证水泥砂浆与岩体的粘结力。
钻孔清孔完成后,将孔口暂时封堵,以免碎屑、杂物进入孔内。
3.3.4编锚、下锚锚索编制前对钻孔实际长度进行测量,并按孔号截取锚索体材料,钢绞线必须采用机械切割,严禁电弧切割,同时也不得采用焊接,锚索体长度考虑到张拉和施工工艺要求,一般取设计长度外加1~1.5m的工作长度。
材料截取后,在编索平台上进行拉直编索,在锚固段安置隔离架和紧箍环,并在锚索末端安装导向帽,在自由段作防腐处理,自由段内的钢绞线上涂防锈漆及脱水黄油,外套PVC防腐管,在防腐管末端安置止水环,并用胶布缠绕,以防注浆时浆液进入自由段,注浆管捆扎在锚索体的中间,随锚索一起下入孔内,管端距锚索末端不超过20m。
锚索编制完成后,按对应的孔号下入锚索孔内,下锚时用力要均匀一致,防止在推送过程中损伤锚索配件和防护层。
3.3.5锚固段注浆下锚后及时进行锚固段注浆,浆体为1:1水泥砂浆,水灰比0.38~0.45,强度不低于20Mpa,注浆时注浆管边注边拔,使注浆管始终有一段埋于浆液中,注浆过程要保证锚固的注浆长度符合设计要求。
3.3.6锚垫墩及格子梁浇注锚垫墩及格子梁采用整体浇注法施工,要求嵌入坡面20cm,浇注前,在孔口1m范围内埋设波纹管,方向与锚孔方向一致。
现场浇注时,注意砼振捣,尤其是在锚孔周围,钢筋较密,应仔细振捣,保证砼密实,两相邻格子梁处预留2~3cm伸缩缝,并用浸沥青的木板填塞。
3.3.7外锚头制作为保证锚索受力垂直,在锚索垫墩上需设锚索斜托,锚索斜托顶面与锚孔轴线保证垂直,锚具中的螺旋筋、锚垫板安放要符合设计要求,锚垫板尺寸误差控制在±0.1cm~0.2cm。
3.3.8张拉待锚固段的浆体强度和垫墩、锚墩的砼强度达到设计要求后,进行预应力张拉。
张拉采用“双控法”,即采用张拉系统出力与锚索体伸长值来综合控制锚索应力,以控制油表读数为准,用伸长量校核。
当实际伸长量与理论值差别大于±6%时,应暂停张拉,待查明原因并采取措施后方可继续进行。
张拉前,事先将锚垫板表面清除干净,将垫墩、锚墩、锚具安装好,锚具安装应与锚垫板和千斤顶密切对中,并和锚索轴线方向垂直,千斤顶轴线与锚索轴线在一条直线上。
张拉方式采用整体分级式张拉,并在正式张拉前取0.2P的张拉力进行预张拉;张拉稳压时间除最大一级要稳压25min外,其余每级持荷稳定时间不少于5min,具体张拉方式如下:0.2P 0 0.1P 0.3P 0.5P 0.7P0.9P 1.15P锁定(P为设计预应力)3.3.9补偿张拉在张拉完成锁定72小时后,进行补张拉至1.15P再锁定,以补偿前期张拉的预应力损失。
3.3.10自由端注浆补张拉完成后,对自由段进行注浆,作为自由段钢绞线的防腐措施之一,注浆要饱满,浆液配比同锚固段注浆液。
3.3.11封锚在补张拉完成7天、自由段注浆结束后,如没有发现异常情况,可进行封锚处理。
多余外露的锚索用手提砂轮机切除,严禁电弧烧割,并留长5~10cm 的外露锚索,以防拽滑,然后用小石子砼将锚头封闭,以防风化侵蚀。
4施工中遇到的问题及处理措施4.1地质复杂、裂隙密集、成孔困难由于该处工程地质条件复杂,岩体风化严重,构造裂隙发育,岩体破碎,因而在钻孔过程中,经常出现塌孔、卡钻现象。
为此,我们采取了灌浆固壁的方案,边钻边灌,逐步成孔,对个别孔位由于裂隙密集,裂隙延伸距离长的地段,若采用普通灌浆法,灌浆量非常大(曾有一孔灌浆水泥用量达15吨),为此采取了渗加水玻璃,间断灌浆法,取得了较好的效果。
4.2钻孔过程遇地下承压水钻进过程中出现的承压水,使得钻渣变为浆状物,排渣时无法排出。
给钻进工作带来了很大困难。
为此,我们采取了封堵结合的办法进行处理,即在钻孔内高压注浆,进行封堵,封堵后重新钻进,对个别出水量较大的孔,除了采取注浆封堵外,在其附近补钻一排水深孔,排水深度以进入锚索锚固端为宜。
4.3预应力损失较大前期张拉完成3天后进行补偿张拉时,发现应力损失较大,部分锚索预应力损失超过了10%,分析原因主要有:造孔精度差,增大了摩阻应力损失,锚具及预应力筋徐变引起的预应力损失。
针对以上原因,我们采取了提高造孔精度,减小孔斜误差,尤其是控制钻孔入口2m范围内的误差,使其不大于2,首先加固钻孔平台支架,保证钻孔过程中不发生晃动;其次钻头入孔时,用侧斜仪严格控制其倾角;徐变引起的损失,采取张拉时每级荷载持荷时间适当放长,尤其是最大一级持荷保证不小于30min。
5结束语预应力锚索与钢筋砼格子共同组成一个理想的结构体,通过给坡体施加压力和注浆过程中给岩体施加加固,形成了一个稳定的整体,经施工过程中的地表沉降观测、预应力锚索应力损失监测,边坡处于稳定状态,应力损失基本达到设计要求。
预应力锚索在高边坡加固施工中,显示出了对地形、地质条件适应力强、施工工艺简便、操作灵活的特点,并且可以大大减少土石方开挖量,尤其是在受地形条件限制无法放坡的地段,更是一种理想的边坡加固形式。