预应力锚索、锚杆格构梁在高边坡防护工程中的应用分析

预应力锚索、锚杆格构梁在高边坡防护工程中的应用分析

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摘要:针对预应力锚索、锚杆格构梁在高边坡防护工程中的应用进行了简单的分析。预应力锚索、锚杆格构梁是一种新型的高边坡防护技术,其主要是锚索、锚杆与格构梁两者之间相互协调共同作用,从而形成独特的结构受力体系。本文对预应力锚索、锚杆格构梁加固技术进行简单介绍并且对其在高边坡防护工程中的应用进行深入的研究,为今后的高边坡防护工程提供一些帮助。

关键词:预应力锚索;锚杆格构梁;高边坡防护;应用

随着我国经济的飞速发展,国内基础建设已达到世界领先水平。在公路、铁路、市政、水利水电及矿山等建设工程领域,均从在又高又陡的边坡,随之而来的问题也越来越多,道路灾害以及对环境造成破坏等问题不断出现。为了防止这些问题的发生,为了保护稳定的生态环境,从而引进了技术比较成熟的预应力锚索技术以及锚杆格构梁技术,应用在高边坡防护工程中。

预应力锚索技术主要是通过锚索对低层周边的岩土抗剪强度进行结构拉力的传递,预应力锚索、锚杆格构梁的使用可以使锚固的底层形成一定的压应力区域,具有加筋的作用效果,而且还可以有效的提高地层的强度,使预应力锚索和锚杆格构梁紧密的连接在一起,形成一个具有较高强度的复合体系,对阻止边坡滑动起到了有效的作用,因此预应力锚索技术和锚杆格构梁在高边坡防护工程中的应用,可以有效的提高边坡的稳定性。

1.预应力锚索与锚杆格构梁联合应用的特点

1.1联合应用特点

预应力锚索和锚杆格构梁联合结构是一种对高边坡进行加固的支护技术,这种加固技术具有很多优点,例如:结构布置较为灵活、结构形式多种多样、调整结构截面形式简单方便,与边坡坡面连接紧密等。格构内采取挂钢筋网喷射混凝土和种植花草植被等方法进行防护,这种防护方法造价较低、施工工期短、对边坡的影响较小、安全可靠性能高,因此在高边坡防护工程施工中常应用此类方法。

1.2联合应用的工作原理

利用预应力锚索将容易产生滑动的部分固定在山体上,锚杆约束边坡的滑动,并且在边坡表面露出锚头上加上格构梁结构和挂钢筋网喷射混凝土,在滑动体的表面形成一个整体的钢筋混凝土板,从而将松散的岩石和土体固定为一个整体,使其具有较高的稳定性,达到防止边坡滑动的目的。

2.锚杆格构梁改善边坡稳定性的原理

锚杆格构梁是一种新型的锚杆加格构梁组合支护方式,对嵌入岩层的加固锚杆用格构梁联合在一起共同协作,这种方式不会因一个或者几个锚杆失去加固能力而对整个支护工程产生影响。在锚固和格构梁作用区域内边坡变形压力,改善边坡土体的受力形式,最大程度的利用锚杆的抗拔力对边坡进行失稳和变形控制,并且其相对于其他的加固方案存在着更多的结构形式以便于应对各种情况。此外结构梁所占用的面积相对较小,可以很好的控制不稳定的岩层的下滑情况,以及对边坡的绿化护面具有兼顾的作用,对环境和水土保持具有突出效果,及对边坡进行了防护也对边坡进行了美化,是一种经济效益显著的高边坡防护施工技术。

3.预应力锚索改善高边坡稳定性的原理

一般情况下,高边坡的边坡稳定性受到很多因素影响,主要的影响因素包括:土层的重力因素、强度因素、土壤孔隙率、边坡所受应力、岩土的高度和坡度、岩土缝隙中水压力以及多种外界因素。土壤边坡的水压力、其他物料作用在边坡上的荷载以及边坡自身岩土自重的作用是导致边坡遭到破坏的主要因素,这些因素往往会导致边坡的部分岩土出现向下滑动的趋势。通常情况下,预应力锚索能够将钢绞线或者是其它的杆件埋入边坡内较深的剪切面处,这样对剪切面的摩阻能力进行有效的加强,有效的降低了使边坡向下滑动的作用力,从而对边坡的防护有很好的效果。通常,预应力锚索由锚头、杆件和锚固体等部件组成。

4.预应力锚索在高边坡防护中应用要点

预应力锚索技术根据锚固段的受力情况可以分为三种:拉力型、压力型、荷载分散型。在普通的高边坡预应力锚索施工时,通常采用的是拉力型锚索进行施工,拉力型锚索施工比较简单快捷,但是拉力型锚索施工方法中下锚固段的应力分布不均匀,导致其不能承受大吨位的锚固力度,因此在复杂的边坡地段不建议使用此方法。为了解决复杂边坡的加固施工难的问题,发展了压力分散型锚索,压力分散型锚索的拉力由多个承载体承担,很好的避免了集中应力的问题,使其受力更加合理、在高边坡防护施工中广泛的应用。压力分散型锚索的施工顺序有:钻孔、制作安装锚索、注浆、锚墩格梁施工、张拉、封锚,其工艺与传统的施工工艺大部分相同,存在的差异主要体现在以下几个方面。

4.1制作锚索并标记

压力分散型锚索施工的一个关键工作是对内锚固段的制作和标记,其主要的工作步骤如下:(1)将以切完的钢绞线的外管去掉,用锯末清除其表面的润滑油。(2)固定挤压套。(3)安装绑扎相关配件。分散性锚索施工中对钢绞线标记也是一项重要的工序,钢绞线的标记一共需要三次:①在锚索制作时,在外锚段除去不同长度的塑料套管的标记方式。②在安装张拉设备之前,保留一定长度的外露钢绞线的标记方式。③外锚垫板安装完成后,使用数字标记钢绞线的标记方式。

4.2锚索张拉

张拉分散性型锚索的方法主要包括:整体张拉方式、分单元张拉方式,以及单根分级张拉方式,单根分级张拉方式适用于锚固的边坡是较为坚硬并且比较完整的岩石地质。整体张拉施工方法:先对远端的各个单元锚索进行张拉以后再对整体进行张拉。分单元张拉施工方法:从第一个锚固单元开始依次由远到近进行张拉。单根分级张拉施工方法:按照之前对锚索的标记编号依次的进行张拉施工,第一级别荷载的锚索全部张拉完成后,才可以进入第二级的张拉工作,以此类推直到张拉工作全部完成。不管是采用哪种张拉方式,在张拉过程中都要进行实时的监控并且记录相关张拉数据,以保证张拉施工的施工质量可以满足相关要求。

5.锚杆格构梁在高坡防护工程中应用要点

5.1锚杆钻孔施工要点

进行钻孔定位时钻孔偏差不得大于20mm,锚孔的偏斜角度不应超过3百分之,钻孔深度应超过设计钻孔深度0.5m以上。锚杆隔离体应每隔2~3m设置一道。进行锚杆注浆施工前应对钻孔进行清理,抽净孔内的水分,将锚杆与注浆管一起放入孔内并且注浆管前端头与孔底的距离不应大于100mm。检测注浆强度时每30根锚杆之前制作一组试块,并且每组试块不得少于6个。注浆时注浆的压力应为0.5MPa。在具有腐蚀性的岩土地段进行锚杆施工时应对锚杆锚固段的钢筋进行除锈处理,其水泥砂浆的保护层厚度应大于35mm。

5.2格构梁施工要点

格构梁施工前,需要对格构梁所覆盖的锚杆进行验收,确保试块到达要求后进行施工,并且保证格构梁中锚杆钢筋的锚固长度不小于35d,锚固长度达不到35d时可以要格构梁纵向做成弯锚。进行大面积的格构梁施工时,其覆盖的锚杆数量行为60~90根为宜。进行格构梁施工时应注意裂缝问题,尤其是在锚杆弯锚处和横纵格构梁相交处容易产生裂缝,因此在这些位置应设置3~5根长度在700mm的ф6钢筋加强连接处的强度。锚杆伸入格构梁内的锚固钢筋的保护层厚度不得小于50mm。

6.结语

在高边坡防护施工中应用预应力锚索和锚杆格构梁技术不仅仅提高边坡的稳定性能,还可以最大程度的降低工程的施工难度,此外在高边坡防护工程施工中相关的技术人员要根据实际情况,选择合理的加固技术保证工程具有规范性以及良好的经济效益。

参考文献:

[1]李蓉;黄春亮.锚杆格构梁在高边坡支护工程中的应用.公路与汽运.2017年:106-108+165

[2]刘太平.预应力锚索技术在高边坡防护中的应用研究.中国住宅设施.2018年:110-111

[3]王炼.高边坡防护预应力锚索技术.交通世界.2018年:74-75

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