摘要:我國是一個(gè)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)國家,地質(zhì)災(zāi)害防治是現(xiàn)今面臨的一個(gè)重大課題,本文對(duì)崩塌、滑坡、邊坡支護(hù)中等常用的錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)與施工方法進(jìn)行闡述,對(duì)錨桿支護(hù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工工藝、操作工藝和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要探討。
一、前言
我國是一個(gè)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)國家,地質(zhì)情況復(fù)雜、危害嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì),每年由于地質(zhì)災(zāi)害造成的人員傷亡數(shù)以千計(jì),直接經(jīng)濟(jì)損失占各種自然災(zāi)害的四分之一以上。準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)和及時(shí)的治理地質(zhì)災(zāi)害成了關(guān)系人民生命財(cái)產(chǎn)的重大問題,地質(zhì)災(zāi)害治理勢(shì)在必行。從種類上講地質(zhì)災(zāi)害一般有火山、崩塌、滑坡、泥石流、巖溶塌陷、地面沉降、地裂縫、海水入侵等類別,我國又以滑坡、崩塌、泥石流最為典型。目前,國內(nèi)在對(duì)于滑坡、崩塌、邊坡失穩(wěn)支護(hù)等地質(zhì)災(zāi)害治理中,特別是在巖層邊坡支護(hù)與錨固中,錨桿支護(hù)方式是一種新型、有效的防治方式。錨桿支護(hù)方式具有工程造價(jià)低、施工方便、工期短、質(zhì)量易于控制、安全性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。
二、錨桿支護(hù)技術(shù)
1.錨桿支護(hù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
錨桿支護(hù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括:錨桿的配置及與結(jié)構(gòu)物的相互關(guān)系;錨桿設(shè)計(jì)拉力的確定;錨桿的截面、錨頭連接、錨桿長(zhǎng)度,以及與結(jié)構(gòu)物的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算等。錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)為:
(1)場(chǎng)地勘察,包括周邊環(huán)境、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)勘察;
(2)材料選擇,包括鋼材、鋼筋、錨索、水泥、水及骨料等;
(3)作用在巖土體結(jié)構(gòu)上的土壓力計(jì)算;
(4)錨桿設(shè)置及其拉力確定;
(5)錨固體設(shè)計(jì);
(6)錨桿間距的設(shè)置;
(7)錨桿夾角的選定。
(8)錨桿材料的選定。
2.錨桿支護(hù)施工工藝
2.1施工準(zhǔn)備
2.1.1材料
預(yù)應(yīng)力錨桿桿體材料宜選用高強(qiáng)螺紋鋼筋,當(dāng)預(yù)應(yīng)力值較小或錨桿長(zhǎng)度小于20m時(shí),預(yù)應(yīng)力筋也可采用Ⅱ級(jí)或Ⅲ級(jí)鋼筋;水泥應(yīng)采用普通硅酸鹽水泥;細(xì)骨料應(yīng)選用粒徑d<2mm的中細(xì)砂;采用符合要求的水質(zhì);塑料套管應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度,保證其在加工和安裝過程中不致?lián)p壞,具有抗水性和化學(xué)穩(wěn)定性,與水泥砂漿和防腐劑接觸無不良反應(yīng);中架應(yīng)由鋼筋或其它與桿體無害的材料制作;錨桿應(yīng)進(jìn)行防腐處理,使其在服務(wù)年限內(nèi)保持耐久性,在規(guī)定的工作溫度內(nèi)或張拉過程中不開裂、變脆,并與相鄰材料不發(fā)生不良反應(yīng),保持化學(xué)穩(wěn)定性和防水性,不對(duì)錨桿自由段的變形產(chǎn)生任何限制。
2.1.2作業(yè)條件
在錨桿施工前,應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求、土層條件和環(huán)境條件,合理選擇施工設(shè)備、器具和工藝方法;根據(jù)設(shè)計(jì)要求和機(jī)械設(shè)備的規(guī)格、型號(hào),平整或搭設(shè)出保證安全和滿足施工操作的場(chǎng)地;認(rèn)真檢查原材料型號(hào)、品種、規(guī)格及錨桿各部件的質(zhì)量,并檢查原材料和主要技術(shù)性能是否符合設(shè)計(jì)要求;錨桿施工前,宜進(jìn)行不少于3根的鉆孑L、注漿、張拉與鎖定的試驗(yàn)l生作業(yè),以驗(yàn)證施工工藝和施工設(shè)備的適應(yīng)性。
2.2操作工藝
2.2.1鉆孔
鉆孔前,根據(jù)設(shè)計(jì)要求和土層條件定出孔位并做出標(biāo)記。鉆機(jī)就位后,應(yīng)保持平穩(wěn),導(dǎo)桿或立軸與鉆孔設(shè)計(jì)傾角一致,并在同一軸線上;鉆進(jìn)用的鉆具,可采用普通巖芯鉆探的鉆頭和管材系列,對(duì)于巖層可采用空氣潛孔錘鉆進(jìn)工藝,以提高鉆進(jìn)效率。鉆孔設(shè)備可根據(jù)地層條件、孔深及工藝要求選擇專門錨桿鉆機(jī)或地質(zhì)鉆機(jī)配套設(shè)備。為了在復(fù)雜地層中配合跟管鉆進(jìn)護(hù)壁需要,可配備足夠數(shù)量長(zhǎng)度的短套管;在鉆進(jìn)過程中,應(yīng)精心操作,合理掌握鉆進(jìn)參數(shù)與速度,防止埋鉆、卡鉆等各種孔內(nèi)事故的發(fā)生。一旦發(fā)生孔內(nèi)事故,應(yīng)盡快作出相應(yīng)處理。鉆孔至設(shè)計(jì)深度后,用清水或高壓空氣將孔底沉渣沖洗干凈,以保證孔內(nèi)清潔。
2.2.2錨桿桿體的組裝與安放
按設(shè)計(jì)要求制作錨桿。為使錨桿處于鉆孔中心,應(yīng)在錨桿桿件上沿軸線方向每隔1.0-2.0m設(shè)置對(duì)中支架;錨桿鋼筋應(yīng)平直、順直、除油、除銹,桿體自由段應(yīng)進(jìn)行防腐處理后用塑料布或塑料管包扎,與錨固體連接處用鉛絲綁扎。安放錨桿桿體時(shí),應(yīng)防止桿體扭曲、壓彎,注漿管宜隨錨桿一同放入孔內(nèi),管端距孔底為50-100mm,桿體放入角度與鉆孔傾角保持一致,安好后使桿體始終處于鉆孔中心。若發(fā)現(xiàn)孔壁坍塌,應(yīng)重新鉆孔、清孔,直至能順利送入錨桿為止。
2.2.3注漿
注漿材料應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定,一般宜選用水泥:砂=1:1-2、水灰比為0.38-0.45的水泥砂漿或水灰比為0.40-0.45的純水泥漿,必要時(shí)可加入一定量的外加劑或摻合料;漿液應(yīng)攪拌均勻,過篩,隨拌隨用,漿液應(yīng)在初凝前用完,注漿管路應(yīng)保持暢通。常壓注漿采用砂漿泵將漿液經(jīng)壓漿管輸送至孔底,再由孔底返出孔口,待孔口溢出漿液或排氣管停止排氣時(shí)可停止注漿;漿液硬化后不能充滿錨固體時(shí),應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)漿,注漿量不得小于計(jì)算量,其充盈系數(shù)為1.1-13;注漿時(shí),宜邊灌注邊拔出注漿管,但管口應(yīng)始終處于漿面以下,注漿時(shí)應(yīng)隨時(shí)活動(dòng)注漿管,待漿液溢出孔口時(shí)全部拔出;拔出套管時(shí)應(yīng)注意鋼筋有無被帶出的情況,若有則應(yīng)壓進(jìn)去直至不帶出為止,再繼續(xù)拔管;注漿完畢應(yīng)將外露的鋼筋清洗干凈并保護(hù)好。
2.2.4張拉與鎖定
按設(shè)計(jì)和工藝要求澆筑或安裝好腰梁,并保證各段平直,腰梁與坡面要緊貼密實(shí)。錨桿張拉前至少先施加一級(jí)荷載,即1/10的錨拉力,使各部緊固伏貼和桿體完全平直,保證張拉數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。在錨固體與臺(tái)座混凝土強(qiáng)度均大于15MPa時(shí)(或注漿后至少有7天的養(yǎng)護(hù)時(shí)間)方可進(jìn)行張拉。錨桿張拉至設(shè)計(jì)軸向拉力值Nt=1.1-1.2時(shí),土質(zhì)為砂土?xí)r保持10min,為黏性土?xí)r保持15min,然后卸荷至鎖定荷載鎖定。錨桿張拉荷載分級(jí)與觀測(cè)時(shí)間應(yīng)遵守表1的規(guī)定;
錨桿鎖定應(yīng)采用符合技術(shù)要求的錨具;錨桿鎖定后,若發(fā)現(xiàn)有明顯的預(yù)應(yīng)力損失,應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償張拉。
2.2.5錨桿防腐
(1)防腐處理:一般腐蝕環(huán)境中的永久錨桿,錨固段內(nèi)的桿體可采用水泥漿或砂漿封閉防腐,但桿體周圍必須有20mm厚的保護(hù)層;嚴(yán)重腐蝕環(huán)境中的永久錨桿,錨固段內(nèi)的桿體宜用紋管外套,管內(nèi)孔隙用環(huán)氧樹脂水泥漿或水泥砂漿充填,套管周圍保護(hù)層厚度不得小于10mm。臨時(shí)性錨桿錨固段桿體應(yīng)采用水泥漿封閉防腐,桿體周圍保護(hù)層厚度不得小于10mm。
(2)錨桿:永久性錨桿自由段內(nèi)桿體表面宜涂潤(rùn)滑油或防腐漆,然后包裹塑料布,在塑料布面再涂潤(rùn)滑油或防腐漆,最后裝入塑料套管中,形成雙層防腐;臨時(shí)性錨桿的自由段桿體可采用涂潤(rùn)滑油或防腐漆,再包裹塑料布等簡(jiǎn)易防腐措施。
(3)外露錨桿部分的防腐處理:永久性錨桿的外露頭,必須涂以瀝青等防腐材料,再采用混凝土密封,外露鋼板和錨具的保護(hù)層厚度不得小于25mm;永久性錨桿采用盒具密封時(shí),必須用潤(rùn)滑油填充盒具的空隙;臨時(shí)性錨桿的錨頭宜采用瀝青防腐。
三、結(jié)論
錨桿支護(hù)技術(shù)具有具有工程造價(jià)低、施工方便、工期短、質(zhì)量易于控制、安全性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。錨桿支護(hù)技術(shù)在工程建設(shè)邊坡支護(hù)及地質(zhì)災(zāi)害防治工程中崩塌、滑坡錨固方面被廣泛應(yīng)用,錨桿支護(hù)應(yīng)用技術(shù)也越來越成熟,但應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)環(huán)境條件和支護(hù)需求做好設(shè)計(jì)優(yōu)化及施工過程中的質(zhì)量動(dòng)態(tài)控制,方可實(shí)現(xiàn)技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理,保證施工及支護(hù)結(jié)構(gòu)安全的目的。
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