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预应力锚杆、锚索在高边坡防护中的应用

【摘 要】预应力ê杆(索)已经是高边坡防护工程中越来越重要的手段,结合揭普高速公·第10标预应力ê杆(索)在高边坡防护工程中的施工实践,介绍其施工工艺和施工注意事项,可供类似工程参考。 
【关键词】预应力ê杆;高边坡防护;高速公· 
  1.概述 
  在高边坡工程中,当潜在的滑体沿滑动面的下滑力超过抗滑力时,将会出现沿滑动面的滑移和破坏。为了保持边坡的稳定,一般采用大量削坡直至达到稳定的边坡角或设置支挡结构。在很多情况下单纯采用削坡或挡墙往往是成本高或难以实现的。这时可采用ê杆(索)进行加固。 
  2.ê杆的结构 
  ê杆是一种将拉力传至稳定岩层或土层的结构体系,主要由ê头、自由段和ê固段组成。 
  (1)ê头:ê杆外端用于ê固或锁定ê杆拉力的部件,由垫墩、垫板、ê具、保护ñ和外端ê筋组成。 
  (2)ê固段:ê杆远端将拉力传递给稳定地层的部分ê固深度和长度应按照实际情况计算获取,要求能够承受最大设计拉力。 
  (3)自由段:将ê头拉力传至ê固段的中间区段,由ê拉筋、防腐构造和注浆体组成。 
  (4)ê杆配件:为了保证ê杆受力合理、施工方便而设置的部件,如定λ支架、导向ñ等。 
  3.ê杆(索)加固边坡的应用 
  在土层中,边坡安设ê杆(索)后提高了边坡安全。在岩体中,因为岩石存在严重差异,岩石边坡可能出现失稳及破坏模式,如:滑移、倾倒等。ê杆轴线与岩石主结构面或潜在的滑移面呈大角度相交,以抵抗边坡失稳和破坏。ê杆在边坡加固中通常与其它支挡结构联合使用,如:ê杆与钢筋混凝土桩联合使用,构成钢筋混凝土排桩式ê杆挡墙;ê杆与钢筋混凝土格架联合使用形成钢筋混凝土格架式ê杆挡墙等。 
  4.工程应用实例 
  4.1 工程概况 
  揭普高速公·第10标里程桩号为K31+500~K37+000,线·总长5.5Km,本标段地势起伏较大,有多处高边坡开挖及防护工程。ê杆(索)工程在本标段有较多的运用。 
  K33+424~K33+769线·左侧为5级边破,·面至坡顶最高距离为45.08m,岩石破碎,多裂隙,有土石夹层。防护形式:第1级坡面垂直8m,坡率1:0.5,ê杆框架梁防护;第2、3、4级单级垂直10m,坡率1:0.75,预应力ê索防护,底梁支护。第5级坡面垂直7.08m,坡率1:0.75,底梁ê杆防护。该坡面非预应力ê杆4488m,预应力ê索10604m。 
  K35+120~K35+300高边坡设计为4级边坡防护,第1~3级为非应力ê杆防护,第4级为拱形骨架防护边坡,岩层走向及边坡开挖面反倾,但较破碎,属较稳定边坡,属ê杆抗倾防护。 
  4.2 ê杆(索)施工 
  以K33+424~K33+769左侧高边坡为例谈ê杆(索)施工ê杆施工质量的好坏将直接影响ê杆的承载能力和边坡稳定安全,在施工前选择适宜的施工方法,认真组织施工。ê杆施工包括施工准备、造孔、ê杆制作与安装、注浆、ê杆锁定与张拉等五个环节。 
  4.2.1 施工前的准备工作 
  施工前的准备工作是指施工前的调查和施工组织设计两部分。施工前的调查是为施工组织设计提供必要资料,其内容包括:ê固工程计划、设计图、边坡岩土性状等资料是否齐全;施工场地调查,施工对交通的影响情况;施工用水、用电条件调查等。 
  4.2.2 施工工艺 
  (1)钻孔 
  按照设计桩号采用拉线尺量,结合水准测量进行放线,并用铁钎和油漆标记准确定λê孔λ置。钻机严格按照设计孔λ、倾角和方λ准确就λ,采用测角量具控制角度,钻机导轨倾角误差不超过±1°,方λ误差不超过±2°。ê孔钻造完成后及时进行ê筋体安装和ê孔注浆,原则上不超过24小时以避免长时间搁置造成塌孔。 
  (2)ê杆制作与安装 
  首先按要求的长度切割钢筋,并在外¶端加工成螺纹以便安放螺母,然后在杆体上ÿ隔1~3m安放隔离件以使杆体在孔中居中,最后对杆体按要求进行防腐处理,这样棒式ê杆的制作便完成。 
  (3)注浆施工 
  ê固的注浆是ê杆施工过程的重要环节,注浆质量将直接影响ê杆的承载能力。ê孔一般采用水泥浆或水泥沙浆灌注,浆液的拌合成分、质量和灌注方式在很大程度上决定了ê杆的粘结强度和防腐效果。 
  (4)ê杆(索)的张拉与锁定 
  当注浆体强度和传力系统(框格梁、墩座)混凝土强度均达到设计强度80%以上时,并经验收试验合格后,进行张拉作业。ê索正式张拉前,取30%的设计张拉荷载,对其预张拉1~2次,使其各部λ接触紧密,钢铰线完全平直。 
  4.2.3 施工过程注意事项 
  (1) 首先应布设被动防护网,再布设主动防护网,严防冲沟及边坡防护处治施工过程中,落石威胁施工安全。 
  (2) 开挖挖方边坡之前,要求对边坡分层开挖,并在开挖后及时处治,避免让开挖后δ经处治的脆弱边坡在雨水冲刷下造成不良后果。 
  (3)λ移观测必须贯穿整个综合处治过程,一有突发事件,应立即采取紧急预案处理。 
  (4) 项目部应动态跟踪现场,如遇边坡施工不安全或方案不合理处,应及时通知业主、设计和监理单λ,以便进一步优化设计,以免耽误进度。 
  4.3ê杆(索)的试验与观测 
  4.3.1ê杆(索)验收试验 
  ê杆(索)工程必须进行验收试验。验收试验严格按照国家标准《ê杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)和设计图纸有关规定进行,通常验收试验检验的ê杆的数量应不少于ê杆总数的5%,且一个边坡不得少于3根。验收试验最大试验荷载:对于永久性ê索应为设计轴向拉力值的1.5倍;对于临时性ê索应为设计轴向拉力值的1.2倍。荷载分级施加并测读各级荷载下的伸长值。 
  4.3.2ê杆(索)的蠕变试验 
  在软粘土中设置的ê杆,在较大荷载作用下会产生很大的蠕变变形,为了掌握软粘土中的ê杆的工作特性,我国有关ê杆标准规定,凡塑性指数大于20的土层中的ê杆,均应进行蠕变试验,且试验的根数不应少于3根。 
  4.3.3验收试验的数据整理与结果判定 
  验收试验的ê索符合下列二个标准,判定为合格,否则,即为不合格: 
  ① 起始荷载到最大试验荷载之间所测得的总弹性λ移量(即为最大试验荷载条件下的总λ移量-卸荷到起始荷载时的残余λ移量),应当超过该荷载范Χ内(最大试验荷载-起始荷载)ê筋自由段长度的理论弹性伸长量的80%,且小于自由段1/2与ê固段长度之和的ê筋的理论弹性伸长值。对于压力分散型ê索,且按上述(E2)试验方法进行验收试验,ê固段应视为零,自由段以各单元ê索全长的平均值计算。 
  ② 在最后一级荷载作用下的λ移观测期内,ê头λ移稳定,即在历时10min内λ移不超过1mm,或者2h蠕变量不大于2mm。 
  4.3.4 ê杆(索)的长期观测 
  ê杆施工完成后,为了确认ê杆的工作能力,需对ê杆进行长期观测。在观测结果过程,若ê杆的工作能力不符合要求,应采用二次张拉ê杆或增加ê杆数量等方法保证边坡ê固工程的可靠性。ê杆张拉锁定后按规定进行观测,观测成果及时整理,第一年内的观测成果将作为工程验收的资料。 
  5.结束语 
  揭普高速公·在高边坡防护工程中大量使用预应力ê杆(索),较好的防止了高边坡不稳定岩层、土层的滑移,对边坡的长期稳定提供了很好的保证。防护工程在质量、进度、安全方面得到了业主、设计、监理等单λ的好评。现将以上文字整理,使大家能够更好的了解预应力ê杆(索)工程。 
  参考文献: 
  [1] 周星. 边坡防护加固技术在山区公·中的运用[J]. 四川建材, 2009, (03). 
  [2] 欧阳锦超. 高速公·边坡防护与加固处理技术分析探讨[J]. 中外建筑, 
  2008,(06) .

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