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高速公路高边坡防护中预应力锚索技术的施工应用


来源:汶马企业 罗祖红      发布时间:2018/10/24 19:38:08     点击率:53

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罗祖红

 

摘要:边坡预应力锚索技术在高速公路的边坡防护工作中起到不可或缺的作用,本文通过对高速公路边坡防护中预应力锚索技术的原理、作用机制、施工参数、施工过程等等进行先容,希翼能够为相关施工单位带来一定程度的参考。

关键词:高速公路;边坡防护;预应力锚索技术;施工应用

 

高速公路因为具有较强的跨地域性,在高速公路修建的过程中,必然会经过一些地质结构不牢固的、容易塌方的山地等。通过对边坡预应力锚索技术的应用,能够很好地解决高速公路中存在的边坡保护问题。

 

一、边坡保护技术预应力锚索相关原理

(一)工作原理

预应力锚索保护工作原理是通过预应力锚索将锚具固定在预先设计好的桩具身上,通过桩具对锚具的反作用力,对容易破碎、滑坡的山体提供一定的应力保护。因为破碎的山体经过了锚索和锚具的固定,将破裂土体中各种应力通过锚索传递到了桩具上,大大降低了破裂山体因自身重力导致的山体滑坡、山体破碎等等情况发生的概率。

(二)整体作用机制

预应力锚索保护技术通过将锚索串联进山体之中,通过锚索的串联,对破裂易碎的山体形成了一种类似串珠子、串葫芦的连接机制,让本来易碎易塌方的山体通过锚索形成一个稳定有力的整体,进而提高土体的抗滑坡、抗破裂能力。

预应力锚索保护技术施工中,将锚索串联到了山体土体中,通过对固定的端头桩具进行连接,组成了一种类似生物骨架的支撑作用,使得整个易碎破裂的土体有了骨架的支撑,减少了大规模滑坡事故的发生几率。

(三)施工参数取值

施工前应该根据需要处理的土体山体的边坡高度进行有效设计,比如某工程取值为8米,山体坡面可以采用一级或者分两级的处理方式,这里将土体分为二级。在土体的一级和二级的边坡防护措施中,均采用预应力锚索技术处理,采用坡面框架锚索处理方法,将一级二级山体坡面坡度根据实际情况和相关的工程要求设置为1:0.5、1:0.75,锚索长度按照施工合同要求和相关工程规范初步设计为20米和40米。锚索框架采用两根竖肋与三根横梁的组成方式,通过两根竖肋和三根横梁相互组合形成应力整体,形成一个框架锚索整体。锚索框架的间距根据工程要求和实际情况初步设计为3.5*3.5米,锚索的张拉力按照相关合同规范设计为500KN,为了确保锚索张拉力不超过额定工作负载,将实际张拉力锁定在400KN左右,确保锚索负载工作的正常运行。

 

二、预应力锚索技术施工要点

(一)预应力锚孔的测放

在进行预应力锚索技术施工之前,应该仔细研究施工图纸和施工合同,利用全站仪和经纬仪精准地测算出锚孔的准确位置,锚孔的设计位置应该能够准确地放置在相应土体的坡面上,在锚孔测放的过程中,对误差有较为严格的要求,一般误差要求不能够超过50mm,一旦超过50mm,对后面的钻孔机轴向角度和山体的内应力结构都会造成一定的影响。如果锚孔的位置因为一些不可克服的因素导致测量难度较大,可以向有关技术部门申请,在技术部门对现场岩层、土体的各种力学性质进行检测后,在保证土体力学整体结构稳定和安全的条件下,可以对锚孔的测放精度进行一定的放宽。

(二)边坡开挖的要求

边坡开挖的方式直接影响到土体结构的稳定性和安全性,毕竟结构零散破碎的土体本来就无法承受较大的外力施加,一旦采用不当的边坡开挖方式,很容易造成山体滑坡事故等等。在边坡开挖方式中,严禁采用大规模、大爆破的方式来进行岩土爆破,可以在一定的条件范围内采用微型小型排炮微差爆破和预裂爆破的方式来进行爆破作业。在临近涉及坡面五米范围内,应该采取外力更小、动作更加轻微的小孔药量爆破方式,避免爆破的外力直接对土体造成结构影响。

边坡的开挖方式应该按照规范的步骤来进行,开挖应该从上至下,采用分层逐级的方式来进行开挖,每一级都应该做好相应的支撑和保护措施,防止出现土体塌方滑坡等等情况。挖方程度要进行严格把控,严禁过度挖方、随意堆方等等。在大雨天气或者大风天气等等危害性较强的自然气象灾害条件中,应该做好相应的保护措施,做好对雨水的拦截、遮挡工作,做好对大风的土坡固定工作等等。土坡上的植被根部能够为破碎的土体起到联结的作用,在施工的过程中,应该注意对土坡上植被的保护,充分利用植被实现土壤固结。

(三)钻孔设备以及成孔工作

为了保证山体力学整体的稳定性,在岩层钻孔作业中,一般采用潜孔冲击成孔技术,在易碎或者松软泡水的等等容易出现塌孔缩孔和卡钻的山体环境中,应该采用跟管钻进技术,来防止钻孔过程中因为钻孔塌方而导致卡钻。

在成孔工作中,应该根据施工合同和施工图纸,通过全站仪、经纬仪放出锚杆孔的准确位置,搭设钻机的脚手架,通过相应的导向仪器确定钻机导向架角度。在施工钻孔作业中,应该不断地确认钻进角度,积极对钻出的土壤进行成本分析。在钻进作业中,一般采用无水干钻的方式来进行作业,严禁采用水钻的方式来进行施工,这是出于对边坡山体地质保护的角度出发的,避免在水钻过程中,因为加水而对岩体土层粘结性造成不利影响。

在钻孔施工作业过程中,如果发现有钻孔塌方导致卡钻或者缩孔等等情况,进一步导致钻入困难时,应该停止钻孔作业,通过浇筑压力为0.1-0.2兆帕压力的水泥砂浆来进行固壁灌浆处理,等到灌入的水泥初步凝结或者凝结36小时后,再进行重新扫孔钻进作业。在钻进作业过程中,应该采用高压风机鼓风的方式将钻孔内部的碎物利用高压气体吹出。在钻孔作业深度到达了设计深度时,应该继续往下钻深1250px,或者在到达设计深度后,再等待2min后再停钻,确保不会因为不可控因素导致钻深作业不达标。

在钻孔到达设计深度时,使用高压风机向钻孔鼓风,通过高压气流将钻孔内部的碎石、浮渣、粉尘等等异物吹出钻孔之外。在必要的情况下可以采用清水冲洗的方式来进行清洗,用高压水冲洗的清洗方式只适用于质地坚硬的岩层,其他土层不可以使用高压水来进行冲洗,而应该选用高压鼓风机的方式来进行清理工作。

(四)锚索制作安装工作

锚索体由锚梁、锚固段、自由段、安全段四个主要部分组成,一般采用压力分散型锚索来进行施工,每个单元锚索分别由若干根无粘结钢绞线内锚于橡胶承载体中而组成,通过挤压弹簧和挤压套的方式将钢绞丝固定在承载体上。对锚索安装的过程中,应该注意锚索的安装要保持顺直,不可以出现扭曲、分叉等等不良现象。钢绞线的排列方式应该科学合理,按照合同规范来进行布置,延索体方向应该每隔一米到一点五米布置一道架线环,通过布置架线环的方式,能够保证锚孔在灌浆过程中均匀、充实。施工过程中应该对锚索和锚孔进行明确的编号标记,方便后面的施工。注浆管应该深入锚孔中,距离孔低控制在5-250px为佳。

(五)灌浆操作与铺锁拉张

灌浆过程中应该注意水泥砂浆的比例和水灰比例,必要的时候可以采用纯水泥浆。水泥浆应该搅拌均匀,严防石块、土方、杂物掉入混凝土中。灌浆应该采用压力活塞式注浆泵,压力一般不可以低于0.4兆帕,不可以大于2兆帕,具体压力值应该根据现场的具体情况来测定,灌浆时应该注意水泥的凝结时间,用稀水泥对注浆泵和管线进行润滑,能够提高注浆效率。

通过严格的现场张拉试验,确定拉锁的施工参数和工艺流程。在锚索应力锁定后,应该在坡顶布置观测点,可以布置9台MS-20型锚索测力计,来检查锚索施工质量是否达到预期效果。

 

结束语:

预应力锚索边坡保护技术因为有着施工过程简单、施工成本合理、控制效果理想、适用条件强等等优点被广泛应用在高速公路的边坡保护技术上,同时因为它的灵活性还能够大大减少对土石方的开挖量,减少施工成本。

 

参考文献:

[1]王礼勇.公路高边坡施工中预应锚索技术及应用分析[J].交通世界,2017(34):38-39.

[2]殷科福.公路高边坡施工中预应力锚索技术的应用[J].黑龙江交通科技,2017,40(11):25+27.

[3]薛金龙,郭刚.预应力锚索技术在公路高边坡施工中的实践探索[J].山东工业技术,2017(17):106.

 




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