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摘要:锚固技术在边坡工程、基坑工程、隧道与地下工程等领域的应用越来越多。本文结合工程实例,介绍了全粘结锚杆、肋梁预应力锚索和格构梁技术在边坡加固工程的灵活应用,就其设计原理和施工概况进行分析,对类似的工程具有指导和借鉴意义。
关键词:锚固技术;边坡加固
1引言
锚固是通过埋设在地层中的锚杆或锚索,将结构物与地层紧紧地联锁在一起,依赖锚杆与周围地层的抗剪强度传递结构物的拉力或使地层自身得到加固,以保持结构物和岩土体的稳定。其应用到边坡工程,基坑工程,隧道与地下工程等领域。现在经常与抗滑桩、格构梁和框架联合结构一块使用,其使锚固力协调作用,大大提高了支护能力。本文主要针对某一工程实例介绍了预应力锚索联合肋梁加固与格构梁联合钢筋锚杆在边坡加固工程的应用。
2工程及地层概况
2.1工程概况
拟建工程场地位于深圳市宝安区石岩塘头工业区创维科技工业园西侧,属丘间洼地填方区边坡,边坡高度约10.0~15.0m。该边坡为人工填土边坡,边坡体岩土层主要由人工填土层组成,该层系新近堆填碾压而成,呈较疏松~稍密实,欠固结状态,稳定性较差。其原始地貌为丘陵,边坡坡底为原始地形,中段为洼地,长期有积水,边坡南、北段为山丘。该边坡曾经采用了二级护坡,第一级边坡为浆砌块石挡土墙,挡土墙高度为5.50~8.70m,顶部宽度0.9~2.4m。第二级边坡为浆砌片石护坡,坡脚位于挡土墙顶。剖面图如下:
图1 边坡典型剖面图
2.2地层概况
该边坡场地共发育有如下地层:人工填土层、耕植土层、第四系坡洪积层、冲洪积层以及残积层。
2.3目前工程存在的问题
(1)二级边坡底部发生较大面积的开裂、向外鼓胀和脱落现象,该部位排水沟被挤压变形;坡顶内侧人行道与厂区道路交接处产生裂缝,缝宽约20~40mm。
(2)监测表明边坡水平位移在不断增大,沉降在持续。在第二次监测中,挡土墙顶、中部和底部20天内位移分别达6.5mm、6.7mm和6.0mm。表明边坡水平位移和沉降在持续发展,挡土墙处于水平移动中,边坡处于不稳定状态。
(3)该边坡已经发生了滑动,并且滑动仍在持续,且边坡受降雨和道路荷载等外界环境变化影响较大,故该边坡在雨季进一步滑动的可能性更大。因此,该边坡原有的支护措施不能有效防止边坡的继续滑动,需要进行加固以防止发生灾害性滑动。
3边坡加固设计
设计过程中从如下几方面考虑:(1)边坡锚固设计绝不意味着采用单一的岩土锚固,治坡先治水,首先应做好边坡的截、防、排水设计,以降低地下水的渗透压力。(2)边坡锚固应以采取预应力锚杆为主,也可根据情况与非预应力岩石锚杆、土钉、挡墙或抗滑桩相结合使用。
3.1方案选择
3.2锚固设计
根据边坡目前的状况,加固设计本着“束顶、强腰、固脚、排水”的原则,综合考虑安全、经济、工期、施工等因素。给出的处理措施为:
(1)对第一级重力式挡土墙段采用预应力锚索联合肋梁加固的支护方案来增加其稳定性和抗倾覆性。
(2)其中护坡段钢筋锚杆采用全粘结锚杆,通过格构梁联合锚杆稳固坡体,减小对坡体下部及挡土墙的推力,增强坡体的整体性。
(3)对现有的护坡底和挡土墙底排水沟进行重修,对挡土墙的原有排水孔进行修复,在浆砌片石护坡底部增设一排排水孔。
4锚固技术的施工
主要对全粘结型锚杆、肋梁预应力锚索、格构梁锚杆等的施工工序,采用材料和技术要求几个方面来进行阐述。
4.1全粘结锚杆施工
4.1.1施工工序
其施工工序为:测量放点→搭设施工平台→钻孔→清孔→锚筋制安→注浆→与格构梁连接。
4.1.2采用材料
锚杆锚筋为Φ32螺纹钢,外端折弯弯头长1150mm,锚杆采用30MPa注浆,浆液为水灰比0.5的纯水泥浆,用32.5R普通硅酸盐水泥拌制。
4.1.3技术要求
(1)全粘结型锚杆位于护坡坡面中,锚杆长为15m。护坡面锚杆位于钢筋砼格构梁交叉点处。
(2)锚杆钻孔孔径为130,采用钻机成孔,成孔后用压缩空气清孔,钻孔深度比锚杆长0.5m。
(3)锚杆锚筋安放前应平直、除锈,锚头1m左右刷涂沥青船底漆,长度误差不大于3cm。锚杆孔位偏差、倾斜度偏差及其它要求遵守有关规范。
4.2肋梁预应力锚索施工
4.2.1施工工序
预应力锚索的施工工序为:测量放点→搭设施工平台→钻孔→清孔→预应力锚索安置→注浆→拉张锁定→与肋梁连接
肋梁的施工工序:施工放线→清面→钢筋制安→支模→浇注、振捣砼同时与锚索相联→砼养护
4.2.2技术要求
(1)预应力锚索采用钻机成孔,直径为130,成孔深度应超过锚索设计长度0.5m,成孔至指定深度后用高压空气吹渣,竖向间距2500,水平间距3000。肋梁梁的间距为水平×垂直=2.5m×2.5m,梁钢筋制作、绑扎按设计图要求。
(2)锚筋采用3~根Φ15.2(7Φ5)钢绞线,材料强度为1260MPa。锚筋应严格按设计长度下料,其允许误差为50。锚索由自由段和锚固段组成,预应力锚索设计轴向拉力35kN/m。
(3)注浆材料为纯水泥浆,采用42.5R普硅水泥,用二次压力注浆法注浆,第一次注浆水泥浆水灰比0.6,注浆压力不低于1.5MPa,第二次注浆水灰比0.5,第二次注浆压力不低于2.5MPa。浆体材料20d的无侧限抗压强度不低于30MPa。
(4)安装前非锚固段采用“三油二布”法进行防腐处理。锚索自由段采用波纹塑料管包裹,两端100mm范围内用黄油充填,外绕工程胶布固定。预应力锚杆最终张拉锁定后非锚固段(自由段)做二次防腐处理,即采用水泥素浆灌注非锚固段。为此,锚杆注浆后应在孔口安装注浆短管和排气管,以便注浆防腐。
4.3格构梁锚杆技术的施工
4.3.1施工工序
施工放线→打设垫层→开挖基槽→钢筋制安→支模→浇注、振捣砼(与锚杆连接,砼搅拌制作)→砼养护
4.3.2技术要求
(1)钢筋砼格构梁位于整个坡面,格构梁的间距为水平×垂直=3.0m×2.5m。肋梁梁的间距为水平×垂直=2.5m×2.5m。
(2)开挖格构梁基槽应平直、规整,槽底打设厚100的C10素砼垫层。
(3)钢筋梁制作、绑扎依据设计图要求。其它要求按《混凝土施工及验收规范》进行。
5结语
根据前人在边坡支护工程中提供的经验,结合具体工程情况,由于路基横向边坡处治工程本身的复杂性和稳定性,设计时应根据水文地质条件,充分认识到潜在的地质灾害,既要充分考虑工程的安全性、可靠性及经济性,又要重视施工方法、施工工艺的可行性,尽量做到节约工程投资,缩短施工工期。
参考文献:
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