公路邊坡加固中的預應力錨索技術
發布時間:2014-07-15
1、概述
yuyinglimaosuodangtuqiangshimaogandangtuqiangjishufazhandechanwu,tashitongguozuankongjianggangjiaoxianhuogaoqianggangsimaoguyuwendingdedicengzhong,bingtongguozhanglachanshengyuyingli,congerdadaowendingdangtuqianghuozhewendingjiagutixianzhiqibianxingdemude。
世界上大規模應用預應力錨索並獲得成功的典型實例是20世紀30年代阿爾及利亞舍爾法大壩的
加固工程,該工程在應用預應力錯索技術巾獲得了較大的成功。從20世紀4O年代末至70年代初,錨索技術得到了迅速發展,加固理論、設計方法逐步形成和完善。目前已廣泛應用於岩土工程的各個領域,積累了豐富的工程實踐經驗。
錨索技術在我國的研究始於20世紀60年代,從20世紀70年代開始,該項技術在我國的水電、國防、礦山等領域內逐步開始使用。20世紀80年(nian)代(dai)以(yi)來(lai),隨(sui)著(zhe)研(yan)究(jiu)的(de)滲(shen)入(ru)和(he)成(cheng)果(guo)實(shi)踐(jian)的(de)增(zeng)多(duo),人(ren)們(men)對(dui)錨(mao)索(suo)技(ji)術(shu)有(you)了(le)更(geng)深(shen)入(ru)的(de)研(yan)究(jiu)和(he)認(ren)識(shi),也(ye)在(zai)實(shi)踐(jian)中(zhong)積(ji)累(lei)了(le)一(yi)定(ding)的(de)成(cheng)功(gong)經(jing)驗(yan)。隨(sui)著(zhe)該(gai)項(xiang)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)和(he)成(cheng)功(gong)的(de)應(ying)用(yong),錨(mao)索(suo)技(ji)術(shu)得(de)到(dao)了(le)越(yue)來(lai)越(yue)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong),在(zai)對(dui)錨(mao)固(gu)技(ji)術(shu)的(de)機(ji)理(li)研(yan)究(jiu)、試驗設備以及
施工工藝等方麵的研究都取得較大的進展。
2、預應力錨索加固原理
預應力錨索結構見圖1
預(yu)應(ying)力(li)錨(mao)索(suo)加(jia)固(gu)防(fang)護(hu),是(shi)把(ba)破(po)碎(sui)鬆(song)散(san)岩(yan)體(ti)錨(mao)固(gu)在(zai)地(di)層(ceng)深(shen)部(bu)穩(wen)固(gu)的(de)岩(yan)體(ti)上(shang),通(tong)過(guo)施(shi)加(jia)預(yu)應(ying)力(li),使(shi)錨(mao)固(gu)範(fan)圍(wei)內(nei)的(de)軟(ruan)弱(ruo)岩(yan)體(ti)擠(ji)壓(ya)緊(jin)密(mi),提(ti)高(gao)岩(yan)層(ceng)問(wen)的(de)正(zheng)壓(ya)力(li)和(he)摩(mo)阻(zu)力(li),阻(zu)止(zhi)開(kai)裂(lie)鬆(song)散(san)岩(yan)體(ti)位(wei)移(yi),從(cong)而(er)達(da)到(dao)加(jia)固(gu)邊(bian)坡(po)的(de)目(mu)的(de)。通(tong)過(guo)對(dui)部(bu)分(fen)坡(po)體(ti)施(shi)加(jia)預(yu)應(ying)力(li)錨(mao)索(suo),把(ba)坡(po)體(ti)錨(mao)固(gu)於(yu)潛(qian)在(zai)滑(hua)移(yi)麵(mian)下(xia)穩(wen)定(ding)的(de)中(zhong)微(wei)風(feng)化(hua)變(bian)質(zhi)岩(yan)中(zhong),保(bao)持(chi)坡(po)麵(mian)狀(zhuang)態(tai)深(shen)入(ru)坡(po)體(ti)內(nei)部(bu)進(jin)行(xing)大(da)範(fan)圍(wei)加(jia)固(gu)。預(yu)先(xian)主(zhu)動(dong)對(dui)邊(bian)坡(po)鬆(song)散(san)岩(yan)層(ceng)施(shi)加(jia)正(zheng)壓(ya)力(li),增(zeng)大(da)坡(po)體(ti)對(dui)滑(hua)移(yi)麵(mian)的(de)正(zheng)壓(ya)力(li),增(zeng)大(da)了(le)抗(kang)滑(hua)力(li),使(shi)坡(po)體(ti)趨(qu)於(yu)穩(wen)定(ding)。通(tong)過(guo)錨(mao)索(suo)孔(kong)的(de)高(gao)壓(ya)
注漿,漿(jiang)液(ye)能(neng)充(chong)填(tian)坡(po)體(ti)內(nei)裂(lie)隙(xi)和(he)空(kong)隙(xi),提(ti)高(gao)了(le)坡(po)體(ti)內(nei)破(po)碎(sui)岩(yan)體(ti)的(de)強(qiang)度(du),由(you)於(yu)水(shui)泥(ni)漿(jiang)的(de)凝(ning)固(gu)作(zuo)用(yong)使(shi)破(po)碎(sui)的(de)岩(yan)體(ti)連(lian)成(cheng)整(zheng)體(ti),增(zeng)強(qiang)了(le)坡(po)體(ti)的(de)整(zheng)體(ti)穩(wen)定(ding)性(xing)。
3、預應力錨索
施工工藝
預應力錨索工程具有鮮明的施工特點,是一項全新的
施工工藝,其
施工工藝流程見圖2。
3.1鑽孔
首shou先xian選xuan擇ze合he適shi的de鑽zuan孔kong設she備bei。鑽zuan孔kong是shi錨mao固gu工gong程cheng費fei用yong最zui高gao和he影ying響xiang工gong期qi的de關guan鍵jian工gong序xu,同tong時shi也ye是shi影ying響xiang錨mao固gu工gong程cheng經jing濟ji效xiao果guo的de主zhu要yao因yin素su。因yin此ci應ying根gen據ju錨mao固gu地di層ceng情qing況kuang、錨孔深度、錨孔孔徑以及施工場地條件等來選擇鑽孔設備。
按設計孑L口位置在腳手架上安裝專用機座,將鑽機與機座及腳手架固定好,複核孔口位置、方(fang)位(wei)和(he)傾(qing)角(jiao),確(que)認(ren)無(wu)誤(wu)後(hou),安(an)上(shang)衝(chong)擊(ji)器(qi)和(he)鑽(zuan)頭(tou),接(jie)上(shang)風(feng)管(guan),即(ji)可(ke)開(kai)鑽(zuan)。鑽(zuan)孔(kong)結(jie)束(shu)後(hou),複(fu)核(he)孔(kong)深(shen),並(bing)以(yi)高(gao)壓(ya)風(feng)將(jiang)孔(kong)內(nei)粉(fen)塵(chen)吹(chui)淨(jing),以(yi)織(zhi)物(wu)或(huo)水(shui)泥(ni)袋(dai)紙(zhi)塞(sai)好(hao)孔(kong)口(kou)備(bei)用(yong)。
3.2錨索製作、安裝
錨索的設計長度是從鑽孔的孔口算起的,鋼鉸線的總長應為錨索的設計長度(鑽孔的實際長度)、框架梁厚度、千斤頂長度、工(gong)具(ju)錨(mao)和(he)工(gong)作(zuo)錨(mao)的(de)厚(hou)度(du)以(yi)及(ji)張(zhang)拉(la)操(cao)作(zuo)預(yu)留(liu)量(liang)的(de)總(zong)長(chang)。壓(ya)力(li)分(fen)散(san)型(xing)錨(mao)索(suo)鋼(gang)絞(jiao)線(xian)采(cai)用(yong)廠(chang)家(jia)生(sheng)產(chan)的(de)無(wu)粘(zhan)結(jie)型(xing)的(de)鋼(gang)鉸(jiao)線(xian),鋼(gang)絞(jiao)線(xian)截(jie)取(qu)以(yi)前(qian),首(shou)先(xian)進(jin)行(xing)調(tiao)直(zhi),要(yao)確(que)保(bao)每(mei)一(yi)根(gen)鋼(gang)絞(jiao)線(xian)始(shi)終(zhong)順(shun)直(zhi),不(bu)扭(niu)不(bu)叉(cha)。量(liang)出(chu)錨(mao)索(suo)的(de)設(she)計(ji)長(chang)度(du)和(he)錨(mao)固(gu)段(duan)三(san)個(ge)單(dan)元(yuan)的(de)長(chang)度(du),分(fen)別(bie)做(zuo)出(chu)標(biao)記(ji),在(zai)每(mei)單(dan)元(yuan)的(de)起(qi)點(dian)位(wei)置(zhi)安(an)裝(zhuang)鋼(gang)質(zhi)承(cheng)載(zai)體(ti)及(ji)擠(ji)壓(ya)套(tao),且(qie)錨(mao)索(suo)的(de)端(duan)部(bu)安(an)放(fang)導(dao)向(xiang)帽(mao),下(xia)錨(mao)時(shi)能(neng)夠(gou)順(shun)利(li)人(ren)孔(kong)。
錨索製作應滿足下述要求:
(1)製作錨索的材料應滿足有關鋼絞線和高強鋼絲的要求;
(2)鋼續線宜使用機械切割;
(3)錨索製作宜在加工車間或有覆蓋的工地內進行;
(4)錨索製作完成後,應對其進行詳細檢查,對於檢查不合格的產品不得投入儲存或使用。
3.3
注漿
為保證
注漿質量,
注漿材料要求嚴格按照經試驗合格的配比備料,
注漿漿液應嚴格按照配合比攪拌均勻,隨拌隨用,漿體強度不低於40MPa,錨孔
注漿必須采用孔底返漿方法(
注漿壓力一般為2.0MPa左右),直至孔口溢新鮮漿液,嚴禁抽拔
注漿管或孔口
注漿,如發現孔口漿麵回落,應在30分鍾內進行孔底壓注補漿2次~3次,確保孔口漿體充滿。
在
注漿作業開始和中途停止較長時間再作業時,應用水或水泥稀漿潤滑
注漿泵及
注漿管路。
注漿過程應認真做好現場施工
注漿記錄,每批次
注漿都應進行漿體強度試驗,試件不得小於兩組。漿體未達至0設計強度的70%時,不得在錨索端頭懸掛重物和拉綁碰撞。
3.4錨索張拉
待錨固段的漿體強度、錨墩和墊墩的混凝土強度達到設計強度後,進行預應力張拉。張拉采用“雙控法”,即采用設計張拉力和伸長值來控製張拉應力,當實際伸長值與理論伸長值差別大於±6%時,應暫停張拉,待查明原因和采取措施後方可繼續進行。
張拉與鎖定應注意以下幾個方麵:
(1)錨索在張拉前必須把承壓支撐構件的麵整平,將台座、錨具安裝好,並和錨索軸線方向垂直。安裝千斤頂時注意千斤頂軸線應與錨杆軸線盡量在一條直線上,而且不可壓彎錨頭部分。
(2)安(an)裝(zhuang)前(qian)應(ying)對(dui)千(qian)斤(jin)頂(ding)和(he)電(dian)動(dong)油(you)泵(beng)進(jin)行(xing)標(biao)定(ding),拉(la)標(biao)定(ding)的(de)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)張(zhang)拉(la)。張(zhang)拉(la)時(shi),事(shi)前(qian)檢(jian)查(zha)油(you)泵(beng)各(ge)閥(fa)門(men)的(de)工(gong)作(zuo)情(qing)況(kuang)和(he)油(you)管(guan)的(de)暢(chang)通(tong)情(qing)況(kuang),以(yi)免(mian)在(zai)張(zhang)拉(la)時(shi)油(you)泵(beng)工(gong)作(zuo)不(bu)正(zheng)常(chang)而(er)造(zao)成(cheng)張(zhang)拉(la)失(shi)敗(bai)。
(3)錨索張拉應按一定程序進行,錨索張拉順序,應考慮鄰近錨索的相互影響。
(4)正式張拉前必須對錨索進行預張拉二次,張拉力為0.1~0.2Nt,使錨索各部位接觸緊密、拉體完全平直,以消除杆體的隱蔽變形量。拉直後再進行張拉時,其變形量起點以此狀態為零記起。
(5)錨索張拉荷載要分級逐步施加,不能一次加至鎖定荷載。
3.5封錨
錨索鎖定後,做好記號,觀察三天,沒有異常情況即留10cm後用手提砂輪機切割多餘鋼絞線(嚴禁電弧燒割)。最後用水泥漿注滿墊板及錨頭各部分空隙,並按設計支模,用C30砼封錨處理。
3.6錨索預應力損失的處理
錨索的預應力損失是預應力錨索工程中常常遇到的問題,其來源主要有三個方麵:張拉過程中的損失、錨索鎖定過程中的損失和由於時間的推移而引起的預應力損失。
減小或避免預應力損失的方法主要有:
(1)錨索材料的選擇:為減小錨索的預應力損失,應選用高強度低鬆弛性的鋼絞線以及與之配套的錨固體係。
(2)岩土體的選擇:錨mao固gu段duan應ying置zhi於yu堅jian硬ying完wan整zheng的de岩yan土tu體ti中zhong,使shi錨mao索suo有you穩wen定ding的de根gen基ji,外wai錨mao段duan如ru樁zhuang後hou的de岩yan土tu體ti必bi須xu堅jian實shi,以yi避bi免mian應ying力li集ji中zhong區qu岩yan土tu體ti徐xu變bian過guo大da,增zeng加jia預yu應ying力li值zhi的de損sun失shi。
(3)優化張拉力的設計:由於施加的預應力與張拉力成正比,因此設計時應考慮避免大噸位的出現,即以多孔位、小噸位為宜。另外,在結構強度許可的情況下,采用超張拉可以將樁後土層處於超壓密、超固結狀態,從而減小後期預應力損失。
3.7施工注意問題
為保證錨索施工質量,錨索施工過程中應注意以下問題:
(1)各關鍵施工工序必須設立專職負責人,並認真做好質量的自檢與互檢。
(2)各工序的施工人員必須嚴格按照施工操作規程或規定進行施工。
(3)所有施工用機械、材料、配件必須進行詳細檢查或檢驗。
(4)水平流水作業施工中,上一道工序不合格或未經驗收的施工階段成品,不得進入下一道施工工序。
(5)在施工的安全過程中,必須認真做好施工記錄和施工日記,將各參數認真填入記錄表中,並作為竣工驗收資料必備內容的一部分。
4、結語
yuyinglimaosuozuoweigaoweibianpojiagudeyizhongyouxiaocuoshi,zaigezhongbianpogongchengjianshezhongdedaoleguangfandeyingyong。youyumaosugongchengjuyouyinbixinghezhuanyexingqiangdetedian,suoyi,zaishigongzhongyingyangeanzhaoyouguanguichengjinxingcaozuo,yibaozhengmaosuodeshigongzhiliang。