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滑坡治理工程中预应力锚索抗滑桩施工技术研究

2015-10-21柳彬

建筑工程技术与设计 2015年17期
关键词:施工技术

柳彬

【摘要】本文主要分析了预应力锚索抗滑桩施工技术在滑坡治理过程中的应用必要性,同时,分析了如何更好的提升预应力锚索抗滑桩施工技术水平,以期可以为滑坡治理工程提供参考。

【关键词】滑坡治理;预应力锚索抗滑桩;施工技术

一、前言

随着我国滑坡治理工作的进步,预应力锚索抗滑桩施工技术被广泛的应用,应用预应力锚索抗滑桩施工技术一定要采取更加科学的施工技术方法和施工技术控制措施。

二、应用预应力锚索抗滑桩的必要性

上世纪60年代后期,开始使用抗滑桩治理滑坡,由于抗滑桩具有比挡土墙开挖面小、圬工体积小、施工速度快等优点,很快在全国推广应用,至今仍在大规模使用。但随着需要治理的滑坡规模的增大,抗滑桩截面积和长度也越来越大,材料消耗量变的非常庞大,人们便逐渐认识到其结构的缺陷:抗滑桩是大悬臂受力,主要靠滑动面以下的桩身所受的地基反力来平衡滑坡推力,受力机制不合理,需要的桩长截面大,材料消耗多,工程造价昂贵。为了改善抗滑桩的这种受力状况,减小桩截面,缩短悬臂长度,增大抵抗力矩,工程技术人员不断研究新的抗滑结构,经过不断摸索和实践,预应力锚索抗滑桩便逐渐在滑坡治理中得到应用,同时随着炼钢工艺的不断发展,高强度钢材特别是高强度钢绞线的广泛应用,为预应力锚索抗滑桩的推广应用提供了技术和物质保证。

三、预应力锚索抗滑桩的基本结构和抗滑机理

预应力锚索抗滑桩具有“主动支护、柔性支护、概念明确、经济合理”的特点,其结构主要由抗滑桩、预应力锚固、锚具等组成。位于滑面以下稳定基岩内的锚索称为锚固段,其余为张拉段。对锚固施加预应力后,通过锚具将其与抗滑桩相连接,它的另一端穿过滑坡体后锚固于滑床内,从而使抗滑桩和预应力锚索组成一个联合受力体系。用锚索拉力和桩体共同平衡滑坡推力,彻底改变了一般抗滑桩大悬臂受力的受力机制,改变了抗滑桩单一靠嵌固段地基抗力滑坡推力的机理。其结果,使得桩内弯矩大大减少,桩径变细,桩的埋置深度变浅,达到了结构受力合理、节省投资、节约材料、缩短工期的目的。从桩的受力机制看,普通悬臂抗滑桩是“被动型”的受力状态,施工后在滑坡推力的继续作用下发生位移,桩才能具备抗滑能力,这对保护滑体上的已有建筑物非常不利。而预应力锚索抗滑桩是“主动性”,施加预应力后,滑体受到反推力,这样就可以立即起到止滑的作用。滑体上已有建筑物不再继续变形,个别情况下原有变形裂缝还会逐渐弥合。

四、滑坡治理中预应力锚索抗滑桩施工技术

(一)抗滑桩施工

1、在桩身的开挖时,根据桩身井口段的土质,在挖至2.0m时,即可灌注0.3m厚的护壁硅(作为第一节),同时按1.5m分节,逐步深挖,但是严禁在滑动面和土石分界处分节。当挖至10m以下时,需要在井口设置一台大功率的通风机,往井下送风,遇到地下水时,采用抽水泵及时将水抽出,同时设置钢筋梯以方便施工人员作业。

2、在桩身混凝土灌注阶段,除了做好铺底、铺轨及钢筋笼绑扎等工作外,关键是进行锚索孔导管的预埋,根据滑坡的坡度及抗滑桩受力特点,设定锚索孔的位置和锚索倾角,同时牢固地将导管固定钢筋笼上,防止在灌注混凝土时发生偏移,影响最终抗滑效果。在灌注混凝土时要连续地灌注,并且每层厚度达到50cm进行捣固,反复进行至灌注完成。

(二)预应力锚索固定及预应力施加

1、预应力锚索固定。首先,定位好桩身混凝土灌注时预留的锚索孔,利用液压风洞潜孔钻机钻孔,在达到一定深度后及时地将孔中的岩粉等杂物清理,以免降低浆体与孔壁的粘结强度。其次,选用高强度、低松弛预应力的钢铰线,以保证后期张拉的效果。按照设计长度准确裁制钢铰线,并均匀排列,避免弯折和机械损伤等,同时在下放锚索时要尽量避免撞击到孔壁,做到快、輕、稳、准。最后,在注浆时,采用压力注浆既可以加快施工进度,也可以使得浆体深入到地层裂缝中,起到加固作用。

2、预应力锚索张力施加。在锚索孔内浆体及抗滑桩混凝土强度达到设计要求的约70%时,即可以进行锚索的张拉。而据锚索类型及具体要求的不同可以选取整体张拉、先单根预拉后整体张拉及单根分级循环张拉等方法。在张拉时,要求缓慢地加载、及时观测张拉力及锚索伸长量,当发现实际伸长量超过预期时,应停止张拉,查明其中原因,并及时地采取措施排除问题后才能继续进行张拉。张拉完成后48h后,若发现预应力损失过大,应进行补偿张拉。

五、预应力锚索抗滑桩的应用效果分析

(一)锚索拉力快速减小阶段。主要原因是锁定过程中出现瞬间应力损失,一方面钢绞线在张拉后出现回缩,导致预应力的损失,因此要求选择合适的材料及合理的施工工艺。另一方面在张拉过程中钢绞线受力不均导致,主要通过均匀排列钢绞线,理顺对准锚索孔口来调整。

(二)锚索拉力缓慢变化。该部分主要是穿过锚索的那部分混凝土的徐变和岩体中裂缝的压实作用共同导致,此过程作用的时间相对较长。

(三)抗滑桩-锚索预应力稳定。经过前期施工中应力损失和中期徐变造成的预应力变化,该阶段预应力锚索抗滑桩的预应力值及整体的稳定性都达到了一个固定的值,这种平衡在短期内不会发生大的变化,也是抗滑桩真正起作用的阶段。

六、提升预应力锚索抗滑桩施工技术水平的建议

(一)锚孔钻进。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位锚孔位置。钻机严格按照设计孔位、倾角和方位准确就位,用测角量具控制角度,钻机导轨倾角误差不超过±10°,方位误差不超过±20°。在钻进时应严格控制钻进速度,防止钻孔偏斜、扭曲或变径。在钻进过程中要认真作好施工一记录,如钻压、钻速、地层和地下水情况等。钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值,并超钻50cm。

(二)锚筋制定。钢绞线下料应整齐准确,误差不大于士50mm,预留张拉段钢绞线长度1.5m。对不同单元进行醒目可靠的标记。下料还应注意各单元锚索长度是不同的,钢绞线一律采用机械切割下料。锚索的制作应搭建高于地面50cm以上,与锚筋设计长度相适应的的制作台及简易防晒防雨棚,受地形限制,需在边坡平台上进行锚筋制作的,也应搭架制作,同时应做好防晒防雨措施。

(三)锚孔注浆。注浆材料要求严格按照经试验合格的配比备料,对于压力分散型锚索,常采用纯水泥浆体材料。注浆浆液应严格按照配合比搅拌均匀,随拌随用,浆体强度一般不低于40MPa。锚孔注浆必须采用孔底返浆方法(注浆压力一般为2.0MPa左右),直至孔底溢出新鲜浆液,严禁抽拔注浆管或孔口注浆;如发现孔口浆面回落,应在30min内进行孔底压注补浆2~3次,确保孔口浆体充满。

七、结束语

综上所述,预应力锚索抗滑桩施工技术在滑坡治理工程中有广泛的应用,如何提高预应力锚索抗滑桩施工技术的应用效果是今后必须要重点研究的问题,必须要予以重视。

【参考文献】

[1]桂树强,殷坤龙,罗平.预应力锚索抗滑桩治理滑坡应用研究[J].岩土力学,2013,(S2).

[2]张玉芳,李奇平,张治平.预应力锚索抗滑桩工程中锚索拉力实测与分析[J].中国铁道科学,2013,(3).

[3]郑静,于贵,王孟良.锚固技术在滑坡治理中几个问题的探讨[J].岩石力学与工程学报,2013,(S2).

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