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岩土工程边坡治理中预应力锚索技术的运用

2021-04-03

关键词:锚索岩土预应力

黄 涛

广东省地质局第十地质大队 广东 中山 528427

预应力锚索技术在岩土工程边坡治理中具有非常广泛的应用,其具有安全可靠、经济合理、施工较为便捷等优点。利用预应力锚索技术的方式可以有效控制边坡的下滑作用力,让边坡的岩层内部结构形成统一的整体,并发挥出较强的承载力。本文针对预应力锚索技术在岩土工程边坡治理中的应用展开研究,并对此技术进行分析探讨,希望能够对岩土工程边坡治理提供一定的帮助。

一、预应力锚索技术的技术原理及特征

预应力锚索是一种能够提供较强支撑力的系统,锚索连接稳定的岩层以及被加固物,从而形成较为稳定的复合体,并且可以承受住压力,在对岩土施加压力的过程中,必须要避免边坡出现位移和变形。预应力锚索主要包含锚固、锚头以及锚索,锚索是主要的受力部件,预应力锚索技术具有如下一些特点[1]:首先是具有较强的稳定性,预应力锚索技术在应用以后,会产生出预应力,本质上是将地质结构上的力量传递给岩层,在预应力锚索技术实际应用的操作中,可以根据施工现场确定锚索的方向、位置以及预应力。其次是高效性,预应力锚索技术应用在岩土工程边坡治理中,其施工周期较短,对于工程进度没有影响。所以在实际应用中,只需要使用较少的材料就能够得到较强的预应力。预应力锚索技术的破坏力较低,采用预应力锚索技术,不会污染周围环境,也不会对外部环境产生影响,岩层的稳定性不受破坏。预应力锚索技术的应用范围广阔,可以在岩土工程边坡治理、斜坡档土、滑坡防治等工程中。

预应力锚索技术主要基于锚固机制控制力度。首先是岩土工程在进行边坡治理时,利用锚索与岩层贴近,并产生摩擦力,在预应力锚索技术施工中,会分隔斜坡上的软弱结构,形成不同板块且又连接的岩层,在结构上成为整体,有效的增强边坡稳定性。预应力锚索技术的机制主要体现在可以利用锚索控制住岩土,通过摩擦力抵消岩层的下滑。其次是增加作用力,增强滑面的助力[2]。岩土层上的锚索在受力以后,会产生系统性的阻力,能够同时产生抗压以及抗剪的效果,并降低和减少滑坡产生的破坏力。此外还能够有效的增强岩层的强度,从而达到稳定边坡结构的效果。

预应力锚索技术在施工结束以后,会产生一定的锚固长度,与施工边坡结构共同构建形成整体,另外锚索还可以利用分担的方式将岩土的外部荷载和自重连接起来,特别是在当岩土出现开裂以后,会产生出更加显著的分担效果。预应力锚索的变形也会对岩层的稳定以及坍塌产生抑制。预应力锚索技术和喷射混凝土技术以及钢筋网片结合,一方面增强岩层的强度,另外还可以有效的降低外部对地面造成的冲刷和破坏。

二、在岩土工程边坡治理中应用预应力锚索的优势

预应力锚索技术对于施工场地的影响较小。和传统的边坡治理技术比较而言,预应力锚索能够产生理想的效果,在治理边坡的过程中可以产生较好的生态效益,对环境的影响很小。施工人员利用预应力锚索技术不需要削除边坡,一方面降低了土方开挖量,另外还能够降低施工者的任务量,保护边坡周围的植物,防止周围的植物被施工破坏,提升生态保护的效果,符合可持续发展的要求。

预应力锚索技术还能够有效的控制岩土产生形变。在施工实践中利用预应力锚索技术控制岩土边坡,有效的控制岩土形变,应用这项技术,可以提升支护结构的稳定性,并确保支护结构能够产生最为理想的效果,防止岩土出现形变,并降低安全事故产生,保障施工人员的生命财产安全,提升岩土工程边坡的稳定性[3]。预应力锚索技术降低岩土层受到锚杆后的变形,提升岩土边坡的稳定性。在实际的施工中,还可以利用挡土墙或者抗滑桩等结构,与预应力锚索共同发挥出作用,产生理想的治理效果,提升边坡支护的稳定性。

三、在岩土工程边坡治理中应用预应力锚索技术的具体方法

(一)搭建预应力锚索结构

在治理岩土工程边坡的过程中,搭建预应力锚索结构主要有三个部分组成,分别是锚头、自由段以及锚固段。预应力锚索的结构需要使用到支架、承载板以及锚具、钢绞线以及注浆版等。在施工开始之前,管理部门需要对现场的岩土性质进行深入分析,并确保预应力锚索结构能够满足地址要点,防止由于地址问题对于预应力锚索的应用产生影响,并对施工的安全性造成影响。

首先施工人员需要把锚固端插入到稳定的岩层中,锚固的长度要和锚固端连接,并且进入到滑动面的下方,对于一些稳定土层以外的滑动面,可以利用自由锚索以及锚固进行拉张,确保岩土的稳定性能够满足安全要求。现场施工人员可以利用锚固体锚固地层,增强地层的抗剪程度,并确保锚索能够将拉力传递出去。

其次施工人员需要对锚固段灌浆,灌浆这一步骤需要使用二次注浆的模式。首先是注浆必须要保证压力合理设置,确保浆液能够灌满孔内,并且自动从孔口溢出,其次是注浆的过程需要施工人员利用高压的手段对其中注浆,根据锚固段锚固的土壤类别,合理设置注浆压力。针对一些软土层的锚固,施工人员可以二次劈裂和注浆[4]。在岩土工程边坡施工中,要合理选择恰当的钢绞线。钢绞线的选择需要选择无粘接钢绞线,满足土壤和岩层的力学要求。这种钢绞线在应用的过程中,可以将预应力传递到锚固段,并且对构件进行固定,锚固作为整个预应力结构的核心,施工人员必须要关注其匹配特性,并且确保锚固能够锁定于外锚之上,让注浆包裹锚固,起到防腐的作用,防止周围对钢绞线腐蚀。

(二)岩土工程的边坡开挖

在岩土工程边坡治理中,应用预应力锚索技术的前提是做好边坡开挖工作,这也是预应力锚索非常重要的环节,在开挖边坡之前需要施工人员到现场对现场岩层进行分析,确保能够满足工程开挖和预应力锚索应用的需求,为后续的预应力锚索应用以及施工提供数据,确保工程能够稳定,提升边坡施工的进度[5]。此外施工人员还要根据施工的方案进行规范化操作,引导现场机械设备进行处理,经过现场施工人员将对边坡进行处理和调整以后,维持边坡的平衡状态,应当避免凹凸不平的状态,确保边坡的开挖能够产生理想的效果。施工人员在挖好边坡以后,还需要施工人员对边坡进行修正和控制,确保边坡的平整,边坡上松软土层需要及时处理,防止土层对工程施工产生影响。

(三)清理预应力锚索锚孔和检验锚孔

首先施工人员需要明确施工地段的土层质量以及厚度,并且根据现实调整锚固段的位置,增加锚索长度,并针对锚固的深度进行调整,施工人员需要做好记录,并留下钻孔的数据和信息。其次是根据现场的土层情况,选择合适的钻孔设备与技术,满足预应力锚索技术施工的要求。在实际钻孔中,需要确保锚索安装以及钻孔和注浆的连续性,在完成钻孔工作以后,及时的跟上锚索安装,并且做好注浆工作。处理好钻孔过程中留在钻孔内的污染物,可以暂时封堵住孔口,防止外部的异物进入孔中,对后续的灌浆产生影响[6]。在钻孔的过程中,需要控制好钻孔的速度,并记录好钻孔物资的数量与质量,记录钻孔达到的地下水文资料,如果钻孔中出现了一些异常的情况,需要及时汇报,并引导设计工作者修改施工的方案。在清理锚孔的阶段,施工人员需要将孔洞内的石渣土、渣子等清理干净。可以利用高压空气的方法,清理孔内残留的水体与沉渣,增强孔壁与后期灌浆之间的粘结强度。如果施工过程中需要处理锚索的积水,就必然需要施工人员合理的灌浆和封堵,通过这种手段处理。

在钻孔和清理工作结束以后,还需要对锚孔进行检验。在结束了锚孔作业工作后,现场管理和施工部门需要做好锚孔的质量检验,确保锚孔合格,然后才能开展施工作业。在检验锚孔的过程中,应当确保钻孔的稳定推进,防止出现抖动或者冲击的现象。在钻孔长度达到设计深度以后,检验锚孔的倾角、方位以及空位是否满足技术要求,只有确定了锚孔的工程满足要求后,才能确定合格验收锚孔。

在施工结束以后还要对岩土工程边坡治理进行长期的监测。施工团队应用预应力锚索技术完成边坡治理以后,需要做好对边坡支护工程的后期检测,确保能够长期的应用和了解锚索应用效果,确保工程的稳定性,并提升预应力锚索的使用寿命。

总结:综上所述,在岩土工程边坡治理过程中,预应力锚索技术具有广泛的应用,现场施工单位必须要熟练应用预应力锚索技术,加强施工人员的监督管理,确保现场工作人员能够按规范操作,合理应用预应力锚索技术,提升岩土工程边坡治理的效果。岩土工程边坡治理中受到多方面因素的影响,施工人员必须要不断的优化和调整施工方案,加强对于施工质量的控制,严格根据施工流程进行施工,只有这样才能确保岩土工程边坡治理项目的安全性以及质量。

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