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预应力锚索抗滑桩滑坡治理设计与施工

2021-12-05湖南省有色地质勘查局217队

门窗 2021年6期
关键词:抗滑桩锚索张拉

李 涛 湖南省有色地质勘查局217队

1 前言

相对于传统的滑坡治理结构,预应力锚索抗滑桩技术属于新型的工程抗滑结构,其在整体结构方面更加合理,能够最大程度发挥结构物所具有的支撑作用,可以提升受力的合理性,能够承受更大的外力[1]。

同时,此技术可以实现较高的机械化施工,能够进一步缩短施工周期,可以减小对边坡的扰动。近些年,随着预应力锚固材料、施工机具等快速发展,此种全新的滑坡治理结构应用越发广泛[2]。

2 案例工程基本概况

常宁市第八中学滑坡最早发生于2015年11月,灾情发生后常宁市人民政府组织了应急抢险和综合治理,取得了一定效果。2019年3月在连续降雨影响下斜坡出现新的险情,直接威胁公园游客、常宁市第八中学在校师生及附近居民生命财产安全。为尽快消除地质灾害隐患,常宁市人民政府委托湖南省有色地质勘查局二一七队对其滑坡灾害进行勘查设计及施工一体化(简称EPC)处置。

本次出现的滑坡为H1、H2两处。调查统计,H1滑坡损毁挡土墙15m,损坏路面15m,直接经济损失5万元,无人员伤亡,灾情等级属小型,滑坡威胁公园游客及坡脚1栋居民楼,潜在经济损失100万元,险情等级属小型;H2滑坡损坏路面20m、水沟30m、挡土墙30m,直接经济损失15万元,无人员伤亡,灾情等级属小型,但滑坡体尚威胁400名在校师生及1栋综合楼、2栋教学楼、公园游客,潜在经济损失950万元,险情等级属小型。

按GB/T32864—2016滑坡防治工程勘查规范,该两处滑坡防治工程等级为三级。出现此次滑体与该路段的地层材质有很大关系,为了防止该滑坡带来更大的安全隐患,相关单位决定对该路段进行维护处置[3]。

3 滑坡治理设计方案

边坡的稳定与防护维护涉及多个学科,在维护过程中,如果处置方法不当,会使边坡进一步发生变形,关于该边坡的滑坡治理工作,结合之前城建时范围的地层条件、地质构造、水文、工程地质等,对现场的地质灾害成因进行了相应的勘测分析。

预测滑坡体的发展趋势,并提出经济合理的滑坡防治工程方案建议。调查治理施工可能涉及的天然建筑材料产地及运距,最终采用了采用微型钢管桩(注浆)+桩板墙+格构锚杆+截排水沟+挡土墙+绿化+监测的综合防治措施,防治工程施工应避开雨季。在施工期及防治工程施工后进行专门滑坡监测工作,监测内容包括地表位移、裂缝监测、支护桩沉降位移监测,雨季加强人工巡视频次。

该方案尽量避免了在原有支挡工程上进行加载;格构锚杆可以有效的固定表层岩土体,防止雨水冲刷造成局部溜滑;格构网格中种植树木、花卉等可以有效的复绿,与周边大自然景观相协调。

需要注意的是,坡面整平时会产生弃土,需寻找适合的弃土场;格构间距小,原种植的银杏不适合在格构中种植;大量的钢筋混凝土工程在复绿前期会产生一定程度上的视觉污染;与一般可就近取材的抗滑工程相比,用钢筋和水泥较多。

4 具体施工工艺分析

4.1 抗滑桩施工

主要采取人工的方式进行抗滑桩成孔,要尽量采用风镐进行石方开挖,必要情况下可以采取分层浅孔爆破的方式进行开挖[4]。

第一,桩孔施工。挖桩之前首先建立施工作业平台,同时进行桩后陡坎的修坡,防止土体垮塌影响到施工安全;可以通过跳桩的方式进行人工挖孔桩施工,及时进行护壁,有效连接上下节钢筋,确保井下作业人员的安全性。在进行下孔作业之前,施工作业人员每一次下孔作业之前一定要对桩孔内部气体进行仔细检测,一旦存在有害气体并且气体含量超标,先要通过鼓风机对其进行排气,若是CO2含量超过0.3%就要进行适当的通风。

第二,钢筋笼的制作以及安装。正常情况下钢筋笼要在工区完成生产制作,可以通过立焊法进行制作,要在井口位置对每一根桩每一节钢筋实施焊接,之后通过人工的方式进行钢筋笼的吊装操作。需要注意的是,竖筋的搭接位置不能设置在土石分界以及滑动位置[5]。

第三,混凝土施工。抗滑桩在混凝土浇筑时采用交替的方式进行,就是人们常说的“隔二挖一”的方式,每当一个抗滑桩浇筑完成后需要检验其桩身的混凝土强度,若桩身混凝土强度≤85%设计强度则不允许进行其他桩的开挖,同时安装挡土板也同样需要检验浇筑完成的桩身混凝土强度必须在>80%设计强度情况下才可进行[6]。

在正常情况下,采用预制安装的挡土板,挡土板上采用HRB335的螺纹钢筋作为其纵向钢筋,块与块挡土板安装时均需要搭接,以防止块与块之间产生缝隙过大,搭接的长度不得小于50cm,同时,需要保证两块挡土板的缝隙不大于1cm,若是安装缝较大可以通过砂浆进行封堵或者通过沥青软木板进行垫衬。

4.2 预应力锚索施工

第一,相应准备工作。按照前期准备工作所测定出的孔位对工作面进行清理,确保钻机安装底座的平稳性,对钻机立轴进行调整,一般控制在20°。

第二,成孔以及清孔作业。按照本工程参数可以采取100B轻型潜孔式钻机实施钻孔,控制孔径为150mm,完成钻孔之后要对其进行彻底的清理,一定要保证孔内部没有粉尘排出。

第三,进行锚索的制作以及安装。为了保证锚索制作的有效性,要确保钢绞线实际切割长度超过设计长度约1m~1.2m,为了确保锚索的质量,需要将4根钢绞线拧成一根锚索,并且要对每一根钢绞线进行编号。为了确保锚索放置时处在锚孔中间位置,需要对锚索间隔1m左右设置一个定位支架,并且要在锚索的尾部设置导向帽。一定要保证所制作的整条锚索钢绞线的顺直性,不能出现交叉的问题[7]。

第四,进行注浆操作。要按照工程的具体情况进行浆液的配置,此工程的浆液可以按照水∶水泥∶砂=5∶10∶8的比例进行配置,将其搅拌充分后利用注浆机进行注浆。该工程主要利用HP-013型活塞式注浆机实施注浆,为了能够确保浆液输送到孔底部,要通过塑料管引导浆液到孔底部位置,按照从底到上的顺序进行注浆(控制压力在0.6MPa~0.8MPa),直到孔口冒出浆液为止[8]。

第五,锚座垫墩以及地梁浇注。完成注浆操作并且对其检查合格之后,要进行钢筋笼、锚垫板等的安装,并且架模浇注锚座垫墩以及地梁混凝土。

第六,张拉锁定。要按照工程实际需求选取张拉设备,本工程主要采取YCW150B-200型穿心千斤顶进行张拉,同时采取ZB4-500型油泵提供动力,在正式进行张拉操作之前需要对千斤顶、油泵等实施标定,确保其准确性。

正常情况下,在砂浆强度达到设计强度的70%之后,可以实施锚索张拉,在张拉时,要时刻关注压力表的读数,以此来控制拉力大小。同时,也要关注伸长值的变化情况,将其作为辅助手段来控制张拉力度,通常要控制实际伸长值和理论值的偏差在-5%~10%范围内[9]。

正式张拉之前,要确保锚具中心和孔中心的一致性,要确保锚具底座顶面和钻孔轴线保持垂直性,从而保证锚索张拉过程中千斤顶和锚索处在同轴线上,避免出现偏拉的情况。锚索张拉要按照不同等级逐级实施,一般情况下,按照张拉力的10%—25%—70%—100%—110%的顺序逐级进行,每一级要控制张拉稳定时间在5min以上,最后等级张拉要控制在10min之上。

第七,封锚。完成张拉并锁定之后,要控制锚头外露位置留有5cm钢绞线,之后架模进行砂浆浇筑完成锚头的封闭操作[10]。

5 结束语

预应力锚索抗滑桩在滑坡治理方面已经成为了最主要的方式之一,其有效应用能够实现一次治理、安全稳定的最终目标,通过锚索的有效作用可以有效降低桩身的内力,能够有效降低桩身尺寸以及配筋量,具有非常好的经济效果。

本文主要介绍了预应力锚索抗滑桩在滑坡治理方面的内容,能够对类似滑坡治理提供一定参考和帮助。

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