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岩土锚固技术在岩土工程边坡治理中的施工要点

2022-07-28赵红兵

四川水泥 2022年7期
关键词:岩土锚杆预应力

赵红兵

(重庆市勘测院,重庆 401121)

0 引言

岩土锚固技术是岩土工程边坡治理中的常用技术,该技术能够有效提升边坡结构的整体刚度和强度,从而发挥稳定边坡的作用,对工程施工的整体质量和安全提供保障。

岩土锚固技术实质上是将受拉杆向岩土底层埋入,在锚索或是锚杆抗剪作用下,对岩土结构产生的拉力向外传递,并且将下滑推力向更深层岩土体进行传递,从而使锚杆、岩土边坡以及底层形成稳定结构,提升岩土的刚度及强度,达到稳固边坡岩土的目的[1]。在地层开挖后会立即形成支护抗力,避免底层受到扰动,保护地层强度。岩土锚固技术能够依照工程实际情况对锚杆方向、位置和参数进行灵活设定,可在一定程度上节约施工材料,实现经济效益的提升。本文结合某边坡工程项目实际状况,对锚固施工技术的施工要点进行深入分析,并阐明施工效果。

1 工程概况

针对某边坡工程项目的治理,首先对地形结构进行岩土勘察,发现该边坡开挖后存在少量渗水,边坡土体还出现了滑动现象,预计正常施工条件下极有可能会出现滑坡灾害。该边坡土体滑动的方向为南北向,即从南向北滑动,滑动的水平距离约为4.6m,滑动土体的成分主要包括次黏土、次生红黏土,并且该边坡的整体稳定性较差。结合该边坡勘察数据可以了解到,边坡土层吸水时会出现膨胀,失水时会出现收缩,收缩和膨胀反反复复导致该边坡土层结构被软化,土质过于疏松,从而造成该施工地易出现滑坡灾害。该边坡的地质剖面情况见图1。

图1 边坡地质剖面图

2 边坡治理施工方案的确定

根据该边坡的计算机仿真边坡测试得知,该边坡受自然环境以及该地区的地质构造所影响,容易出现滑坡灾害。结合本次地质勘查结果,发现边坡土质疏松,且易受周边自然环境的影响,一旦出现滑坡将会对该工程施工安全造成严重的破坏,还会对边坡治理效果产生较大影响。工程技术人员提出边坡处理的技术方案,经可行性分析以及反复验证评估,最终选择了岩土锚固技术。从技术可行性来讲,该技术是专门用于边坡处理的一项技术,其应用稳定性较高,并且处理效果较好,在当前各类边坡处理工程技术中,其处理效果已经得到印证;在经济可行性方面,基于岩土锚固技术的特点,能够有效节约施工材料,可提升工程的经济效益。因此,基于技术可行性和经济可行性分析,决定采用岩土锚固技术开展边坡处理。

3 锚固技术应用控制要点

锚固技术应用要点主要包括锚固洞强化处理、混凝土喷射、预应力锚固、锚杆的制作、锚孔标记和钻造以及注浆6个技术应用要点。

3.1 锚固洞强化处理

为了提升岩土锚固技术的应用效果,应先进行锚固洞的强化处理,采用跳洞开挖的方法[2],使低边坡的滑动力得以降低,进而使整体边坡结构的稳固程度得以提升,在开展强化加固过程中,应按照由上至下、由内至外的顺序施工,此外,还要求锚固洞处于同一结构面,要避免出现错位问题。

3.2 混凝土喷射

在岩土锚固技术中,混凝土喷射是关键技术之一。通过混凝土喷射施工可将边坡土体结构与混凝土实现有效地结合,从而起到加固边坡的作用。在混凝土喷射施工时,应注重混凝土喷射的连续性和完整性;混凝土喷射时,无需使用拱架或者模板等支撑体系,可节约洞内空间,又可在开挖的同时进行混凝土的喷射施工,使岩土暴露时间缩短,使风化变形问题得以规避,同时又能够加快施工进度,缩短工期。如果在混凝土喷射施工的同时充分利用制作好的锚杆,可将混凝土喷射的厚度降低,减少混凝土用量,从而降低成本。

3.3 预应力锚固

完成混凝土喷射后,便可形成混凝土框架,在此框架支撑条件下,可将作用力向锚杆、锚索上面传送,从而形成预应力,在预应力作用下,边坡岩体会产生挤压作用,使土体之间产生较强的摩擦力,实现边坡抗滑力的提升,并使边坡得以加固强化。预应力锚固的作用在于提升边坡稳固性,使边坡加固时还可将边坡土体结构受到的破坏降至最低程度,使挖掘量得以减少,从而为后续施工奠定基础。此外,还可应用预应力锚固技术对混凝土出现的裂缝问题进行处理,发挥荷载分散作用。在开展边坡支护时,预应力锚固施工还可提升边坡的可靠性和稳定性。

3.4 锚杆的制作

锚杆是岩土锚固技术的主体部分,对锚固效果有直接的影响。锚杆的类型丰富多样,不同类型的锚杆,其锚筋选料、承载力、长度、预应力状态、注浆方式以及锚固体形式等方面均存在差异,具体见表1[3]。

表1 边坡锚杆的常见形式

由表1可知,由于该项目边坡为土层结构,所以在土层锚杆中选择锚杆类型;又因为该项目实施了预应力锚固,所以可选择Φ25~32螺纹钢筋为锚筋的锚杆或者是钢绞线锚杆。两种锚杆的差异主要在于承载力不同,钢绞线锚杆的承载力比较大,为了保证该项目的施工质量,故选择钢绞线锚杆。钢绞线锚杆存放时应保证锚杆表面不会出现杂质,为避免注浆过程中发生浆液黏结的情况;在注浆设计时,要结合实际工况和项目要求对注浆体保护层的厚度进行合理设计,从而保护注浆体;为确保锚杆性能优良,锚杆制作后应尽快使用,以免因存储不当导致锚杆性能受到影响,在锚杆存储时,要保证环境清洁、干燥,并有效控制空气湿度使锚杆质量和性能得到保证。

3.5 锚孔标记和钻造

锚孔钻造前应先开展测量放样,准确标记锚孔位置,在锚孔钻造时必须使用专业钻造设备,并对设备参数、性能进行调整和检查,确保专用钻机得以正常运行。锚孔钻造时,根据施工条件对锚杆的倾斜角度进行确定,也可以根据计算的方法以及实际经验来确定最优的倾角,倾角计算公式[4]为:

式中:β——锚杆(索)倾角,°;

θ——滑面倾角,°;

φ——滑面内摩擦角,°。

在确定倾角时,自由注浆锚杆(索)的情况下,锚固倾角应该在11°以上,否则需要设置止浆环,然后开展压力注浆。此外,为了避免边坡稳定性受到影响,在钻孔时不应向孔中加水,钻孔时还要将相关数据记录,为后续钻孔质量分析提供依据。

3.6 注浆控制要点

完成锚杆安装后,便进行锚孔注浆,注浆环节是锚固的关键环节,对施工的整体可靠性、稳固性会产生直接影响,因此,需对注浆环节加强管理,对注浆质量适时检查,要保证浆料性能质量符合标准要求。该项目选择的注浆方式为压力注浆,注浆操作要求一气呵成,不可间断,完成注浆后,还应进行预应力张拉操作,完成张拉操作后还需对孔隙灌浆,确保施工的整体效果。

4 锚固技术实施效果

通过该技术的实施,保证了边坡的稳固性,在工程施工中未出现任何异常情况,未发生滑坡灾害,并且该技术的实施使施工成本得到了一定程度的节约,提升了项目的经济效益。从技术可行性及经济可行性方面来说,岩土锚固技术在岩土工程边坡治理工作中应用效果良好。

5 结束语

综上所述,岩土锚固技术是边坡治理的有效技术,为边坡的稳定性和安全性提供保障。但在实际应用时,不仅要抓住施工控制要点,而且还要保证每一环节的操作均应满足技术标准要求,并根据工程实况合理选择施工材料和设备,在具体施工方法及技术细节方面需进行仔细斟酌,以确保整体施工效果。

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