不同地質情況下壓力分散型錨索加固工程基本試驗分析

陳魏蔚

(中鐵十九局集團礦業投資有限公司,北京 100000)

不同地質情況下壓力分散型錨索加固工程基本試驗分析

陳魏蔚

(中鐵十九局集團礦業投資有限公司,北京 100000)

本文結合新疆蒙庫鐵礦巷道洞口邊坡項目現場施工,通過對預應力錨索基本試驗總結,分析了壓力分散型錨索在不同地質情況下的粘結強度和安全系數。

錨固工程 壓力分散型錨索 粘結強度 安全系數 荷載級數

蒙庫鐵礦位于新疆阿拉泰地區東部,施工主要以巷道開挖工程為主,洞口外邊坡最高為46.4米,地質多為松散的弱風化巖層,節理裂隙發育,地下水發育,邊坡穩定性差,不同程度的存在軟弱的夾層,邊坡防護主要采用壓力分散型錨索,在國內尚屬一種新型的邊坡加固工程,下面就蒙庫鐵礦巷道洞口外高邊坡不同地質情況下壓力分散型錨索工程基本試驗做一分析,給以后工程設計提供參數。

1 基本理論

抗拔試驗取各試驗孔的破壞荷載的95%為極限荷載,按照以下公式計算錨固體與巖土之間的粘結強度值Γ:

Γ＝RU/pDL0試

RU＝P′95%

Γ:錨固體與巖土體之間的粘結強度;

D:錨孔直徑,

L0試:試驗孔錨固段長度;

RU:極限荷載,取試驗孔破壞荷載的95%;

P:試驗孔破壞荷載,由抗拔力試驗取得;

相應部位工程孔錨固體安全系數K0值,由下式確定:

K0=pD L0Γ/Nt

將Γ＝RU/pDL0試代入上式,得

K0=L0RU/NtL0試

L0:工程孔錨固段長度,

Nt:錨索設計荷載。

2 實例分析

2.1 工程介紹

洞口外有三處邊坡為不同地質,其地質情況如下。

邊坡一、錨固段為強風化花崗巖。邊坡二、錨固段為破碎強風化花崗巖,并且富含水體。

邊坡三、錨固段為粘性土。

壓力分散型錨索由三個單元組成,每個單元由兩根無粘結鋼絞線內錨于鋼質承載體組成,工程孔錨固段為12m,孔徑為130mm,設計拉力為700KN,注漿體為純水泥漿,實驗孔錨固段分別為8m,6m,4m組成。

2.3 試驗結果分析

根據現場循環加載試驗,得出不同地質情況下的粘結強度和安全系數,(表2)列出其中三個孔在不同地質情況下試驗結果。

從(表2)試驗結果表明,錨固段富含水體時或為粘性土不能滿足設計要求,在工程中通過對基本試驗數據分析,及時通過設計單位對其參數進行調整,在山坡二采取二次劈裂注漿,并增設排水平孔。山坡三采取降低錨固力措施,增加錨索個數,提高整體錨固力。

3 結語

預應力錨索施工中,由于設計階段不能完全掌握地質情況,因此強調動態設計。特別錨孔中富含水體或錨固段為粘性土大大降低了粘結強度和安全系數。通過基本試驗了解地質情況,及時調整設計參數,改變設計方案,確保在錨索施工中發生不必要的損失。因此說預應力錨索施工中,基本試驗極為重要,它是保證高邊坡穩定進行動態設計的基礎。壓力分散型預應力錨索高邊坡防護工程屬于隱蔽性強的施工作業,其施工工藝復雜技術難度大。因此,只有精心組織,規范施工,才能確保巷道工程質量,改善邊坡的失穩狀態,促使邊坡穩定,實現礦山巷道作業安全。

[1]陳新松,趙樂剛.邊坡錨固工程施工工藝簡介.西部探礦工程,2004(12).

[2]中冶集團建筑設計總院.巖土錨桿(索)技術規程.

[3]錨桿噴射混凝土支護技術規范.GB50086-2001.

[4]建筑邊坡工程技術規程.GB50330-2002.

[5]蘇自約,陳謙,徐禎祥,劉璇.錨固技術在巖土工程中的應用.人民交通出版社,2006.

2.2 試驗方法

(1)首先把所有的錨筋一起拉至A×fptk的0.1～0.2倍(A為錨筋的截面積,fptk為錨筋承載力標準值),使錨筋拉直,然后松開;隨后再采用循環加荷,每級加荷增量宜取A×fptk的1/10倍。

初始荷載為0.1×A×fptk+差異荷載。(2)錨索加荷等級與觀測時間見表1。(3)在每級加荷等級觀測時間內,測讀錨頭位移3次。(4)在每級加荷等級觀測時間內,錨頭位移量不大于0.1時,可施加下一級荷載;否則需延長觀測時間,直至錨頭位移增量2.0h小于2.0時,方可施加下一級荷載。

錨索試驗中出現下列情況之一時可視為破壞,應終止加載:

(1)錨頭位移不收斂,錨固體從巖土層中拔出或錨索從錨固體中拔出;(2)錨頭總位移量超過設計允許位移值;(3)后一級荷載產生的錨頭位移增量超過前一級荷載產生位移增量的2倍;(4)錨索材料拉斷。

表1 錨索基本試驗加荷等級與觀測時間

表2 基本實驗結果匯總表