預應力錨索框架在高邊坡加固中的應用

何健

(福建仙游經濟開發區管委會,福建莆田 351200)

預應力錨索框架在高邊坡加固中的應用

何健

(福建仙游經濟開發區管委會,福建莆田 351200)

隨著錨固技術的發展,預應力錨索框架結構具有明顯的技術、經濟優勢,推廣應用價值顯著,己逐漸成為高邊坡加固工程的一種有效結構,并廣泛地應用于工程實際中。本文首先著重從錨索框架加固邊坡的機理,使用條件等進行分析,再結合工程實際情況,對預應力錨索框架在設計、施工中的應用進行一些技術問題的探討。

預應力錨索框架 高邊坡 加固 應用

1 引言

隨著我國城鄉建設的迅猛發展，特別是在山區工程建設中涉及到比較多的高邊坡問題，如何對高邊坡進行正確的認識分析、合理的設計、有效的處理，是工程設計人員必須考慮的問題。同時，高邊坡病害也成為困擾工程建設、設計、施工的難點問題之一。因此，迫切需要對此進行深入研究，針對某一具體工程，提出相應安全有效、技術先進、施工方便、造價合理的邊坡處治方法。

2 錨索框架加固技術

2.1 加固原理

采用錨索框架加固邊坡的機理是主要依靠錨索穿過潛在滑動的不利結構面錨固于穩定可靠的地層中，通過格構框架使錨索群體受力，控制邊坡變形，充分調動巖土體自穩能力，從而達到加固邊坡的目的，而格構框架的主要作用是將邊坡坡體的剩余下滑力或土壓力、巖石壓力分配給格構框架結點處的錨索，然后傳遞給穩定地層，從而使邊坡坡體在由錨索提供的錨固力作用下處于穩定狀態。

2.2 適用條件

采用錨索框架加固技術時，必須有可靠的地層或穩定的基巖可供錨索錨固。格構梁底須嵌入坡面巖體內(深度一般不宜小于20 cm )，使格構梁與坡面形成整體，以免格構梁重力沿坡面方向的分力使得結點處的錨索遭受較大的剪力破壞，因此，錨索框架加固技術尤其適用于邊坡穩定性差，坡體巖石均勻且下伏穩定巖層的巖石邊坡或土質邊坡。

3 錨索框架在工程中的應用

3.1 工程概況

福建福鼎某高邊坡位于剝蝕丘陵地貌區斜坡上，地面高程為5.30～35.97m，相對高差30.67m，呈南高北低，自然地形坡度25°～40°。因場地北側坡腳受到人工開挖及臺風影響，在自重和外力的作用下，導致斜坡巖土體出現蠕動變形致使坡體滑動，滑體厚1.3～5.6m，主滑方向165°，滑動面位于凝灰熔巖殘積粘性土層與全風化凝灰熔巖層的接觸帶上。坡體目前處于臨界狀態，如不采取有效治理措施，在強降雨的作用下，可能產生整體滑塌，危及周邊建筑、道路及人身的安全。

3.2 治理設計與方案

由于坡體松散堆積層較厚，且滑坡的坡面承載力一般較低，單獨采用錨索結構加固時，因錨索的張拉力較大，容易造成坡面破壞，而格構式錨索框架結構則是錨索與鋼筋混凝土梁柱的復合結構，一般不需大規模開挖就能治理滑坡的有效措施。它兼顧深層加固與淺層護坡。將主動抗滑與被動護坡有機的結合在一起。通過對該邊坡穩定性、特點分析后最終采用了錨索框架加固技術進行處治。

第二、三階錨索框架

根據該邊坡滑塌產生的特點、地質條件、范圍及規模，將坡體分為上下兩個部分進行處理。上半部分分兩級坡，坡率1：1，采用錨索框格梁輔以植草護面支護，下半部分采用坡率1：2緩坡并輔以植草護坡。各階平臺寬度均為2m。加固斷面如圖所示。

在邊坡上半部分設置預應力錨索框架加固，框架寬均為4m，設4孔錨索，第一級坡上排錨索長31m，下排錨索長29m，第二級坡上排錨索長29m，下排錨索長26m，錨固段長均為15m，設計拉力均為500kN，框架內噴薄植草防護。

4 預應力錨索施工

4.1 施工準備

錨索施工前，應根據錨固地層、錨固噸位做破壞性抗拔試驗。試驗孔錨索長度原則為20 m左右(具體以全部錨固段深入設計錨固地層1 m以上控制)，其自由段不注漿，錨固段與自由段之間設置止漿袋，錨固段外側應設引排氣管。

4.2 錨孔鉆造

首先確定錨孔位置，然后根據地層選用相應的錨索鉆機，且鉆進過程中嚴禁開水沖鉆及沖洗孔壁，同時應嚴格控制鉆進速度，防止鉆孔偏斜、扭曲或變徑。最后進行錨孔清理，使用高壓空氣將孔中巖(土)粉及水全部清除出孔外。

4.3 錨筋制安

錨筋材料應整齊準確，誤差不大于±50mm，預留張拉段鋼絞線長度1.5m。設計預應力錨索為壓力分散型錨索，其錨筋材料采用無粘結高強度低松弛鋼絞線，對鋼絞線不同單元和鋼筋錨接頭進行醒目可靠的標記。

4.4 錨孔注漿

錨索注漿采用水灰比0.4～0.5的純水泥漿，其中錨固段遇土質或砂土狀強風化巖層且富水時應采用二次高壓劈裂注漿法來提高地層錨固力。錨孔鉆造完成后應及時進行錨筋體安裝和錨孔注漿，原則上不得超過24小時。

4.5 錨筋張拉鎖定

在注漿漿體與臺座混凝土強度達到設計強度80%以上時，方可進行張拉鎖定作業。錨索的預應力分5級按有關規范或規定施加，即設計荷載的25%，50%，75%，100%和110%。在張拉最后一級荷載時，應持荷穩定10～15min后卸荷鎖定。錨索鎖定后48小時內，若發現明顯的預應力損失現象，則應及時進行補償張拉。

4.6 錨孔驗收封錨

錨索張拉完成后應及時對錨頭進行補漿和封錨，外錨頭應用與錨梁同標號的砼封頭，以防銹蝕破壞。

5 結語

在施工前進行了錨索抗拔力試驗，施工中又對錨索抗拔力進行了檢測，結果表明錨索實際抗拔力值均大于錨索抗拔力設計值，且位移很小，其外觀也無明顯變化，因此本工程錨索施工是滿足設計要求的；坡體沉降、位移、測斜、水位等監測結果在施工和工程運營期均未超過設計允許值，邊坡完整且坡體穩定。因此，錨索框架支護以其施工速度快、對場地要求低、安全可靠等特點，具有廣闊的發展應用前景。

[1]GB 50330-2013,建筑邊坡工程技術規范.

[2]趙明階,何春光,王多根.邊坡工程處治技術[M].北京:人民交通出版社,2003.

何健(1981—),男,工程師,土木工程專業,從事工程施工管理工作。