基于錨固荷載傳遞模型錨固技術在應急搶險工程的應用

徐 華

（廣東弘為建筑工程有限公司，廣東 廣州 510640）

1 橫海頭涌應急搶險錨固工程

1.1 橫海頭涌應急搶險錨固工程概況

橫海頭涌（彭加木中學）應急搶險工程位于白云區松洲街，工程針對彭加木中學內澇問題進行應急搶險；橫海頭涌（彭加木中學）段邊坡坡度在30°～46°之間，其在連續強降雨情況下，其邊坡冗余出現滑動變形情況，位于邊坡下方的公路受到嚴重威脅。該區域地表植被豐度不足，主要為灌木和青梅等植物，且該區域地表水系不夠發達，導致其疏水性較差。將錨固工程應用到橫海頭涌應急搶險過程中，分析錨固工程在該區域應急搶險中的作用。

1.2 基于錨固荷載傳遞模型的錨固體荷載參數計算

錨固體是承載和分擔建筑物推力的重要部分，分析錨固體的荷載傳遞特性，為橫海頭涌邊坡加固提供數據依據。在分析錨桿的荷載傳遞特性時，為計算簡便，選取錨固微段作為錨固體計算對象，其由dx 表示。建立該錨固體軸向方向力平衡方程，其表達公式如下：

式中，ζ表示錨固體截面周長；P（x）表示錨固體截面軸力；τ（u）表示錨固體界面剪應力；u 表示相對滑移數值；d 表示錨固體直徑；x為錨固體深度。

對公式（1）進行變形處理，則有：

式中，εx表示錨固體截面拉伸應變；Q、A 分別表示錨固體彈性模型和截面面積。

錨固體在工作時，假設其位于半無限空間體內，則依據公式（2）-（4），其剪切滑移本構關系如下：

依據公式（5）條件，則錨固體在深度上的軸力和剪切摩阻力計算公式如下：

依據公式（6）、（7）即可得到錨固體深度為時其軸力和剪切摩阻力，依據該數值，設計橫海頭涌（彭加木中學）應急搶險工程內錨固結構。

1.3 錨固工程結構設計

依據橫海頭涌彭加木中學段邊坡坡度，設計4級邊坡錨固工程結構。第一級為1∶1.00 加厚護面墻+預應力錨索地梁，第二級為1∶1.05預應力錨索框架；第三級為1∶1.05鍍鋅網植草灌；第四級為1∶0.85預應力錨索框架+鍍鋅網植草灌。以錨錠錨體為例，給出其剖面圖，見圖1。

圖1 錨錠錨體結構剖面圖

2 錨固工程施工步驟分析

第一步：測量放樣。第二步：基槽開挖。第三步：地基處理。基槽施工完成后，驗證基槽的承載力是否符合錨固工程施工標準，若承載力不符合錨固工程施工標準，可采用替換填片石、填筑碎石的方式增加基槽的承載力。基槽符合施工標準后，需及時進行下一步工序，避免基槽暴露過久，出現干縮、裂紋現象。第四步：鋼筋加工及安裝。錨固工程施工過程中應用到的鋼筋，需依據設計圖紙進行下料，對于鋼筋的規格、數量、尺寸等進行把控，在組裝鋼筋骨架時，骨架偏差和鋼筋焊接需依據施工設計需求進行操作。同時保障鋼筋表面干凈整潔、無損傷，在鋼筋材料準備完成后，先定位鋼筋綁扎彈線，鋼筋焊接位置不可過于集中，較為集中的鋼筋焊接位置會影響其結構穩定性和抗荷載能力。在焊接鋼筋接頭時，受彎構件的受拉區，不得超過結構的50%，且焊接后的鋼筋骨架，不得出現扭曲、傾斜情況。在鋼筋構件綁扎完成后，需經過技術人員專業檢驗合格后，方可應用到錨固工程中。第五步：鉆孔。在鋼筋加工和安裝步驟后，需對錨固工程施工時的腳手架進行鉆孔。先確定腳手架鉆孔位置，并保障鉆桿和錨桿方向相同，同時嚴格把握鉆進角度。當鉆孔完畢后，對孔內殘留的石渣、粉塵進行清理后，可向鉆孔內下錨桿，當錨桿與鉆孔之間存在縫隙時，利用布條對縫隙進行填堵。第六步：錨筋制作與安裝。在橫海頭涌彭加木中學段，其錨固工程采用預應力錨筋，其在加工前，利用砂輪切割機切割鋼絞線，錨筋誤差控制在3 cm之內，且錨筋不可出現損傷或銹蝕情況。將切割好的錨筋使用鉛絲固定并做防水處理。錨筋制作完成后，其經過工程施工標準檢驗合格后，由專業人士進行安裝施工。錨筋在安裝過程中，需平穩均勻地將錨筋推進鉆孔內，并固定導向帽和對中器。第七步：混凝土澆筑。錨固工程澆筑混凝土工序，需利用混凝土罐車運輸混凝土，泵車輸送混凝土，在該過程中需多方作業，因此需合理配置技術人員和施工人員。第八步：混凝土的振搗。第九步：混凝土的養護。第十步：基坑回填。第十一步：張拉。對于錨索和錨桿之間的預應力施工，使用拉力和最大行程分別為150 t、200 mm的千斤頂進行，由于每個錨索與錨桿之間的預應力受其應力筋的長短存在一定差異，千斤頂和不同拉力對應的油表需進行換算處理。在張拉錨索時，可選擇先長后短的順序來施工，且保障每個錨索和錨桿小單元之間的張拉程度，滿足錨桿應力標準。張拉應力筋時，應力筋鎖定時間不得低于48 h，當應力筋在該過程中出現松弛現象時，需立即補償張拉。當應力筋滿足拉力標準后，裁剪多余的應力筋，并使用混凝土進行封錨處理。第十二步：施工變形監控。

3 基于錨固荷載傳遞模型的錨固技術效果分析

橫海頭涌彭加木段錨固工程施工完成后，施工質量進行檢驗，分析文章方法實際應用效果。驗證此方法計算錨固體荷載參數計算能力，以錨固荷載傳遞模型的損失函數數值作為衡量指標，測試在不同迭代次數下，模型損失函數變化情況，見圖2。

圖2 錨固體荷載參數計算能力測試結果圖

由圖2可知，所用方法計算錨固體荷載參數時損失函數數值與迭代次數成反比關系，在迭代次數為15次時，損失函數值為0，且隨著迭代次數增加，損失函數值始終保持0。說明方法計算錨固體荷載參數泛化能力較好，計算精度較高。

以橫海頭涌彭加木段錨固工程10 個錨桿作為實驗對象，使用上述方法計算其錨固力參數，見表1。

表1 橫海頭涌彭加木段錨固工程錨固力參數計算結果表

分析表1可知，應用方法可有效計算橫海頭涌彭加木段錨固工程錨固力參數，為后續橫海頭涌彭加木段錨固工程施工提供有效參數依據。

給出應用文章方法對錨固工程施工時錨筋施工工序，分析方法實際應用效果，結果可知，將方法應用在橫海頭涌應急搶險工程中，在錨筋施工工序內，錨筋鉆孔較為規整，錨筋穿過鉆孔時，其邊緣不存在縫隙，且錨筋分布較為均勻，錨筋也不存在變形、銹蝕情況。綜上結果：錨固工程應用在橫海頭涌應急搶險工程中，可有效提升橫海頭涌區域邊坡穩定性，增強區域抗洪水侵蝕能力。

4 結語

研究錨固工程在橫海頭涌應急搶險工程中的應用方法，在該方法中利用基于錨固荷載傳遞模型計算錨固體荷載參數，為解決橫海頭涌彭加木中學段內澇問題，提供錨固工程設計參數。經過實際驗證，此方法具備較強的可行性。