高边坡工程锚固技术应用体系探讨

戴悠玲

高边坡工程锚固技术应用体系探讨

戴悠玲

根据工程实际和有关资料,对高边坡治理中的预应力锚索、锚桩、锚杆、喷混凝土网、支挡结构等锚固技术进行了探讨,并作了具体分析,以指导工程实践,达到综合治理的目的。

高边坡,锚固技术,预应力锚索

岩土工程中边坡采用锚固技术已十分普遍,根据不同的工程特点,形式多种多样。特别是近年来随着预应力锚固技术的发展,它已成为大型边坡加固或整治工程的主要形式。如长江三峡链子崖“五万方”危岩体在不同部位分别采用了3 000 kN,2 000 kN和 1 000 kN级的预应力锚索185根,总锚固力约 311 000 kN,使危岩体得到了可靠的锚固。

高边坡工程的锚固,按照锚固的规模大小和被加固部位的深浅,而采用不同的锚固措施。

1 预应力锚索

预应力锚索深入稳定岩层,通过施加一定的预应力,将滑动岩土层与稳定岩层紧密串联为一体,提高了不稳定岩土层的抗滑、抗倾斜能力,保持边坡的稳定。

预应力锚索是综合治理高边坡病害的重要方法之一,也是应用得最多的形式,而且常成为高边坡治理工程的主体工程,具有技术先进、安全可靠、节省投资、缩短工期等优点。预应力锚索的极限承载力能达到 8 000 kN。

普遍应用的预应力锚索为无粘结预应力锚索,采用高强度、低松弛的预应力钢绞线或钢丝编束而成,以 1 860MPa,270 kN级φ15.24mm钢绞线应用居多。

预应力锚索主要施工工艺流程为：清理坡面及搭设排架→锚索孔定位→钻机就位钻孔→锚索制作及安装人孔→注浆、补浆→浇筑锚墩→锚索张拉、补偿张拉→锁定→封锚。

需要注意的是,在造孔过程中,必须严格地控制钻孔的倾角及方位角,终孔必须达到预定深度,并保持孔内清洁,以充分、有效地发挥预应力锚索的作用,达到可靠锚固的目的。锚索制作、安装时不得损伤钢绞线或钢丝,必须严格除锈并进行防腐处理。注浆时,必须使钻孔内注浆密实,不得有断开的现象,对于土层锚固,实施二次高压注浆,使水泥浆液向锚固体周围的土体中劈裂、挤压和渗透,能显著地增大土体的抗剪强度,锚固强度也比仅采用一次常压注浆的约提高 50%～100%。锚墩必须制作在比较密实的岩土层上并保证足够的接触面积,要有足够的强度,以减小钢绞线或钢丝的预应力损失。张拉分级进行加荷,必须进行稳压,对预应力损失较大的锚索进行补偿张拉,按照规范进行才能有效地达到锚固的目的。

2 锚桩、锚杆

锚桩(长锚杆)、锚杆(土钉)主要施工在不稳定岩土体中,通过它们组成的群桩效应,提高不稳定岩土体本身的抗剪强度,使整个不稳定岩土体成为一个整体,而不会在局部产生滑移。

锚桩常用 φ32mm,φ25mmⅡ级螺纹钢筋制作。其施工工艺为：造孔→锚桩制作→安放→注浆→张拉锁定。锚桩造孔与锚索相同。制作锚桩时,必须有效地除锈,并焊接对中支架筋,以使锚桩安放人孔后居于钻孔中央,注浆后被砂浆完全包裹。锚桩不进行张拉时,必须进行抗拔试验以检验其抗拔强度是否达到设计要求。

对于锚杆,常采用 φ22mm,φ20mmⅡ级螺纹钢筋制作。常用的有砂浆锚杆和快硬水泥卷锚杆等。锚杆孔常用凿岩机施作而成,砂浆或水泥卷必须在孔内充填密实,以保证锚杆的抗拔强度。

3 喷混凝土网

喷混凝土网主要运用于岩(土)表层的加固。对于表层浮土、浮石、易风化层等施作喷混凝土网,能起到封闭岩(土)表层的作用,可避免在暴雨等冲蚀作用下浮石(土)的滑落,可以防止岩层表层风化而产生不稳定因素。

所施作的网可以用钢筋网,也可用土工网。网的作用在于使喷射混凝土更有效地粘结成一体。利用土工网辅以耕植土和植被,利用植被的“水化”作用和“根系”作用,可同时起到表层保护和环境美化的作用。

喷射混凝土有模喷和满喷。喷射混凝土时,必须使岩面干净并湿润,由下而上均匀地进行喷射,使混凝土完全粘附于岩面。对于大的四边形面,可以用土石回填,并辅以加筋(加筋土石回填)。

近几年发展起来的彩喷与喷混植草工程,在加固的同时可达到绿化环境的目的。

4 支挡结构

支挡结构的设置位置,一般设置于高边坡或滑体的前缘;滑坡中、下部有稳定的岩土锁口者,设置于锁口处;如滑坡为多级滑动,当总推力太大,在坡脚一级支挡烤工量太大时,可分级支挡。通过支挡结构的设置,克服滑坡体的推力,起到稳定滑坡体的作用。

常用的边坡支挡结构有(半)重力式、悬臂式、扶壁式、(预应力锚索)锚杆式、锚定板式、加筋土式、板桩式挡土墙和抗滑桩(预应力锚索抗滑桩)等。

水的存在使滑坡体产生塌滑的可能性加大。地表水的冲蚀作用,地下水的渗透作用,特别是滑面附近水的作用,使滑坡体极易产生坍塌滑动。

对于地表水,可在滑坡体周围及滑坡体范围内修筑各种排水沟,使地表水排出于滑坡体以外,但应注意沟渠的防渗,防止沟渠渗漏和溢流于沟外,同时整平地表、填塞裂缝、夯实松动地面、筑隔水层。

对于浅层地下水,要切断其补给来源,作边坡渗沟疏干或作小盲沟,在坡面上植树,加大蒸发量,保证坡面干燥。对于深层地下水,采用长水平钻孔排水,或者采用集水井,集中地汇集基岩面上及附近的地下水,利用水泵抽出或在竖井底部设置长的水平钻孔,使集水自然流出滑坡下方地表。

5 其他措施

土质改良法：改善滑体(带)土的性质,使之坚固以达到稳定滑体的目的。包括电渗法、焙烧法、动力固结法、爆破法、水泥灌浆法、石灰加固法和化学试剂灌浆法以及新型的微型桩。

减重反压法：对滑坡范围有稳定岩层外露,滑动面不深且滑动面具有上陡下缓形状时,在滑坡上部可用减载方法。而对于牵引式滑坡则可采用在坡脚加载冲填,增加抗滑能力。

坡面绿化：对表层土质适合植草的,可进行植草绿化,主要有拱形骨架、菱形骨架、框架梁植草护坡。

需要指出的是,高边坡工程加固不必面面俱到,要分清主次,工程施工中,根据现场实际,常常把几种措施综合运用,以达到综合治理的目的。一般以预应力锚索和锚喷支护作为边坡加固的主体工程,对于大型滑坡,可采用抗滑桩或预应力锚索抗滑桩。

经过近十多年来工程的大量应用及理论上的探讨,高边坡锚固技术获得了迅速的发展。以后,在我国的工程建设中,铁路、公路、建筑等都会涉及到大量的边坡,边坡锚固技术将会得到更加广泛的应用和更加深入的发展。

[1]苏自约,闫莫明,徐祯祥.岩土锚固技术与工程应用[M].北京：人民交通出版社,2003.

[2]李海光.新型支挡结构设计与工程实例[M].北京：人民交通出版社,2004.

[3]《工程地质手册》编写组.工程地质手册[M].第 4版.北京：中国建筑工业出版社,2007.

[4]GB 50330-2002,建筑边坡工程规范[S].

[5]JGJ 120-99,建筑基坑支护技术规程[S].

Exploration for app lication system of anchor intensification technique of high side slope projects

DA IYou-ling

According to the engineering facts and relative data,the paper explores the prestressing anchor cable,the anchor pile,the anchor rod,sp raying concrete network,supporting and retaining structure in the treatmentof high side slope,and undertakes the factual analysis,so as to direct the engineering practice and achieve the goalof comprehensive treatment.

high side slope,anchor intensification technique,prestressing anchor cab le

TU413.62

A

1009-6825(2011)03-0052-02

2010-09-27

戴悠玲(1975-),男,工程师,新疆生产建设兵团农二师设计院有限责任公司,新疆 库尔勒 841000