巖土工程邊坡治理中的預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)

孫偉青　周樣樣　李克建

摘要：巖土工程邊坡失穩(wěn)容易引發(fā)較大的安全事故，造成巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失，加強對巖土工程邊坡治理成了一個具有理論和實踐雙重價值的研究課題。本文將詳細分析預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)在巖土工程邊坡治理中應(yīng)用的優(yōu)勢，探討巖土工程邊坡錨固技術(shù)作用機理，并就具體應(yīng)用提出了幾點建議。

關(guān)鍵詞：巖土工程;邊坡治理;預(yù)應(yīng)力錨索

1? 引言

現(xiàn)代化公路網(wǎng)絡(luò)體系以經(jīng)濟發(fā)展良好的區(qū)域為核心，不斷向偏遠地區(qū)輻射，山地、河流等均是公路施工重難點，尤其在云貴川等地，常遇到高邊坡施工環(huán)境。根據(jù)工程經(jīng)驗，高邊坡易發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，通過錨索施工技術(shù)可達到加固的效果，相比于常規(guī)結(jié)構(gòu)而言具備穩(wěn)定性好、成本低等多重優(yōu)勢。

2? ?預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)的優(yōu)勢

在巖土工程邊坡治理項目中，預(yù)應(yīng)力錨索能夠?qū)r土邊坡的受力情況進行控制，當巖土邊坡出現(xiàn)變形，能夠及時進行應(yīng)力調(diào)整，以實現(xiàn)提高巖土邊坡承載力的目的，預(yù)應(yīng)力錨索在邊坡治理的環(huán)節(jié)中，能夠顯著減少結(jié)構(gòu)本身的自重，能夠發(fā)揮出強大的支護效果，同時在施工中要求形成一定的坡度，能夠控制巖石的開挖量，有效減少對邊坡土壤的破壞，具有一定的生態(tài)環(huán)境效益。在進行實際施工環(huán)節(jié)，現(xiàn)場施工技術(shù)對施工質(zhì)量影響較為顯著，實際操作的難度不大，安全風險較低，不需要大型設(shè)備施工，對邊坡結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生較大的擾動，能夠有效控制自然災(zāi)害的發(fā)生。在巖土工程邊坡治理項目中，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力錨索的優(yōu)勢明顯，能夠在施工中根據(jù)地質(zhì)情況進行調(diào)整，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的施工。

3? 巖土工程邊坡預(yù)應(yīng)力錨索治理的影響因素

3.1? 成孔質(zhì)量

巖土工程邊坡預(yù)應(yīng)力錨索治理的關(guān)鍵因素之一為鉆孔質(zhì)量及鉆孔的深度、孔徑和孔道的直線度。在進行施工的過程中，主要采取沖擊回轉(zhuǎn)鉆孔，由于巖土工程邊坡坡面施工，大型機械施工的困難大，只能采用便攜式的鉆機固定在腳手架上，但是鉆孔的過程中會產(chǎn)生劇烈的震動，導(dǎo)致成孔后會呈現(xiàn)出下凹曲線，待到后期進行張拉封孔時，鋼絞線會產(chǎn)生受力不均勻的現(xiàn)象，影響到鋼絞線彈性性能的發(fā)揮。

3.2? 注漿

巖土工程邊坡預(yù)應(yīng)力錨索進行注漿時，首先應(yīng)該確保漿體的水灰比在控制范圍內(nèi)，保障注漿過程的連續(xù)不間斷，若應(yīng)用導(dǎo)管進行注漿時，提管速度要準確控制，避免出現(xiàn)漿體斷開，孔內(nèi)渣土混雜到漿液中降低了注漿體的強度，同時還有可能會影響到預(yù)應(yīng)力錨索的錨固段和自由端的長度，這都會降低最終的錨固效果。

3.3? 測力計與張拉設(shè)備

預(yù)應(yīng)力錨索測力計是監(jiān)測錨索的重要設(shè)備，目前普遍采用的是振弦測力計，主要的工作原理通過將拉緊的鋼弦與測力計油缸活塞相連，用激發(fā)電路促使鋼弦產(chǎn)生振動，通過收集振動的頻率，計算換算出拉力值。此類儀器易受到溫度的影響，且此類產(chǎn)品不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品性能良莠不齊，可能會造成較大的誤差。因此在正式使用前，應(yīng)該進行嚴格的測試和標定，以挑選優(yōu)良的產(chǎn)品，確保測力準確性。除此之外，在進行施工過程中還需要用到液壓張拉設(shè)備，液壓張拉設(shè)備容易受到其他因素的影響出現(xiàn)讀數(shù)誤差的現(xiàn)象，為確保張拉設(shè)備的準確性，需要定期地進行標定和維護。

4? 巖土工程邊坡治理中預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)的應(yīng)用

4.1? 鉆孔施工

預(yù)應(yīng)力錨索施工環(huán)節(jié)復(fù)雜，鉆孔是最為基礎(chǔ)也是尤為關(guān)鍵的一道工序。錨索孔徑為準116mm，采取的是風動干鉆進的方式，各孔間距為3.6m×4m。安排技術(shù)人員現(xiàn)場測量，將鋼管穩(wěn)定安裝至腳手架上，并以設(shè)計方案為指導(dǎo)測量放樣。鉆機就位后，根據(jù)實際情況靈活調(diào)整支架的傾角與方位角，確保鉆機穩(wěn)定性，復(fù)檢通過后即可鉆進施工。以鉆孔規(guī)格為準，確定合適尺寸的鉆頭;以錨索長度為準，靈活調(diào)整鉆桿長度，且不可出現(xiàn)歪斜現(xiàn)象。鉆孔作業(yè)易受到多方面因素影響，施工人員要密切觀察地質(zhì)情況與風壓，結(jié)合實際情況對工藝方法做靈活調(diào)整。若遇到軟弱地層，或是某區(qū)域的地層處于較破碎狀態(tài)，需根據(jù)實際情況調(diào)整鉆進速度，以免出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，極易塌孔或塌孔難以避免時，可采取套管跟進的方式預(yù)防塌孔。完成鉆孔作業(yè)后清孔，向孔內(nèi)置入高風壓管，將殘留在孔內(nèi)的雜物清理干凈。

4.2? 預(yù)應(yīng)力錨索的施工工藝設(shè)計

巖土工程邊坡治理中預(yù)應(yīng)力錨索施工，是指將錨索全部構(gòu)架與邊坡巖體組成一個整體，再具體施工環(huán)節(jié)涉及了鉆孔、制作束體并將束體放入到錨固孔中，固定束體下端、制作外錨頭，然后施加預(yù)應(yīng)力來完成剩余的施工工作。對于施工工藝的設(shè)計，應(yīng)該充分考慮設(shè)計的要求和調(diào)查實驗數(shù)據(jù)，架設(shè)施工平臺，施工平臺的架設(shè)需要注意施工平臺和承載的大小、數(shù)量是否滿足施工的要求，在鉆孔的過程中，潛孔鉆機鉆孔的過程中可能會引起孔內(nèi)坍塌導(dǎo)致埋鉆和卡鉆的問題，要額外注意這些情況的發(fā)生，選擇合理的鉆孔參數(shù)。錨索的編制應(yīng)該做好檢查和表示工作，尤其是要注意擠壓頭的檢驗和防護，做好安全準備工作，根據(jù)施工所在的地質(zhì)環(huán)境，宜優(yōu)先采用束體放孔的方式，并進行注漿固定;在進行張拉鎖定時，需要提前做好張拉的準備，選擇合理的張拉方法，并注重補償工作。

4.3? 預(yù)應(yīng)力錨索安裝

制作好的預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)確保每根預(yù)應(yīng)力錨索體順直，并除銹、除油污，對有死彎、機械損傷及銹坑處剔出。為了防止錨孔內(nèi)再次進入雜質(zhì)，在錨孔清理之后、預(yù)應(yīng)力錨索加工完成時，應(yīng)當盡快進行錨索安裝的工序。通常的施作方法為，工人將錨索體抗抬搬運至錨孔位置附近，然后按照設(shè)計文件中規(guī)定的方位和角度人工將錨索體緩慢推入錨孔，在推入過程中應(yīng)避免中途停頓，主要利用其自身重量以及慣性作用使其自然下滑，推入時還應(yīng)避免錨索體抖動、旋轉(zhuǎn)等。

4.4? 錨索灌漿

水泥砂漿不具備較強的流動性，易出現(xiàn)注漿管堵塞現(xiàn)象，致使孔內(nèi)壓力明顯加大。在遇水環(huán)境下，水泥砂漿將出現(xiàn)離析現(xiàn)象，最終沉積在錨固段，使其強度難以達到標準。鑒于此，錨索灌漿時應(yīng)選擇合適的材料，較可行的有純水泥泥漿。當現(xiàn)場為沙土樁錨固段時，還需采用二次高壓劈裂注漿法，以達到提升地層錨固力的效果。經(jīng)鉆孔作業(yè)后，需及時安排人員安裝錨索并灌漿，間隔時間要得到有效控制，通常不可超過1d。實際施工中，要控制好注漿壓力和注漿量，以確保劈注時間的合理性，要求錨固段得到有效的封塞，注漿管可選擇鋼管。在既有注漿材料的基礎(chǔ)上可摻入適量聚丙烯腈纖維，用量為1.7～2.1kg/m3，以改善注漿混合料的性能。

5? 結(jié)語

在施工的過程中，巖土工程邊坡預(yù)應(yīng)力錨索施工受到了成孔質(zhì)量、編索與下索、注漿、錨墩與墊板、錨墩與墊板、測力計與張拉設(shè)備、超張拉等因素的影響，這些因素一方面需要加強設(shè)計和監(jiān)測來規(guī)避，另一方面還需要加強施工質(zhì)量控制和現(xiàn)場施工步驟來進行改善。只有這樣才能夠真正發(fā)揮出預(yù)應(yīng)力錨索在巖土工程邊坡治理中的效果，保證工程項目的可靠性和安全性。

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