高边坡加固中预应力锚索技术的应用.pdf

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1、高边坡加固中预应力锚索技术的应用郭添华(中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司，福建福州350000)摘要：本文通过介绍预应力锚索应用在加固高边坡施工时的主要施工工艺。证明了预应力锚索技术用于高陡边坡防护是一种有效的加固措施。关键词：高边坡；预应力锚索；锚索设计；施工工艺中图分类号：TU753．8文献标识码：B文章编号：1672—40“(2010)05一0040—020前言预应力锚索施工在公路、铁路、市政、水利工程等领域的边坡处理得到普遍使用。预应力锚索是一种较复杂的锚固工程，需要专门知识与经验，施工监理人员应具有

2、更丰富的理论和经验。对于路堑边坡高，地质比较差的地段一般采用预应力锚索地梁(或框架梁)，以确保高边坡稳定。1工程概况1．1地质概况某隧道洞口仰坡开挖深度大32m，上层为亚粘土或泥质粉砂岩婵残积粘性土，下层围岩为碎块状强风化石英砂岩，岩体破碎软弱，坡顶为民房集中区。安全等级为一级边坡，依据《建筑边坡工程技术规范》(GB50330—2002)规范进行设计施工，为确保进洞口仰坡的长期稳定和隧道洞口段施工安全，并满足抗震要求，设计坡面用锚索框架梁加固，并加强排水和植草防护。1．2设计方案(1)由于坡体土体松散，对出现的裂

3、缝用粘土进行夯填，并在区域外设截水沟防止降水入渗坡体。(2)为确保边坡开挖后，上层土体的稳定及民房安全，在坡顶设置q)108mm钢管桩防护，钢管桩长16m，间距50cm，桩体就位后注浆。(3)边坡设计自下而上分三级：一级采用‘I’48mill钢花管注浆，6束锚索长21m，设计拉力600kN；二级6束锚索长22m设计拉力500kN；三级4束锚索长25m设计拉力250kN；锚索钻孑L倾角均为200，锚固长度均为10In。2主要施工设备的选择2．1成孔设备的选择由于加固的边坡陡、高，因而须采用轻型设备，选用Qz一120

4、K全风动潜孔钻机。这种钻机可随意凋整钻机的方位和倾角，易满足设计的角度要求。钻机结构简单，也可解体人工搬迁。钻机的动力是全风动的，动力单一，移动方便，操作简单。钻机动力在孔底，钻进效率高，钻孔速度快，宜用于高边坡钻孔施工。设计要求钻孔时严禁用水，故采用无水钻进工艺。2．2动力设备的选择空压机是钻机的动力设备，它决定钻机的钻孔速度和成孔质量。根据钻机的耗风量9—12m3的要求，用1台27m3移动式空压机供2台钻机工作。2．3灌浆与张拉设备由于单孔灌浆量少，选用砂浆泵灌注砂浆，张拉设备选用YCD一1500型千斤顶和配

5、套高压油泵。3预应力锚索的设计3．1预应力体系的选择本工程预应力体系选用DWM系列锚具，由厚2cm45号钢板及P型挤压套、挤压簧、限位块组成压力分散型内锚头。3．2锚索参数设计预应力锚索采用中15．24(7×西5)高强低松弛钢绞线，每根锚索设计吨位400kN，超张拉应力为设计吨位的105％。即420kN。每根锚索由4—6根钢绞线组成，钢绞线破断强度为1860MPa。3．3锚索结构位置锚索分上、中、下3排布置，排间距4m，孔间距2～4m，孔径为中130mill。设计长度为21m、22ITI、25in，其中锚固段长度

6、为10m，共计67根1138m。由于岩体破碎，抗压强度不高，因此，每列锚索间用钢筋砼框架梁连在一起，共同均匀地把应力施加在岩体坡面上。3．4锚索设计参数土与水泥浆的摩擦剪力：下=0．07MPa；钢绞线抗拉强度：仃=1860MPa；钢绞线与300号水泥浆粘结力：斗=3MPa；锚索有效：Le=KT×1000／1r,lrr，其中K=3．0，由=13哪。锚索采用巾=130mill钻孔，水泥浆300号。3．5试验施工前必须进行拉拔试验和破坏试验，选用一组(三根)作试验，锚索长选用22m二根、20m一根，通过试验确定是否修正

7、锚固长度。施工完毕，随选一组(三根)作抗拉抽检。4预应力锚索施工工艺预应力锚索施工大致由钻孔、编索、灌浆、预应力张拉和封锚5部分组成，施工流程如图1所示。4．1钻孔钻孔是锚索施工中控制工程质量与工期的关键工序。锚索孔设计孔径为0130rfllTl，俯角20。，锚索间距4×4m(高×宽)。钻孑L采用风动干钻施工法，禁用水钻，钻孔直径、深度等均应满足设计要求。钻孔采用冲击回转钻进方法进行，工艺包括定位一钻进一冲洗钻孔4．1．1定位在钻孔前，用全站仪测定孔位。在脚手架上安装钻机专用钢管，将钻机吊放在专用钢管上，用罗盘(

8、指南针)调整倾角和方位，用钢尺调整预留长度或机上余尺，直到满足标准为止。然后用紧固件固紧钻机，复查一遍倾角、方位和预留长度，再将紧固件紧一遍。确保钻机牢固可靠后方可安装钻杆、冲击器和钻头，接上风管，开始作业。图14．1．2钻进将钻机所配统一定尺的钻杆，按锚索设计长度算好钻杆根数，排放整齐，逐根钻进，钻杆用完，孔深也恰好到位。在钻进过程中，严格注意工作风压和所遇地质情况，工