预应力锚索在整治高边坡滑坡病害中的应用

广东建材２０１２年第７期　施工技术　预应力锚索在整治高边坡滑坡　病害中的应用　朱丽聪　（云南省维西县交通运输局）　摘　要：预应力锚索作为高危边坡加固的　一种有效措施，　公路建设中得到了广‘泛的应用。本文结　合香维公路人水沟滑坡边坡防治实例，介绍了锚索的作用机理及破坏形式、锚索的设计计算、锚索施　工等　系列　题，对同类工　具有重要的参考意义。　关键词：锚索；边坡加同；机婵；香维公路　１前言　当前，国内外已经有多种治理边坡病害的方法，包　括各种挡墙、挂网喷锚、抗滑桩、预应力锚索抗滑桩、预　应力锚索等等，其中预应力锚索为一种主动受力结构，　它能够合理利用有岩　自身的强度和自稳能力，简化结　构体系，减小结构体积，提高结构物的稳定性，与其他方　预应力锚索加固边坡，实际上是通过对锚索进行张　拉，主动对边坡施加一个作用力，使得在可能的滑动面　上产生一一个主动正压力和切向力，二者组合成抗滑力来　平衡其下滑力。　２．２破坏形式　锚索的破坏大致上分以下几种：　法相比，具有更灵活、施工方便、强度高、稳定性更可靠　等优点。　（１）围岩抗压强度不够或锚索砂浆强度不够而导致　锚索失败。　（２）水泥砂浆与钢绞线之问的握裹力不够，钢绞线从　２预应力锚索加固边坡的作用机理及破　砂浆体中拔出。　（３）锚索砂浆体与围岩之间的摩阻力不够大，整束锚　坏形式　２．１作用机理　（５）基坑漏水是造成周围建筑物沉降开裂的主要原　索体从锚索孔内被拔出。　（５）业主应该为深基坑的设计施工创造良好的外部　因，因此应加强灌浆堵漏，地下连续墙接缝处采取在外　环境，如周围该搬迁的建筑物应及时拆迁；招标时在实　行总价包干的同时，可在标价中预留一定比例的风险　侧加设高压旋喷桩的处理措旌。　５风险的对策　地铁车站深基坑的设计施工是一项技术难度相对　金，专门用于支付因实际地质情况与设计状况不一致时　造成的工程费用增加，这样在控制投资总额的情况下，　使各方合理地分担风险。●　【参考文献】　［１］中国建筑科学研究院．ＪＧＪ１２０—９９建筑基坑支护技术规程　较高、不确定性因素相对较多、风险相对较大的一项工　作，应引起设计施工人员的高度重视。要避免出现风险，　可采取以下措施：　（１）深基坑设计施工前均应结合该基坑的特殊情况　［Ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，１９９９．　进行风险识别，并制订出相应的对策。　［２］刘建航，侯学渊．基坑工程手册［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版　９９７．　（２）对设计时的模糊因素在施工阶段应及时进行补　社，１救。　［３］李志高．地下综合体深基坑施工环境影响及保护研究［Ｄ］．　同济人学，２００６　［４］吴小将．同站厅平行换乘地铁车站深基坑施工变形控制研究　［Ｄ］．同济人学，２００６　（３）施工应严格按设计工况进行。　（４）组织深基坑施工项目的主要技术、管理人员应具　有识别深基坑施工风险、及时采取合理措施的能力。　—８５—　施工技术　（４）产生柯因假定性破坏，锚索带着一坨９０。角的　围岩体被拖出。　钢绞线卡断。　（６）自由端钢绞线被拉断，原因有：锚索的自由段长　广东建材２０１２年第７期　当ａ：　时可取得最大的抗滑力，但是锚索过长，　施钻困难不经济；若ａ过大，虽然锚索的长度减少了，　在一个最优的夹角，一般取２０。左右为宜。　（５）锚头夹片不合格导致钢绞线滑移或在锚头处将　但提供的抗滑力也大大减小了，同样的不经济。必然存　３．５安全系数的选取　预应力锚索的安全系数是对锚索的工作荷载或锚　索轴向拉力设计值而言的，也就是说设计所规定的锚索　度不足、材质不合格、材料安全系数Ｋ与荷载安全系统　不匹配等。　（７）群锚锚固段底部同时落在贯通缝隙外侧，锚索受　极限状态时的承载力应当是锚索的工作荷载与安全系　力后岩体沿缝隙面松动。　对于单一拉力型锚索，只需要检算第三项，锚索砂　浆体与围岩之间的摩阻应力控制；对于复合型锚索，应　同时检算第二、三项。　３预应力锚索的设计　３．１准确的探明滑坡滑动面的位置并计算滑坡推力　此项是预应力锚索设计中最基本同时也是最重要　的工作。只有滑动面的形状和深度，滑坡推力大小确定　的准确，预应力锚索设计才有了可靠的基础。　３．２根据勘察资料做实验　根据工程地质和水文地质资料、岩土体的物理力学　性质、滑动面的倾角、深度。做出初步设计以及预算，选　择合适的施工工艺，并做现场抗拉拔试验和成孔试验。　３．３有效锚固段长度　锚索的有效锚固长度（即滑动面以下的锚固深度）　根据现场抗拉拔试验确定。具体计算方法如下：　（１）假定锚索体从胶结体中拔出，按下式计算锚固段　长度Ｌ　：　一　ＫＰ　百　■　（２）假定胶结体与锚索体一起沿孔壁滑移时，按下式　计算锚固段长度Ｌｍ：　一　ＫＰ　＿－　和ｔ：受诸多因素影响，国内外都缺乏可靠的　试验资料，与围岩的物理力学性质、破坏程度、锚索钻孔　方式、砂浆质量等多种因素有关，工程人员基本上根据　经验和有关资料类比估计，并采用不同的安全系数来弥　补其不足。应注意自由段长度不能小于５ｍ。　３。４锚索倾角的选择　设单束锚索的设计承载力为Ｐ，提供的抗滑力为：　Ｐ抗滑＝Ｐｓｉｎ　Ｑ・ｔａｎ　＋Ｐｃｏｓ　Ｑ　一８６一　数的乘积。　（１）根据锚索的设计工作年限及貔破坏后的后果，严　格按照我国的规范要求，采用相应的安全系数。　（２）在塑性指数大于ｌ７或者地下水发育并有侵蚀性　地层中布设永久性锚杆，其安全系统不小于２．２．治理　滑坡的永久性锚索，安全系数不得小于２．０。　（３）为检测锚索是否满足安全系数的要求，应取工程　锚索总数的５％做验收试验。验收试验的最大试验荷载，　永久性锚索取拉力设计值的１．５倍，临时锚索取拉力设　计值的１．２倍。　４预应力锚索施工　锚索施工流程为：搭设施工平台一钻孔、制作锚　索一清孔一下锚索一锚索安装固结一锚索张拉一封锚。　４．１钻孔　应根据不同的岩土体性质选用不同的钻具，锚索孔　距误差不能超过ｌＯｃｍ，锚索插入孔内净深不能小于设　计深度，钻孔轴线与设计偏差不应大于２ｏ。　４．２制锚　钢绞线选用强度１４００ｍ／ｍｍ　以上的任何产品，锚索　在锚固段需用定位环和铅丝定位和绑扎，在锚索的头部　应有安装导向帽。在锚索的张拉自由端应进行防腐处理　并在每跟钢绞线上导上塑料管。　４．３压浆工艺　锚索固结一般用水泥净浆或砂浆，注浆压力不小于　０．５ＭＰａ，为了确保钢筋的保护层，采用孔底排气排水压　浆法，并进行二次补浆。　４．４张拉　锚索张拉采用分级逐根张拉，先下排后上排，先两　边后中间。张拉完后，应立即灌浆，知道砂浆外溢为止。　４．５封锚　张拉结束后，锁定锚索，对锚头进行防腐、防锈处　广东建材２０１２年第７期　理，并用混凝土封闭。　施工技术　（２）在滑坡坡脚设Ｃ２０片石混凝十仰斜式抗滑挡墙，　挡墙长度为８ｌｍ，项宽２．２ｍ，高Ｈ＝３．５～５．５ｍ，墙踵紧贴　现有坡脚，墙趾挡埋入地面下１．５ｍ，墙顶以上按１：１．５　回填反压，并种植小灌木、垂吊植物、花草绿化。　（３）在加固区范围内，主要使用预应力锚索框架进行　５工程实例　５．１工程概况　大水沟滑坡位于维西县城过境公路与香维路平交　路口处，且在永春河右岸，滑坡右侧紧邻维西新城三江　加固，边坡两侧及顶部边缘处由于施工锚索框架梁较困　广场。因在过境公路右侧开挖民房地基，边坡开挖后坡　难，考虑进行喷射混凝土防护。其中，平台以上部分锚索　体失稳，在持续降雨条件下诱发滑坡，致使过境公路中　框架尺寸为３×３．５ｍ，锚索采用６　１５．２０ｍｍ型，锚索长　断交通，同时影响过境公路旁的民房安全。滑坡范围长　约８１ｍ，高约５５ｍ，坡顶下错ｌ～２ｍ，滑坡前缘有两处民　房，坡顶下错部位距两处高压电塔仅ｌ０余米。　５．２地层岩性　（１）第四系滑坡堆积层（０４ｄ　）含角砾粉质粘士：分布　于滑坡体内，灰褐色，干，松散，块体坚硬。含２０％￣３０％　泥岩角砾，粒径一般２￣２０ｍｍ，局部含１０％￣２０％碎、块　石，厚度０～３．５ｍ。　（２）第四系滑坡堆积层（Ｑ４ｄｅ１）钙质泥岩：分布于滑坡　体内，灰、灰褐色，强风化，厚层状，节理裂隙发育，岩块　性软，角砾或土状岩心，岩石呈破碎结构，后３～１０．１ｍ。　（３）第四系残坡积层（Ｑｅｌ＋ｄ１）含角砾粉质粘土：分布于　滑坡体外围斜坡地面。灰褐色，干，松软，块体坚硬，含　２０％￣３０％泥岩角砾，粒径一般２￣２０ｍｍ，局部含１Ｏ％～　２０％碎、块石，厚Ｏ～５ｍ。　（４）三叠系上统石钟山组…　段（Ｔ　Ｓ　）钙质泥岩：灰褐、　灰黄色，厚层状，强～弱风化，节理裂隙发育。滑坡右侧　见完整基岩露头，产状２０。＜１４。，块状结构。　５．３设计原则　根据治理单位及有关规范的要求，依据野外地质测　绘并收集相关资料后，进行滑坡处治设计，再根据设计　实施进程，结合施工现场揭露坡体地层实际情况及其它　相关环境背景条件变化，以及各阶段坡体变形情况和发　展趋势等信息，对滑坡进行必要的动态调整、补充和完　善设计，以实现经济合理且安全可靠的目标。　（１）大水沟滑坡处治按永久性防护工程考虑，一次根　治，不留后患，确保县城过境公路的安全畅通。　（２）施工快捷，简便易行。　（３）工程环境效果，工程结构形式，与周围环境和谐　一致。　５．４加固方案设计　（１）用粘土夯填坡顶裂缝，在距裂缝５～ｌＯｍ外设环　形截水沟，截排地表水，防止地表水入渗。　度为３５（２９）ｍ，锚固段长度均为１０ｍ，锚索设计荷载为　９００ｋＮ，锁定荷载为９００ｋＮ，平台以下部分锚索框架梁尺　寸为４×４ｍ，锚索采用４　１５．２０ｍｍ型，锚索长度为２５ｍ，　锚固长度１０ｍ，锚索设计荷载为６００ｋＮ，锁定荷载为　６００ｋＮ。锚索框架梁问坡面采用三维网喷播植草防护，锚　索框架梁必须挖槽嵌入坡面不小于４０ｃｍ，锚索下倾角　为２０。，锚索打入基岩深度视施工现场实际情况而定，　但不小于１０ｍ。　（４）边坡坡面清除松散岩土体，两侧及顶部清除陡　坎，坡度不低于１：０．５。　６施工效果分析　工程完工后，经对高边坡坡顶裂纹处理并长期观　测，没有发现新的裂纹出现，说明预应力锚索及附属的　其他处治措施开始起作用，高边坡滑坡病害已得到了控　带『Ｊ。●　【参考文献】　［１］中国岩土锚　工程协会．岩土锚固工程技术［Ｍ］．北京：人民　铁道出版社，１９９６　［２］王恭先，徐峻岭，刘光代，李传珠．滑坡学与滑坡防治技术　［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２００４　—８７—