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岩土工程边坡治理锚固技术探析

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2021-11-06 10:32 热度:

   边坡治理是岩土工程的重点研究项目,岩土锚固技术用于边坡治理时具有良好的加固性能,对强化岩土结构强度和提高刚度起到有效作用,施工操作简单,质量控制相对于传统技术也比较容易。文章简述了岩土工程边坡治理锚固技术的原理、分类及其优缺点,重点分析了锚固洞技术、预应力锚固技术、喷混凝土护坡技术等常见的锚固技术,并通过对锚固技术在注浆、锚孔钻凿、锚杆张拉、锚杆制作、储存等方面的工艺要点的阐述,分析了岩土类型、锚固时机、封孔灌浆对于应用该技术的影响及注意事项,旨在为边坡治理技术应用提供参考。

岩土工程边坡治理锚固技术探析

  1、 岩土工程边坡治理锚固技术概述

  1.1、 原理

  岩土锚固技术在岩土工程中起着关键性作用。该技术的显着特点是具有较高的便捷性、适用范围广,能最大限度地发挥岩土强度、稳定性等方面的优势。锚固技术的防水效果也表现优异,其防护功能非常强大。工程实际应用中,需做好结构物与地层的连接,充分利用边坡中布置的锚杆、地层强度,有效实施结构物拉力输送,提高加固作用及岩土层强度,改善岩土层实际的应力状态,使结构物具有更好的稳定性,从而达到预防地质灾害的目的。

  1.2、 技术分类

  岩土锚固技术能有效提高工程施工质量、节约维护成本、缩短建设周期,避免岩土工程竣工后发生事故的可能性。随着锚固技术的不断发展,其应用范围也不断扩大,各种新技术在原有技术的基础上不断改善,出现了许多新工艺,如预应力锚固技术、短锚杆技术、喷混凝土护坡锚固技术等。将预应力锚固技术作为基础,采用更稳固的锚索替代传统的立桩支护,可进一步提升锚固效果。喷混凝土护坡锚固技术是根据边坡工程的实际情况而实施的一种锚固技术,与使用锚杆和锚索相比,该技术具有更强的支护效果,施工速度更快。

  1.3、 技术优点与缺点

  1.3.1、 技术优点

  (1)帮助实施锚固操作后的地层产生应力,并提供荷载抗力,使地层的稳定性更强。

  (2)该技术不需要以工程模板为基础,也无需利用额外的导柱,操作难度小,施工简单、快捷,具有较高的施工效率和性价比,能有效提高边坡的耐久度和稳定性。

  (3)该技术最大的优点是工程结束后,能有效避免安全事故的发生,最大限度地缩短边坡维修周期,降低维修成本。

  1.3.2、 技术缺陷

  (1)安全问题。尤其是对高陡边坡治理时,要充分考虑其坡度、高度,做好安全防护工作,以免造成人员伤亡。

  (2)对专业性要求高。该技术所需的技术设备较多,施工内容复杂,虽然操作简单,但对专业性要求非常高。

  (3)质量控制难。其存在的隐蔽性工程较多,造成施工质量控制具有一定难度,不易管理。若有监察不到位、验收不严谨等问题,则有可能发生质量事故。

  (4)施工难度变化大。不同的边坡治理过程中,需要对其施工细节、施工工艺等进行调整,导致其施工难度变化较大。

  2、 岩土工程边坡治理锚固技术分析

  2.1、 锚固洞技术

  锚固洞技术是指在同一结构面上连续建造锚固洞,采用跳洞开挖的方式,以尽量避免削弱抗滑能力。它作为边坡治理中一项较为基础的技术,必须与其他技术手段有效结合,才能提高边坡的稳定性。在锚固洞加固过程中,施工人员要严格按照施工顺序,从内到外、从上到下操作,以达到更好的边坡治理效果。

  2.2、 预应力锚固技术

  在岩土工程边坡治理过程中,预应力锚固是最常用的一种技术,它能充分利用预应力的作用来提高底层的抗剪能力,递送结构的拉应力,增强岩体的稳定性。预应力锚固技术主要采用锚杆与锚索固定边坡岩体内部,有效地将应力传输到混凝土结构中,使松散的岩体得以稳定。当锚杆和锚索将坡体中富含的正压力和摩擦力传递到混凝土结构时,可有效增强抗滑力。当坡体结构不够稳定时,混凝土能与岩体共同产生应力,完成边坡结构的加固。预应力锚固技术的优点非常明显,一是防止岩体下滑,二是能实现应力治理。另外,无论是对陡峭高边坡的治理,还是对深基坑边坡的改进,预应力锚固技术的施工操作都可以有效提高其稳定性,减少工程的挖掘量,提高施工效率。

  2.3、 喷混凝土护坡技术

  喷混凝土护坡技术是边坡治理中较为核心的技术内容。其核心点是混凝土的浇筑,通过浇筑工作,使边坡岩体与混凝土结构紧密结合。浇筑操作可以由喷射工艺完成,该工艺能将混凝土材料充分喷入土层内,加快冲击速度,还能做到深入喷射,使其支撑效果更好,提高土层的承力水平,支撑起边坡结构。

  在各种护坡技术中,喷混凝土护坡技术在生产效率和施工速度方面具有明显优势。在实际应用中,该技术不需要借助模板,只需结合混凝土的浇筑和捣固,实现连续机械化的新型施工工艺。该技术是借助冲击力进行混凝土喷射,在临时支撑的表面,其强度远高于木结构,而相对于钢结构,其经济性更高。实际应用过程中需要与锚杆配合,减少开挖洞室的数量,尽量减少衬砌厚度,节约混凝土用量。施工过程中无需搭设拱架,就能扩大洞内的操作空间,保证了挖洞和喷射同时进行,尽量减少岩体外露时间,避免岩土风化,有效控制周围岩体变形。混凝土材料需谨慎选择,在捣固、浇筑、运输过程中,应充分考虑施工时所用材料是否具有足够的稳定性。

  3 、岩土工程边坡治理锚固技术工艺要点

  3.1 、注浆

  锚孔注浆时,要严格按照试验合格的比例进行注浆所需的材料和备料配比,同时,还要保证材料充分搅拌均匀。对于注浆的应用方法,要采用孔底返浆技术来实施,注浆过程中禁止间断操作,要保证一次完成,每次注浆要做一次浆体强度试验,直到砂浆强度完全达到设计要求时,才能张拉锚索。应严格、全面地记录现场的实际情况,在锚索张力锁定后,对锚头与自由段之间的孔隙进行灌浆填充。

  3.2、 锚孔钻造

  3.2.1、 钻机进场

  边坡工程中需要根据实际情况,使用锚杆专用钻机,借助先进的跟管钻进技术进行钻设孔位的操作。使用脚手架搭设钻孔平台,充分利用锚杆、边坡坡面的固定平台和三角支架提升钻机,使其与平台高度一致,钻机才能就位。钻机就位后,要合理调整钻机,保证钻机与孔位中心的误差控制在-50~50mm之间,钻孔倾斜角的最大偏差应在-1°~1°之间,锚杆与水平面的交角应在10°~30°之间。

  3.2.2 、钻孔方式

  针对锚杆孔的不同要求,应选择合适的钻孔方式。在岩土工程中,由于水钻易引起工程地质条件恶化,因此,多采用干钻。干钻需要科学确定钻速,应根据钻机的使用性能和锚固地层情况,合理控制钻孔速度,避免出现孔位变形问题,给锚杆下放带来不利影响。

  3.2.3、 钻进孔位

  锚杆孔钻进时,应安排专业人员详细记录地层变化、钻孔钻速、钻压等情况。钻进时如出现缩孔、塌孔等情况,必须立即停止钻进,采用固壁灌浆处理。待灌浆的砂浆初凝后,施工人员才能重新进行扫孔钻进。钻进孔位时,锚杆孔的孔径和孔深应小于设计数值,孔径误差要精确控制在-50~50mm之间,孔深偏差最大为20cm。

  3.3、 锚杆张拉

  锚孔注浆施工完成7d后,方可对锚杆进行预应力张拉操作,在张拉过程中,要确保张拉力不超过设计数值的30%。在边坡治理工程中,一般要分批次进行张拉,并根据具体的设计要求进行锁定。张拉的锁定应满足注浆体强度高于设计强度80%的条件。安装锚具时,必须保证其与锚垫板、千斤顶轴线高度一致,使其得到均匀的承载力。

  3.4、 锚杆制作与存放

  锚杆的制作与存放都需要依靠固定作业来实现。锚固段的杆体上不得有任何有害物质存在,避免影响注浆体的黏结效果,缩短锚杆的使用时间,注浆体保护层的厚度需满足设计要求。在锚杆自由端的杆体上需设置光滑套管隔离层,并结合设计要求,采取有效手段适当处理。锚杆制作完成后,应尽快投入使用,存放时间不宜过长。制作完成的杆体不能存放在露天环境中,应放置在干燥、清洁的地方,尽量防止机械损伤或油渍溅落。

  4 、岩土工程边坡治理锚固技术应用

  4.1、 影响因素

  4.1.1、 岩体类型

  正常情况下,岩体发生蠕变是造成预应力损失的主要因素,不同的岩体类型有具体的划分(见表1),其对预应力损失的程度有一定影响。完整、坚强的岩体预应力损失较小,软弱的岩体预应力损失较大。

  4.1.2 、锚固时机

  锚固时机通常是指在边坡开挖工程结束后,锚固的施工时机。锚固技术的应用过程中,锚固时机的选择直接影响锚固效果。因为大多数边坡工程的施工方法都是分步施工,所以,锚固施工往往伴随着边坡开挖,而此时岩体的应力状态被破坏,不仅会产生临空面,而且会引发卸荷松动,因此,边坡治理时需要选择合适的锚固时机,以保证锚固效果。

  4.1.3、 封孔灌浆

  封孔灌浆对预应力有一定影响。水泥在水化过程中会产生大量的热量,这种热量会引起钢索膨胀,降低其预应力。预应力的损失情况与锚索等级有一定关联。岩体的裂隙率对预应力损失程度也有影响,若施工的岩体裂隙较大,则灌浆完成后即可填充裂隙,使岩体膨胀变形,有效提高预应力。

  4.2、 注意事项

  边坡治理过程中,施工人员必须严格按照施工流程进行锚固施工。

  (1)施工材料运输到现场后,需安排专人管理,保证材料的安全和划分规范。制定严格的材料审核制度,筛查施工现场材料的合格证,根据图纸仔细核对材料参数和型号,杜绝质量不合格的施工材料进场。

  (2)在锚杆、锚索和钢材之间进行焊接施工时,施工人员应注意焊接头的选择,开工前做好试验,以确保焊接质量。同时,在钻进施工过程中,施工人员要严格控制施工速度,切忌盲目提高钻进速度,要核算钻进参数,按照钻进的标准流程作业,确保钻进质量符合施工标准。

  (3)施工前,应制定应急预案,确保在突发情况下能及时控制风险。

  (4)施工检查必不可少,施工人员每完成一段施工后都要进行施工检查,避免施工过程中出现质量问题。

  5 、结语

  综上所述,边坡治理技术发展十分迅速,在边坡治理的岩土工程中得到了广泛应用。在实际工程施工中,必须科学、合理地应用边坡治理技术,才能有效保证岩土工程质量。同时,必须对岩土锚固技术的基本原理进行深入的分析、研究,在具体施工过程中,结合工程实际,制定科学的操作流程,充分发挥锚固技术在岩土工程中的优势,采取合理的施工方案,提高施工人员操作的安全性,在进行边坡治理时提高岩体的稳定性,最大限度地保证施工质量。

  参考文献

  [1]司云龙岩土工程中边坡治理的岩土锚固技术应用分析[J]中国住宅设施,2021(02):89-90.

  [2]侯志鹏.矿山工程边坡治理的岩:土锚固技术研究[J]四川水泥,2021(01):194-195.

  《岩土工程边坡治理锚固技术探析》来源:《散装水泥》,作者:杨哲

文章标题:岩土工程边坡治理锚固技术探析

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