预应力锚索抗滑桩在滑坡治理中的应用
xycd47124
xycd47124 Lv.8
2015年06月29日 13:23:00
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本帖最后由 xycd47124 于 2015-6-29 15:21 编辑 预应力锚索抗滑桩已在治理边坡滑坡体中得到了广泛应用,其主要利用嵌入到稳定的岩层中有足够刚度和强度的桩体,配以锚固在周边岩层的锚索,在预应力的作用下,将不稳定的坡体部分与稳定山体组成整体,不使结构裂隙进一步发展,确保边坡稳定;在普通抗滑桩的顶部或桩身设置一排或多排预应力锚索,改善了原抗滑桩的受力状态,即预应力锚索抗滑桩是从被动抗滑结构改变成一种主动抗滑结构。

本帖最后由 xycd47124 于 2015-6-29 15:21 编辑

预应力锚索抗滑桩已在治理边坡滑坡体中得到了广泛应用,其主要利用嵌入到稳定的岩层中有足够刚度和强度的桩体,配以锚固在周边岩层的锚索,在预应力的作用下,将不稳定的坡体部分与稳定山体组成整体,不使结构裂隙进一步发展,确保边坡稳定;在普通抗滑桩的顶部或桩身设置一排或多排预应力锚索,改善了原抗滑桩的受力状态,即预应力锚索抗滑桩是从被动抗滑结构改变成一种主动抗滑结构。

  1 工程概况

  本滑坡区位于福州市闽侯白沙镇115县道30K+900~31K+100路段,地处闽江凹岸。滑坡区属闽江岸坡地带,自然地形坡度10~15°,坡面向难倾斜,坡脚延伸至闽江(图1)。


   公路沿坡顶呈东西走向,公路北边为铁路。由于受闽江河床下切、江水冲刷淘蚀、火车振动等因素影响,30K+950~31K+020左侧半幅路面整体塌陷,周边出现滑坡后缘裂缝,局部贯通。最大下错约1m。受滑坡体影响,场地西边简易民房已开裂。滑坡体呈不规则“圈椅状”,滑坡前沿约180m,主滑段40m,滑坡主滑方向170°(朝南),滑坡前沿有滑坡舌出露。

  2 坡治理设计方案

  本项目采用“抗滑桩+冠梁+锚索”的治理措施,如图2所示。


2.1 抗滑桩

  从30K+900~31K+100段设计有11根桩径为1.2m的抗滑桩和11根桩径为1.5m的抗滑桩,桩顶采用冠梁连成一排,间距5m,桩尖全截面嵌入中风化岩层1d(d桩基直径)。

  2.2 钻孔式预应力锚索

  钻孔式预应力锚索孔径为130mm,水平间距为5m,水平夹角25°,锚固端为抗滑桩桩顶冠梁处。桩径为1.2m的抗滑桩锚索自由段长20m,锚固段长8m,锚索直径为130mm,锚索设计荷载为250kN;桩径为1.5m的抗滑桩锚索自由段长20m,锚固段长10m,锚索直径为130mm,锚索设计荷载为350kN。锚索采用φs15.2-3无粘结钢绞线,fp=1860N/mm2。

  孔 3抗滑桩的施工

   抗滑桩的施工应按“跳二冲一”和从两侧向中间的施工顺序,以避免施工钻孔太多而桩身砼未浇筑或桩身砼没有强度时构成土体平衡破坏,产生土体滑移。

   3.1 施工工艺流程

  场地平整 → 桩位放样→埋设护筒 → 配制泥浆 → 钻机就位 → 钻进清孔→ 测量 孔 深、斜 度、孔 径 → 吊放钢筋笼 → 灌注水下砼。 灌注水下砼 拔除护筒

   3.2主要施工工序说明

  (1)泥浆制备:选用粘性土造浆,泥浆的比重、粘度、含砂率、胶体率、失水量、静切力、酸碱度等指标符合该地层护壁要求,泥浆试验完成后,填写泥浆试验记录表。

  (2)钻孔 :采用冲击钻机成孔,开钻时先在孔内灌注泥浆,用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。钻机冲程应根据土层情况分别确定,坚硬基岩采用高冲程(1000mm),卵石夹土层采用中冲程(750mm)。钻进过程中,始终保持孔内水位高出地下水位1.5~2.0m并低于护筒顶面0.3 m,以防溢出,同时要及时掏渣,掏渣后应及时向孔内添加泥浆或补水,以维持水头高度。 钻进中用检孔器检孔,据此调整钻机位置,保证成孔质量。

  (3)清孔:终孔检查后,应迅速清孔。清孔采用抽浆清孔法,初步清孔可采用掏渣法。钻孔至设计高程后,经过孔深、孔径、钻孔倾斜度检查,符合要求后,用离心吸泥泵将孔底泥浆和钻渣抽出,清孔排渣时注意保持孔内水头,防止坍孔。达到规范要求的清孔标准后,即可停止清孔。

  (4)吊放钢筋笼 :钢筋笼的制作应符合规范要求,吊放钢筋笼采用吊车进行,吊放时注意不能碰撞孔壁,防止坍孔,并防止泥土等杂物带入孔内。在钢筋笼外侧绑扎砼垫块或焊接钢筋耳环,以保证钢筋的保护层厚度。钢筋笼绑扎好后整体吊放,吊入后校正轴线位置,并牢固定位,以免在灌注砼时发生浮笼现象。

  (5)灌注水下砼 : 首批砼的灌注数量应满足导管初次埋入砼深度不小于1.0m,并能填充导管底部的间隙。灌注时采用隔水栓,隔水栓预先用 8#铁丝悬吊在砼漏斗下口,当有足够砼储存于漏斗后,剪断铁丝,砼即将导管内的水压走而下沉至孔底。砼灌注要连续进行,随灌注随拔管,并尽可能缩短拆除导管的时间。在整个灌注过程中,要经常探测孔内砼面的位置,及时调整导管埋深,导管埋深一般不小于2.0m或大于6.0m。

  4预应力锚索施工

  4.1 锚索施工工艺流程

  施工准备 → 搭设脚手架 → 造孔钻进 → 锚索进孔→ 锚孔灌浆、取样→ 张拉→ 补张拉 → 封锚

   4.2 主要施工工序

  (1)造孔。

采用干钻。在松散的堆积层中采用跟管钻进法。在钻进过程中对地层地质变化、地下水等情况进行详细的记录、分析,确认锚固段与自由段的分界面,以便优化设计指导施工。每钻进5m用测角仪校核钻孔倾角。钻进过程中如遇塌孔,应立即停钻,进行注浆固壁处理,注浆压力01~0.2MPa,待水泥浆初凝后方可重新扫孔钻进。钻达设计深度后,应在停止进尺的情况下,稳钻1~2min,达到设计锚固直径。为保证注浆液与孔壁粘结良好,采用高压空气进行吹渣清孔。

  (2)锚索进孔。

  人工将锚索抬运至孔口下索,严禁拖拉运输。锚索按钻孔的实际长度要求预留1~1.5m,用机械截取,严禁用电弧切割。对钢绞线进行表面清污、除锈,自由段均匀涂抹一层PE防腐剂,外套防腐PE塑料管。锚固端与自由端连接处即防腐PE塑料管末端必须安装止水环,并缠上胶布,胶布缠绕长度不低于200mm。锚索进孔口,沿轴线方向每隔1.0~1.5m设置一个架线环。

  (3)注浆。

  注浆材料采用1:1(水泥:砂)水泥砂浆,水灰比为0.4~0.5,水泥采用42.5普通硅酸盐水泥,细骨料选用粒径小于2mm的中砂、细砂。锚索注浆采用两次注浆工艺。第一次注浆为常压注浆,通过注浆管自孔底注浆,待浆液流至空口;第二次注浆为高压注浆,压力不小于2.5MPa。第二次注浆在第一次注浆体初凝之后进行,一般为第一次注浆后12~24h,第二次注浆采用注浆压力进行控制(压力达到5MPa后,稳压15min)。

  (3)张拉。

  锚索张拉宜在锚固体强度大于25MPa、冠梁砼达到设计强度的75%后进行,锚具为钢质锥形锚,张拉应隔根跳开进行。张拉荷载以油压表读数和锚索实际伸长量与理论伸长量比值进行双控,具体程序如下:

  ① 用压力计或荷载仪控制锚索总张拉荷载,共分5级加载。先用千斤顶施加第一级50kN的定位总荷载,以消除锚索的松弛,并以此拉伸读数作为基准点。

  ② 以20kN/min左右的加载速率继续进行4级均匀加载,分级荷载分别以25%、50%、75%、100%、110%的锚索设计荷载值逐级张拉,每级荷载需稳压5min,若实际伸长值大于计算伸长值的10%或小于5%时,应暂停张拉,查明原因,并采取措施进行调整后,方可进行张拉。

  ③ 保持110%的设计荷载20min,并测量20min内锚索的徐变位移量,若徐变位移量不超过1mm,则认为锚索合格;否则需要再稳压45min,若锚索的弹性变形在下述两个限值之内认为锚索合格;锚索的伸长值上限为自由段长度的弹性伸长值加50%锚固段长度的理论弹性伸长值。锚索的伸长值下限为80%自由段长度的理论伸长值。

  ④ 锚索合格后,以20kN/min左右的速率均匀卸载至设计荷载250kN(350kN)。张拉锁定后48h内,发现预应力损失超过设计张拉应力的10%时,应进行补偿张拉。补偿张拉应在锁定值基础上一次张拉至超张拉荷载,补偿张拉次数不能超过两次。

  5 结语

   为掌握抗滑桩和预应力锚索治理滑坡的实际效果,在滑坡治理的全过程中,项目组针对斜坡深部位移、坡顶水平和垂直位移、地表裂缝等项目设置监测点,每隔3天监测一次。自2007年11月工程完工以来,边坡没有新裂缝出现,各观测点的三向位移均在允许范围之内,锚索的受力性能良好、蠕变量小。根据目前的观测,表明抗滑桩和预应力锚索治理滑坡的方案达到了预期的效果。


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