预应力锚固技术在岩土工程施工中的应用

发表时间:2021/8/4   来源:《建筑实践》2021年3月(中)8期   作者: 崔嵬
[导读] 近年来,随着我国基础设施的大力兴建,锚固技术已在边坡、基坑、抗浮结构、隧道、洞室、抗倾和受拉基础工程中得到大量应用。
        崔嵬
        辽宁省建筑设计研究院岩土工程有限责任公司,辽宁 沈阳 110005
        摘要:近年来,随着我国基础设施的大力兴建,锚固技术已在边坡、基坑、抗浮结构、隧道、洞室、抗倾和受拉基础工程中得到大量应用。相对于非预应力锚固,预应力锚固有安装后能及时提供支护抗力,使岩土处于三轴应力状态,控制地层和结构物变形能力更强,施加预应力后能在地层内形成压缩区,有利于地层稳定,张拉工序能检验锚杆的承载力,质量易保证,能提供更大的抗拔力等诸多优点,使得预应力锚故在高边坡、深基坑、大型滑坡等难度较大的岩土工程中使用越来越广泛[1]。
        关键词:岩土工程;支护施工;预应力锚固技术
        引言
        岩土工程中边坡治理是极其重要的部分,岩土锚固技术是边坡治理中重要的施工技术策略,能够提升结构稳固性及可控性,提高边坡施工效果,保证工程质量。岩土锚固技术被大范围的应用于各类岩土工程中,促使岩土工程在进行土地整治及改造时,加强土地控制、保证边坡稳定性。本文对边坡治理岩土锚固技术进行简要概述,并探究其在岩土工程边坡治理中的作用机理。通过分析预应力锚固技术、锚固洞技术、喷混凝土护坡技术,进一步探究岩土锚固技术的应用流程及工艺要点,为岩土工程边坡治理提供可靠的技术理论支持,提高岩土锚固技术的应用效果[2]。
        1岩土工程施工中预应力锚固技术概述
        锚固技术经历了漫长的发展历程,最初岩石锚杆普遍被应用到矿山支护作业中,随着施工技术的不断创新发展,岩体锚固技术的应用范围被进一步拓宽,尤其是在计算机深入发展与广泛普及的时代背景下,岩土工程中对各类数值的模拟也逐渐涉及对预应力锚固技术方法的运用。在岩土边坡工程、水利工程、建筑工程、铁路隧道工程及交通工程建设施工中都可以见到预应力锚固技术的身影。锚固技术的核心在于固定,其能够将岩土充分发挥自身的固有能力,并在最大限度内提高岩土介质的强度,发挥潜力性能等,这样无论是岩土自身的稳定性能,还是自身的承载能力,都可以得到有效增强,达到紧密连接结构物与岩土的效果。将这一技术引入并应用到岩土工程施工中,可为整体作业的安全性与稳定性提供重要保障。
        2岩土锚固技术优缺点
        岩土锚固技术将锚杆、锚索等构件,埋设在岩土地层中,形成了地层与构筑物的连接。与原有的地层边坡相比,锚固后的地层能够产生应力,提供额外的荷载抗力,加强地层稳定性。同时锚固技术不需要使用模板以及额外的导柱建设,施工较为简便快捷,与其他防护工程相比,岩土锚固技术的施工效率更高,能够获得更优的施工性价比,提升边坡的耐久性及稳定性。此外,岩土锚固技术的最大优势在于整个方案实施后,避免了边坡安全事故的发生,最大程度的降低了工程周期及造价,避免投入大量人力物力,完成边坡维护过程。尽管从目前的施工效果来看,岩土锚固技术在岩土工程边坡治理中,具有诸多优势,但仍然不可避免其实际施工具有一定的缺陷。例如,岩土锚固技术在针对高陡边坡进行治理时,需要考虑边坡坡度及高度,尤其是要做好安全防护、避免人员伤亡。此外,岩土锚固技术涉及的技术设备较多,施工内容较为复杂,尽管施工简便,但施工专业性要求较高。在进行边坡治理时,锚固技术存在较多的隐蔽工程,这就给施工质量控制及管理提高了难度,一旦对锚固细节监察不到位、对边坡治理工程验收不严谨,就可能引发质量事故。不同的边坡治理,需要调整岩土锚固技术的施工细节、施工工艺,这就在一定程度上提升了锚固技术的施工难度。如果缺乏有效的施工规划,就有可能影响边坡治理效果。
        3岩土工程边坡治理过程中应用的岩土锚固技术
        3.1预应力锚固技术
        预应力锚固技术是在岩土工程边坡治理过程中最为常见的岩土锚固技术,这一技术,通过预应力提升底层的抗剪能力,实现传递结构的拉应力,稳定岩体。

预应力锚固技术通过锚杆和锚索,固定在边坡岩体内部,再将边坡岩体的应力传输给混凝土结构,起到稳定松散岩体的作用。当锚杆与锚索将不稳定坡体的正压力及摩擦力传递给混凝土时,就有效的增强了整个岩体的抗滑力,这样在坡体发生不稳定发育时,混凝土能够与岩体形成统一的应力整体,加固边坡结构。预应力锚固技术的优势十分明显,一方面能够阻止岩体下滑,另一方面整个边坡能够实现完整的应力治理。
        3.2锚固洞技术
        锚固洞技术就是在同一边坡结构面上,通过构建连续的锚固洞,实现跳洞开挖,避免削弱边坡结构面上,已存在的抗滑力。锚固洞是边坡治理的基础,是结合其他锚固技术手段,提升边坡稳定性的技术内容。通过由内至外、由上至下、循序渐进的锚固洞加固,能够联合结构面上已存在的抗滑力,进一步提升边坡稳定性。
        4预应力锚固技术在岩土工程施工中的应用
        4.1预应力锚索施工准备工作
        预应力锚索施工技术性及工艺要求严格,施工过程中需要遵循规范的作业流程,其中的基础部分便是开展施工前的准备工作。对于施工单位来说,在正式开展施工作业前,需熟悉设计图纸及现场施工环境、条件等,对所需的人力资源、机械设备等予以统一组织,梳理规范具体的施工工序流程,确定技术工艺的施工与作业方法等,依照设计方案的总体要求,为岩土锚固施工作业的有序进行提供必要保障。锚索施工前应对监理和试验室对生产厂家资质进行报验,施工所用的水泥、钢材、预应力钢绞线及锚具等材料和设备必须符合国家标准,且使用前必须提供材质检测证书、合格证书、并且必须出具材料第三方检测报告。锚索施工前应按规定的工艺流程进行作业,施工前在非锚固区选择具有代表性的且与锚固工程条件相似的部位进行一定数量的锚索生产性试验。
        4.2锚索制作与安装
        钢绞线下料长度应符合锚索的设计尺寸及张拉工艺需要,锚具外钢绞线外露长度应满足补偿张拉要求,下料前检查钢绞线表面有无缺陷,钢绞线平顺,不能打绞,钢绞线下料只能采用机械设备切割,不得电焊切割,要保证切口平整,无散头现象,表面不能有油污、润滑剂、污垢和银屑。锚索自由段刷防锈漆,沥青玻纤布缠裹二层后装入保护套管中,自由段套管两端用黄油填充,外绕工程胶布固定。锚固段先要除锈,按设计间隔设置隔离架,将钢绞线依次放入定位支架的凹槽内,再用铁丝将其与支架扎紧并与锚索索体绑扎牢固。
        4.3锚孔注浆
        锚孔注浆,要注意注入水泥砂浆材料的配比。采取试验浇筑的方式对浇注材料的配比进行不断的优化,确保材料的均匀性及适用性。另外,针对锚孔注浆,要采用反浆法进行,注意锚孔的浇筑顺序。浇筑过程中要保证一次完成,不能够出现同一锚孔的间断浇筑。结合水泥砂浆固化时长,计算砂浆固化强度,待砂浆强度达到设计标准后,完成后续施工流程。注浆过程中要对每一个锚孔的注浆情况进行细致的记录及监管。同时要注意,针对每一个批次的混合砂浆,均要进行强度试验,并完成至少两组试验,实现强度数据比对。整个边坡治理工程的锚索或锚杆完成张拉锁定后,需针对锚孔与自由段之间的空隙进行灌浆充填,进一步提升锚固效果。
        结语
        作为一种隐蔽性的施工工作,预应力锚固施工的操作工序较为复杂,且具有较高的技术应用难度。因此,对于预应力锚固技术,建筑单位需要安排专业的技术人员,确保其具备一定的作业经验,为预应力锚固施工质量提供基本保障,提高岩土与结构的稳定性[3]。
        参考文献:
        [1]邵峰.预应力技术在公路桥梁施工中的应用分析[J].住宅与房地产,2019(33):195.
        [2]刘雪明.预应力技术在道路桥梁施工中的应用[J].工程技术研究,2020,5(17):70-71.
        [3]王皓.浅谈预应力锚固支护技术[J].四川建材,2019,45(1):81-82+84.
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