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【摘 要】 随着我国社会经济的快速发展,在路堑边坡的设计与施工过程中,一直困扰我们的是路堑边坡的稳定性问题。因此,合理地对路堑边坡的稳定性进行评价是实现设计和施工控制的其稳定性的基础。如果路堑边坡稳定性不足,则必须对路堑边坡进行加固,而在路堑边坡加固技术中预应力锚索技术加固边坡就是一种较广泛、较适用的方法。本文就预应力锚索技术在路堑高边坡加固中的应用展开分析与讨论。
【关键词】 预应力;锚索技术;路堑高边坡;加固
引言:
我国自20世纪60年代开始采用预应力锚索技术,由于受当时施工机具及材料的限制,预应力锚索技术未能得到广泛应用。近年来,国内在施工机具及材料等方面取得了长足进步,预应力锚索技术在工程中也得到广泛应用。利用预应力锚索技术进行公路高边坡防护是一种比较先进的岩土加固技术,预应力锚索技术的原理是预应力锚索一端固于稳定的岩层内,以提供锚固力,另一端固定于坡面,通过对预应力锚索技术中的锚索施加预应力,对不稳定边坡产生主动压力,从而提高边坡岩土的整体性,增加滑动面上的抗滑能力,预应力锚索技术加固从而有效地保持和提高边坡的稳定。
一、预应力锚索技术
(一)预应力锚索技术的基本特征
1.预应力锚索技术加固通过主动建立的后张预应力场,来抑制、降低、消除天然力场对工程地质体或建筑物所造成的危害,预应力锚索技术对边坡达到加固改造被加固体的目的。
2.预应力锚索技术具有很强的主动调控性,能充分调用工程地质体或构筑物自身潜在的稳定性并改善工程内部应力状态。预应力锚索技术可主动调整工程中所建立的后张预应力力场与天然力的叠加范围和叠加程度,进而有效的调用工程地质体的潜在稳定性,改变工程内部应力大小和分布性状,有效的限制有害变形在工程中的发生,提高整个工程结构的安全与稳定性。
3.预应力锚索技术具有很强的可塑性和灵活性。预应力锚索的安放位置、安放数量、安放方向和安放深度,在工程中施加预应力的大小,一般可以依据工程施工现场的需求,加以适当调整,预应力锚索技术的可塑性强。预应力锚索技术对加固目标施加的力的范围,可以小到几百、几十千牛,也可以大到几兆牛、几十兆牛,甚至达到数千、数万兆牛,在工程中这么大的主动施加的力的范围,其他加固措施在工程中是难以实现的。
4.预应力锚索技术将工程结构与地层紧密地联结在一起,是工程结构与地层形成共同工作的体系。这是一项将工程地质加以改造利用的工程技术。
5.预应力锚索技术能够在尽可能少地扰动被锚固体的状态下,达到对工程加固、增稳的目的,所以预应力锚索技术是一种高效、经济的工程加固技术。
6.预应力锚索技术具有良好的交互界面,能与其他工程技术有效的结合,从而形成新的、性能独特的加固体系。
(二)预应力锚固的应用领域
预应力锚索技术是一种高效、经济的加固技术,在工程中预应力锚索技术具有广泛的应用领域。目前应用预应力锚索技术的工程几乎涵盖建筑领域的各个行业。
1.深基础和地下结构工程
预应力锚索技术应用于建筑工程深基础和地下结构工程主要是表現在:深基坑支挡、地下铁道或地下商场、地下停车场、地下室抗浮、街道的支护等方面。
2.边坡稳定工程
预应力锚索技术应用于边坡稳定工程主要表现在:挡墙锚固、斜坡挖土、边坡加固、滑坡治理等方面。
3.结构抗倾覆工程
预应力锚索技术应用于结构抗倾覆工程中主要表现在:防止坝体倾倒、防止高架桥倾倒、防止高塔倾倒、防止挡土墙倾覆等方面。
4.加压装置中的应用
预应力锚索技术在加压装置中的应用主要表现在:加速沉箱下沉装置、桩的静载试验等方面。
5.地下洞室工程
预应力锚索技术在地下洞室中的应用主要表现在:控制围岩变形、防止洞室坍塌等方面。
6.道桥基础加固工程
预应力锚索技术在道桥基础加固中的应用主要表现在:吊桥桥墩锚固、悬臂桥锚固、防止桥墩基础滑动、大跨度拱形结构稳定等方面。
7.溢洪道、消力池的抗浮与防护
预应力锚索技术在溢洪道、消力池的抗浮与防护中的应用主要表现在:对溢洪道冲击区的防护、水工结构物消力池的抗浮锚固等方面。
8.结构物补强和加固
预应力锚索技术在结构物补强和加固中的应用主要表现在对已产生的滑移、变形或裂缝的结构物进行相应的加固处理。
9.闸墩预应力工程
预应力锚索技术在闸墩预应力工程中的应用主要是为抵抗闸门推力。
二、预应力锚固的分类
预应力锚索技术可按加固对象、工作年限、锚孔形态等进行大致分类,其结果见表1.
三、加固机理
预应力锚索由索体、锚头和锚固体3部分组成(图1)。预应力锚索中锚头位于锚索的外露端,通过锚头最终实现对锚索施加预应力,并将预应力锚索技术中的锚固力传给路堑边坡。在预应力锚索技术中索体连接的锚头和锚固体,利用索体连接的锚头和锚固体的弹性变形的特性,在预应力锚索技术对路堑边坡进行锚固过程中对索体施加预应力。锚固体位于锚索的根部,把拉力从索体传给路堑边坡的地层。
预应力锚索技术加固路堑边坡的优越性在于能够为节理岩体边坡、断层、软弱带等提供强有力的主动支护。由于预应力锚索技术加固路堑边坡钻孔深度大,能加固路堑边坡深层的不稳定体,且预应力锚索技术可施加大吨位预应力,故具有其他支护手段不可能具备的优点。
预应力锚索技术加固的基本原理就是依靠索体传递拉力给地层以提高周围地层的抗剪强度、保持地层开挖面自身的稳定。预应力锚索技术主要功能是:
1.预应力锚索技术提供作用于结构物上以承受外荷的抗力,预应力锚索技术方向朝着与岩土相接触的点; 2.当预应力锚索技术通过被锚固结构时,能使结构自身产生相应的预应力;
3.预应力锚索技术使被锚固路堑边坡地层产生压缩应力区(图2)或对路堑边坡岩石起加筋和群锚预应力作用,使得影响区相互重叠,总而形成一定厚度的连续锚固区,改善了路堑边坡岩体应力状态;
4.预应力锚索技术加固并增加路堑边坡地层强度、提高地层间的c、φ值,也相应地改善了路堑边坡地层的其他力学性能;
5.通过预应力锚索技术中的锚索,使路堑边坡结构与岩石连锁在一起,形成一种共同工作的复合结构,锚索使路堑边坡岩石能更有效地承受拉力和剪力。
预应力锚索技术中锚索的这些功能是互相补充的,对某一特定的工程而言,也并非每一个功能都发挥作用。
四、应用研究
从预应力锚索技术应用于路堑边坡的加固机理、破坏形式及承载力分析不难看出,预应力锚索技术在路堑边坡加固应用中的成败在于预应力锚索技术中锚固端是否有效、预应力锚索技术中锚索是否具有足够的强度、预应力的施加与保持,而这些又与锚索防锈蚀密不可分。
预应力锚索技术总长度由锚固段、张拉长度及自由段长度组成,预应力锚索技术中的锚索自由段长度受路堑边坡稳定地层界面控制,在路堑边坡设计中应考虑预应力锚索自由段伸入滑动面或潜在滑动面不小于1m,以利于改善预应力锚索技术中锚固段的稳定性,自由段长度不应小于5m,以防止由于预应力锚索技术中的锚具的缺陷或移动使施加的预应力出现显著的衰减;张拉段长度应根据张拉机具决定,预应力锚索技术中的锚索外露部分长度宜为1.5m左右;预应力锚索技术中的锚固段若不能提供足够的锚固力或抗腐蚀性,则很可能导致锚固失效,路堑边坡加固失败,所以预应力锚索技术在路堑边坡加固中,要注意各方面影响加固质量的因素,保证其加固质量。
五、结束语
预应力锚索技术是利用对路堑边坡围岩自身的加固,提高路堑边坡稳定性,以b保证或保持路堑边坡稳定的目的。预应力锚索技术的出现,减少了以往传统挡护工程的圬工量,减小了路堑边坡施工空间,降低了路堑边坡加固劳动强度,提高了科技含量。同时,预应力锚索技术为高边坡开挖向高深方向发展提供了条件,也有利于環境保护和水土保持。预应力锚索技术具有技术先进、节省投资、缩短工期等优点,适用于铁路、公路高边坡加固及结构倾斜、不良地质病害的整治。
参考文献:
[1]陈悦.锚索技术在路堑高边坡设计中的应用[J].北方交通,2012,02:1-4.
[2]王飞.预应力锚索格构在边坡工程中的设计研究[D].西安科技大学,2012.
[3]黄玉萍.预应力锚索在高边坡加固工程中的应用[J].福建建材,2013,10:51-53.
【关键词】 预应力;锚索技术;路堑高边坡;加固
引言:
我国自20世纪60年代开始采用预应力锚索技术,由于受当时施工机具及材料的限制,预应力锚索技术未能得到广泛应用。近年来,国内在施工机具及材料等方面取得了长足进步,预应力锚索技术在工程中也得到广泛应用。利用预应力锚索技术进行公路高边坡防护是一种比较先进的岩土加固技术,预应力锚索技术的原理是预应力锚索一端固于稳定的岩层内,以提供锚固力,另一端固定于坡面,通过对预应力锚索技术中的锚索施加预应力,对不稳定边坡产生主动压力,从而提高边坡岩土的整体性,增加滑动面上的抗滑能力,预应力锚索技术加固从而有效地保持和提高边坡的稳定。
一、预应力锚索技术
(一)预应力锚索技术的基本特征
1.预应力锚索技术加固通过主动建立的后张预应力场,来抑制、降低、消除天然力场对工程地质体或建筑物所造成的危害,预应力锚索技术对边坡达到加固改造被加固体的目的。
2.预应力锚索技术具有很强的主动调控性,能充分调用工程地质体或构筑物自身潜在的稳定性并改善工程内部应力状态。预应力锚索技术可主动调整工程中所建立的后张预应力力场与天然力的叠加范围和叠加程度,进而有效的调用工程地质体的潜在稳定性,改变工程内部应力大小和分布性状,有效的限制有害变形在工程中的发生,提高整个工程结构的安全与稳定性。
3.预应力锚索技术具有很强的可塑性和灵活性。预应力锚索的安放位置、安放数量、安放方向和安放深度,在工程中施加预应力的大小,一般可以依据工程施工现场的需求,加以适当调整,预应力锚索技术的可塑性强。预应力锚索技术对加固目标施加的力的范围,可以小到几百、几十千牛,也可以大到几兆牛、几十兆牛,甚至达到数千、数万兆牛,在工程中这么大的主动施加的力的范围,其他加固措施在工程中是难以实现的。
4.预应力锚索技术将工程结构与地层紧密地联结在一起,是工程结构与地层形成共同工作的体系。这是一项将工程地质加以改造利用的工程技术。
5.预应力锚索技术能够在尽可能少地扰动被锚固体的状态下,达到对工程加固、增稳的目的,所以预应力锚索技术是一种高效、经济的工程加固技术。
6.预应力锚索技术具有良好的交互界面,能与其他工程技术有效的结合,从而形成新的、性能独特的加固体系。
(二)预应力锚固的应用领域
预应力锚索技术是一种高效、经济的加固技术,在工程中预应力锚索技术具有广泛的应用领域。目前应用预应力锚索技术的工程几乎涵盖建筑领域的各个行业。
1.深基础和地下结构工程
预应力锚索技术应用于建筑工程深基础和地下结构工程主要是表現在:深基坑支挡、地下铁道或地下商场、地下停车场、地下室抗浮、街道的支护等方面。
2.边坡稳定工程
预应力锚索技术应用于边坡稳定工程主要表现在:挡墙锚固、斜坡挖土、边坡加固、滑坡治理等方面。
3.结构抗倾覆工程
预应力锚索技术应用于结构抗倾覆工程中主要表现在:防止坝体倾倒、防止高架桥倾倒、防止高塔倾倒、防止挡土墙倾覆等方面。
4.加压装置中的应用
预应力锚索技术在加压装置中的应用主要表现在:加速沉箱下沉装置、桩的静载试验等方面。
5.地下洞室工程
预应力锚索技术在地下洞室中的应用主要表现在:控制围岩变形、防止洞室坍塌等方面。
6.道桥基础加固工程
预应力锚索技术在道桥基础加固中的应用主要表现在:吊桥桥墩锚固、悬臂桥锚固、防止桥墩基础滑动、大跨度拱形结构稳定等方面。
7.溢洪道、消力池的抗浮与防护
预应力锚索技术在溢洪道、消力池的抗浮与防护中的应用主要表现在:对溢洪道冲击区的防护、水工结构物消力池的抗浮锚固等方面。
8.结构物补强和加固
预应力锚索技术在结构物补强和加固中的应用主要表现在对已产生的滑移、变形或裂缝的结构物进行相应的加固处理。
9.闸墩预应力工程
预应力锚索技术在闸墩预应力工程中的应用主要是为抵抗闸门推力。
二、预应力锚固的分类
预应力锚索技术可按加固对象、工作年限、锚孔形态等进行大致分类,其结果见表1.
三、加固机理
预应力锚索由索体、锚头和锚固体3部分组成(图1)。预应力锚索中锚头位于锚索的外露端,通过锚头最终实现对锚索施加预应力,并将预应力锚索技术中的锚固力传给路堑边坡。在预应力锚索技术中索体连接的锚头和锚固体,利用索体连接的锚头和锚固体的弹性变形的特性,在预应力锚索技术对路堑边坡进行锚固过程中对索体施加预应力。锚固体位于锚索的根部,把拉力从索体传给路堑边坡的地层。
预应力锚索技术加固路堑边坡的优越性在于能够为节理岩体边坡、断层、软弱带等提供强有力的主动支护。由于预应力锚索技术加固路堑边坡钻孔深度大,能加固路堑边坡深层的不稳定体,且预应力锚索技术可施加大吨位预应力,故具有其他支护手段不可能具备的优点。
预应力锚索技术加固的基本原理就是依靠索体传递拉力给地层以提高周围地层的抗剪强度、保持地层开挖面自身的稳定。预应力锚索技术主要功能是:
1.预应力锚索技术提供作用于结构物上以承受外荷的抗力,预应力锚索技术方向朝着与岩土相接触的点; 2.当预应力锚索技术通过被锚固结构时,能使结构自身产生相应的预应力;
3.预应力锚索技术使被锚固路堑边坡地层产生压缩应力区(图2)或对路堑边坡岩石起加筋和群锚预应力作用,使得影响区相互重叠,总而形成一定厚度的连续锚固区,改善了路堑边坡岩体应力状态;
4.预应力锚索技术加固并增加路堑边坡地层强度、提高地层间的c、φ值,也相应地改善了路堑边坡地层的其他力学性能;
5.通过预应力锚索技术中的锚索,使路堑边坡结构与岩石连锁在一起,形成一种共同工作的复合结构,锚索使路堑边坡岩石能更有效地承受拉力和剪力。
预应力锚索技术中锚索的这些功能是互相补充的,对某一特定的工程而言,也并非每一个功能都发挥作用。
四、应用研究
从预应力锚索技术应用于路堑边坡的加固机理、破坏形式及承载力分析不难看出,预应力锚索技术在路堑边坡加固应用中的成败在于预应力锚索技术中锚固端是否有效、预应力锚索技术中锚索是否具有足够的强度、预应力的施加与保持,而这些又与锚索防锈蚀密不可分。
预应力锚索技术总长度由锚固段、张拉长度及自由段长度组成,预应力锚索技术中的锚索自由段长度受路堑边坡稳定地层界面控制,在路堑边坡设计中应考虑预应力锚索自由段伸入滑动面或潜在滑动面不小于1m,以利于改善预应力锚索技术中锚固段的稳定性,自由段长度不应小于5m,以防止由于预应力锚索技术中的锚具的缺陷或移动使施加的预应力出现显著的衰减;张拉段长度应根据张拉机具决定,预应力锚索技术中的锚索外露部分长度宜为1.5m左右;预应力锚索技术中的锚固段若不能提供足够的锚固力或抗腐蚀性,则很可能导致锚固失效,路堑边坡加固失败,所以预应力锚索技术在路堑边坡加固中,要注意各方面影响加固质量的因素,保证其加固质量。
五、结束语
预应力锚索技术是利用对路堑边坡围岩自身的加固,提高路堑边坡稳定性,以b保证或保持路堑边坡稳定的目的。预应力锚索技术的出现,减少了以往传统挡护工程的圬工量,减小了路堑边坡施工空间,降低了路堑边坡加固劳动强度,提高了科技含量。同时,预应力锚索技术为高边坡开挖向高深方向发展提供了条件,也有利于環境保护和水土保持。预应力锚索技术具有技术先进、节省投资、缩短工期等优点,适用于铁路、公路高边坡加固及结构倾斜、不良地质病害的整治。
参考文献:
[1]陈悦.锚索技术在路堑高边坡设计中的应用[J].北方交通,2012,02:1-4.
[2]王飞.预应力锚索格构在边坡工程中的设计研究[D].西安科技大学,2012.
[3]黄玉萍.预应力锚索在高边坡加固工程中的应用[J].福建建材,2013,10:51-53.