预应力锚索加固的作用机理及施工技术_柳定清

文章编号:1004)5716(2002)05)172)02

中图分类号:TV22312+4 文献标识码:B

预应力锚索加固的作用机理及施工技术

柳定清

(广东省核工业地质局二九三大队,广东广州510800)

摘要:分析阐述了预应力锚索加固的作用机理,结合施工实践,介绍相应的施工技术工艺关键词:预应力锚索;作用机理;加固施工技术

1 概述

近年来,随着交通业、矿业和建筑业的发展,与工程建设有关的人工开挖边坡越来越多,其所造成的地质灾害事故和重大经济损失也越来越多。如何提高和加固边坡的稳定性已成为地质灾害治理的重要课题,受到人们的普遍关注。经过我国岩土工程界人士多年的科学研究和工程实践,形成了一整套系统的边坡稳定分析方法,为边坡加固设计提供了可靠的技术手段,形成了许多行之有效的边坡加固技术。其中预应力锚索加固应该是所有加固技术中应用最多和最有效的加固方法之一。笔者结合多年的施工实践,浅谈预应力锚索加固技术在高边坡加固中的作用机理及其施工技术。

2 预应力锚索加固的作用机理

预应力锚索对岩土体的加固稳定支护作用机理是复杂的、综合性的、多种机理共同作用的结果,主要有以下几个方面:211 拉吊挤压作用

预应力锚索通过孔底水泥浆液形成的锚固段与孔口锚固锁定在地梁上的锚具,形成对(潜在)滑移体的拉吊作用,使得因边坡开挖后失去平衡的岩土体得到新的外力(施加的预应力)的作用加固和平衡,避免失稳和滑移,也可使已经产生滑移面的滑体得到拉固挤压作用,使滑移体得到加固和稳定,不再产生进一步的滑移,使边坡体达到新的平衡和稳固。212 组合梁作用

对于层状节理的地层,锚索孔与层状面正好形成90º或接近90º的正交状时,由于群锚的作用,可以对地层形成一个相当于组合梁的作用机理,可大大地改善边坡的受力结构,提高边坡体的抗滑移和稳定性。

213 胶结加固作用

有的边坡岩土体松散、破碎、节理发育、自稳性差,通过锚索孔的注浆,水泥浆液把原来松散破碎的地层胶结起来,浆液顺着裂隙充填胶结和挤压原松散破碎的地层,极大地提高了岩土体的稳固性。

214 减小跨度的作用

预应力锚索一般间隔3~5m设计一根地梁,每根地梁纵向布有2~4个锚孔,对于整个坡面的岩土而言,一根根地梁与锚索孔组成一跨跨的支护结构组合,减少了支撑支护的跨度,改善了支护结构,提高了强度和整个边坡的稳固性。

的。以上所讲四种作用机理在有些地层是共同起作用。有些地层只有一、两种起主要作用。与传统的被动式支承结构支护相比较,预应力锚索支护结构由于受力机制改变,变被动抗阻滑为主动型抗滑,充分利用和发挥岩土体自身的支承强度,并与桩、墙、锚组成联合受力体系,其加固效果相当好。高边坡的预应力锚索加固工程应当借鉴隧道施工中新奥法掘进的基本原理和支护理论(因为新奥法掘进理论经过几十年的实践和研究,有一套较成熟和完整的理论和方法)。在边坡开挖与支护过程中尽可能地缩短边坡暴露时间,在岩土蠕变滑移之前进行支护,达到/四两拔千斤0的作用,即尽可能地利用岩土自身的支撑能力,提高边坡的稳定性,避免边坡产生滑移后再来进行支护加固。大大提高支护系统的安全系数,减少工程量和节约工程投资。3 预应力锚索加固施工技术311

设备选型与配套

预应力锚索加固施工的设备选型与配套非常重要。在条件许可的情况下,尽可能地采用边开挖边支护的方式,这样可以尽量地减少开挖边坡的暴露时间,在最短的时间内进行支护加固,可大大地增强边坡的稳固性。同时可以采用履带式自行锚杆钻机造孔,大大地提高穿孔的效率减少辅助时间,提高工效,有条件的可采用宣化)英格索兰矿山工程机械有限公司生产的CM)120型履带潜孔钻车,与寿力750HH螺杆式空压机配套。土层在20min内可以完成一个25m左右深的锚孔,岩层的穿岩速度也可以达到40~50cm/min的效率。

对于已经开挖好的边坡,就只能架设工作平台进行施工作业。在这种情况下,履带式钻机由于自身重量等问题难以进行高空作业。就只有选择轻便式的锚杆钻机来进行施工作业。我们在施工中选用无锡探矿机械厂生产的MD)50锚杆钻机与柳州压缩机总厂生产的VY)12/7-b柴油空压机配套,取得了极好的效果。MD-50钻机轻便灵活,主机、动力站、操作台可以分离,解体性强,便于搬迁和安装。该钻机对施工场地适应性强,更适合于在脚手架上施工。最大重量600kg(主机)。MD-50锚杆钻机与VY-12/7-b空压机配套,在土层施工一个25m左右孔深的锚孔大约需要40min。采用J-100B-0冲击器配套对岩层穿孔,其穿孔速度可以达到每分钟20cm左右的穿岩速度。312 造孔

造孔是预应力锚索施工中的一个关键环节,造孔质量的好,

文章编号:1004)5716(2002)05)173)02中图分类号:P64118 文献标识码:B

如何从环境学角度对地下水质量现状进行评价

王丽娟

(新疆综合勘察设计院,新疆乌鲁木齐830002)

摘 要:重点介绍如何利用环境质量评价中的水质质量系数法对地下水质量现状进行评价。关键词:环境学;地下水;质量;评价

地下水来源于大气中的水和地面水,它们构成了地下水循环系统。大气中的水通过降水作用,一部分补充了地面水,一部分通过地表渗透,淋洗土壤储藏于地下,地面水在流经的过程中,补充转换为地下水,地下水经开采用于生活、工业、农业,又通过渗透成为地下水。这种地下水环境系统决定了地下水污染的途径,即大气、地面水、土壤其中一个受到污染都可引起地下水污染。因此对地下水质量现状评价是一项非常重要的工作,它能真实地反映一个地区地下水受污染的程度。1 地下水质量现状评价方法

111 评价因子的选择

大气、地面水、土壤中的污染物都有可能进入地下水。因此,地下水中的污染物种类繁多,无机化合物有几十种,有机化合物首先要安装固定好钻机,调整和校正好方位和倾角;其次,根据不同的地层采取不同的造孔方法和措施。对于复杂地层的造孔,可以根据不同情况选择采用多种方式造孔。(1)采用跟管钻进,对于锚孔上半部复杂地层,这种方法比较有效,过去跟管钻进只能跟进到15m左右的孔深,再深孔内事故就增多很难跟进了。现在经过对套管靴丝扣的改进和其他环节的改进,已经可以跟进到四十多米的深度。(2)采用灌注水泥砂浆的方法,对于破碎掉块的地层,钻孔钻进到一定深度后,又不返风,可停止钻进,在孔内灌注水泥砂浆,待水泥砂浆凝固后,再扫孔向前钻进。(3)下孔口套管,这种方法适用于孔口10m内地层破碎,下部地层较完整的锚孔。采用大一个级配的钻头造孔,下好孔口套管,再进行下部锚孔的钻进,简单实用施工操作方便。

钻进造孔时,要根据地层情况掌握好钻进速度,不能一味地求快,造成堵孔或卡钻。终孔时,要超深钻孔50cm左右。注意清扫排净孔内的岩渣,以便于下一道工序)))下锚的进行。313 锚索组的制作与安装(下锚)

预应力锚索一般由多根Á15@7钢绞线组成一组锚索,按设计要求加工制作好,注意做好自由段的防锈处理和保护措施,固定和绑扎好扩张环,使扩张环既起到扩张的作用,又把锚索衬托在锚孔中央,以利于注浆胶结起到锚固作用。下锚时尽量做到/直、顺0,争取一步到位,一次成功。对于下不到位的锚索组,要拔起重新扫孔,松脱的扩张环重新整理绑扎好再重新下锚,以确保工程质量。31有上百种。不同地区,污染源不同,土壤成份、结构不同,地质构造不同,地下水污染物种类也不同。但是,在一般情况下,可以把地下水的污染物分为如下几类:

第一类是地下水的一般理化指标:有K+、Na+、Ca2+、Mg2+、SO2-Cl-、HCO-NH+NO-pH、矿化度、总硬度、溶解氧、耗4、3、4、2、氧量等。

第二类是重金属和非金属物质:Hg、Cr、Cd、Pb、As、F、Cn等。

第三类为有害物:酚、有机氯、有机磷等。第四类是细菌、病虫卵、病毒等。

各地区进行地下水水质评价时,根据各地区情况选择上述各类中一定数量的污染因子即可。

采用砂浆搅拌机和HBW50/15砂浆泵进行制浆和注浆,水灰比0.4~0.45。如用砂浆,注浆材料采用425号以上早强水泥,水泥与砂的配合比为1B1,砂子必须过筛,粒度

预应力锚索孔下锚注浆后,待孔内水泥砂浆和边坡孔口地梁砼达到设计强度后,就可开始进行拉拨锁定工作。采用柳州建筑机械厂生产的YCW100空心千斤顶进行张拉锁定。正式拉拨前,应取设计拉力的15%左右对锚索进行预张拉,使各个部位接触紧密,重新调紧千斤顶和锚夹具,再开始正式张拉并记录锚索的伸长值。每级加载后恒载5~10min,用千分表量测伸长值,并作好记录,张拉到设计荷载后,恒载10min,再无变化就可以锁定卸载。为避免相邻锚索张拉的干扰引起应力损失,张拉时要采用间隔跳张拉,即先张拉奇数组,后张拉偶数组,整个坡面拉拨完成后,把锚索孔口多余的锚索切除掉,用混凝土封筑锚头。4 结束语

随着预应力锚索施工机具和施工技术、工艺的不断改进和完善,以及在高边坡支护加固中的作用和优点被人们所不断深化认识和接受。可以断言,在今后的地质灾害治理、高边坡加固支护,