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預應力錨桿加固邊坡的作用機理及優越性

作者:admin 日期:2018-04-10 10:05 人氣:
一、作用機理
  預應力錨桿加固邊坡,實際上是通過對錨桿進行預張拉,主動對邊坡施加一個作用力丁,使之在可能的滑動面上產生一個主動正壓力rsina和切向力rc0sa,二者組成抗滑力P借此平衡下滑力咒。
  二、優越性
  預應力錨桿是主動受力結構,與常規的結構物相比,其優越性在于:
  (1)可以在坡面上形成一個雙向受壓力區,約束邊坡變形;
  (2)可以部分改善巖體力學性質,提高軟弱面上的抗剪強度。據有關資料介紹,某工點在使用錨桿之后,其軟弱結構面上的c、妒值分別提高了16%和ll%。
 
  (3)預應力錨桿作為一個力系,其大小、方向、作用點均可自由選擇,因而,可以充分發揮工程材料和巖土自身的強度。
  (4)錨桿受力可靠,當錨桿施加預應力錨固后,對被錨固的巖體或建筑物立即產生主動壓力,發揮錨固效應。
  (5)采用錨桿可以使作用力均勻分布于需加固的邊坡上,對地形、地質條件適應力強,施工條件易得到滿足。
  (6)錨桿施工無需開挖、放炮,對巖土體基本不產生擾動破壞,能維持滑動面本身的力學性質不變,施工干擾少,安全易得到滿足。
  三、錨桿制作與安裝
  在錨桿制作上,棒式錨桿的制作十分簡單,一般首先按要求的長度切割鋼筋,并在外露端加工成螺紋以便安裝螺母,然后在桿體上每隔l~3m安放隔離件以使桿體在孔中居中,最后對桿體按要求進行防腐處理,這樣棒式錨桿的制作便完成。而對于多股鋼絞線的錨桿制作較復雜,其錨固段的鋼絞線呈波浪形,自由段的鋼絞線必須進行嚴格的防腐處理。對于錨桿總的要求如下:
  (1)嚴格按照設計進行鋼筋(或鋼絞線)選材。對進場的鋼筋或鋼絞線必須驗明其產地、生產日期、出廠日期、型號,并核實生產廠家的資質證書及其各項力學性能指標。同時須進行抽樣檢驗,以確保其各項參數達到錨固施工要求。對于預應力錨固結構,優先選用高應力、低松
  弛的鋼絞線,保證其與混凝土有足夠的粘結力(握裹力),同時應保證預應力損失后仍能建立較高的預應力值。
  (2)嚴格按照設計長度進行下料。對進場鋼筋經檢驗達到上述技術要求后,即可進行校直、除銹處理,然后,按照施工設計長度迸行斷料,其長度誤差不應大于50mm。一般實際長度應大于計算長度的0.3~0.5m,但不可下得過短,以致無法鎖定或者給后續施工帶來不便。
  四、注漿施工
  錨固的注漿是錨桿施工過程中的一個重要環節,注漿質量的好壞將直接影響錨桿的承載能力。錨孔一般采用水泥漿或水泥砂漿灌注,水泥砂漿的配合比、材料質量在很大程度上決定了錨桿的粘結強度和防腐效果。因此錨桿注漿施工應當嚴格把握水泥砂漿質量、漿液性能、注漿工藝以保證注漿質量。一般要求有:
  (1)按設計規定選擇水泥漿體材料。水泥標號選用425號的新鮮普通硅酸鹽水泥,對進場水泥應復查力學性能。攪拌漿液所用水中不含有影響水泥正常凝結、硬化的有害物質。選用砂料的含泥量按重量計不得大于3%,砂中有害物質(如云母、輕物質、有機物、硫化物等)含量應低于1%~2%,砂的粒徑以細砂(平均粒徑小于0.3ram)較好,但要求含水量不應大于3%。如果在施工中砂粒徑過大或者水泥砂漿中放砂量過多,在注漿過程中很容易導致注漿管堵塞。J'l'/Jn劑的品種與用量由試驗確定,一般情況下加速漿體凝固的水玻璃摻量為0.5%~3%;提高漿液擴散能力和可泵性的表面活性劑(或減水劑),如三乙醇胺等,其摻量為水泥用量的0.0296~0.05%。
  (2)注漿作業應連續緊湊,中途不得中斷,使注漿工作在初始注入的漿液仍具塑性的時間內完成;在注漿過程中,邊灌邊提注漿管,保證注漿管管頭插入漿液液面下50~80cm,嚴禁將導管拔出漿液面,以免出現斷桿事故。實際注漿量不得少于設計錨桿的理論計算量,即注漿充盈系數不得小于1.0。
  (3)二次高壓注漿形成連續球型錨桿的注漿還應注意:一次常壓注漿作業應從孔底開始,直至孔口溢出漿液;對錨固體的二次高壓注漿應在一次注漿形成的水泥結石體強度達到5.0MPa時進行,注漿壓力和注漿時間可根據錨固體的體積確定,并分段依次由下至上進行。
  (4)框架梁制作??蚣芰翰捎肅25混凝土整體澆注?;A先鋪墊2cm砂漿調平層,再進行鋼筋制作安裝,鋼筋接頭需錯開,同一截面鋼筋接頭數不得超過鋼筋總根數的1/2,且有焊接接頭的截面之間的距離不得小于lm。如錨桿與豎梁箍筋相干擾,可局部調整箍筋的間距。砼澆筑,尤其在錨孔周圍,鋼筋較密集,一定要仔細振搗,保證質量。
  五、錨桿的張拉與鎖定
  該錨桿加固邊坡防護采用高強度、低松弛鋼絞線,鋼絞線標準強度為Rby:1860MPa。錨桿張拉控制力為520.8kN,超張拉1096。錨桿的張拉,其目的就是要通過張拉設備使錨桿桿體自由段產生彈性變形,從而對錨固結構施加所需求的預應力值。在張拉過程中應注重張拉設備選擇、標定、安裝、張拉荷載分級、鎖定荷載以及量測精度等方面的質量控制,一般要求如下:
  (1)張拉設備要根據錨桿體的材料和鎖定力的大小進行選擇。選擇時應考慮它的通用性能從而使得它具備除可能張拉配套錨具外,還能張拉盡可能多的其他系列錨具的通用性能,做到一項多用。
  (2)張拉前對張拉設備進行標定。對于1000kN以下的千斤頂,可用2000kN的壓力機標定,標定的數據與理論值誤差應小于2%。
  (3)安裝錨夾具前,要對錨具進行逐個嚴格檢查。錨具安裝必須與孔道對中,夾片安裝要整齊,裂縫要均勻,理順注漿管后依次套入錨墊板、工作錨、限位板,在限位板上用千斤項預拉,每根預拉一定荷載后,再套入千斤頂、工具錨、工具夾片等。
  (4)張拉前,必須待錨固段、承壓臺(或梁)等構件的混凝土強度達到設計強度方能進行張拉,同時必須把承壓支撐構件的面整平,將臺座、錨具安裝好,并保正和錨桿軸線方向垂直。
  (5)張拉應按一定程序和設計張拉速度(一般為40kN/min)進行。正式張拉前進行二次預張拉,張拉力為設計拉力的10%~20%。正式張拉荷載要分級逐步施加,不能一次加至鎖定荷載。
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