楊玉玲

1 概述

邊坡治理是一項技術(shù)復(fù)雜、施工困難的災(zāi)害防治工程。近年來，隨著基礎(chǔ)建設(shè)事業(yè)的高速發(fā)展，以及大型重點工程項目的日益增多，邊坡治理越來越突出。而錨索框架結(jié)構(gòu)是邊坡處治技術(shù)的一種，它的主要作用是將邊坡坡體的剩余下滑力或土壓力、巖石壓力分配給格構(gòu)結(jié)點處的錨索，然后通過錨索傳遞給穩(wěn)定地層，從而使邊坡坡體在錨索提供的錨固力作用下處于穩(wěn)定狀態(tài)。錨索框架支護(hù)技術(shù)具有布置靈活、格構(gòu)形式多樣、調(diào)整截面方便、與坡面密貼、可隨坡就勢等顯著優(yōu)點，能夠解決邊坡的深層加固問題，已越來越多的應(yīng)用于高邊坡處治中。

2 框架形式

在錨索框架結(jié)構(gòu)中框架材料一般有漿砌塊石、現(xiàn)澆鋼筋混凝土或預(yù)制預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土;常用形式有方形、棱形、人字形、弧形。錨固材料為預(yù)應(yīng)力錨索。

2.1 漿砌塊石框架

漿砌塊石框架錨固采用方形、棱形、人字形或弧形的漿砌塊石框架并且使用錨桿固定，起到固定坡體表層的作用。這種錨固體系適用于整體穩(wěn)定性好、前緣坡度較小的邊坡。

2.2 現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架

采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架梁護(hù)坡時，錨索穿過滑動面來阻滑。其特點是框架布置靈活，與坡面密貼，能較好的適應(yīng)地形變化，與漿砌塊石框架相比整體剛度有很大提高?？蚣艿囊话悴贾眯问接蟹叫?、棱形、人字形和弧形等形式。框格內(nèi)可掛網(wǎng)、植草或噴射混凝土進(jìn)行坡面防護(hù)，也可以采用現(xiàn)澆混凝土板進(jìn)行加固。框架結(jié)點處用預(yù)應(yīng)力錨索固定，此時，現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架不僅能起到護(hù)坡的作用，同時還起到墩錨的作用。這種支護(hù)技術(shù)適用于整體穩(wěn)定性差，尤其是受削坡條件限制的邊坡工程。

2.3 預(yù)制預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土框架

預(yù)制預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土框架錨固是指預(yù)制的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土框架與預(yù)應(yīng)力錨索組合結(jié)構(gòu)。張拉錨索產(chǎn)生的錨固力由預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土框架傳遞給坡面，使坡面處于穩(wěn)定狀態(tài)?？蚣苄问揭话阌惺中?、半正方形、正方形和一字形。

3 錨索預(yù)應(yīng)力損失

對于預(yù)應(yīng)力錨索，預(yù)應(yīng)力值的長期穩(wěn)定性是錨固工程永久性與安全性的重要前提，在實際應(yīng)用中，由于預(yù)應(yīng)力錨索長期處于受荷狀態(tài)，錨索會因松弛而導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力的損失。所謂松弛損失就是指預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中，在鋼絞線長度不變的情況下，內(nèi)部應(yīng)力隨著時間增長而減小的現(xiàn)象。影響錨索預(yù)應(yīng)力損失的因素主要有以下幾點。

3.1 錨索材料的影響

試驗表明:長期受荷的鋼材預(yù)應(yīng)力松弛損失量通常為5%～10%，在相同的應(yīng)力作用下，受荷100 h和1 000 h的松弛損失量分別約為受荷1 h所造成的2倍、2.5倍。

3.2 張拉荷載的影響

試驗表明:鋼材的應(yīng)力松弛值與張拉荷載大小也有一定的關(guān)系，當(dāng)施加的應(yīng)力超過鋼材強(qiáng)度的50%時，應(yīng)力松弛會顯著增加。

3.3 巖體蠕變的影響

由于巖體的不連續(xù)性和各向異性，受荷區(qū)的單元在應(yīng)力作用下將產(chǎn)生塑性壓縮或相對變位，這些變形隨時間而變化，即為巖體蠕變。對錨索結(jié)構(gòu)而言，蠕變主要發(fā)生在應(yīng)力集中區(qū)。巖體在受壓情況下變密實，錨索預(yù)應(yīng)力因此而損失。但預(yù)應(yīng)力降低的速率隨時間的增加而減緩，最終達(dá)到平衡。巖石越堅硬，蠕變越小，預(yù)應(yīng)力損失值越小;對松散破碎巖石或軟弱巖石，因巖體在應(yīng)力作用下產(chǎn)生的變形較大，由巖體蠕變而引起的預(yù)應(yīng)力損失值較大。

3.4 錨頭夾具的影響

在錨具夾片回縮的影響下，鋼絞線回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失值可根據(jù)下式求出:

其中，Ns為預(yù)應(yīng)力損失值;ΔL為錨具、夾片的變形回縮值;L為自由段的有效長度;Ey為鋼絞線的彈性模量;A為鋼絞線的截面積。

3.5 張拉系統(tǒng)的影響

錨索張拉系統(tǒng)包括油泵、油表、油管和千斤頂?shù)炔糠帧Ｏ鄳?yīng)的預(yù)應(yīng)力損失參數(shù)一般廠家未給出，但有關(guān)文獻(xiàn)指出張拉系統(tǒng)的摩阻損失為2%～4%，即油表反映的張拉力比千斤頂?shù)撞夸摻g線的受力要大，一般張拉均以油表讀數(shù)為基礎(chǔ)，故應(yīng)考慮張拉系統(tǒng)引起的預(yù)應(yīng)力損失。

3.6 混凝土的收縮及蠕變的影響

充當(dāng)錨索錨頭的錨墩體通常為抗滑樁和框架梁等混凝土構(gòu)筑物，這些構(gòu)筑物本身具有收縮和蠕變的性質(zhì)，受到大噸位的壓力后會產(chǎn)生一定量的壓縮變形進(jìn)而引起預(yù)應(yīng)力損失。

3.7 爆破與地震等沖擊力或振動的影響

爆破與地震等發(fā)生的沖擊振動引起的預(yù)應(yīng)力損失量比長期靜荷載作用引起的預(yù)應(yīng)力損失量要大得多，沖擊振動作用不僅使預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生損失，而且還會使錨固段的錨固力發(fā)生變化，尤其對破碎松散巖體會產(chǎn)生較大的影響。

3.8 張拉順序的影響

同一結(jié)構(gòu)物上有多孔錨索時，理論上最合理的是同步張拉，但由于設(shè)備受限，實際上通常是一臺設(shè)備依次張拉。如此一來，當(dāng)張拉后面的錨索時，由于壓應(yīng)力增大，受荷區(qū)進(jìn)一步壓縮變形，此前張拉的錨索預(yù)應(yīng)力就會損失一部分。

3.9 降雨及溫度變化的影響

降雨量及降雨歷時對錨固力的影響集中反映在巖體裂隙較為發(fā)育、滲透系數(shù)較大的部位。降雨的影響主要表現(xiàn)為錨固應(yīng)力的增加，且具有時間滯后效應(yīng)。但隨著裂隙水的消散，增加的錨固應(yīng)力也會消散。溫度的變化使索體發(fā)生變化，而導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力的變化。影響錨索預(yù)應(yīng)力損失的因素眾多且極為復(fù)雜，通過優(yōu)化設(shè)計并加強(qiáng)施工中的控制，能有效地減少預(yù)應(yīng)力損失，達(dá)到較好的加固效果。

4 結(jié)語

根據(jù)錨索框架的特點和作用，錨索框架加固技術(shù)特別適用于坡度較陡、坡體巖石均勻且較堅硬的公路邊坡或公路滑坡。對于不同穩(wěn)定性的邊坡應(yīng)采用不同的框架形式和錨固形式的組合進(jìn)行加固或坡面防護(hù)。此外，預(yù)應(yīng)力錨索有一定的適用條件，使用過程中預(yù)應(yīng)力損失的原因是復(fù)雜的，為了避免和減少預(yù)應(yīng)力的損失，在實際工程中，應(yīng)強(qiáng)調(diào)錨索材料的優(yōu)選，注重巖體條件的選擇，設(shè)計時應(yīng)避免張拉力過大，施工時采用超張拉、同步張拉，定期監(jiān)測補位，選擇適宜的時間對錨索超張拉或補償張拉，避免爆破和大的振動。

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