陳魏蔚

(中鐵十九局集團(tuán)礦業(yè)投資有限公司,北京 100000)

不同地質(zhì)情況下壓力分散型錨索加固工程基本試驗(yàn)分析

陳魏蔚

(中鐵十九局集團(tuán)礦業(yè)投資有限公司,北京 100000)

本文結(jié)合新疆蒙庫(kù)鐵礦巷道洞口邊坡項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工,通過(guò)對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索基本試驗(yàn)總結(jié),分析了壓力分散型錨索在不同地質(zhì)情況下的粘結(jié)強(qiáng)度和安全系數(shù)。

錨固工程 壓力分散型錨索 粘結(jié)強(qiáng)度 安全系數(shù) 荷載級(jí)數(shù)

蒙庫(kù)鐵礦位于新疆阿拉泰地區(qū)東部,施工主要以巷道開(kāi)挖工程為主,洞口外邊坡最高為46.4米,地質(zhì)多為松散的弱風(fēng)化巖層,節(jié)理裂隙發(fā)育,地下水發(fā)育,邊坡穩(wěn)定性差,不同程度的存在軟弱的夾層,邊坡防護(hù)主要采用壓力分散型錨索,在國(guó)內(nèi)尚屬一種新型的邊坡加固工程,下面就蒙庫(kù)鐵礦巷道洞口外高邊坡不同地質(zhì)情況下壓力分散型錨索工程基本試驗(yàn)做一分析,給以后工程設(shè)計(jì)提供參數(shù)。

1 基本理論

抗拔試驗(yàn)取各試驗(yàn)孔的破壞荷載的95%為極限荷載,按照以下公式計(jì)算錨固體與巖土之間的粘結(jié)強(qiáng)度值Γ:

Γ＝RU/pDL0試

RU＝P′95%

Γ:錨固體與巖土體之間的粘結(jié)強(qiáng)度;

D:錨孔直徑,

L0試:試驗(yàn)孔錨固段長(zhǎng)度;

RU:極限荷載,取試驗(yàn)孔破壞荷載的95%;

P:試驗(yàn)孔破壞荷載,由抗拔力試驗(yàn)取得;

相應(yīng)部位工程孔錨固體安全系數(shù)K0值,由下式確定:

K0=pD L0Γ/Nt

將Γ＝RU/pDL0試代入上式,得

K0=L0RU/NtL0試

L0:工程孔錨固段長(zhǎng)度,

Nt:錨索設(shè)計(jì)荷載。

2 實(shí)例分析

2.1 工程介紹

洞口外有三處邊坡為不同地質(zhì),其地質(zhì)情況如下。

邊坡一、錨固段為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖。邊坡二、錨固段為破碎強(qiáng)風(fēng)化花崗巖,并且富含水體。

邊坡三、錨固段為粘性土。

壓力分散型錨索由三個(gè)單元組成,每個(gè)單元由兩根無(wú)粘結(jié)鋼絞線(xiàn)內(nèi)錨于鋼質(zhì)承載體組成,工程孔錨固段為12m,孔徑為130mm,設(shè)計(jì)拉力為700KN,注漿體為純水泥漿,實(shí)驗(yàn)孔錨固段分別為8m,6m,4m組成。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)循環(huán)加載試驗(yàn),得出不同地質(zhì)情況下的粘結(jié)強(qiáng)度和安全系數(shù),(表2)列出其中三個(gè)孔在不同地質(zhì)情況下試驗(yàn)結(jié)果。

從(表2)試驗(yàn)結(jié)果表明,錨固段富含水體時(shí)或?yàn)檎承酝敛荒軡M(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,在工程中通過(guò)對(duì)基本試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,及時(shí)通過(guò)設(shè)計(jì)單位對(duì)其參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,在山坡二采取二次劈裂注漿,并增設(shè)排水平孔。山坡三采取降低錨固力措施,增加錨索個(gè)數(shù),提高整體錨固力。

3 結(jié)語(yǔ)

預(yù)應(yīng)力錨索施工中,由于設(shè)計(jì)階段不能完全掌握地質(zhì)情況,因此強(qiáng)調(diào)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。特別錨孔中富含水體或錨固段為粘性土大大降低了粘結(jié)強(qiáng)度和安全系數(shù)。通過(guò)基本試驗(yàn)了解地質(zhì)情況,及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù),改變?cè)O(shè)計(jì)方案,確保在錨索施工中發(fā)生不必要的損失。因此說(shuō)預(yù)應(yīng)力錨索施工中,基本試驗(yàn)極為重要,它是保證高邊坡穩(wěn)定進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索高邊坡防護(hù)工程屬于隱蔽性強(qiáng)的施工作業(yè),其施工工藝復(fù)雜技術(shù)難度大。因此,只有精心組織,規(guī)范施工,才能確保巷道工程質(zhì)量,改善邊坡的失穩(wěn)狀態(tài),促使邊坡穩(wěn)定,實(shí)現(xiàn)礦山巷道作業(yè)安全。

[1]陳新松,趙樂(lè)剛.邊坡錨固工程施工工藝簡(jiǎn)介.西部探礦工程,2004(12).

[2]中冶集團(tuán)建筑設(shè)計(jì)總院.巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程.

[3]錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范.GB50086-2001.

[4]建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)程.GB50330-2002.

[5]蘇自約,陳謙,徐禎祥,劉璇.錨固技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用.人民交通出版社,2006.

2.2 試驗(yàn)方法

(1)首先把所有的錨筋一起拉至A×fptk的0.1～0.2倍(A為錨筋的截面積,fptk為錨筋承載力標(biāo)準(zhǔn)值),使錨筋拉直,然后松開(kāi);隨后再采用循環(huán)加荷,每級(jí)加荷增量宜取A×fptk的1/10倍。

初始荷載為0.1×A×fptk+差異荷載。(2)錨索加荷等級(jí)與觀測(cè)時(shí)間見(jiàn)表1。(3)在每級(jí)加荷等級(jí)觀測(cè)時(shí)間內(nèi),測(cè)讀錨頭位移3次。(4)在每級(jí)加荷等級(jí)觀測(cè)時(shí)間內(nèi),錨頭位移量不大于0.1時(shí),可施加下一級(jí)荷載;否則需延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間,直至錨頭位移增量2.0h小于2.0時(shí),方可施加下一級(jí)荷載。

錨索試驗(yàn)中出現(xiàn)下列情況之一時(shí)可視為破壞,應(yīng)終止加載:

(1)錨頭位移不收斂,錨固體從巖土層中拔出或錨索從錨固體中拔出;(2)錨頭總位移量超過(guò)設(shè)計(jì)允許位移值;(3)后一級(jí)荷載產(chǎn)生的錨頭位移增量超過(guò)前一級(jí)荷載產(chǎn)生位移增量的2倍;(4)錨索材料拉斷。

表1 錨索基本試驗(yàn)加荷等級(jí)與觀測(cè)時(shí)間

表2 基本實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總表