文档介绍：武广客运专线预应力锚索框架梁——新兴的地基加固施工工艺中铁十九局集团第五工程有限公司宋扬牟俊杰一、前言通过近些年我国铁路建设事业的快速发展和路堑高边坡的大量涌现,人工高路堑边坡加固工艺已不断完善起来,预应力锚索框架梁防护形式,作为一种合理有效的边坡加固措施,由于其结构比较简单,提供的支护力大,便于施工,与生态环境景观协调性好,所以近几年更是广泛地用于工程实际中。本文结合武广客运专线高边坡路堑预应力锚索框架梁的应用,对预应力框架梁施工工艺进行总结论证,特编写此工法,望类似工程参考借鉴二、工法特点预应力锚索框架梁加固滑坡体,作为一种主动加固方法,能调动坡体自稳能力,改变坡体的应力状况,且安全稳定、美观轻巧,综合造价及社会经济效益明显,明显优于传统的支护结构,在边坡治理中有广泛的应用前途三、使用范围预应力锚索框架梁适用于构造发育的岩质路堑边坡、顺层及滑坡地段、软硬质岩互层路堑高边坡地段等相同地质条件、相同加固机理的预应力锚索框架梁施工作业指导。四、工艺原理锚索框架梁加固法原理锚索框架梁作为一种主动加固滑坡体的方法,是通过充分调动岩体的自身强度,将滑坡体形成的滑坡推力通过锚索框架梁结构体传到滑床内稳定岩层中,从而改变滑坡体内的应力状态,达到边坡稳定的目的。锚索框架梁结构体主要由锚索和框架梁两部分组成,其中锚索提供的巨大锚固力(即锚固段的极限抗拔力),框架梁将预应力锚索提供的锚索张拉力分散到滑坡体岩(土)体中,以抵抗滑坡体滑坡推力,从而改变滑坡体的应力分布。1、锚索(如图4-1)锚索的作用原理可从锚索的受力状态进行分析,如图4-2将锚固段的砂浆作为自由体,在锚固段受力时,拉力(T)首先通过钢绞线周边的砂浆握裹力μ传递到砂浆中,然后再通过锚固段钻孔周边的地层摩阻力传递到锚固的稳定地层中,因此锚索体除自身需要足够的截面积承受拉力外,还要受以下条件制约:(1)锚固段的砂浆对于钢绞线的握裹力需能承受的极限拉力:(2)锚固段地层对于砂浆的摩擦力需能承受的极限拉力:(3)锚固段地层在最不利的条件下仍能保持整体稳定性。图4-1注浆锚索体结构祥图图4-2锚固段受力状态2、框架粱(如图4-3)框架粱的受力一般按纵粱和横梁之间为铰支连接的假设,对纵梁和横梁单独分析,其受力模式如图4-4所示,作用在框架梁上的主要外力为锚索张拉力和梁下岩(土)体的压力,但梁下岩(土)体的压力在锚索张拉阶段和工作阶段力的性质不同,张拉阶段地基反力主要是由梁主动压岩(土)体而产生的被动压力;工作状态,由于随着滑坡体的滑移变形,所以地基反力主要是由梁下滑坡体变形形成主动压力,工作阶段的框架梁按连续梁来计算。图4-3锚索框架正视图图4-4框架粱受力状况预应力锚索穿过边坡滑动面的预应力锚索,外端固定于坡面,另一端锚固在滑动面以内的稳定岩体中。锚索的预应力使不稳定滑体处于较高围压的三向应力状态,岩体强度和变形特性比在单轴压力及低围压条件下好得多;结构面处于压紧状态使结构面对岩体变形的消极影响减弱,显著提高了岩体的整体性;锚索的锚固力直接改变了滑面上的应力状态和滑动稳定条件。如图4-5,锚索受力情况图:图4-5锚索受力图示由图4-5可知,由预应力锚索的锚固力所增加的抗滑阻力增量为:式中:——锚索设计拉力值;、——分别为垂直于滑面方向的分力和沿滑面的分力;——滑动面倾角;——锚索与水平方向的夹角;——滑动面的内摩擦角。由上式可知,预应力锚索一方面可直接在滑面上产生抗滑阻力,另一方面可通过增大滑动面上的正应力来增大抗滑摩擦阻力。总之,预应力锚索通过提高边坡岩体的整体性和增加滑面上抗滑阻力来加固岩体,促使其稳定。五、施工工艺流程及操作要点(一)预应力锚索施工工艺流程预应力锚索框架梁施工主要有三道工序:钻孔、框架梁施工和张拉注浆。预应力锚索框架梁施工工艺流程图如图5-1。1、施工方法及步骤:(1)钻孔①锚孔测放根据各工点实际开挖坡面图,按设计间距及尺寸将锚孔位置准确测放在坡面上,孔位误差不得超过10mm。如遇既有刷方坡面不平顺或特殊困难场地时,需经设计监理单位认可,在确保坡体稳定和结构安全的前提下,适当放宽定位精度或调整锚孔定位间距。②钻孔设备为提高钻孔的效率和保证钻孔质量,一般采用潜孔冲击式钻机。该钻机所配钻杆是统一规格,按锚索设计长度将钻孔所需钻杆摆放整齐,钻杆用完,孔深也恰好到位。图5-1预应力锚索框架梁施工工艺流程图注浆配合比设计施工准备边坡清理锚孔定位钻孔清孔锚索安装注浆张拉注浆封锚补偿张拉钻机定位钻机选择钻孔记录高压风管钢绞线加工、除锈框架梁浇注锚索制作砼配合比设计基槽开挖支立模板钢筋加工及安装注浆及砼强度达到设计强度的70%脚手架搭设③钻机就位锚孔钻进施工搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架,根据坡面上已测放好的孔位,准确安装固定钻机,并严格进行机位调整,应达到“正、平、稳、固”的