岩土锚固工程的长期性能与安全评价分析

岩土锚固工程的长期性能与安全评价分析

广西第四地质队广西南宁530031

摘要:岩土锚固技术是一种将预制的锚杆埋入岩(土)层中,增强岩(土)体强度的技术手段。岩土锚固技术在我国建筑行业广泛应用,通过对岩土锚固工程的长期性能进行系统分析,解决其存在的各种质量问题是现阶段必须要重视的问题。对此,文章主要对岩土锚固工程的长期性能以及安全评价等相关问题进行了系统的分析研究。

关键词:岩土锚固工程;长期性能;安全评价

岩土锚固工程在实践中应用可以有效的改善建筑边坡环境问题。岩土锚固工程在我国土木、水利水电、铁(公)路工程中发展迅速,应用相对较为广泛。而加强对岩土锚固工程的长期性能以及安全评价分析,可以提升整体的施工安全,解决各种质量问题,可以在根本上推动建筑行业的长足发展。

1岩土锚固技术介绍

锚固技术在实践中就是将受拉杆件的一端在边坡、地基的岩土层中进行固定,将其固定端称之为锚固端,而其另一端与工程的建筑物进行链接,这样其就会承受整个土压力、水压力、内力等压力在整个建筑物上的施加的推力,在通过利用在地层中的锚固力,就可以维持整个建筑物(边坡)的稳定性。锚固在结构上可以分为抗滑桩锚固、锚洞锚固、喷锚支护锚固、预应力锚固四种类型的锚固。而喷锚支护涵盖了喷混凝土支护锚固、锚杆支护锚固、喷混凝土锚固与锚杆支护锚固、钢筋网锚固。喷锚支护就是在整个岩土开挖作业之后,随即开挖面,立即喷射混凝土的作业,在必要的时候要通过增设锚杆以及钢筋网的方式稳定整个岩土。

锚固技术在岩土工程中的应用范围相对较为广泛,可以在地下建筑物的加固处理、基坑维护等相关临时性的锚杆作业中应用,也可以在一些永久性的加固措施中应用,可以在边坡的开挖作业、坝体、桥台以及输电铁塔的倾覆加固、烟囱以及敲桥基加固作业中应用。

而我国在上个世纪50年代的后期开始在矿山巷道中应用锚杆支护,后来逐渐在矿山、冶金、交通以及土木建筑施工等诸多领域中广泛应用。在坚硬稳定的岩土、松软破碎的岩土等不同类型的岩土中均可有效应用;在小巷道、大跨度硐室中也可以全面应用;在静荷条件、动荷条件等不同的环境中均可以应用此种技术。随着我国大型水电工程的建设增多,锚固工程的数量逐渐增多,锚固技术是得到了广泛的应用,在诸多的工程中均应用了预应力锚索加固等岩土锚固技术。

2提升岩土锚固长期性能的方法

现阶段的发展中,加强对岩土锚固工程中的老旧锚杆问题的重视,综合实际状况对其进行修复、补强;解决存在的抗拉拔强度、腐蚀等问题也是现阶段研究的重点;而如何解决锚杆在时间增加过程中出现的结构失稳和破坏等问题也是提升岩土锚固长期性能的主要方式,对此在实践中可以综合以下几点开展:

2.1保证锚杆安全度适宜

在预应力锚杆设计中工作荷载以及自由张拉段长度是较为重要的两个要素,要想保障整个工作荷载的合理性,必须要选择合适的锚固体抗拔安全系数、抗拉安全系数;要合理控制其自由段,保障其长度在5.0米范围之内,伸入到破坏面以及潜在的滑移面则要控制在1.5米之上;而对于永久性的岩土锚杆中,其抗拔安全系数则要高于2.0;其抗拉安全系数则要高于1.8之上。而在特殊性的预应力锚杆中必须要避免钢绞线受力不均匀问题,也要避免其在高拉应力状态之下受到各种应力腐蚀问题的影响,在抗拉安全系数必须要高于2.0之上。例如,在钢丝以及高强钢绞线等筋体中高承载力预应力锚杆。

2.2建立有效的锚杆预防体系

对于永久性的锚杆,针对不同的部件均要设置系统的防腐保护方式,要构建专业的锚杆防护性系统,加强对锚杆的控制与管理,进而凸显其整体性能,对此在实践中可以基于以下几点开展:

第一,要对锚杆进行周密的调查以及系统的检验分析,判断工作周边环境是否存在腐蚀性;第二,通过双层防护性的措施,利用两层物理防护层对其系统保护;第三,保障自由端的永久性自由,进而保障锚杆荷载传递给锚固体;第四,锚杆张拉在锁定之后,要基于锚头下方进行封闭灌浆作业;第五,要对外露的钢筋、钢绞线以及锚具进行防腐控制,涂抹防腐油脂,其中锚头保护层的厚度要控制在5cm之内;第六,要保障其防护系统的韧性与其强度,保障其在张拉锁定之后测定锚杆的电绝缘数值;在锚杆防护系统的运输以及安装过程中要对其进行精准控制,避免受到损坏。

2.3改善稳定性的锚固性结构

在土层、软岩锚固中均可以应用压力分散类型的锚固体系,在实践中应用此种类型的锚杆其受到荷载的时候应力集中现象问题会显著降低,而黏结应力则分布相对较为均匀,其蠕变量也会适度的减少。加之,锚杆全长均进行了双层的防腐设置,整个锚固段灌浆体均处于受压状态之中,其具有良好的防腐性能。而软土锚固可以通过重复高压管灌浆类型的锚杆,就会显著的提升锚杆极限抗拔力,有效的降低蠕变变形问题。针对具有节理裂隙发育的一些溶蚀岩层以及破碎岩层的锚固设置,在实践中要加强对袋式挤压型锚杆的研发,要加强对水泥灌浆浆液流失的系统控制,这样才可以提升灌浆体的整体完整度以及饱满度。

2.4锚杆验收试验

要对锚杆的数量以及最大试验荷载值、验收合格标准等进行系统的试验分析。其中,锚杆多循环张拉试验最大试验荷载作用下,在十分钟时间内锚杆的位移增量应小于1.0mm,不能满足时,则增加持荷时间至60分钟时,锚杆累计位移增量应小于2.0mm;如果高于规定数值,在应用过程中年就会导致锚杆出现蠕变量过大导致的失效问题。同时对于验收不合的锚杆必须要及时更换处理,也可以降低抵抗力应用。在验收过程中必须要基于既定的标准严格处理,加强对锚杆的质量控制,保障其整体性能。

2.5对锚杆进行长期监测以及维护管理

在岩土锚固工程生命周期中,在遇到冻融、暴雨以及变异荷载等问题的影响就会增加锚杆的工作荷载,进而影响整个锚杆的工作性能指标。针对在施工作业或者设计中存在质量缺陷的工程中,其自身的抵抗能力相对较差,在实践中必须要对锚杆构建一个持续的、场地的监测系统,构建完善的锚杆检测系统,加强对锚杆应用维护管理,系统评价,进而了解岩土锚固工程整个生命周期中的安全性,及时处理各种安全隐患问题。

3岩土锚固工程的安全评价

要想充分的凸显岩土锚固工程的性能,提升其应用的安全性,保障工程质量,在实践中必须要加强对岩土锚固工程的长期性能与安全评价工作的重视。对此,在实践中要通过安全评价模式的构建、加强对锚固工程危险源的识别分析以及对锚固长期性能进行系统监测等方式,提升对岩石锚固工程的安全评价,其具体如下:

3.1安全评价模式

在我国岩土锚固工程发展过程中,并没有对岩土锚杆的长期性能进行深入的研究分析,缺乏对新建岩土锚固工程的长期监测分析,在岩土锚固工程的应用过程中,会受到各种不良因素的影响,在这些因素的影响之下就会导致锚杆性能弱化等问题。对此,必须要加强对岩土锚固工程的长期性能监测,及时识别其存在的各种风险率以及危险源问题,要对岩土锚固工程的安全工程临界指标进行科学的设置,对于存在安全隐患的岩土锚固工程必须要综合实际状况探究有效的解决方式与手段,构建完善的安全评价系统,保障岩土锚固工程的安全性。

3.2加强对锚固工程危险源的识别分析

加强对锚固工程危险源的识别分析,可以提升岩土锚固工程的安全性。对此,在实践中必须要对锚固长期性能的危险源进行分析,要了解工程防排水设施工作状况的稳定性,是否存在局部或者全面破坏的危险性问题;分析岩土锚固工程是否存在锚杆腐蚀介质,对于存在的杂散电流环境进行系统分析。同时在暴雨季节中一些雨水会渗入到边坡之中,这样就会导致锚杆出现侵蚀性问题,对此必须要及时观察暴雨侵蚀程度与状况;要对岩土锚固工程中临近位置的安全工作危险性因素进行系统分析,加强对振动、爆破以及开挖作业的处理;及时观察一些传力装置、工程的影响范围,对建筑物以及岩土体存在的异常变形问题进行系统分析,了解其是否存在异常的变形问题,详细测绘变形特征了解实际的分布状况。

3.3对锚固长期性能进行系统监测

要及时分析岩土锚固工程的危险源,对其安全状态进行正确的评价分析,加强对岩土锚固工程各项指标性能的监督管理,分析锚杆的极限承载力,要对总工程量锚杆的l0%开展抗拔试验,对于锚杆外露的钢绞线接线要进行及时处理,进行张拉测量,了解其极限承载力;对锚杆初始的预应力变化进行分析,通过对永久性锚杆的10%的锚杆初始预应力进行变化监测分析,了解锚杆荷载状况,通过振弦式测力计对其进行定期的测量分析,了解锚杆的初始预应力的实际变化状况;加强对锚杆腐蚀状况的分析,综合国际领域中各种优秀的经验,加强对锚头混凝土保护层以及距离锚头10m范围之内的灌浆体之上的筋体腐蚀状况进行系统监测分析,了解实际状况及时分析处理。

结束语

在现阶段的发展中,在科技手段的不断发展过程中,原有的岩土锚固方法无法满足实际的工程发展需求,对此必须要加强对岩土锚固工程的重视,加强对岩土锚固工程的理论研究,合理的应用各种材料以及技术,通过对岩土锚固工程的长期性能与安全评价分析,提升岩土锚固工程质量,进而提升工程的安全性,为社会经济的发展奠定基础。

参考文献:

[1].韩永福.岩土锚固工程的长期性能策略分析[J].四川水泥,2017(9).

[2].田凯.岩土锚固工程的长期性能与安全评价[J].房地产导刊,2016(11).

[3].胡敬美,刘东伟,赵圣银.岩土锚固工程的长期性能与安全评价[J].工程技术:全文版,2016(8):00010-00010.

[4].张瑞锋.岩土锚固工程的长期性能与安全评价[J].工程技术:全文版,2016(59):00114-00114.

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