CN113293780A - 一种破碎滑坡体的加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种破碎滑坡体的加固方法，S1、沿坡体倾斜方向且由高处向低处在坡体上钻取垂直坡体滑裂面的预设深度的孔道；S2、将锚索体、灌浆管通过孔道的入口伸入到孔道中的必须深度；S3、灌浆管开始灌浆并缓慢匀速的拉取灌浆管，直至孔道完全灌浆，灌浆管从孔道中脱离；S4、等待孔道内的浆体凝固形成芯体并同时在孔道入口处建立锚墩；S5、通过后张法预应力的方式张拉锚索体。本方法的锚固应力通过锚索体的有粘结段在锚索远端，实现锚固应力倒置，通过设置有粘结段，保障芯体锚固应力传递并可靠，实现倒置应力法技术。设置无粘结段，保障锚索不与芯体产生握裹锚固，同时保障倒置应力法实现。理论零锚固应力段，保障倒置应力法技术安全可靠、技术经济合理。

Description

一种破碎滑坡体的加固方法

技术领域

本发明属于坡体锁固技术领域，尤其涉及一种破碎滑坡体的加固方法。

背景技术

我国的基本建设速度随着经济建设速度的快速增长而飞速发展。一些能源类、化工类、石化类、公路铁路高铁公共交通类、海工建设类以及生产生活建筑群区域等工业与民用建筑环境，存在山体/坝体/堤岸/护坡等的滑坡体安全治理问题，尤其一些节理裂隙较发育和/或发育的滑坡体对基本建设和民生安全危害等级不可小觑，山体破碎，体量巨大，加固困难程度大，且易导致严重次生灾害。这样的破碎滑坡体加固技术就尤其重要。常规的加固技术裂隙较发育和/或发育的滑坡岩体受力后常常出现不易预见的节理裂隙较发育和/或发育岩体结构受力问题和结构徐变问题，导致造成次生灾害，后果严重得不可预计，需慎之又慎。基于建设和地域发展速度需求，要有更安全可靠的技术。

常规的滑坡体加固技术，一般都是成锚固孔后放置锚杆或锚索浇筑混凝土芯体，形成有粘结锚筋或锚索锚固芯体，后张法加设预应力使混凝土芯体与孔壁产生咬合力/摩擦力的正置锚固应力，从而实现锁固滑坡体。所谓正置锚固应力是指在邻锚固芯体在滑动裂隙面区域形成锁固力。这种锁固正置应力加固技术，在加设后张预应力时，对于裂隙较发育和/或发育滑坡岩体是能产生破坏力，导致滑坡体破碎或之后徐变破碎，是不适合的加固技术。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供一种破碎滑坡体的加固方法，解决现有技术由于后张预应力时，对于裂隙较发育和/或发育滑坡岩体，会产生破坏力的问题：

一种破碎滑坡体的加固方法，包括如下步骤：

S1、沿坡体倾斜方向且由高处向低处在所述坡体上钻取预设垂直所述坡体滑裂面的预设深度的孔道；

S2、将锚索体、灌浆管通过所述孔道的入口伸入到所述孔道中的必须深度；

S3、所述灌浆管开始灌浆并缓慢匀速的拉取所述灌浆管，直至所述孔道完全灌浆，所述灌浆管从所述孔道中脱离；

S4、等待所述孔道内的浆体凝固并同时在所述孔道入口处建立锚墩；

S5、通过后张法预应力的方式张拉锚索体，锁固力F为：

F≤∑σ·L·S (1)

其中，σ为锚固应力，L为所述孔道与所述芯体有效锚固应力区段的长度，S为所述孔道截面周长。

优选的，所述灌浆管入口压力设置在0.4MPa至0.8MPa之间，所述灌浆管出口压力设置在0.4MPa至0.6MPa之间。

优选的，所述灌浆管内的浆料为CGM灌浆料，所述CGM灌浆料形成的芯体与所述孔道内的岩体形成加固所述坡体锚固应力。

优选的，所述锚索体包括有粘结段和无粘结段，当所述锚索体进入所述孔道内，所述有粘结段设置在所述锚索体底部，所述锚索体的另一部分为无粘结段；

所述有粘结段的锚索体与所述芯体之间存在粘结力，所述无粘结段的锚索体与所述芯体之间无粘结力。

优选的，所述有粘结段长度在1400mm至1800mm之间。

优选的，所述锚索体包括钢绞线、导向板、钢圆板，当所述锚索体进入所述孔道内，所述钢圆板安装在所述钢绞线底端、导向板安装在所述钢绞线的线身上并用于拉直所述钢绞线。

优选的，所述钢绞线设有7股，无粘结段中的钢绞线上外包橡胶皮，有粘结段的钢绞线上去除橡胶皮并清除油脂。

优选的，所述钢圆板的材质不低于Q345B钢材，厚度不小于20mm，热镀锌层厚度不低于150μm。

优选的，所述钢绞线的抗拉强度不低于1200MPa。

有益效果：本发明为解决节理裂隙较发育和/或发育破碎岩体之滑坡体不易加固的问题提出本方法，本方法的锚固应力通过锚索体的有粘结段在锚索远端，实现锚固应力倒置。

1、本发明通过设置有粘结段，保障芯体锚固应力传递并可靠，实现倒置应力法技术。无粘结段，保障锚索不与芯体产生握裹锚固，同时保障倒置应力法实现。理论零锚固应力段，保障倒置应力法技术安全可靠、技术经济合理。

2、本发明通过采用CGM灌浆料，以注浆压力不低于0.4～0.8MPa、灌浆管出口压力不低于0.4MPa～0.6MPa形成的具有体积膨胀率为1～8％％的混凝土芯体。该芯体强度不低于C50，与锚固岩体形成可靠结构体。注浆在滑动面及滑坡体区正常浇筑不易劈裂注浆并留有沥青油麻丝封堵缓冲区，以满足预应力加固滑坡体力学锁固要求。

3、本发明充分利用了预应力技术和钢绞线可无粘结性，通过倒置应力法实现锚固应力与优良岩体相互作用，实现了对节理裂隙较发育和/或发育破碎岩体的滑坡体加固技术的突破，本方法更加有力的保障了锁山技术的发展和建设。

附图说明

图1为本发明一种实施例的结构示意图；

图2为本发明一种实施例的倒置应力示意图；

图3为现有技术中的正置应力示意图。

其中，图2的横坐标l表示为：图1中的钢绞线自下而上的长度距离；图2和图3的纵坐标表示σ表示锚固应力。

附图说明：锚墩1；芯体2；导向板3；孔道4；钢绞线5；钢圆板6；滑裂面α；岩体β。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，本文使用术语第一、第二、第三等来描述各种部件或零件，但这些部件或零件不受这些术语的限制。这些术语仅用来区别一个部件或零件与另一部件或零件。术语诸如“第一”、“第二”和其他数值项在本文使用时不是暗示次序或顺序，除非由上下文清楚地指出。为了便于描述，本文使用空间相对术语，诸如“内部”、“外部”、“上端”、“下端”、“左侧”、“右侧”、“上部的”、“左”、“右”等，以描述本实施例中部件或零件的方位关系，但这些空间相对术语并不对技术特征在实际应用中的方位构成限制。

如图3所示，图3为正置应力方法下的芯体2与锁固岩体β之间锚固应力分布图。锚索体与芯体2之间不存在无粘特性，芯体2与岩体β表层破碎岩体β之间产生最值锚固应力，产生锚固应力的区段界限不清晰，锚固应力与滑坡体锁固力作用区域受力混淆，节理裂隙较发育和/或发育破碎岩体β无法承载锁固力而倒置锁固失败。岩体β不是节理裂隙较发育和/或发育破碎岩体β技术仍然成立；岩体β是节理裂隙较发育和/或发育破碎岩体β，技术不成立或不合适不合理不安全可靠，因徐变而不耐久无法完成使命。

本方法针对岩体β是节理裂隙较发育和/或发育破碎的滑坡体进行锁固，提出一种破碎滑坡体的加固方法，具体内容如下：

如图1-图2所示，本发明的一种破碎滑坡体的加固方法，包括如下步骤：

S1、沿坡体倾斜方向且由高处向低处在坡体上钻取垂直坡体滑裂面α的预设深度的孔道4。

现有技术的坡体上钻的孔道4有的是通透的，也就是孔道4两端都可以插入东西，但是本方法不一样，本方法的孔道4一侧是封死，另一侧为开口，用于放入锚索体、灌浆管。

S2、将锚索体、灌浆管通过孔道4的入口伸入到孔道4中的必须深度。

锚索体和灌浆管沿着孔道4的倾斜方向，自上而下的深入到孔道4中，直至锚索体和灌浆管深入到预设位置，这个必须深度就是预设位置，一般根据人工经验确定，与现有技术通过正应力法锁山体的方式一样，本发明不做赘述。

S3、灌浆管开始灌浆并缓慢匀速的拉取灌浆管，直至孔道4完全灌浆，灌浆管从孔道4中脱离。

针对缓慢匀速拉取灌浆管中的“缓慢”尽管没有相应的速度定义，但是该缓一般是相对于“快速”一词相对设计，也就是说灌浆管不能直接拉取出来，而是根据灌浆的速度拉取以保证灌浆的压力，尤其是灌浆管出口的压力值。

灌浆使得管道内凝结成芯体2，但是由于为了坡体锁固的效果更好，灌浆管入口压力设置在0.4MPa至0.8MPa之间，灌浆管出口压力设置在0.4MPa至0.6MPa之间，灌浆管内的浆料为CGM灌浆料。

CGM灌浆料结合倒置应力法对滑坡体进行锁固，鉴于CGM灌浆料形成的混凝土芯体2强度等级不得低于C50；用于严寒地区时，抗渗等级不得低于P6、抗冻融循环不得低于F200。又由于在灌浆管入口压力不低于0.4MPa～0.8MPa、灌浆管出口压力不低于0.4～0.6MPa的条件下，会使得孔道4内形成具有体积膨胀率为1～8％％的混凝土芯体2。该芯体2强度不低于C50，与锚固岩体β形成可靠结构体。注浆在滑动面及滑坡体区正常浇筑，不易劈裂。注浆并留有沥青油麻丝封堵缓冲区，以满足预应力加固滑坡体力学锁固要求。

S4、等待孔道4内的浆体凝固并同时在孔道4入口处建立锚墩。

锚墩的设计和相关数据与现有技术的正应力法锁固坡体的要求相同，本方法不做赘述。

S5、通过后张法预应力的方式张拉锚索体，锁固力F为：

F≤∑σ·L·S (1)

其中，σ为锚固应力，L为孔道4与芯体有效锚固应力区段的长度，S为孔道4截面周长。

锁固力F施加在锚索体从孔道中伸出的部分上，如上述所述的无粘结段b，无粘结段b的顶端从孔道中伸出一部分，该部分便于人工施加锁固力F。

本方法包括锚索体，锚索体包括有粘结段和无粘结段，当锚索体进入孔道4内，有粘结段设置在锚索体底部，锚索体的另一部分为无粘结段。有粘结段的锚索体与芯体2之间存在粘结力，无粘结段的锚索体与芯体2之间无粘结力。有粘结段长度在1400mm至1800mm之间。

如图1所示，本方法所述的方位结合图示结构，本方法的加固结构为：所述孔道4在坡体内并与所述坡体表面倾斜方向平行，所述孔道4的开口设置在所述坡体的上端；当所述锚索体插入到所述孔道4中，所述锚索体的底部部分为有粘结段，所述锚索体的其余部分为无粘结段，所述无粘结段的顶端从所述孔道4中伸出；所述芯体2包容在所述孔道4中的锚索体，所述芯体2为灌浆料在所述孔道中凝固形成；其中，所述有粘结段为所述锚索体的钢绞线上未设置保护皮；所述无粘结段为所述锚索体的钢绞线上设置保护皮。保护皮即橡胶皮。

具体的结构解释如下：

优选的一种实施方式，锚索体包括钢绞线5、导向板3、钢圆板6，当锚索体进入孔道4内，钢圆板6安装在钢绞线5底端、导向板3安装在钢绞线5的线身上并用于拉直钢绞线5。钢绞线5设有7股，无粘结段中的钢绞线5上外包橡胶皮，有粘结段的钢绞线5上去除橡胶皮并清除油脂。钢圆板6的材质不低于Q345B钢材，厚度不小于20mm，热镀锌层厚度不低于150μm。钢绞线5的抗拉强度不低于1200MPa。

锚索体的具体结构为：如图1所示，锚索体包括有粘结段和无粘结段，当锚索体插入到孔道4中时，置于孔道4下方位的为有粘结段，其余部分为无粘结段。实现有粘结段和无粘结段的方式为：锚索体包括钢绞线5，正常的钢绞线5是不外包保护皮的，在现有技术的正置应力锁山的方式中，锚索体全程采用不设置外包保护皮的钢绞线5，但是本方法不同，本方法只设置一段有粘结的钢绞线5，另一部分的钢绞线5上设置有橡胶皮，橡胶皮作为保护皮。之所以有保护皮为无粘结段的原因为：由于灌浆管灌入浆体后，有粘结段外不设置有保护皮，该段部分的钢绞线5中有细微孔隙，灌浆料会使得钢绞线与岩体β之前存在力的牵连，尽管孔道4尽管内部光滑，但是毕竟是坡体有岩石，岩体β通过灌浆料与钢绞线5(有粘结段的锚索体)有粘结。而无粘结段的锚索体由于该部分的钢绞线5外设置有保护皮，阻止了灌浆料粘结钢绞线5(无粘结段的锚索体)和岩体β。

具体的有粘结段为：通过CGM灌浆料形成的芯体2与钢绞线5的有粘结段是指钢绞线5去除保护皮，清除保护油脂，实现钢绞线5在芯体2中的握裹锚固，从而实现钢绞线5后张预应力使芯体2与稳固岩石实现传力，达到安全可靠锚固滑坡体的目的。有粘结段的位置为锚索体底部(锚索体深入到孔道4时，锚索体的底端位置的一段为有粘结段)，此种设置使锚索体的抗滑动力的最值应力产生在锚索芯体2与岩体β锚固的底部，避免最值锚固应力产生在节理裂隙较发育和/或发育岩体β区，实现锚固应力的倒置。

而无粘结段的设计是指钢绞线5保留保护皮，不允许出现与芯体2握裹锚固，保障倒置应力法的实现，同时保障后张预应力顺利实现。方法通过上述对于锚索体有粘结段和无粘结段的设置实现了倒置应力法锁固滑坡体，因为有粘结段设置在锚索体的下端，在通过后张法加载预应力，有粘结段实现锚固芯体2倒置应力法锚固应力；无粘结段保障与锚固芯体2不产生握裹锚固应力学关系，只是预应力锚索加载时的无粘结导孔流道。本方法通过有粘结段，保障芯体2锚固应力传递并可靠，实现倒置应力法技术。无粘结段，保障锚索不与芯体2产生握裹锚固，同时保障倒置应力法实现。理论零锚固应力段，保障倒置应力法技术安全可靠、技术经济合理。

另外，锚索体结构上的组成主要包括：钢绞线5，设置在钢绞线5底端的钢圆板6(此处的底端是指锚索体插入孔道4后，相对锚索体整体的底部)，设置在钢绞线5线身上用于拉直导出钢绞线5的导向板3，导向板3可以均匀在钢绞线5的线身上均匀的设置多个。其中，这里的钢绞线5为7股且该7股钢绞线5形成锚索，钢圆板6的材质硬度不低于Q345B，厚度不小于20mm，其钢板热镀锌层厚≥150μm，锚索底部锁固钢圆板6的直径、其上穿钢绞线5的开孔直径、CGM灌浆料的注浆孔直径由应用人根据滑坡体加固力学要求按标准规定计算确定，本方法不做赘述。

如图2所示，图2为倒置应力法芯体2与锁固岩体β之间锚固应力分布图。零锚固应力段在岩石不良区段，为倒置应力法不会破坏被加固岩体β。钢绞线5的后张法预应力作用在与有粘结段形成芯体2与锚固岩体β倒置锚固应力段，锚固应力与钢绞线5加设的预应力合力相等，实现对被锚固的节理裂隙较发育和/或发育破碎岩体β滑坡体安全可靠且技术经济合理的加固。

以上实施例不局限于该实施例自身的技术方案，实施例之间可以相互结合成新的实施例。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种破碎滑坡体的加固方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、沿坡体倾斜方向且由高处向低处在所述坡体上钻取垂直所述坡体滑裂面的预设深度的孔道；

S2、将锚索体、灌浆管通过所述孔道的入口伸入到所述孔道中的必须深度；

S3、所述灌浆管开始灌浆并匀速的拉取所述灌浆管，直至所述孔道完全灌浆，所述灌浆管从所述孔道中脱离；

S4、等待所述孔道内的浆体凝固形成芯体并同时在所述孔道入口处建立锚墩；

S5、通过后张法预应力的方式张拉锚索体，锁固力F为：

F≤∑σ·L·S (1)

其中，σ为锚固应力，L为所述孔道与芯体有效锚固应力区段的长度，S为所述孔道截面周长。

2.根据权利要求1所述的一种破碎滑坡体的加固方法，其特征在于，所述灌浆管入口压力设置在0.4MPa至0.8MPa之间，所述灌浆管出口压力设置在0.4MPa至0.6MPa之间。

3.根据权利要求2所述的一种破碎滑坡体的加固方法，其特征在于，所述灌浆管内的浆料为CGM灌浆料，所述CGM灌浆料形成的芯体与所述孔道内的岩体形成用于加固所述坡体的锚固应力。

4.根据权利要求1所述的一种破碎滑坡体的加固方法，其特征在于，所述锚索体包括有粘结段和无粘结段，当所述锚索体进入所述孔道内，所述有粘结段为设置在所述锚索体底部部分，所述锚索体的其余部分为无粘结段；

所述有粘结段的锚索体与所述芯体之间存在粘结力，所述无粘结段的锚索体与所述芯体之间无粘结力。

5.根据权利要求4所述的一种破碎滑坡体的加固方法，其特征在于，所述有粘结段长度在1400mm至1800mm之间。

6.根据权利要求4所述的一种破碎滑坡体的加固方法，其特征在于，所述锚索体包括钢绞线、导向板、钢圆板，当所述锚索体进入所述孔道内，所述钢圆板安装在所述钢绞线底端，所述导向板安装在所述钢绞线的线身上并用于拉直所述钢绞线。

7.根据权利要求6所述的一种破碎滑坡体的加固方法，其特征在于，所述钢绞线设有7股，无粘结段中的钢绞线上外包橡胶皮，有粘结段的钢绞线上去除橡胶皮并清除油脂。

8.根据权利要求6所述的一种破碎滑坡体的加固方法，其特征在于，所述钢圆板的材质不低于Q345B钢材，厚度不小于20mm，热镀锌层厚度不低于150μm。

9.根据权利要求7所述的一种破碎滑坡体的加固方法，其特征在于，所述钢绞线的抗拉强度不低于1200MPa。

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