[发明专利]防水保湿全预制式格构梁锚索支护系统、支护及修复方法

说明书

本发明公开了一种防水保湿全预制式格构梁锚索支护系统、支护及修复方法，支护系统包括均匀设置的多个四铰式预制锚墩，每个四铰式预制锚墩具有四个相互垂直的连接段，相邻两个四铰式预制锚墩的水平连接段之间铰接有多个两铰式预制肋梁，相邻两个四铰式预制锚墩的竖直连接段之间铰接有多个两铰式预制肋柱，构成铰接型全预制格构梁；四铰式预制锚墩的中心设有锚索孔，四铰式预制锚墩、两铰式预制肋梁、两铰式预制肋柱上均匀设有多个预埋吊钩，短锚杆通过CC型花兰螺丝与预埋吊钩连接。本发明具有良好的边坡支护稳定性和刚度，现场施工难度低，周期短，无需设置伸缩缝，能够适应小变形，避免应力集中，有效控制水土流失，利于环境保护。

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，涉及一种防水保湿全预制式格构梁锚索支护系统、支护及修复方法。

背景技术

中国是一个地质灾害多发的国家，以2018年全国地质灾害为例，全年共发生地质灾害2699起，其中滑坡(1631起，占比55％)为主，在全国地质灾害中，由自然因素引发的占总数的92.3％，人为因素引发的占总数7.7％，自然因素主要为降雨，人为因素主要为切坡。近年来，新建高速公路逐渐增多，高速公路建设过程必将形成一定数量的土质路堑高边坡，如果不及时支护，容易引起水土流失、滑坡等，存在较大安全隐患且对周围环境造成较大威胁，不利于环境保护。

预应力锚索格构支护体系是上世纪九十年代出现的一种主动支护结构，该结构是将钢筋混凝土格构梁和预应力锚索整合在一起，通过锚索、格构梁和边坡岩土体三者之间的相互作用形成的一种加固体系，承受不稳定岩土体下滑时产生的岩土体下滑力，从而维持了边坡岩土体的稳定，被广泛运用于公路边坡支护和病害的修复与加固工程中。但实际工程中，常见的锚索格构梁存在如下问题：

1、边坡裸露时间长，工序间隔长，支护不及时；预应力锚索格构梁支护体系常见的施工工序为：边坡开挖——锚索施工——格构梁施工——锚索张拉锁定——边坡防护，工序衔接上要求随挖随支随护，已开挖坡面暴露时间及各工序间间隔时间不宜过长。由于高边坡所处的环境相对复杂，主要在一些丘陵山区地带，土质边坡在施工中，通常土方开挖修坡后，将边坡裸露于大气环境中，未防水覆盖，直到最后一道施工工序——坡面防护。在这期间，会伴有不确定的自然灾害，如短时强降雨、坡面崩塌等，降雨、干湿循环等作用造成裸露边坡表面土体易开裂、冲刷严重，降雨更易入渗，内部表层滞水形成暂态饱和区，尤其是水敏性强的膨胀土、红黏土等特殊土，抗剪强度指标降低，边坡安全系数降低。另外，格构梁施工主要为混凝土现浇，必须经过挖槽、立模、绑扎钢筋、浇筑混凝土、拆模、养护等复杂的工序，且只有混凝土达到设计强度要求后才能进行锚索张拉及锁定。施工速度慢，周期长，开挖坡面裸露时间久，工序间隔时间长，不利于施工过程的变形及稳定性控制，给施工加大难度，产生安全隐患，且由于支护不及时而造成的滑坡事故时有发生，造成较大损失。

2、格构梁型式有待改进；格构梁为混凝土结构，一般采用最大弯矩对肋梁、肋柱进行配筋设计，考虑热胀冷缩作用，其沿边坡长度方向必须进行分缝，从而钢筋用量造成了一定量的浪费。同时，该结构为刚性结构，不允许被支护土体产生变形，对具有胀缩性的膨胀土、红黏土等，易积蓄膨胀能产生膨胀力，超出结构承载能力会造成格构梁结构破坏。

3、施工人员工种及数量多，效率低，安全投入大；现有的格构梁施工主要为混凝土现浇，必须经过挖槽、立模、绑扎钢筋、浇筑混凝土、拆模、养护等复杂的工序。钢筋采用现场坡面绑扎、焊接方式采用对接焊；用短锚杆固定在坡面上以支撑模板或用铁丝拉住模板；物料运输、钢筋绑扎、模板安拆、混凝土浇筑等多依赖人工完成。因此，常规的格构梁现场施工存在施工人员工种及数量多，劳动强度大，劳动效率低的现象。在陡峭的边坡上需要搭建脚手架，需要用较长时间，可能会延长工期，同时也会给工人的安全带来风险，安全成本投入也会很多。