中空注浆锚杆在涵洞病害整治中的应用

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1、中空注浆锚杆在涵洞病害整治中的应用：锚杆是一种新型受力构件，具有施工简单、造价低廉、功效独特的特点，在工程界应用广泛。本文在论述锚杆结构设计原理的基础上，结合涵洞翼墙病害整治，提出利用普通中空注浆锚杆加固的新方法。同时，论述路基注浆和土层注浆锚杆的设计和施工的要点。　　关键词：中空锚杆涵洞翼墙加固　　Abstract:anchorisaneechanicalponents,pleconstruction,loethodofreinforcement.Atthesametime,thepaperdiscussesthesubgradesoil

2、groutingboltgroutingandthekeypointsofthedesignandconstruction.　　Keyent　　　　　　：U455.71：A：　　1引言　　京九铁路部分涵洞因施工质量、设计和地质等多方面原因，造成部分涵身边墙外鼓开裂、翼墙开裂倾斜。多年来涵身病害采用套涵和顶进的方法处理，翼墙倾斜采取挖孔桩加固、拆除重做或增设悬臂式挡墙的方法加固。这些处理方法效果不错，但是投资大、直接影响行车安全，减少涵洞净空，降低排洪能力。同时线路架空时间长，影响铁路运营效益。采用普通中空注浆锚杆加固，对路基及边墙或翼墙片石

3、缝隙进行压力注浆加固，增加路基稳定性和涵洞边墙或翼墙的整体性。同时也增大土体与锚杆之间的粘结力，增加锚杆抗拔力，从而起到加固涵洞边墙或翼墙的作用。　　2工程概况：　　京九线K1071620涵洞为1-3.5×5.0m箱涵，涵洞轴线与线路正交，轨底至涵顶的填土高度为1.5米。涵洞处路基填土为砂粘土、硬塑,基底为砂粘土，δ0=180kp。上行线北侧翼墙开裂、倾斜。翼墙材质为C25砼，翼墙墙身最大高度5.3m，一字墙高度3.6m，翼墙宽度3.2m，基础宽度2.0m，深度1.25m。八字墙上部倾斜10cm，倾斜转角1.5%，超过规范允许转角值，需对该

4、翼墙进行加固处理。拟定采用普通中空注浆锚杆加固。　　3.翼墙倾斜原因分析：　　3.1各项参数　　翼墙平均高度5.7m，填土高度1.5m，路基坡率1：1.5，荷载按照“中-荷载”计算，路基填土重度17KN/m3,内摩擦角φ=35°，粘聚力c=50kp，墙背与填料之间外摩擦角δ=φ=23.33°，墙背与竖直面夹角θ=15°，翼墙与涵洞轴线水平夹角为9°，C25混凝土容重23KN/m3，基地摩擦系数f=0.3。(详见图一)　　3.2土压力计算：依据《铁路桥涵设计基本规范》TB10002.1-2005附录A“主动土压力计算”（库伦土压力理论）　　E

5、=rH2Brh0HB0　　3.2.1翼墙法向路基边坡坡率（填土表面与水平面倾角）：　　α=°　　3.2.2主动土压力系数为：　　=　　=　　=0.397　　3.2.3活载换算高度：由于涵洞位于货物线，且离路肩较远，故不计算活载影响。　　3.2.4主动土压力为：　　E=rH2B=×17×5.72×0.397×3.2=351KN　　=275KN　　=218KN　　3.2.5土压力着力点至计算土层底面的距离：　　C==1.9m　　3.2.6地基持力层强度检算：　　　　　　3.2.7作用于基底合力的法向分力为∑N，它对墙趾的力臂为Zn，则有：　　=

6、264/730=0.36m　　合力偏心距e为：=1-0.36=0.64m>B/6　　3.2.8倾覆和滑动稳定性检算：　　倾覆稳定系数K0=　　滑动稳定系数Kc=　　　　结论：翼墙滑动稳定系数小于规范要求，基底应力超过地基的容许承载力。作用于挡土墙基底的合力偏心距超过规范的要求，致使发生显著的不均匀沉陷，造成涵洞翼墙倾斜。　　4.锚杆结构设计：　　4.1锚杆的结构布置：　　选用φ25×5普通中空注浆锚杆，技术要求应符合《中空锚杆技术条件》（TB/T3029-2008）,采用风钻钻孔，孔径45-50mm，根据土层注浆扩散半径要求，翼墙墙身锚杆布

7、置间距1.5m，共布置锚杆11根（如图二）。锚杆安全系数为2.2，土体与锚固体极限摩阻力标准值qs为50kpa，锚杆水平偏角为15°。　　如图，锚杆设计合力为：　　　　4.2锚杆的长度设计：　　锚杆长度分为墙体内锚杆长度La，主动土压力破裂面内锚杆长度Lb，有效锚固长度Lc。　　　　　　锚杆长度计算表：　　锚杆编号L1-3L4-6L7-9L10-11　　La1.51.10.70.4　　Lb0.42.34.25.7　　Lc6666　　锚杆总长7.99.410.912.1　　4.3锚杆钢垫板计算：　　　　式中：为混凝土局部受压时的强度提高系数，

8、，其中：A为局部承压计算面积，为局部承压面积；为混凝土的轴心抗压强度；为荷载分布系数，取=1，K=1.65。　　按照公式计算并结合工程实际情况，选用钢垫板的面积为150×150m