發布時間:2023-09-20 09:46:10
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇高邊坡防護工程,期待它們能激發您的靈感。
一、建立健全的安全機制
進場伊始,就成立了由項目經理掛帥成立安全管理班子,專設安全項目副經理,專職安全巡查員。制定了較為詳細的安全教育制度及施工規程,并采取了獎罰措施。主要抓住各個具體的作業班組,以班組長為主,負責當班作業人員的安全,同時強調工人上崗前的安全知識教育和培訓,考核不合格者不予上崗。
二、多投入、保安全
為了確保安全生產,項目部不惜成本對安全保障物質進行投入。如凡有到高空架子上的作業人員,都必須配戴質量合格的安全帶,特制解涼茶,相應縮短高溫時的作業時間,在鋼管腳手架周轉不及情況下,優先考慮保證承重的立桿及加強連接的剪刀撐鋼管,而從不以犧牲安全保障代價來趕生產進度,正是項目部對安全的投入,從而從物質上杜絕工傷事故的發生。
三、完善安全技術措施
1、鋼管腳手架搭設
由于邊坡高陡,腳手架采取從路基面搭起,一直搭設到山頂,這樣鋼管數量多,自重大,而且架上還要承擔人員,跳板及各種機械設備操作等靜、動荷載。這要求鋼管腳手架一定要搭設牢固,這關系到整個邊坡防護工程能否順利進行施工的關鍵。為此,項目部專門召開包括搭鋼管架子經驗豐富的師傅參與的專題會議,研究解決這個難題,決定在傳統的坡面雙排腳手架基礎上,在內外斜撐之間再立一根直立的立桿,立桿腳立于堅固巖石面或者是安置牢固木墊的坡面上,在依次與各層水平短插桿相交處均十字扣鎖牢固,雖然此舉要增加大量鋼管及花費大量人工,但是,加立桿效果顯著,使力有了良好的分載并傳遞到坡面的作用,使工程施工有安全可靠的支撐。作業人員在架上感覺更牢固,施工也更加放心、更安全。此外,項目部還另設一名專職架子安全管理員,隨時跟緊剛搭設好的腳手架,檢查鋼管是否放平、穩、牢;扣件是否用正確,朝向是否正確;螺帽有沒有鎖緊,是否會滑牙;立桿是否會往外傾,腳是否立于堅固的墊板或巖石上,若發現有問題即時糾正。如果存在問題多則上報項目部并查時原因,追究相關人員安全責任。由于腳手架搭設安全方案正確,措施落實到位,管理抓得嚴,使這一高難度的腳手架搭設工作順利地進行并完成,從而為順利完成該高邊坡防護工程施工任務提供了一個安全、可靠的平臺。
2、防高空飛石或其他物件墜落
該工程除了坡高陡外,坡面巖體破碎,布滿大小碎塊石,也是安全生產的一大隱患。當高處碎石快速地砸到人時,傷害力難以預測。項目部除了針對職工加強防高空飛石及其他物件墜落的意識,強調必須戴安全帽,不只是在上班,包括在坡腳下走動也要戴外,還專門制定有針對性的安全措施并嚴格執行。首先,在每個作業班組架子下設置一層白色結實的安全網,這張網起兩個作用,一是防止作業人員墜落,二是當作業人員作業時碰落坡面碎石塊,起阻止大的碎石塊掉下去,以免砸到下方交叉作業的班組人員或機械。每五層腳手架就設置一層綠色密目防護網,收集從安全網漏下的小飛石。項目部還規定專職安全巡查員要經常檢查網有沒有與腳手架綁牢固,有沒有緊貼坡面,有沒有被飛石砸破,網里的石塊會不會太多了,發現問題馬上解決,使坡面上的安全網,防護網時刻處于良好工作狀態。
關鍵詞:高邊坡;錨桿;框架梁;施工工藝
中圖分類號:TU74 文獻標識碼: A
1 工程概況
新建鐵路成都至貴陽線樂山至貴陽段西起四川省的樂山市,東至貴陽市。其中大方車站設計里程D1K391+200.94~D1K392+240,全長1039.06m。站內設股道4條(含正線2條),有效長度650m,設基本站臺,設8m旅客地道1座,1-10m框架橋一座,站場小里程方向為大方車站特大橋,大里程方向接大方隧道。站場路基地基為煤礦采空區、巖溶發育區段,需進行加固處理,主要處理方式有注漿處理、樁板加固處理、CFG樁加固處理;基床底層、路基本體填筑A、B組填料;基床表層為級配碎石;填料均采用集中加工、拌合。路塹邊坡防護為錨桿框架梁內空心磚客土植草、人字型骨架護坡、樁板墻等。
2 施工工藝流程及操作要點
2.1 工藝流程
錨桿框架梁施工工藝流程圖如圖1
2.1.1路塹邊坡開挖:根據圖紙的設計要求放出開挖線,采用挖掘機進行開挖。
2.1.2鉆孔作業
① 鉆孔作業平臺為自行設計,由普通鋼管搭設而成。鉆機固定到作業平臺上。
②錨桿鉆孔采用風動鉆進,鉆孔完成后使用高壓風清孔,清除孔內巖粉和積水。嚴禁水沖鉆進,嚴禁用高壓水清孔,以免塌孔。鉆孔與水平面向上夾角20°~25°。
2.1.3錨桿施工:錨桿采用HRB400級Φ32mm鋼筋制作,桿身每隔1.5m設一個封閉型對中支架(φ6mm鋼筋)。制作完成的錨桿經監理工程師檢驗確認后,運輸至施工現場,按照事先編號,人工配合逐個入孔。
2.1.4錨固注漿
①錨孔內注漿采用一次注漿,采用孔底返漿法。拌好的水泥漿在通過2.5mmx2.5mm的濾網(篩除漿體中的大顆粒,以免堵塞輸漿管路)后,存放于儲漿桶內供壓漿使用。儲漿桶內的水泥漿在使用前仍低速攪拌,防止流動度的損失。
②灌注錨桿水泥漿時,將灌漿膠管(內徑5cm)沿錨桿插入(亦可與錨桿同時插入)孔底,用壓漿泵(灌漿壓力不得低于0.4MPa)將水泥漿從儲漿桶經灌漿膠管壓入錨桿孔內,然后隨漿液的灌進,把灌漿管從孔底開始朝孔口緩慢勻速拔出,但膠管口始終保持埋入水泥漿內1.5~2m,使水泥漿均勻、飽滿的由孔底向孔口逐漸灌入。當水泥漿液灌至孔口略有溢出時為止,將壓漿泵壓力降為零,以免在孔口形成噴漿。注漿在中途不得停漿,在初凝前要進行補漿,必須做到漿液均勻地填滿鋼筋與孔壁間的間隙。為避免孔內產生氣墊,儲漿桶內始終有一定量的水泥漿液。灌漿即告完成。
圖1 錨桿框架梁施工工藝流程圖
2.1.5錨桿拉拔試驗:待水泥漿達到設計強度后(灌漿后28d),進行錨桿拉拔試驗。本段框架梁要求錨桿抗拔力不小于60KN。
2.1.6框架梁施工
⑴框架梁刻槽施工
由測放班在坡面上標示出框架梁的位置。按框架梁尺寸及模板厚度精確挖出單根輪廓。在基礎開挖時,在每個框格下方設置擋土板,堆放刻槽土,便于空心磚安裝后回填客土。框架梁埋深按設計要求0.15m進行埋深?;炷帘趁媾c槽底面密貼,凹凸不平處用水泥砂漿或混凝土嵌補,保證混凝土均勻受力。
⑵梁體鋼筋綁扎
①框架梁的截面形式為:0.35m(寬)×0.35m(高)。鋼筋骨架主筋N1為Φ16螺紋鋼,箍筋N2為φ8螺紋鋼。
②鋼筋骨架在地面上下料和分片綁扎成型,在打入錨桿和注漿后,分片將鋼筋骨架掛在錨桿上,并采用焊接與錨桿連接。鋼筋骨架安裝應與坡面密貼,并設固定錨樁錨固于坡面。
③鋼筋焊接接頭需錯開分散布置,同一截面鋼筋接頭截面積不得超過鋼筋總截面積的50%。不但要考慮同一骨架內部的鋼筋接頭的分布問題,還要考慮骨架與骨架之間的鋼筋接頭錯開的問題。
⑶模板安裝
① 模板采用1.5m×0.4m和1.1m×0.4m鋼模拼裝。擋水緣模板采用5cm角鋼吊掛于40cm模板頂部,模板線型分別在坡頂及坡腳各放一控制點掛線施工,在曲線段時每5m放一控制點掛線施工,保證線形順暢。
②安裝前首先檢查鋼筋骨架施工質量,并做好記錄,然后安裝模板。模板表面刷脫模劑,模板接裝要平整、接縫嚴密、尺寸準確。用鋼桿支撐固定模板,模板底部要與基礎緊密接觸,以防漏漿、脹模。檢查模板安裝質量,并做好原始質檢記錄
⑷混凝土澆筑
澆筑前應檢查框架的截面尺寸,要嚴格檢查鋼筋數量及布置情況。框架主筋的保護層要滿足設計要求6.1cm。澆筑框架砼必須連續作業,邊澆筑邊振搗?;炷翝仓捎玫踯嚌仓瑵仓俣炔灰颂臁L貏e要注意的是擋水緣必須與梁體一起澆筑。
⑸伸縮縫設置
框架梁鑲邊、護腳、平臺截水溝及平臺封閉層間隔10~20m設置一道伸縮縫,縫寬2cm,縫內全斷面采用瀝青填充,伸縮縫均為貫通縫。在框架梁施工中,每隔三道框格,在框格中部設置一道伸縮縫,間距為12m,為保證美觀,采用掛線設置,確保伸縮縫在一條直線上。
⑹砼養護
養護的方式為澆水并覆蓋塑料薄膜,砼的養護在砼澆筑后及時進行,養護時間根據日平均溫度確定,根據本地情況,控制在14-21d。
⑺混凝土六棱空心磚預制及安裝
① 車站段六棱空心磚均在混凝土構件預制場進行集中預制加工。六棱空心磚采用高強塑料定型模板和振動臺振搗成型工藝。養護采用保溫棚內灑水濕養。
②六棱空心磚鋪設前應將坡面清刷平整。在框架梁框格內側磚設計頂面彈線,在框格內掛十字線,控制空心磚頂面高程。板邊與坡面一致,板面和坡面密貼,板塊排列整齊平順,不得扭曲,確保空心磚頂面平順美觀。
③混凝土六棱空心磚應自下而上鋪設,最底層空心磚磚楞應與梁體密貼,鋪裝完成后使其受力均勻。鋪設時用橡皮錘擊打使磚與坡面密貼,不得使用鐵錘等硬物擊打,防止對空心磚造成破壞,影響美觀。混凝土六棱空心磚安裝起點和終點不足一塊時,采用切割機切磚嵌補工藝?;炷亮饪招拇u安裝完畢后,選擇適合植物生長的土進行客土。
2.2 錨桿框架梁工藝控制要點
⑴為防止挖掘機開挖時對設計邊坡的破壞,預留不小于50cm厚土層采用人工刷坡。開挖和刷坡時使用自制的坡度尺來控制坡率。
⑵鉆孔作業平臺與坡面的角度(20°~25°),以保證鉆孔時孔位與坡面的角度與設計相符合。
⑶確保錨桿的長度與彎起結構尺寸符合設計要求。
⑷錨桿入孔時,要先將支架朝上,緩慢沿孔壁向內滑動,到位后用管鉗將錨桿提起轉動至正確位置,做到孔壁不受擾動,并保證方向及位置準確,即定位支架在錨桿下方支撐孔壁,使錨桿上下左右分別在一條直線上。
⑸錨桿拉拔試驗前應對試驗儀器進行標定,并將其置于穩定、平整的巖層上。在該段所有錨桿任意選定3%且不少于3根作為試驗對象。按照規范要求勻速加壓或松壓,不得一步到位,加壓時施工人員不得正對錨桿且不能站在試驗儀器下方,防止拉拔過程中出現安全事故。
⑹確??蚣芰旱亩ㄎ粶蚀_,要使錨桿位于節點的正中心??滩凵疃纫獫M足設計深度的要求。基礎開挖采用人工風鎬鑿除方式自上而下進行,開挖時注意不得撓動原狀土。
⑺在施工安置框架鋼筋之前,先清除框架基礎底浮碴,保證基礎密實,并在底部鋪一層1:3水泥砂漿墊層。 綁扎鋼筋時,用墊塊墊起,與坡面保持一定距離。
⑻框架梁骨架的模板全部采用鋼模成型。特別注意擋水緣的模板必須和框架梁的模板一次成型。
⑼伸縮縫要求按照設計位置留置,并與梁體輪廓線平行,位置居中。留置時必須是貫通縫,不允許時候做假縫。填塞瀝青麻筋時必須全段面填塞密實,不允許留空洞。
⑽確??招拇u在出廠時質量合格,裝卸、運輸時注意成品的保護。鋪磚時注意磚體與梁體的接觸面應為最下側梁體的頂面??招拇u不足一塊需要嵌補時,必須現場尺量,切割機切割,不允許隨意砸斷。
3 施工不足及優化點
⑴ 在施工之前未整體規劃沉降縫(伸縮縫)位置,造成后期框架梁與平臺封閉沉降縫不在同一斷面;
⑵ 框架梁布置欠妥,最底層節點位置未置于護腳中,不僅不美觀還對施工造成很大難度;
⑶ 擋水緣模板設計有缺陷,應在擋水緣側模懸掛裝置上增加5mm厚墊片,使之略高于混凝土表面,方便收面施工。
關鍵詞:造孔 錨索 注漿 張拉 檢測
1 工程概況
陽左高速公路ZB5合同段位于山西省晉中市和順縣境內,施工里程為K58+600(斷鏈前)~K76+400,全長17.842公里,主要由奧陶系峰峰組、第四系中更新統離石組、上更新統峙峪組黃土組成、全新統選仁組河谷沖積土組成;峰峰組主要巖性為中厚-厚層狀石灰巖、含泥質灰巖,中夾的泥灰巖等組成;離石組黃土以棕黃色粉質粘土為主,局部夾薄層鈣質結核層及古土壤層;峙峪組黃土以褐黃色粉質粘土為主,局部夾層狀礫石層及礫卵石透鏡體,礫卵石層局部富集厚度較大,選仁組由砂、礫、卵石及砂性土等組成,峙峪組黃土局非自重Ⅰ級(輕微)濕陷,濕陷厚度為0-9m。
2 主要設計參數
K71+907~K72+005高邊坡二級邊坡,K72+099~K72+200段采用壓力分散型預應力錨索進行處理,預應力錨索的材質為6根Φj15.24mm的高強度、低松弛的無粘結預應力鋼絞線,其抗拔強度為1860Mpa。錨索長26m,根據設計長度其荷載為600KN,坡面反向下傾與水平面夾角20°,錨索錨固段分為三個相同的錨固單元,并且錨固段的長度為10m,同時按照格梁方形進行布置,間距、截面尺寸分別為3.5×3.75m、0.5×0.5m。其張拉承壓結構為A型錨斜托結構。
采用壓力分散型預應力錨索對K72+030~K72+150高邊坡三級邊坡進行處理,利用4根Φj15.24mm的高強度、低松弛的無粘結預應力鋼絞線編制預應力錨索,其標準抗拔強度為1860MPa。錨索長26m,其設計荷載為400KN,鎖定荷載440KN,坡面反向下傾與水平面夾角為20°,錨索錨固段分為兩個相同的錨固單元,錨固段長度為10m,按照格梁方形的方式進行布置,間距和尺寸分別為3.5×3.75m、0.5×0.5m;將B型錨斜托結構作為張拉承壓結構。
錨索孔徑Φ130mm,采用30套OVM15-6型二級邊坡錨具,采用18套OVM15-4型三級邊坡錨具,按照25cm×25cm×2cm的尺寸設置錨斜托鋼墊板,并且在數量方面與錨索相互匹配。按照3.5×3.75m、3.5m設置錨索間距和縱梁間距,且橫梁每段長為9~12m,根據坡面現場的實際地質條件對具體間距進行調整,在坡面巖體中鑲嵌縱、橫梁厚度的一半。
3 施工方案
3.1 工藝流程
在施工過程中,準備、造孔、錨索制作與安裝、砼結構鋼筋制安、注漿、鎖定錨索張拉、驗收、封錨7個環節是進行錨索施工的主要內容,具體流程如圖1所示:
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3.2 施工準備
①開挖成形設計錨固工程坡面并進行驗收。
②施工所用預應力錨索等材料試驗檢驗合格,試驗報告及錨固參數經設計代表確認合格。見圖2。
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3.3 造孔
3.3.1 錨孔測放。按照設計圖紙在已施工完成的坡面上提前確定預應力錨桿的位置,測量放線采用全站儀進行,對孔位及錨孔方位角進行確定,同時用紅色油漆進行標記。在施工過程中,如果坡面不平順或者場地比較特殊,在確保坡體穩定和結構安全的前提下,經設計代表和監理工程師的認可,可以將定位精度進行適當放寬或者對錨孔定位進行調整。如圖3所示。
3.3.2 鉆孔設備。根據錨固地層的類型、錨孔孔徑、深度及施工場地條件等,在施工過程中對鉆孔設備進行選擇,并且鉆孔設備的性能需要經過監理工程師的認可。
3.3.3 鉆機就位。為了確保鉆機安放牢固,鉆機施工平臺在承載力和穩固性要滿足設計條件。錨孔開鉆就位后,在±50mm、±100mm范圍內控制縱橫、高程的誤差,根據設計要求確定鉆孔傾角和方向,并且其誤差分別控制在±1.0°和±2.0°。
3.3.4 鉆進方式。在施工過程中,為了防止水流入坡體造成坡體地質惡化,采用無水干鉆的方式對錨孔進行鉆進,禁止開水鉆進,同時確??妆诘恼辰Y性能;施工中,嚴格控制鉆孔速度,防止鉆孔扭曲和變徑,在一定程度上確保下錨順利,防止意外發生。
3.3.5 鉆進過程。為了處理每個孔的地層變化,鉆壓、鉆速等鉆進狀態,以及地下水等情況,在鉆進過程中,需要安排專人對施工現場進行記錄,同時對塌孔、縮孔等現象進行停鉆處理,通過灌漿固壁的方式進行處理,在灌漿過程中,灌漿壓力控制在0.1~0.2MPa,當水泥砂漿初凝后,對鉆孔進行掃孔處理,并進行重新鉆進。
3.3.6 孔徑孔深。鉆孔完畢后,要確??讖?、孔深滿足設計要求。
3.3.7 清理錨孔。當鉆孔符合設計深度后,為了防止孔底尖滅,達不到設計孔徑,需要穩鉆1~2分鐘。鉆孔完成后,對于孔內的沉碴、巖粉及水體等通過采用高壓空氣(風壓0.2~0.4Mpa)的方式全部清除,避免水泥砂漿與孔壁巖土體之間的粘結強度降低。
3.3.8 檢驗錨孔。監理工程師對成孔后的錨孔經驗收合格后,進行下一道施工工序。
3.4 制作與安裝錨索
3.4.1 錨筋體材料。預應力錨索為綱絞線或高強鋼絲。
3.4.2 組裝錨筋體。①搭設高度不小于30cm組裝平臺,在組裝平臺上組裝錨索體。②錨索編束的過程中,嚴格按照設計尺寸進行下料,同時保持鋼絞線或高強鋼絲順直,并且排列均勻,不能出現扭、叉現象,每股長度的誤差控制在±50mm范圍內。③為了確保施工質量,采用機械對鋼絞線進行切割處理,并進行除油、除銹處理,剔除存在死彎、機械損傷,以及銹坑的材料等。④根據設計要求,對鋼絞線或高強鋼絲進行平直編排,沿著錨索體軸線方向設置隔離支架,對于自由段來說要間隔1.5~2.0m,對于錨固段來說要間隔1.0~1.5m。⑤捆扎牢固錨索編束,捆扎材料不能選用鍍鋅材料。根據設計要求通過塑料套管對錨索體自由段進行處理,對錨固段相交處的塑料管管口用鉛絲進行密封綁扎。⑥組裝完成錨索體隔離支架與緊箍環后,將導向帽接裝在其底端,在一定程度上方便下錨。依據設計要求尺寸制作相應冊導向帽,在±5mm和±20mm范圍內控制制作尺寸、接裝定位的誤差。
3.4.3 錨筋體防腐。對錨筋體自由段嚴格按照設計要求進行防腐與隔離處理。通常情況下,首先涂刷防銹漆,然后涂抹脫水黃油,最后外套塑料套管,進而完成對錨筋體的防腐、隔離處理。
3.4.4 隔離支架。對于隔離支架,其制作材料通常選用鋼質、塑料,或者選用對錨筋體無損害的材料。
3.4.5 塑料套管。通常情況下,按照設計要求,確定塑料套管的材質、規格和型號等。在套管中不能出現剪斷和接頭現象,盡量保持套管的完整性,為了避免拉脫和破損,需要對接頭進行牢固綁接和密封處理。
3.4.6 注漿管。根據設計要求選用注漿管,確保注漿管的強度,在一定程度上保證注漿順利,不能出現堵塞、爆管或拉斷現象。
3.4.7 錨筋體長度。根據設計要求制作錨筋體,在±50mm范圍內控制錨固段長度的誤差,自由段長度需要根據設計要求進行確定,對張拉設備和施工工藝進行考慮,預留長度通常要超過1.0~1.5m。
3.4.8 檢驗錨筋體。制作完成錨筋體后,檢查錨筋體各組成部件。確保各部件滿足相關規范要求,通過編號掛牌的方式進行存放,現場監理工程師認可后才能使用。
3.4.9 儲存、運輸與吊裝錨筋體。因地制宜擬定方案,對錨筋體進行儲存、運輸和吊裝。順直分開組裝完成的錨筋體,同時進行干燥通風處理。運輸和吊裝錨筋體時,操作要謹慎,避免損傷介質和組成部件。
3.4.10 安裝錨筋體。錨筋體入放錨孔前,對錨筋體制作質量進行檢查,確保錨筋體組裝符合設計要求,同時要經現場監理工程師的認可。
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3.5 注漿
3.5.1 注漿設備:注漿設備應滿足設計要求,并經監理工程師認可。
3.5.2 注漿材料:根據設計要求選擇注漿材料,試驗檢測合格才能使用。通常情況下選用水灰比0.4~0.45的純水泥漿,必要時加入適量的外加劑或摻加劑。
3.5.3 原材料要求:原材料需經試驗室檢測合格,并經監理工程師認可,各項指標符合設計要求。
3.5.4 注漿準備:按照批復的施工組織設計要求配備原材料和所需設備。注漿作業開始和中途停止時,為了防止出現堵管,對注漿泵及注漿管路采用水或水泥漿進行。
3.5.5 注漿漿液:錨筋體安裝完成后應立即進行錨孔注漿,根據施工原則,不得超過24小時。注漿漿液嚴格按照配合比進行配置,并且攪拌均勻,注漿漿液隨攪隨用。
3.5.6 注漿結束。注漿方式采用孔底返漿的方式進行,注漿停止的標準,以孔口溢出漿液或者排氣管停止排氣為準。注漿結束后,利用清水清洗干凈注漿管、注漿槍和注漿套管。
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3.5.7 注漿記錄與試驗。注漿過程中需要詳細記錄注漿。同時,對于每批次的注漿都要進行相應的漿體強度試驗,在一定程度上滿足漿體的設計強度。
3.6 張拉鎖定與封錨
3.6.1 張拉鎖定設備。錨筋的張拉鎖定,根據設計要求,可使用簡易張拉方式和相應鎖定器具。
3.6.2 錨索張拉。在安裝錨具的過程中,保持與錨墊板和千斤頂之間密貼對中,同時保持千斤頂軸線與錨孔及錨筋體軸線在同一條直線上。按一定程序對錨筋進行張拉,在正式張拉錨桿前,按照設計張拉力值的0.1~0.2倍對錨桿預張拉1~2次,確保錨固體各部分接觸密貼。
3.6.3 張拉錨筋程序:嚴格按照設計要求和批復的施工組織設計實施錨筋張拉程序。
3.6.4 鎖定錨筋:張拉錨筋時,當張拉達到最大張拉荷載值后,持荷穩定10~15分鐘,然后進行卸荷鎖定。鎖定錨具和夾片根據技術標準與質量要求進行選用。
3.6.5 錨孔封錨:錨筋鎖定后,通過機械對余露的錨筋進行切割,同時外露錨筋留5~10cm,電弧燒割的方式嚴禁出現在切割過程中。利用水泥凈漿按照設計要求,地錨墊板及錨頭的空隙進行注漿,進行封錨,通常采用強度超過20MPa的砼進行封閉。
4 錨索檢測
4.1 檢測錨索抗拔力
對錨固工程抗拔力進行檢測試驗,根據普遍性和代表性的原則選取檢測孔,或者通過隨機的方式選取日常業主檢查的情況。在工程錨索總數中抽檢數量占5‰~2%。
4.2 檢測錨索長度
錨固工程錨筋體長度的檢測,采取現場隨機抽取的原則,抽檢數量為工程錨索總數的2%~5%,且同一類型錨筋不得少于1根。
參考文獻:
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[4]JTGF80/1-2004,公路工程質量檢驗評定標準[S].
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[6]陽左高速公路施工圖紙及作業指導書.
關鍵詞:高邊坡防護;預應力錨索;應用
中圖分類號:U213.1+58文獻標識碼: A 文章編號:
1工程概況
本合同段為城市環城高速公路南環線第3合同段,標段起點樁號為K5+112.982,終點樁號為K9+100,路線全長3.987km。在K8+780~K9+100左側邊坡防護采用框架錨索進行防護,主要工程量為錨索3192m。合同工期為2個月。
2錨索鉆孔技術要求
鉆孔是錨固工程費用最高、控制工期的作業,因而是影響錨固工程經濟效益的主要因素。錨索鉆孔應滿足設計要求的孔徑、長度和傾角,采用適宜的鉆孔方法確保精度。要使后續的錨體插入和注漿作業能順利地進行。要求如下:
(1)根據邊坡防護設計圖,按設計要求,將錨孔位置準確測放在坡面上。如遇坡面不平順或特殊困難場地時,需經設計監理單位認可,在確保坡體穩定和結構安全的前提下,適當放寬定位精度或調整錨孔定位。
(2)鉆孔機具的選擇。根據錨固地層的類別、錨孔孔徑、錨孔深度、以及施工場地條件等來選擇鉆孔設備。
(3)錨孔鉆進施工。搭設滿足相應承載能力和穩固條件的腳手架,根據坡面測放孔位,確定機座水平定位和立軸傾角(即錨孔傾角)。鉆機立軸的傾角與鉆孔的傾角應盡量相吻合,確保錨孔開鉆就位縱橫誤差不得超過±50mm,高程誤差不得超過±lOOmm,鉆孔傾角和方向符合設計要求,傾角允許誤差為±1.0,方位允許誤差。
(4)鉆孔要求干鉆,禁止采用水鉆,以確保錨索施工不致于惡化邊坡巖體的工程地質條件和保證孔壁的粘結性能。鉆孔速度根據使用鉆機性能和錨固地層嚴格控制,防止鉆孔扭曲和變形,造成下錨困難或其它意外事故。
(5)鉆進過程中對每個孔的地層變化,鉆進狀態(鉆壓、鉆速)、地下水及一些特殊情況作好現場施工記錄。如遇塌孔縮孔等不良鉆進現象時。須立即停鉆,及時進行固壁灌漿處理(灌漿壓力0.1 MPa~0.2MPa),待水泥砂漿初凝后,重新掃孔鉆進。
(6)鉆孔孔徑、孔深要求不得小于設計值。為確保錨孔直徑。要求實際使用鉆頭直徑不得小于設計孔徑。為確保錨孔深度,要求實際鉆孔深度大于設計深度0.2m以上。
(7)鉆進達到設計深度后,不能立即停鉆,要求穩鉆1min-2min,防止孔底塵灰、達不到設計孔徑。鉆孔孔壁不得有沉碴及水體粘滯,必須清理干凈,在鉆孔完成后,使用高壓空氣(風壓0.2MPa~O.4MPa)將孔內巖粉及水體全部清除出孔外。以免降低水泥砂漿與孔壁巖土體的粘結強度。
(8)錨孔鉆造結束后,須經現場監理檢驗合格后,方可進行下道工序。孔徑、孔深檢查一般采用設計孔徑、鉆頭和標準鉆桿在現場監理旁站的條件下驗孔,要求驗孔過程中鉆頭平順推進,不產生沖擊或抖動,鉆具驗送長度滿足設計錨孔深度,退鉆要求順暢,用高壓風吹驗不存明顯飛濺塵碴及水體現象。同時要求復查錨孔孔位、傾角和方位,全部錨孔施工分項工作合格后,即可認為錨孔鉆造檢驗合格。
3壓力分散型預應力錨索加固方案
3.1 壓力分散型預應力錨索作用機理
預應力錨索框架加固防護是把破碎松散巖體錨固在地層深部穩固的巖體上,通過施加預應力,使錨固范圍內的軟弱巖體擠壓緊密,提高巖層間的正壓力和摩阻力,阻止開裂松散巖移,從而達到加固邊坡的目的。如圖1所示,通過對陰影部分坡體施加預應力錨索,把坡體錨固于潛在滑移面下穩定的中微風化變粒巖中,保持坡面狀態深入坡體內部進行大范圍加固。預先主動對邊坡松散巖層施加正壓力,增大坡體對滑移面的正壓力,增大了抗滑力F,使坡體趨于穩定。通過錨索孔的高壓注漿,漿液能充填坡體內裂隙和空隙,提高了坡體內破碎巖體的強度,由于水泥漿的凝固作用使破碎的巖體連成整體,增強了坡體的整體穩定性。
3.2 加固方案
對邊坡坡體的加固主要集中在中部,將坡體錨固于穩定的中微風化變粒巖中(如圖1),考慮錨固段中微風化變粒巖的力學參數,在第三、五級采用預應力錨索框架防護,框架單片長6m,每片設4孔錨索。
圖1 邊坡斷面分析圖
3.3 錨索的桿體結構
錨索由鋼鉸線、導向帽、架線環、波紋管、錨墊板及錨頭等部件組成(如圖2),根據其受力狀態可分3段:
錨固段:其作用是依靠漿體與周圍巖土之間的摩阻力來提供錨固力;
自由段:主要起傳力作用,長度與破碎巖層或滑體厚度有關;
張拉段:指錨頭以外部分,為錨索張拉鎖定施加預應力而預留的,張拉鎖定后割斷鋼鉸線。
圖2 錨索桿體結構圖
4預應力錨索施工
4.1 施工工藝流程
邊坡開挖與修整鉆孔與清孔 錨索制作與安裝 壓漿框架梁制作錨索張拉與鎖定封錨
4.2 預應力錨索主要工序的施工方法
(1)邊坡開挖與修整
開挖邊坡時按照設計坡比的要求,從上至下按橫斷面分級開挖,對土方邊坡主要采用機械(反鏟)開挖,遇石質邊坡,嚴禁采用大爆破,應采用小型微爆破方式開挖。在接近設計坡面時,應采用光面控制爆破。各級之間設置2m寬平臺及平臺截水溝。開挖后采用人工配合清理,嚴格做到開挖一級、支護一級,上一級未支護完,不得開挖下一級,避免邊坡暴露時間過長,造成新的危害。
(2)鉆孔與清孔
首先在已開挖好的邊坡上搭設雙排腳手架,腳手架按照2m步距與坡面大致平行的架設,縱距按1.2m架設,大橫桿按1.5m間距布設,同時考慮錨孔孔位的布置,內側大橫桿應位于錨孔下一定距離的位置,以方便鉆孔。在架設外側大橫桿時,保證錨孔與水平面成20°傾角。鉆孔采用潛孔鉆,鉆孔時干鉆,根據設計規定的錨孔深度進行鉆孔,為避免清孔不徹底,造成孔深不夠及穿索過程中泥土掉入,每孔必須大于設計孔深至少50cm。鉆孔達到設計深度后采用高壓空氣(風壓0.2~0.4Mpa)將孔中巖粉及水全部清除出孔外,以免降低水泥砂漿與孔壁巖體的粘結強度。
鉆進過程中對每個孔的地質情況,鉆進狀態(鉆壓、鉆速)、地下水及一些特殊情況做現場記錄,同時應將取出的土體與設計時所認定的加以對比,有偏差時應及時修改其設計參數。鉆進過程若遇塌孔,應立即停鉆,并進行注漿固壁漿處理(灌漿壓力為0.10~0.20MPa),待水泥漿凝固后,重新鉆進,或采用跟管鉆進工藝。
(3)錨索制作與安裝
錨索鋼絞線采用無粘結PC鋼絞線,鋼絞線采用符合現行國家標準《預應力混凝土用鋼絞線》(GB5224)的規定,由7根鋼絲構成Ф15.24mm,Rby=1860MPa。長度為相應的錨索長度加1.5m,為安全長度。設計荷載值為800kN,錨具采用OVM15-5型(包括配套的錨墊板、夾片和螺旋筋)。錨固段錨索必需清污除銹和油脂,擴張環與緊箍環每隔1.2m間隔設置,自由段鋼絞線采用防護油涂抹后套塑膠管隔離,緊箍環每隔1.2m設置。鋼絞線的切斷采用砂輪切割機,以保證切口平整、線頭不散。鋼絞線下料,不允許采用電弧切割下料,以免鋼絞線可能產生意外打火而造成損傷。錨索穿孔時采用人工穿入,穿入深度不得小于設計值,為防護錨孔堵塞,錨索要求在清孔當日穿入,若在穿入時遇到較大阻力不能穿入設計深度,將錨索抽出重新清孔。
(4)壓漿
錨固的注漿是錨索施工過程中的一個重要環節,注漿質量的好壞將直接影響錨索的承載能力。錨孔一股采用水泥漿或水泥沙漿灌注,經試驗比選后確定施工配合比。本段施工采用水泥漿灌注,設計配合比為水泥:水:減水劑=1:0.37:0.8%,漿體強度不得低于40MPa,注漿壓力保持在2MPa左右。注漿作業應連續緊湊,中途不得中斷,使注漿工作在初始注入的漿液仍具塑性的時間內完成;在注漿過程中,邊灌邊提注漿管,保證注漿管管頭插入漿液液面下50cm~8Ocm,嚴禁將導管拔出漿液面,以免出現斷桿事故。實際注漿量不得少于設計錨索的理論計算量,即注漿充盈系數不得小于1.0。如一次注不滿或注漿后產生沉降。要補充注漿,直至注滿為止。注漿結束后,將注漿管、注漿槍和注漿套管清洗干凈,同時做好注漿記錄。
(5)框架梁制作
在一個框架單元錨索注漿完成后,即可綁扎鋼筋、立模,澆注框架梁和錨斜托,模板采用鋼模,鋼管支撐,內設拉桿加固,鋼筋安裝時,必須將錨索穿入波紋管內,并將波紋管準確地固定于框架梁鋼筋網上。錨斜梁承壓面應平整,并與錨索的軸線垂直,錨墊的鐵件采用與錨具相配套產品。該梁采用C30混凝土現澆,現澆前必須將OVM錨具中的螺旋鋼筋和錨墊板固定在地梁鋼筋上,方向與錨孔方向一致,擺放平整,再一起現場現澆振搗,尤其是錨孔周圍,應仔細振搗,保證質量。一般情況下砼應一次性澆筑完畢,不宜留施工縫。
(6)錨索張拉與鎖定
待錨孔內的水泥漿及地梁鋼筋混凝土的強度達到設計強度(大于等于75%)后,可進行錨索預張拉。準備好要使用的錨具,并檢查其型號,將錨具分類放置;檢查千斤頂及配套油泵、油壓表等是否正常;安裝錨,上緊夾片,用力敲打做到整體平整;將安裝好錨具的預應力束穿入千斤頂中心孔道中,并在張拉油缸的端部錨固。張拉時必須采用四個千斤頂同時同步驟進行,并隨時觀察錨座的變化,如有異常,應暫時停止。
每根錨索最終設計張拉控制力為800kN。張拉采用6級張拉,每級張拉間隔時間為5分鐘,第一級為160kN、第二級為200kN、第三級為400kN、第四級為600kN、第五級為800kN、第6級超張拉至880kN,張拉結束持續穩壓30分鐘后鎖定。
張拉實際引伸量值與理論伸長量值的誤差控制在6%以內。本設計中預應力鋼絞線為直線筋,故理論伸長量為ΔL=PL/AE。實際伸長量值按下式推算。
ΔL=ΔL1+ΔL2
式中:ΔL1——從初應力至最大張拉應力間的實測伸長量;
ΔL2——初應力以下的推算伸長量,采用相鄰級的伸長量。
本段施工張拉時采用“雙控法”即采用張拉系統出力與錨索伸長值綜合控制錨索應力,以控制油表讀數為準,用伸長量校核,當實際伸長值與理論值差別較大時( ±6 %),應暫停張拉,待查明原因并采取措施后再進行張拉。當張拉至預張拉值后,實際伸長值與理論值相符合時( ≤6%) ,穩定后,即可按設計荷載進行鎖定。
錨索鎖定后48小時內,若發現明顯的預應力損失現象,應及時進行補償張拉,一般做法補張拉至1.1P 再鎖定,進行7天觀測期,若無異常情況,即可封錨。
(7)封錨
張拉并壓漿后用C30砼封錨。壓漿后,及時將錨具及錨具周圍沖洗干凈并鑿毛,然后澆筑封錨砼,以防銹蝕破壞。
5結束語
本工程按合同工期如期完成,并通過現場嚴格的作業控制,在施工過程中較好地解決了預應力錨索發揮預期作用的兩個關鍵問題:①使錨索能夠施加設計的預應力,即錨索自身強度要滿足要求、索與周邊圍巖的粘結力要滿足要求;②錨索要能持久地發揮預期的作用,即錨索的防腐和錨索的松弛控制。經檢查本工程所施工預應力錨索均滿足設計要求,邊坡加固亦達到預期效果,得到了業主、設計及有關專家的肯定,取得了明顯的社會及經濟效益,為預應力錨索技術在高速公路的邊坡加固工程中的應用樹立了一個良好的范例。
參考文獻:
[1] 封金財預應力錨索在整治滑坡中的應用石家莊鐵道學院報,2000(2)。
關鍵詞:機場工程;邊坡加固;技術方案
中圖分類號:E271文獻標識碼: A
引言
巖質邊坡的治理防護及其生態恢復一直是巖土工程界關注的重點,隨著經濟建設的迅速發展,城市建設形成越多的的巖質邊坡,不僅威脅到城市人民生產、生活的安全,也嚴重影響了城市的區域景觀和人民的生活品質。隨著經濟的發展,機場的規模也在不斷發展,許多位于山區和丘陵等復雜地帶的機場建設也面臨越來越多的技術難題,邊坡開挖與防護問題是其中的一個重要課題,一旦邊坡開挖造成地質災害就會導致投資增大,工期延誤,甚至出現人員傷亡情況。邊坡有人工邊坡和自然邊坡兩種,自然邊坡通過開挖或填筑等人為處理后既是人工邊坡。針對巖質邊坡防護及其生態修復問題,國內外已研究出多種多樣的生態修護技術。
一、邊坡的分類及防護決策分析
(一)邊坡的分類
邊坡按照物質組成可以分為巖質邊坡、土質邊坡和復合邊坡,邊坡防護要根據邊坡類型來確定。巖質邊坡按照結構效應和完整性可以分為完整巖石邊坡、破碎巖質邊坡和受優勢結構面控制邊坡三種。土質邊坡有純土質和類土質兩種,類土質邊坡的破壞兼有土質邊坡和巖質邊坡的雙重特征。復合式邊坡通常在上部為土質,下部為巖質,是工程中較為常見的邊坡。
(二)邊坡防護決策分析
首先將機場邊坡的破壞類型和防護標準分為大致五類,采用工程經驗類比法等將不同邊坡類型、不同邊坡高度的防護方式進行初步分類。然后根據具體的邊坡類型采取針對性的防護方式,巖質邊坡可以采用模糊綜合評判分類,土質邊坡采用極限平衡及工程經驗類比法,類土質邊坡可以按照巖質邊坡進行模糊綜合分類,在此基礎上進一步定量分析,以確定防護類型。復合式邊坡可以分別按照各區域的不同坡體,確定各自區域的防護類型。
二、影響路基邊坡穩定性的主要因素
影響邊坡穩定的因素很多,總的歸納起來可綜合為兩大類,即:自然因素和人為因素:
(一)自然因素
影響邊坡穩定的自然因素包括地質、地形、氣候和水文條件等四個方面。
巖(土)體的力學性質決定了邊坡穩定性的喪失方式,如堅硬巖石邊坡失穩以崩塌和結構面控制型失穩為主,而軟弱巖石則以應力控制型失穩為主。巖(土)體的工程地質性能越好,邊坡穩定性越高,在分析巖(土)體結構面對邊坡穩定性的影響時,要充分注意巖(土)體結構面的產出狀態與邊坡面的相互關系,亦即結構面與邊坡面的組合不同,邊坡穩定性分為反傾穩定和順傾穩定等不同形式。
由于巖(土)體的力學性質受水的影響很大,地下水富集程度的提高不僅增大邊體下滑力,而且降低軟弱夾層和結構面的抗剪強度,導致滑動面的抗滑力減小,邊坡的形態和規模等地貌因素對邊坡穩定性的影響較為明顯,即不利形態和規模的邊坡往往在坡頂產生張應力,并引起坡頂出現裂縫;在坡底產生剪切應力而促成剪切破壞帶,這些作用均極大地降低邊坡的穩定性。
在不同的地區,由于大氣降雨量不同,即使其它條件相同,邊坡穩定性也不相同,暴雨或長期降雨以及融雪一方面降低巖(土)體的強度,增大孔隙水的壓力,使邊坡滑動面的抗滑能力降低,另一方面增大邊坡下滑力,兩者結合起來極大地降低了邊坡的穩定性。風化作用使巖(土)體的抗剪強度減弱,裂縫增加、擴大,影響邊坡的形狀和坡度。此外,沿裂縫風化時可以使巖(土)體脫落或沿邊坡崩塌、堆積和滑移等。
(二)人為因素
一個機場的建成和使用期管理都是由人來實現的,根據建設程序和內容,并結合已建機場的情況看,影響邊坡穩定的人為因素可歸集為設計因素、施工因素和養護管理因素,對邊坡穩定性產生明顯影響的人類工程活動包括削坡、坡頂加載、地下開挖等。
三、邊坡加固處理技術措施
邊坡加固處理時要注重簡單、有效的原則,結合具體的情況采取有效的、針對性的綜合措施。常用的邊坡加固方法有減載、加載反壓、排水、支擋、改良土質以及綜合加固等幾種方式,處理時要充分利用自然條件,順應協調圍巖狀態,一方面減少邊坡下滑阻力,一方面消除下滑因素。
減載,將邊坡削頭和削坡,將邊坡上部附近一定范圍內的巖體移除,從而降低其總高度,將邊坡坡度適當減緩,這樣就可以從兩個方面來減少下滑力,減載有主動減載和被動減載兩種方式,主動減載是指在邊坡開挖前就已經實施,而被動減載則是在開挖過程中完成的,實施時要根據邊坡周圍環境進行,通常削坡會受到地理環境和周邊建筑物的影響。
加載反壓,針對牽引式滑坡災害,可以修建石跺,增加抗滑土重,從而使得坡體穩定。
排水,通過地表排水和額地下排水將滑坡體內的水引出坡體外一定范圍,減少因為水作用造成的失穩。表面排水可以在坡頂和坡面修建截水溝,減少裂隙水壓力了對邊坡造成的不利影響,這種方式可以快速、經濟的提高巖質邊坡的穩定性。地下排水可以有效的降低地下水位,受到坡體滲透性能、輸水能力等條件的影響。
支擋,抗滑擋土墻用于中小型的滑坡,大型滑坡則采用加筋土擋土墻、錨索擋土墻等。對于深層滑坡,則可以利用抗滑樁與土體的共同作用,將滑坡推力傳遞到穩定地層上,抗滑樁布置靈活、施工方便,并且具有較強的抗滑能力。復合式支擋是將錨桿和樁組成為一種擋土結構,樁作為豎向擋土結構,側向剛度大,傾斜錨索作為外拉系統,可以將荷載分散在周圍的土層中,這樣就能夠保證坡體的自承能力。
土質改良,為了提高坡體的抗剪強度,可以通過噴漿注漿法、動力固結法、石灰土加固法、電滲法等改善坡體土的性質。
綜合治理,采用多種方式組合的方法來進行綜合治理,以彌補單一方式的不理想。
四、邊坡防護加固處理技術在機場工程的應用
西南某機場位于丘陵地帶,為使場內土石方平衡,場區平整根據不同的功能需求進行分塊,每塊的高程相差甚大,達15~50米不等,同時機場與毗鄰的高速路之間高差也達70多米,因此出現了許多的邊坡,邊坡的防護加固也采取了很多的技術。以30#邊坡為例,坡頂至坡腳高度達75米,設計挖方區坡比為1:3,填方坡比一般為1:2,有抗滑樁的位置為1:1.5和1:1.75,有錨桿支護的挖方區為1:1。
邊坡防護采用漿砌塊石(預制混凝土塊)網格加覆土種草或漿砌塊石滿砌的方案;邊坡支護采取樁板支護、重立式擋墻支護和錨桿支護的方法,邊坡排水采用網格護坡排水,排至馬道截水溝,縱向上設置跌水排至坡腳排水溝,同時在坡面上設置梯步便于檢查。
采用預應力錨索灌漿并在錨桿端部和邊坡上現澆抗滑樁及擋土板,與錨索錨固一起,使土壓力通過錨索傳給邊坡內部土層,從而保持邊坡的穩定,預應力錨索對邊坡穩定的作用主要表現在:①注漿錨索改變土體性質;②應力分擔作用;③應力的傳遞與擴散作用;④坡面變形的約束作用。30#邊坡設計預應力錨索有2孔、3孔、4孔,分別為6∮s15.2~10∮s15.2鋼絞線;孔徑130mm~150mm,鉆孔深度44m~30m錨固段10米~12米。
五、結束語
機場工程高陡邊坡的設計有一些自身的特殊性,人工開挖的高邊坡一般都是在短時間內形成的,坡體的應力狀況發生了改變。雖然邊坡的支護設計是以詳細的地質資料為前提,但地質情況復雜多變,設計時的最危險工況仍存在一定的預測,這些都使邊坡的設計具有風險性。在邊坡防護與加固過程中,一定要根據邊坡的實際情況,依據有效的計算保證邊坡安全的基礎上,通過多種方案的比選,綜合考慮造價,施工工期及社會效應等多種因素,以期達到最佳的效果。
參考文獻:
[1]陶可.預應力錨索框架梁在高速公路高陡邊坡防護加固工程的應用[J].四川建材,2009,03.
[2]袁偉力.高陡邊坡防護加固處理技術與應用[J].土工基礎,2009,04:43-45.