摘要:文章结合某施工工程高边坡肋梁锚杆支护施工,详细阐述了其边坡支护方案和施工方法。采用该方法安全顺利地完成了该高边坡段的施工,表明采用的方法是成功的,可供类似工程设计施工参考。
1工程概况
K0+800~K1+260段高边坡位于某公路左侧,最大坡高近60m,临近坡顶有高压线塔群,为确保边坡施工中的稳定及施工后的安全,边坡支护采用锚杆网格梁结构支护设计方案,边坡坡面采用1:1.5的施锚斜面,每隔8米高设1.5米宽平台,共设有六级平台、七级边坡。该地段土层根据地质报告和初步判断为红粘土类孔隙较大,在0.9左右,整体地质与韶关地质接近,但是原地质资料深度不足,根据边坡开挖所揭露地层来看,边坡上部土层为红粘土层,下部有灰岩露头,底部为中风化灰岩。
2边坡支护方案
本边坡属于路堑边坡形式,边坡坡高近60m,边坡形式采用阶梯形,每一级台阶高8.0m,共设七级边坡,每级边坡设1.5m宽平台。路堑边坡坡率:1:1.5。边坡支护设计方案采用锚杆网格梁支护方案,锚杆水平间距1.6m,竖向间距0.8m,梅花形布孔。锚杆拉筋在靠边坡最近的铁塔为中心,各级台阶横向48m范围内加强锚杆采用HRB335级φ28钢筋,长度L=18m,其余采用HRB335级φ25钢筋,长度L=15m。锚杆孔直径D=0.13m,导中支架(HPB235)φ8.0@2000。每隔16m设一条变形缝,变形缝宽度为30mm。每一级平台内侧设有300mm×300mm的排水沟。中下部设一排泄水孔孔距10m,孔深20m,孔径100mm。地梁采用C25混凝土整体浇注,基础先铺垫2cm砂浆调平层,再进行钢筋制作安装,钢筋接头需错开。同一截面钢筋接头数不得超过钢筋总根数的1/2,且有焊接接头的截面之间的距离不得小于1m。如锚杆与竖梁箍筋相干扰,可局部调整箍筋的间距。砼浇注,尤其在锚孔周围,钢筋较密集,一定要仔细振捣保证质量。
3施工方法
3.1边坡修整、脚手架搭设。坡面不平整段再用人工修整坡面一次,将坡修整至坡度达到设计要求,坡面要求基本平整美观。脚手架横距1.5m,纵距2.0m。相邻立杆的接头位置应错开布置。在不同的步距内,与相近大横杆的距离不宜大于步距的三分之一,立杆与大横杆必须用直角扣件扣紧,不得隔布设置或遗漏。立杆的垂直偏差应不大于架高的1/300,并同时控制其垂直偏差值≤75mm。横杆中间设置大模板和剪力撑。
3.2放线定孔。测量放线时,组织测量员、施工员及甲方、监理方等有关人员一道进行,按设计图纸的要求,将锚杆孔位置准确测放在基础平台或基础梁底处,孔位误差不得超过±100mm。如遇软弱夹层、坡面不平顺或特殊困难场地时,需经设计监理单位认可,在确保坡体稳定和结构安全的前提下,适当放宽定位精度或调整锚杆孔的定位。在施工场地不受影响的位置,设置4个平面控制点及高程控制点,并加以保护,经校对准确无误后,作为基准点使用。
3.3钻孔。钻孔采用YT-100-150型钻机带泥浆成孔,岩层采用潜孔锤成孔。锚孔钻进施工,搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架,根据测放孔位,准确安装固定钻机。钻机就位严格按水平10m长就位,下排错位钻孔,以减少群锚时水钻对边坡土体的扰动。钻孔孔径要求不得小于设计值D=130,孔深不得小于15m。为确保锚孔直径,要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径。钻孔采用带水及泥浆成孔钻进,如遇塌孔需套管跟进或带1:1的水泥浆钻孔进尺。岩石采用干钻成孔(采用风动凿岩机钻进),土层采用水钻带三叶钻头成孔。钻孔时应注意避开相邻锚杆孔的窜孔窜浆,成孔顺序按照水平距离10m长上下排相错位方式钻孔。锚杆成孔采用泥浆护壁,每次钻孔需用泥浆比重仪现场抽测,以便控制泥浆浓度。在排水沟临时铺设彩条布,使施工用水流入排水沟后集中排出,防止对下一级边坡的冲刷和渗透。
3.4清孔。岩层用高压风管将孔内粉尘和杂物吹出,以排干净孔内陈渣,松散土层用水泥浆作护壁,水钻时带水泥浆钻孔,注浆时水泥浆把里面的杂质挤出以达到清孔。密实土层注浆时用水泥浆换浆方法清孔。
3.5锚杆安放。锚杆按设计要求选用φ25和φ28钢筋作为拉筋,锚头按设计要求制作,锚杆长度误差控制在≤4%。为保持锚杆在其钻孔中心位置,沿杆体每2.00m,设置一个导中支架,导中支架材料为φ8.0钢筋,锚杆防腐处理具体做法为:先将拉筋校直,对局部有油或有锈的部位进行除油、除锈处理,再焊接导中支架。钻孔结束后,将制作好的锚杆安放入孔内,并检查锚杆外露长度和位置,做到准确无误。锚杆连接采用双面搭接焊,应严格参照锚杆钢筋焊接规范要求执行,搭接接头长度双面焊接为15D,单面焊接为30D且不小于50cm,具体情况根据现场实际情况进行调整。
3.6注浆。采用水灰比1~0.5:1,膨胀剂重量为水泥用量的1-3%,因灰岩裂隙发育如注浆量大时可掺入水泥用量的3-5%的速凝剂(或水玻璃)。注浆过程中分两次进行注浆。通过注浆管从孔底开始注浆,先高速低压从孔底注浆,当孔口溢出纯水泥砂浆时,再低速高压注浆,再进行补充注浆,补充注浆要对孔口进行封堵,加大浆液在土体中的扩散半径,对锚杆周边土体进行固化。
3.7特殊情况处理。注浆过程中发生串浆时,如串浆孔具备条件可采用同时进行注浆,否则应加速凝剂进行封堵,至注浆结束。保证每孔注浆充填密实。冒浆、漏浆处理:应根据具体情况采用封堵、低压、浓浆、限流、限量、间歇注浆等方法进行处理。注浆工作因故中断,按下述原则处理:及早恢复注浆,否则立即进行冲洗钻孔,而后恢复注浆。若无法冲洗,或冲洗无效,则进行扫孔,而后恢复注浆;恢复注浆后,如注入率与中断前相比减少很多,且较短时间停止吸浆,则应采取补救措施;对吸浆量大、注浆难以结束地段,采取低压、浓浆、限流、限量、间歇注浆或掺加速凝剂、回填等方式处理;如遇塌陷、淘空部位,注浆量过大,应在浆液中掺加砂砾石粉细砂等掺合料。3.8锚杆试验。锚杆试验分基本试验和验收试验两种。锚杆施工前应先进行锚杆基本试验,基本试验锚杆数量为3根,基本试验满足设计要求后可进行正式施工。锚杆施工结束后,应进行锚杆验收试验,因本工程量大,试验量若按相关规范规定抽检,检测数量非常大,试验费用高。因此根据本现场具体情况,在质监甲方、设计方、监理方和施工方的协调会议中一致同意按经验抽取具有代表性的部位的锚杆进行验收试验。根据协调会议内容决定,锚杆的抗拔试验选择的锚杆应在每一级不同土质岩性边坡上抽检1~2组,并且考虑同剖面同一土质上是否可少抽取一组。
3.9方格梁施工。锚杆施工后,根据锚杆的定位放出方格梁土方开挖线,土方开挖完成后重新定位校正线位进行支模、钢筋绑扎和混凝土得浇注工作并在混凝土的浇注过程中边浇注边校正。根据设计,方格梁需要埋入土面20cm。而为确保施工的准确度及方格梁施工完成后的整体美观,方格梁土方必须采用人工开挖沟槽。挖出的多余土方由人工挑出施工作业面,转运至下一级土方开挖施工面。沟槽全部挖出后再重新定位放线对局部开挖不到位的部分进行修整。石质地段使用风镐开凿,超挖部分采用C25砼调整至设计坡面。横梁、竖肋基础先采用5cm水泥砂浆调平,再进行钢筋制作安装,钢筋接头需错开,同一截面钢筋接头数不得超过钢筋总根数的1/2,且有焊接接头的截面之间的距离不得小于1m。因锚杆无预应力,锚杆尾部不需外露、不需加工丝口、不用螺帽和砼锚头封块,只需将锚杆尾部与竖梁钢筋相搭接成一整体,若锚杆与箍筋相干扰可局部调整箍筋的间距。由于原材料运输至坡顶困难,需要在坡低建立原材料仓库,将钢筋加工制作好后用装载机运输至施工部位。模板采用小块钢模板,用短锚杆固定在坡面上,由于梁上有150*100防水线,需要二次装模。框架采用C25砼浇筑,框架嵌入坡面20cm,砼浇注时,尤其在锚孔周围,钢筋较密集,一定要仔细振捣,保证质量。框架分片施工,每16m设伸缩缝一道,两相邻框架接触处留2cm宽伸缩缝,用浸沥青木板填塞。上下平台处各设置混凝土框架梁一道。框架梁的混凝土采用商品混凝土,采取与土方施工、锚杆施工流水施工的方式进行,错开各工序的施工时间,尽量在不影响施工总工期的前提下完成各工序作业。在梁混凝土浇筑完毕并经找平后,用木抹子将表面打磨,随后用铁抹子压平、压实后,即用麻袋对混凝土表面进行覆盖。然后浇水养护;麻袋覆盖必须严密,保证混凝土在不失水的情况下得到充足的养护,确保混凝土在初凝前不失水、少失水;混凝土采用普通硅酸盐水泥拌制,养护时间不得少于7d,每天安排两名固定操作工人专门负责混凝土的养护工作;混凝土在养护过程中,如发现遮盖不好,浇水不足,以致表面泛白或出现干缩细小裂缝时,要立即仔细加以覆盖,加强养护工作,充分浇水,并延长浇水日期,加以补救。
4结束语
(1)锚杆施工时严格按照施工设计图有关规定进行,测量放线定桩必须满足精度要求,锚杆孔口位置误差:水平方向≯50mm,垂直方向≯100mm。锚杆施工上部土层采用水钻带三叶钻头成孔,钻机必须牢固、平稳放置,对准孔位与角度,锚杆成孔直径误差≯20mm,入射角按设计要求,孔底偏斜≯锚杆长度3%,锚孔深度满足设计要求。边坡底部岩层采用干钻成孔(采用风动凿岩机钻进),锚孔深度为7.0m。岩层锚杆直径φ50mm,入射角15°,孔底偏斜≯锚杆长度3%。锚杆制作:杆筋除锈,焊接满足规范和设计规定,导中支架每2m设置1个,锚孔内钢筋必须满足保护层厚度要求。
(2)注浆采用水泥浆,严格按照配合比设计配料,注浆压力锚杆0.50~1.0MPa,采用孔底(距孔底30cm)方式,至孔口溢流纯浆后,封口常压灌浆,至孔口浆液外溢,方可停止注浆。当孔口浆液收缩时,要及时补浆。岩层因裂隙发育,注浆过程中,水泥浆会沿裂隙渗透,因此在岩层钻孔注浆中,水泥浆中可掺入适量(3%~5%)水玻璃,注浆作业可采用双液注浆工艺。注浆量土层每米不少于20kg水泥,岩层为15~20kg水泥。
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