高邊坡工程錨固技術(shù)工程應(yīng)用分析

錢曉明

摘要:本文結(jié)合浙江杭徽高速公路高邊坡工程實踐,對錨固技術(shù)在高邊坡治理工程中應(yīng)用技術(shù)進行了綜合總結(jié),以供參考。

關(guān)鍵詞:高邊坡 錨固技術(shù) 應(yīng)用

1 工程概況

該邊坡位于浙江杭徽高速公路K104+504~K104+745路線安徽方向左側(cè),長241米,人工邊坡高度30~58米,為巖質(zhì)邊坡。該邊坡K104+535~560一級邊坡后緣自然邊坡上存在潛在崩塌體,K104+535~745一二級人工邊坡節(jié)理裂隙發(fā)育,存在危巖、小崩塌及滲水等病害,威脅安全運營。受杭徽公司的委托,我公司承擔(dān)此邊坡的治理勘察和設(shè)計任務(wù)。

2 邊坡加固工程設(shè)計

由以上分析可知,邊坡在天然狀態(tài)下處于基本穩(wěn)定狀態(tài),但在長時間強降雨時邊坡土體處于飽和狀態(tài),強度急劇降低的特殊工況下邊坡失穩(wěn)破壞的可能性大,從而給安全運營造成威脅,因此,有必要對此邊坡進行加固設(shè)計。

2.1 加固設(shè)計原則 根據(jù)邊坡加固目的和邊坡具體情況,在對邊坡體加固設(shè)計時考慮以下原則:

2.1.1 徹底解除東部自然邊坡上的潛在崩塌體對高速公路構(gòu)成的威脅,加固設(shè)計方案應(yīng)保證長治久安,不留后患;同時對人工邊坡的一、二級邊坡進行加固。

2.1.2 充分發(fā)揮邊坡巖土體本身的強度,盡量保持邊坡原貌,并汲取業(yè)主的具體要求,采取經(jīng)濟、合理的加固方案。

2.1.3 采取盡量縮小施工場地的工程技術(shù),盡量避免施工過程中對高速公路運行的影響。爭取施工期間除裝卸材料和機具臨時占用硬路肩外, 施工過程中少封道或不封道。

2.1.4 工程措施盡量環(huán)境美化,使建筑場地及建筑邊坡與高速公路相協(xié)調(diào)。

2.1.5 該邊坡加固工程設(shè)計采用動態(tài)設(shè)計法,根據(jù)施工信息及時反饋設(shè)計。

2.2 加固設(shè)計方案 根據(jù)邊坡加固設(shè)計原則和邊坡具體情況,對邊坡體進行加固設(shè)計。由于邊坡坡體較高、場地不允許放坡、邊坡坡度較陡及爆破作業(yè)對高速公路運營的影響等,綜合考慮各種因素,本著“固腳強腰”的加固理念,對東段潛在崩塌體采用錨索錨固方案,潛在崩塌體下部清除大塊石后及人工邊坡的一二級邊坡采用錨桿加固方案,詳見設(shè)計方案圖。坡體內(nèi)地下水采用排水管排水,完善和修復(fù)坡頂、碎落臺及坡腳截排水溝。邊坡加固主體部分施工完成后對部分在施工過程中破壞的植被采用噴播植草進行復(fù)綠。

2.3 邊坡加固工程設(shè)計 見設(shè)計圖,東段自然邊坡潛在崩塌體主要組成物質(zhì)強風(fēng)化～中風(fēng)化泥質(zhì)灰?guī)r,約4000立方米, 邊坡支護主要采用直徑15.24毫米、抗拉強度1860MPa高強度低松弛鋼絞線預(yù)應(yīng)力錨索錨固結(jié)構(gòu),錨索長度為21～25m,共5排,間距排距為4×4米。錨索錨固段起終點樁號為K104+535～560, 梅花型布置。最底排高出坡腳矮擋墻頂12米。錨索錨固長度設(shè)計為6米, 錨孔直徑設(shè)計為130毫米,經(jīng)計算每根錨索提供錨固力600KN。

系統(tǒng)錨桿桿體采用HRB335Φ25鋼筋,長5～8m,采用M30水泥砂漿全長灌注,系統(tǒng)錨桿孔徑在土層中d≥8cm, 在巖層中d≥5cm。排距及水平間距均為2.5m,錨桿采用梅花型布置。設(shè)計拉力8米長為120KN, 5米長為80KN。

3 施工要求

3.1 邊坡錨固工程施工 由于錨固工程主體為地下隱蔽工程,且工程質(zhì)量與施工技術(shù)密切相關(guān),要求嚴格按照有關(guān)錨固工程施工與驗收技術(shù)規(guī)范和質(zhì)量檢驗評定標準進行,確保邊坡穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)安全。

預(yù)應(yīng)力錨索、錨桿施工主要包括施工準備、錨孔鉆造、錨筋注漿、砼結(jié)構(gòu)鋼筋制安、砼澆筑、錨孔張拉鎖定和驗收封錨等工作流程。其中有兩個主要環(huán)節(jié),一是錨孔成孔,二是錨孔注漿,錨孔成孔的技術(shù)關(guān)鍵是如何防止孔壁坍塌、卡鉆;注漿的技術(shù)關(guān)鍵是如何將孔底的空氣、巖(土)沉渣和地下水排出孔外,保證注漿飽滿密實。

3.1.1 錨孔鉆造 按照設(shè)計樁號采用拉線尺量,結(jié)合水準測量進行放線,并用貼釬和油漆標記準確定位錨孔位置。鉆機嚴格按照設(shè)計孔位、傾角和方位準確就位,采用測量角具控制角度,鉆機導(dǎo)軌傾角誤差不超過±1°,方位誤差不超過±2°。錨索(桿)成孔應(yīng)根據(jù)地層選用相應(yīng)的錨桿鉆機,土層中嚴禁用水沖鉆及沖洗孔壁。在鉆進過程中要認真做好施工記錄,如地層情況、地下水情況等。鉆孔成徑、孔深要求不得小于設(shè)計值,并超鉆50cm,鉆進達到設(shè)計深度后,不能立即停鉆,要求穩(wěn)鉆3～5分鐘,同時應(yīng)及時進行錨孔清理。錨孔鉆造結(jié)束后,使用高壓空氣將孔中巖(土)粉及水全部清除出孔外,經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理檢驗合格后,方可進行錨索(桿)安裝。錨孔鉆造完成后應(yīng)及時進行錨筋體安裝和錨孔注漿,原則上不得超過24小時以避免長時間擱置造成塌孔。

3.1.2 錨索(桿)制作和安裝 錨筋下料應(yīng)整齊準確,誤差不大于±50mm,預(yù)留張拉段鋼絞線為1.5m,錨索下料應(yīng)注意各單元體長度的不同值。各單元錨索的無粘結(jié)鋼絞線應(yīng)繞承載體彎曲成U型,并用鋼帶與承載體綁扎牢固。注漿管與隔離架應(yīng)按設(shè)計要求安設(shè),注漿管底端距孔底20cm。各單元錨桿的外露端應(yīng)做好永久性標記。制作好的錨索體在運輸和安裝過程中,不能出現(xiàn)死彎折,不得損壞隔離架、注漿管及鋼絞線外包的涂塑層。

3.1.3 錨孔注漿 錨索(桿)注漿采用水灰比0.4～0.5的純水泥漿,其中錨固段遇土質(zhì)或砂土狀強風(fēng)化巖層且富水時,應(yīng)采用二次高壓劈裂注漿法來提高地層錨固力。

注漿材料要求嚴格按照經(jīng)試驗合格的配比備料,注漿漿液應(yīng)嚴格按照配合比攪拌均勻,隨拌隨用,漿體強度不低于40Mpa。錨孔注漿必須采用孔底返漿方法,直至孔口溢出新鮮漿液,嚴禁抽拔注漿管或孔口注漿;如發(fā)現(xiàn)孔口漿面回落,應(yīng)在30分鐘內(nèi)進行孔底壓注補漿2～3次,確保孔口漿體充滿。在注漿作業(yè)開始和中途停止較長時間再作業(yè)時,應(yīng)用水或水泥稀漿潤滑注漿泵及注漿管路。注漿過程應(yīng)認真做好現(xiàn)場注漿記錄,每批次注漿都應(yīng)進行漿體強度試驗,試驗不得小于兩組。漿體未達到設(shè)計強度70%時,不得在錨筋體端頭懸掛重物和拉綁碰撞。

當(dāng)采用二次劈裂注漿提高地層錨固力時,以漿體強度控制開始劈注時間(一次注漿體強度為5MPa),需在二次注漿管的錨固段內(nèi)設(shè)花孔和封塞,二次注漿的高壓注漿管應(yīng)采用鍍鋅鐵管或鋼管。當(dāng)錨索張拉鎖定后,應(yīng)向錨頭與自由段間的空隙實施充填灌漿。

3.2 錨桿施工注意事項 ①成孔要求干鉆,禁止采用水鉆,以確保錨桿施工不致于惡化邊坡巖土體的工程地質(zhì)條件和保證孔壁的粘結(jié)性能。②鉆進過程中應(yīng)對每個孔的地層變化、鉆進狀態(tài)、地下水及一些特殊情況做好記錄,如遇地層松散、破碎時,應(yīng)采用跟管鉆進,以使鉆孔完整不坍。如遇坍孔,應(yīng)立即停鉆,進行固壁灌漿處理,待水泥漿初凝后,重新清孔鉆進。③孔造好后,需經(jīng)質(zhì)檢部門檢查后,方可進行下一步工序。其他參見有關(guān)施工規(guī)范。

4 結(jié)束語

經(jīng)錨固護坡綜合治理后,坡體穩(wěn)定性好,消除了滑坡、崩塌等不良地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象,保證了公路及行車安全。經(jīng)過1年多坡體變形觀測和使用YML型錨測力系統(tǒng)對預(yù)應(yīng)力錨索預(yù)應(yīng)力損失變化觀測,其預(yù)應(yīng)力損失變化極小(0.001～0.002m)。