鋼花管邊坡支護(hù)與排水方法探討

劉　琳

摘 要:詳細(xì)介紹了利用鋼花管噴漿加固邊坡,以及利用一部分鋼花管進(jìn)行邊坡內(nèi)部排水處理的方法,并對(duì)施工技術(shù)、質(zhì)量要求和效果以及施工安全監(jiān)測(cè)進(jìn)行分析,使其對(duì)于加固含水量較高的土質(zhì)邊坡可以達(dá)到良好的效果。

關(guān)鍵詞:鋼花管;邊坡加固;排水

中圖分類號(hào):TU622文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-3198(2009)18-0292-01

1 鋼花管邊坡支護(hù)與排水的原理與方法

1.1 鋼花管支護(hù)與排水的原理

一般的鋼花管支護(hù)基本原理是借助于加固材料在主動(dòng)區(qū)(滑動(dòng)區(qū))所產(chǎn)生的拉力傳到阻抗區(qū),以增加滑動(dòng)面上的垂直應(yīng)力,進(jìn)而提高土層的抗剪強(qiáng)度;并且在滑動(dòng)面上加固材料可借助于土層提供的被動(dòng)土壓力,產(chǎn)生剪力和彎矩以抵抗主動(dòng)區(qū)的滑動(dòng),達(dá)到加固邊坡的目的。鋼花管的注漿可以使破碎巖體及軟弱土體提高強(qiáng)度,而鋼花管本身留在土體內(nèi)部也可以起到加筋的作用。如果將一部分鋼花管注漿,而將另一部分不注漿,則不注漿的鋼花管便可用作排水管道,周圍土體的積水可以通過(guò)排水孔進(jìn)入排水鋼花管,再通過(guò)排水鋼花管排出,既起到了加筋加固的效果,又可以起到土體內(nèi)部排水的效果。

1.2 鋼花管支護(hù)與排水的方法

1.2.1 工程地質(zhì)勘察

工程施工前首先要對(duì)該工程的地質(zhì)情況進(jìn)行取樣勘探和技術(shù)分析,得出地質(zhì)勘探與分析報(bào)告,確定工程地段土體中黏性土、粉沙土、破碎巖體等各類物質(zhì)的大體分布情況及其性質(zhì)。同時(shí)得到該邊坡地段的地下水位以及降水量等數(shù)據(jù),估算大體的排水范圍和排水量大小,從而確定鋼花管用于排水部分的分布。

1.2.2 邊坡的大體修整

為了便于各種技術(shù)的應(yīng)用和施工方便,在地質(zhì)勘察與分析結(jié)束后,首先要對(duì)邊坡進(jìn)行一次大體的修整。把過(guò)于突出及凹陷處修平并清除坡面虛土,但不能過(guò)分整修,否則會(huì)影響邊坡的穩(wěn)定,只要不會(huì)對(duì)施工過(guò)于影響即可。

1.2.3 加工管材

選用兩批不同管徑的鋼管,用于灌漿加固的鋼材管徑稍大些,一般采用50mm鋼管;用于排水加固的鋼材管徑稍小些,一般采用40mm鋼管。灌漿加固鋼材采用無(wú)縫鋼管,沿軸向每隔5cm開一對(duì)直徑為4mm的出漿孔,梅花狀布置。兩截鋼管的連接,采用lOcm長(zhǎng)的螺紋套管連接,接縫處采用焊接,保證其強(qiáng)度和封閉性。鋼花管尾部100cm內(nèi)不設(shè)置出漿孔,而鋼花管頭部出漿孔直徑增大,一般采用5-6mm孔徑,并要將頭部削尖,并焊縫密實(shí),便于打管。排水加固鋼材也采用無(wú)縫鋼管,沿軸向每隔5cm開一對(duì)直徑為3mm的排水孔,梅花狀布置。兩截鋼管的連接,與灌漿管相同,采用lOcm長(zhǎng)的螺紋套管連接,接縫處采用焊接,保證其強(qiáng)度和封閉性。鋼花管尾部100cm內(nèi)不設(shè)置排水孔,而鋼花管頭部排水孔直徑略微增大,一般采用4mm孔徑即可,同時(shí)也需將頭部削尖,并焊縫密實(shí),便于打管。灌漿鋼花管和排水鋼花管的每個(gè)開孔處都需要焊接一小塊角鋼板,構(gòu)成孔前倒刺以及保護(hù)塊,利于灌漿和排水,不讓松散土質(zhì)被壓入鋼花管內(nèi)。

1.2.4 放線定位

坡面修正檢查合格后,進(jìn)行放線定錨孔位置。一般在土質(zhì)邊坡工程中,采用縱距為3m、橫距為2m的壓力注漿鋼花管,由于該方法鋼花管中有一部分是用于排水,并不灌漿,故邊坡工程中的鋼花管分布應(yīng)當(dāng)相應(yīng)縮短間距,采用縱距為2.5m、橫距為1.5m的梅花狀排列。每一排鋼花管采用灌漿鋼花管和排水鋼花管交錯(cuò)排列。整體布置可看作灌漿鋼花管沿斜線多排分布,也可看作四個(gè)排水鋼花管沿斜線多排分布,每一斜排灌漿鋼花管和排水鋼花管交錯(cuò)有序,兩種鋼花管分布均勻,各自能充分發(fā)揮自己的加固作用,從而保證工程的質(zhì)量。

1.2.5 打管

打管時(shí)需先打灌漿鋼花管,利用壓力錘擊打管尾,將灌漿鋼花管按設(shè)計(jì)角度打入指定貫入深度。打灌漿鋼花管時(shí)需注意要先用輕錘以一定壓力將管頭部打入一定深度,約為0.5-1米左右,檢查管頭是否發(fā)生偏移,確定管頭不發(fā)生偏移后再逐漸加大壓力。打管入土?xí)r速度應(yīng)均勻,連續(xù)施打,錘間間歇時(shí)間不要過(guò)長(zhǎng),一根管最好一氣呵成。打管如發(fā)現(xiàn)落錘反彈過(guò)大,則表示管尖可能遇到障礙,需要換輕錘慢慢錘擊,打過(guò)這一段,再換重錘。鋼花管的尾部擊錘處加一個(gè)彈性襯墊更好,使錘擊施力更均勻,打管效果更好。如果打管完畢后發(fā)現(xiàn)鋼花管打斜了,則對(duì)原鋼花管不做特殊處理,而在原鋼花管旁邊再打一根,確保該處加固穩(wěn)定。

1.2.6 壓力灌漿

灌漿鋼花管和排水鋼花管打管質(zhì)量驗(yàn)收完畢后,進(jìn)行灌漿鋼花管的壓力灌漿。其中注漿泵要選用額定壓力6MPa以上的可調(diào)控進(jìn)漿壓力的注漿泵,且泵上的壓力表一定要安裝正確,能正常顯示準(zhǔn)確讀數(shù)。還要有額定壓力為20MPa的高壓注漿膠管若干米,洗孔用的噴水頭及攪拌池等設(shè)備。灌漿前先要對(duì)管壁進(jìn)行洗壁注漿,對(duì)鋼花管內(nèi)壁進(jìn)行低濃度水泥漿清洗,當(dāng)管口冒漿濃度與注漿濃度差不多時(shí),則停止洗壁。然后用帶噴頭的洗孔水管插入到鋼花管底部,用高壓水邊沖洗邊上提,沖洗留在鋼花管內(nèi)的水泥漿,以疏通出漿孔。清洗完畢后開始正式灌漿,灌漿分多次,灌漿壓力依次提高,初始?jí)毫σ话憧刂圃?.5MPa左右,每注完一定量(大約10 kg/m)的水泥漿,需要休息片刻,然后繼續(xù)灌注。一般注5次左右,水泥用量約水泥用量約200kg/m左右,每次灌注完需要休息半小時(shí)左右,再用壓力水沖洗管壁,再進(jìn)行下依次灌漿。

灌漿順序一般采用間隔灌注,但由于本設(shè)計(jì)中每?jī)筛酀{鋼花管中均有一根排水鋼花管,所以依次灌注即可。

排水鋼花管雖然不用灌漿,但也需要清洗管內(nèi)壁,用帶噴頭的洗孔水管插入到排水鋼花管底部,用高壓水邊沖洗邊上提,排出打管時(shí)進(jìn)入管內(nèi)的雜質(zhì),并起到清洗排水孔的作用,利于排水。在施工過(guò)程中還需將在邊坡底部修一條排水明溝將邊坡上流下的水排入指定集水坑。

1.2.7 掛網(wǎng)和噴漿

鋼花管全部施工完畢并驗(yàn)收通過(guò)后,進(jìn)行邊坡表面的掛網(wǎng)和噴漿。用Φ6的鋼筋編成@250 mm×250mm 的網(wǎng)片,并通過(guò)插入土中的鋼筋固定,并用加固鋼筋與鋼花管焊接固定,布滿整個(gè)邊坡。然后用C20 細(xì)石混凝土垂直于坡面自下而上噴射,噴射厚度不小于80 mm,其中保護(hù)層厚度不小于20 mm。

2 施工監(jiān)測(cè)措施

采用全站儀和水準(zhǔn)儀聯(lián)合觀測(cè)的方法,在坡腳、坡頂埋置足夠的控制點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn),進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包括坡頂水平移位、垂直位移和坡頂土體變形以及邊坡各部分的傾斜變形等。每完成一道工序都必須確定土體變形具體數(shù)據(jù)后再進(jìn)行下一部。噴射的水泥漿和混凝土必須做抗壓強(qiáng)度,確保水泥漿和混凝土的質(zhì)量,外部噴射完混凝土后要進(jìn)行外觀檢查,確保無(wú)漏噴、離鼓、鋼筋網(wǎng)外露等現(xiàn)象。施工結(jié)束后,要對(duì)邊坡進(jìn)行長(zhǎng)期的安全監(jiān)測(cè),一旦發(fā)現(xiàn)變形等問(wèn)題,要及時(shí)分析原因,并采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于含水量較高的巖土體邊坡支護(hù),采用鋼花管進(jìn)行噴漿和排水雙用途,可以在對(duì)邊坡進(jìn)行加固的同時(shí),排除內(nèi)部積水,消除不利因素,大大的提高了邊坡的穩(wěn)定性。針對(duì)不同的工程特點(diǎn),對(duì)鋼花管的布置形式以及施工方法進(jìn)行略微的改動(dòng),可以達(dá)到更好的加固效果。

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