框架梁錨索加固多級路塹邊坡施工技術(shù)

郝正紅

1 工程概況

1.1 地形地貌

京滬高速鐵路DK681+870.88～DK682+497.98段路基地處丘陵區(qū),相對高差20 m 左右,下部邊坡坡度5°～10°,局部辟為旱地,上部邊坡坡度15°～20°,下部植被較發(fā)育,上部植被稀疏。

1.2 自然條件

1.2.1 地質(zhì)條件

1)地層巖性:丘坡局部覆蓋粉質(zhì)黏土夾碎石,灰褐色,硬塑,厚0 m～4 m;下伏地層為寒武系(∈)的灰?guī)r,灰白色、白色,中厚層狀,溶洞、溶溝、溶槽發(fā)育,節(jié)理裂隙較發(fā)育;巖層產(chǎn)狀 135°～145°∠69°～ 89°㈩線路橫剖面視傾角∠63°～ 89°。

2)不良地質(zhì):線路基底以下主要為寒武系(∈)的灰?guī)r,溶洞、溶溝、溶槽發(fā)育,節(jié)理裂隙較發(fā)育。鉆探揭露鉆孔見洞率63%,洞高0.1 m～2.7 m,線性巖溶率平均值為5.6%,最大值17%。

1.2.2 水文地質(zhì)

地下水主要為基巖裂隙水,不發(fā)育,勘測時(shí)水位埋深3.2 m～9.0 m。

1.3 工程防護(hù)措施

DK682+180～DK682+300右側(cè)一級邊坡及 DK682+182.3～DK682+217.5右側(cè)二級邊坡采用框架梁錨索加固,錨索間距3.0 m×3.0 m,每孔錨索由4根鋼絞線組成,錨固段長度 7 m,張拉段長度8 m,在孔口外預(yù)留1.5 m用于張拉。錨索設(shè)計(jì)參數(shù):鎖定噸位300 kN,鋼絞線1860級φ 15.2 mm,錨孔直徑130 mm,M40砂漿灌注;框架為C30鋼筋混凝土,截面尺寸0.6 m×0.5 m。

2 施工流程

框架梁錨索加固多級路塹邊坡流程見圖1。

3 施工方法

3.1 路塹施工

施工前,根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,計(jì)算路塹頂開挖控制點(diǎn),測量放樣開挖邊線并用灰線標(biāo)出。路塹開挖根據(jù)每級邊坡的高度,采用分層或一次進(jìn)行開挖,開挖方法根據(jù)路塹地質(zhì)采用爆破或挖掘機(jī)直接開挖。自上而下,在第一級邊坡開挖完成,并驗(yàn)收合格后進(jìn)行框架梁錨索施工。如此循環(huán),直至最后一級框架錨索梁施工完成。

3.2 錨索施工

在每級邊坡開挖完成,且邊坡位置及坡率驗(yàn)收合格后,進(jìn)行本級路塹錨索施工。

3.2.1 成孔施工

1)錨索孔定位。測量人員在施工前將錨索孔按設(shè)計(jì)圖紙的孔位精確定位在坡面上,垂直方向和水平方向的誤差應(yīng)小于20 mm。2)鉆孔設(shè)備。根據(jù)巖層及錨索設(shè)計(jì)孔徑采用QJZ-100型潛孔鉆機(jī)進(jìn)行成孔。3)鉆機(jī)就位。錨索孔鉆進(jìn)前,根據(jù)錨索孔高度采用原地鉆孔、移動(dòng)鉆孔臺車及搭設(shè)鋼管腳手架施工平臺等方式進(jìn)行鉆機(jī)就位,并根據(jù)坡面測放孔位準(zhǔn)確對位鉆機(jī),確保錨索孔開鉆就位誤差不得超過±20 mm,錨孔的孔斜度誤差不超過±2°。4)鉆進(jìn)方式。錨索鉆孔必須采用風(fēng)動(dòng)鉆進(jìn)、嚴(yán)禁水沖鉆進(jìn)。如遇地層松散破碎易坍孔,應(yīng)采用跟管鉆進(jìn)技術(shù)。如遇坍孔,立即停鉆,灌漿固壁(灌漿壓力0.1 MPa～0.2 MPa),初凝后重新掃孔鉆進(jìn)。5)鉆進(jìn)過程。鉆孔過程中對每個(gè)孔的地層變化、鉆進(jìn)狀態(tài)及一些特殊情況要注意觀察。同時(shí)注意保持鉆機(jī)下傾角的穩(wěn)定,并隨時(shí)加以檢查,發(fā)現(xiàn)鉆進(jìn)下傾角有偏差及時(shí)糾正。6)孔徑孔深。鉆孔孔徑、孔深要求不小于設(shè)計(jì)值,為確保錨孔深度,實(shí)際鉆孔深度大于設(shè)計(jì)孔深20 mm。7)清孔。鉆進(jìn)達(dá)到設(shè)計(jì)深度之后,不能立即停鉆,穩(wěn)鉆1 min～2 min,以防止孔底灰塵達(dá)不到設(shè)計(jì)孔徑。同時(shí),采用高壓風(fēng)將孔內(nèi)巖粉全部吹出孔外,以免降低砂漿與孔壁巖體的粘結(jié)強(qiáng)度,或用清水沖洗、高壓風(fēng)吹干。

3.2.2 錨索的制作與安放

1)預(yù)應(yīng)力錨索制作。每孔錨索為4束直徑15.24 mm,強(qiáng)度1 860 MPa的高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線。每束鋼絞線要求順直、不扭不叉、排列均勻,并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)尺寸下料,錨索的制作長度為:錨固段+自由段+1.5 m外露張拉段。2)安裝導(dǎo)向帽。錨索制作完成后,在錨索底端安裝鐵皮導(dǎo)向帽,以便下錨索順利,導(dǎo)向帽采用鐵絲綁扎牢固。3)安裝注漿管。注漿管要有足夠的強(qiáng)度,保證在注漿施工過程中注漿順利,不堵塞、爆管或破損拉斷。注漿管捆扎在錨索中軸部位,注漿管頭部距錨索末端宜為5 cm～10 cm。4)錨索安裝。錨索放入錨孔前,錨孔內(nèi)及孔外周圍雜物要求清除干凈。入孔安裝錨索時(shí),防止錨索彎曲和扭轉(zhuǎn),要求平順推送,嚴(yán)禁抖動(dòng)、扭轉(zhuǎn)和串動(dòng),防止中途散束和卡阻,導(dǎo)向帽距離孔底距離為0.2 m。錨索插到孔內(nèi)的深度15 m,孔外長度1.5 m;一經(jīng)安放,不得任意敲擊,不得懸掛重物,錨索安放后,為防止土屑將孔堵塞,應(yīng)立即注漿填充。5)注漿。注漿準(zhǔn)備工作除嚴(yán)格認(rèn)真?zhèn)渲圃牧虾捅匾O(shè)備外,一個(gè)錨孔注漿采用一次注漿,錨孔灌漿作業(yè)為孔底返漿方式注漿,注漿壓力不小于0.6 MPa～0.8 MPa,直至錨孔口溢出漿液時(shí)方可停止注漿。灌注必須飽滿密實(shí),水泥漿凝固收縮后,孔口應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)漿。

3.3 框架梁施工

1)測量放樣。根據(jù)框架梁設(shè)計(jì)間距及結(jié)構(gòu)尺寸,將每道框架梁的縱向間距位置采用儀器測設(shè),豎向間距及框架梁外形尺寸采用鋼尺現(xiàn)場引出,并彈墨線標(biāo)明。2)人工拉槽。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,框架梁混凝土嵌入坡面30 cm、外露20 cm,既有利于框架梁的穩(wěn)定又利于回填種植土植草。因此嵌入巖石部分采用人工風(fēng)鎬開挖、超挖部分采用C30混凝土調(diào)整至設(shè)計(jì)坡面。3)鋼筋綁扎。框架梁橫梁、豎肋基礎(chǔ)先采用5 cm水泥砂漿調(diào)平,再進(jìn)行現(xiàn)場綁扎鋼筋,鋼筋接頭需錯(cuò)開,同一截面鋼筋接頭數(shù)不得超過鋼筋總根數(shù)的1/2,且有焊接接頭的截面之間的距離不得小于1 m。若錨索與箍筋相干擾可局部調(diào)整箍筋的間距。4)模板安裝。框架梁橫梁、豎肋模板采用竹膠板配合組合鋼模板拼裝,板縫粘貼雙面膠采用U卡連接,模板上口采用定位拉桿鋼筋固定。模板與坡面接觸面在外側(cè)采用砂漿封堵以免漏漿。施工過程中注意預(yù)埋錨具及穿束鋼管。框架分片施工,每三個(gè)框架接觸處留2 cm寬伸縮縫,用浸瀝青木板填塞。5)混凝土施工。在模板安裝完成、加固牢固后,采用混凝土泵車輸送混凝土入模,插入式振搗棒振搗密實(shí)。在錨孔周圍,鋼筋較密集,一定要仔細(xì)振搗,保證質(zhì)量。養(yǎng)護(hù)采用覆蓋土工布,并定期灑水,確保混凝土面濕潤。

3.4 張拉

1)錨索總張拉力包括超張拉值,自由段為土層時(shí)超張拉值為15%～25%,自由段為巖石時(shí)為10%～15%。2)待框架梁混凝土強(qiáng)度及注漿強(qiáng)度達(dá)70%時(shí)進(jìn)行張拉,張拉前對張拉機(jī)具進(jìn)行標(biāo)定,避免出現(xiàn)應(yīng)力誤差。3)錨索在張拉前必須把承壓支撐構(gòu)件面整平,將錨具安裝好,使其與錨索軸線方向垂直。安裝千斤頂時(shí)要注意使千斤頂軸線與錨索軸線盡量在一條直線上,不可壓彎錨頭部分。4)張拉分兩次逐級張拉,第一次張拉值為總張拉力的70%,兩次張拉間隔時(shí)間不宜少于3 d～5 d。5)張拉時(shí),各級張拉力分別以設(shè)計(jì)張拉力25%倍數(shù)遞增,每級間隔2 min～3 min,最后一級30 min,張拉中對錨索伸長及受力做好記錄。6)為補(bǔ)償預(yù)應(yīng)力損失,在張拉完成一周后進(jìn)行補(bǔ)償張拉并鎖定,切除多余鋼絞線,用混凝土封錨。

4 安全環(huán)保措施

1)框架梁錨索施工前應(yīng)制定安全技術(shù)措施,進(jìn)行安全技術(shù)培訓(xùn),持證上崗;2)施工前對邊坡作業(yè)區(qū)圍巖的松動(dòng)塊石、邊坡孤石進(jìn)行檢查處理,根據(jù)需要設(shè)置攔石排或柔性攔石網(wǎng)燈安全措施;3)預(yù)應(yīng)力錨索施工應(yīng)搭設(shè)腳手架平臺并固定在巖壁上,平臺四周設(shè)防護(hù)欄桿;4)鋼絞線錨具端設(shè)置安全防護(hù)欄,張拉時(shí)近旁嚴(yán)禁站人;5)錨索鉆孔應(yīng)配備消聲、捕塵裝置,操作人員佩帶隔音、防塵器具;6)制定施工污水處理排放措施,棄漿、污水應(yīng)經(jīng)處理才能排放,施工廢棄物不得隨意傾倒和就地掩埋,應(yīng)集中處理。

5 結(jié)語

框架梁錨索加固多級路塹施工工序較多,需交叉進(jìn)行,從該工程的施工質(zhì)量、安全效果來看,均達(dá)到了比較理想的效果。通過該工程的施工,希望能夠?yàn)榻窈笸惞こ痰氖┕ぬ峁┙梃b經(jīng)驗(yàn)。

[1] 吳 鑫,余 灝.順層滑移路塹邊坡的變形機(jī)制分析及治理[J].山西建筑,2008,34(30):272-273.