漿砌毛石擋墻加固

李紅良

摘?要：為了治理漿砌毛石擋墻開裂、松動的安全隱患，避免造成更大的安全隱患及經(jīng)濟損失，通過穿透毛石擋墻在巖層上鉆孔植入錨桿，用槽鋼作為格構(gòu)梁將錨桿連接成為整體，在擋墻面層形成約束，達到加固效果。

關(guān)鍵詞：毛石擋墻;外形系數(shù);特征值;錨固長度

文章編號：2095-4085（2020）08-0104-02

1?概述

山西太鋼鑫磊資源有限公司成品庫北護坡?lián)鯄ǔ捎?012年底，高度14m，結(jié)構(gòu)漿砌毛石擋墻。由于西側(cè)9m遠處石料開采產(chǎn)生振動及冬季養(yǎng)護原因，在2017年出現(xiàn)開裂松動，經(jīng)過2018年觀察，開裂松動繼續(xù)發(fā)展。擋墻頂部東西兩側(cè)均為公司運輸主干道，經(jīng)常有大型車輛經(jīng)過，如果不及時治理，開裂松散將更加嚴重，損毀面也繼續(xù)擴大，治理難度加大，經(jīng)濟損失也成倍增加。

2?原因分析

（1）施工時間是冬季施工，夜間最低溫度零下20℃多，多風，造成養(yǎng)護難度較大，強度沒有達到設(shè)計要求，是隱患發(fā)生的根本原因。

（2）該護坡上方為道路，是公司的主要運輸干道，大型車輛較多，對新建擋墻容易形成擾動，是導致?lián)鯄﹂_裂的直接原因。

（3）該擋墻道路西爆破清除石料作業(yè)，對擋墻有振動、沖擊影響，且該段擋墻背后為巖層，沒有緩沖層，震動影響更大。

3?資料收集及方案制定

查閱原施工資料：該段擋墻總高度14m，表面坡度為1 ∶0.3，上部寬度0.5m，底部寬4.2m，擋墻基礎(chǔ)及背面為巖石。現(xiàn)場開裂位置在中上部，底部完好。

初步?jīng)Q定對中上部高8m、長度24m范圍進行加固，通過鉆機穿透擋墻在巖層鉆孔100，2m間隔，縱向13排，橫向5排;錨桿HRB335 25，在外端頭焊接帶絲螺栓，用槽鋼14a進行連接，形成約束，通過緩慢高壓注漿，使灰漿充分的滲透在開裂松散的縫隙內(nèi)，使巖層、錨桿、格構(gòu)梁、毛石粘結(jié)形成整體，從而達到加固的目的。

4?方案可靠性論證

經(jīng)過現(xiàn)場勘察和經(jīng)驗及開裂松動深度，考慮到加固后灌漿形成整體后發(fā)揮的作用，以及成本考慮，錨桿承擔的拉力按照1m厚擋墻完全損毀承擔的拉力考慮。

單根錨桿承擔拉力為F=1.35×2m×2m×1m×24kN/m3=129.6kN。

單根錨桿設(shè)計承載力為N=fyAs=300×12.5×12.5×3.14=147187.5N=147.2KN。

按照軸心受拉受力考慮，錨桿抗拉設(shè)計最大值取300N/mm2，

錨桿錨固設(shè)計長度：

la=afyftd 。

α為錨桿外形系數(shù)，取值0.14。

La=0.14×300/1.27×25=826.78mm，考慮到施工擾動及端頭不適合做成彎鉤及機械錨固：L=826.78mm×1.1/0.6=1515.76mm。

錨桿錨固段嵌入巖層中的有效錨固長度hr根據(jù)

ζ— —經(jīng)驗系數(shù)，對于永久性錨桿取0.8，

Rt— —錨桿抗拔承載力特征值，

f— —水泥砂漿和巖石的粘結(jié)強度特征值，按照軟巖取值0.2MPa。

進行反算：hr=129.6kN/0.8/0.2/314=2.58m，

按照錨桿發(fā)生屈服時計算：hr=147.2kN/0.8/0.2/314=2.93m，

取較大值2.93m，乘以2倍的安全儲備5.86m，最低10m處擋墻厚度10×0.3+0.8=3.8m，最后計算長度5.86+3.8=9.66m，考慮施工注漿飽滿性及安全性本次施工錨桿長度為11m。

型鋼選擇：考慮到在型鋼中心開孔連接螺栓及表面平整的美觀性，選擇槽鋼為連接錨桿的格構(gòu)梁。

直接選用槽鋼14a，材質(zhì)Q345 ，驗算結(jié)果：

最大正彎矩（kN·m）：21.698強度計算最大應(yīng)力（N/mm2）：256.706

最大作用剪力（kN）：31.663抗剪計算應(yīng)力（N/mm2）：44.469

整體穩(wěn)定計算最大應(yīng)力（N/mm2）：304.410

最大撓度：5.50（mm）<容許撓度：11.11（mm）

驗算滿足。

5?施工過程中遇到的問題及處理方法

（1）在鉆孔過程中，由于擋墻部分松散，有碎石塌落，導致鉆孔作業(yè)不能正常進行，解決方案是在容易塌孔的擋墻段跟管，待鉆孔完成插入錨桿及巖層注漿完后，拔出根管，再進行擋墻段注漿。

（2）在注漿的過程中連續(xù)注漿3噸水泥，沒有灰漿溢出，分析鉆孔有可能與巖石裂縫相通，解決辦法是暫停注漿，待縫隙處灰漿初凝后再注，同時增大灰漿的粘稠度，邊注邊拔出注漿管，反復幾次，灰漿外溢，即可。

6?應(yīng)注意問題

（1）鉆孔必須與水平面成向上的15-25度夾角，防止在注漿時灰漿倒流，同時在巖石脫落下拉時增大錨桿與鉆孔口的摩擦力，更好的發(fā)揮錨桿的作用。

（2）錨桿端頭的螺栓焊接及槽鋼之間的焊接要做好防腐，避免外露部分生銹，失去約束能力。

（3）在沒灰漿滲出的松散部分，必須人工進行修補，防止塌落傷人。

（4）在振動較大的地方，新施工的擋墻背后可以增加一定的碎石層，既可以形成過濾水層，又可以作為減震層。

（5）驗收鉆孔時，要求鉆頭平順推進，不能產(chǎn)生沖擊和抖動，鉆具驗送長度滿足設(shè)計長度，退鉆要求順暢，且用要高壓風吹掃干凈后方可進行下一道工序。

（6）施工過程一定要做好兩個記錄：第一是鉆孔記錄，鉆孔記錄也是詳細了解巖層性質(zhì)的第一手勘探資料，是驗證和調(diào)整時間方案的依據(jù);第二是注漿記錄，掌握每個鉆孔的注漿記錄，可以根據(jù)注漿量、注漿壓力的變化，了解巖層是否暗洞、貫通縫隙等，及時作出方案調(diào)整，避免作出沒有必要經(jīng)濟損失。

（7）格構(gòu)梁間距要根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行調(diào)整，尤其在拐彎處，根據(jù)弧度的大小適當?shù)臏p少，讓格構(gòu)梁與擋墻緊密接觸，形成整體，增強對擋墻的約束。

7?結(jié)?語

錨桿注漿加固施工，隱蔽性大，施工質(zhì)量較難控制，且多在高空施工，不安全因素較多，為此，必須做好前期方案論證和施工安全措施;漿砌毛石擋墻為脆性結(jié)構(gòu)，一旦發(fā)生開裂松散現(xiàn)象，盡早加固較為經(jīng)濟且質(zhì)量更有保證。

參考文獻：

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