時間:2019年07月23日 分類:科學技術論文 次數:
[摘要]預應力錨索是公路、鐵路路塹邊坡加固的關鍵技術。本文通過工程實例介紹了預應力錨索受力特點,闡述了錨索的施工技術,強調了錨索施工質量控制點,得出對工程實踐有參考意義的結論,具有一定的推廣和使用價值。
[關鍵詞]預應力錨索;錨索框架梁;施工工藝;鉆孔;注漿
在公路、鐵路線開挖路塹后,破壞了原有山體應力平衡,巖土結構強度銳減,往往形成大型潛在松弛面。對于這些不利的結構面需要采取加固措施,防止邊坡變形失穩。預應力錨索框架梁支護結構采用對預應力錨索施加預應力將滑動巖土體與穩定巖體緊密連結為一體,增加巖土體各層面的抗滑力,同時又通過坡面上框架梁將各個錨索有效地連成一個整體,形成一個由表及里的加固體系,進而達到防止整體邊坡失穩的目的,是一種新型的抗滑結構。本文結合百羅高速公路路塹邊坡加固預應力錨索施工案例,淺析路塹邊坡拉力型錨索施工技術和質量控制。
1工程概況
百色至羅村口高速公路全長55.527km,路線起于百色市右江區,接南寧(壇洛)至百色高速公路終點,途經平高、六莫、坡溫、發達、章屯、百康、小二,終于滇桂交界羅村口,接云南羅富高速公路,為雙向4車道高速公路,設計行車速度60km/h,局部路段設計行車速度80km/h,是國家高速公路網廣昆高速公路的組成部分。此高速公路有很長一段處于山嶺重丘,降雨量集中區,挖方邊坡多,相繼發生了大小不一的滑坡、崩塌等不良工程地質問題,采取棄土放坡,加固擋土墻,漿砌片石護坡傳統方法取得一定成效,但對于高大邊坡采用預應力錨索加固取得很好的效果。
2施工技術
2.1施工工藝流程施工工藝流程。
2.2施工準備
預應力錨索施工前做好施工組織設計,明確施工方法、施工工藝、工序流程、人員組織和施工設備、材料、試驗、監測安排及安全、質量管理。開工條件包括開工報告、錨筋材料試驗、漿體材料試驗、配合比試驗、相關機械設備等,張拉設備及有關機具經過標定。
2.3邊坡開挖
(1)按線開挖原則:嚴格按設計坡率、坡高測量放線,按放坡度架,按線開挖,不得超挖、欠挖。(2)盡量減少人為擾動的原則:當坡體已處于不穩定狀態時,要采用靜態爆破、控制爆破及液壓沖擊破碎機相結合的施工方案。
2.4腳手架搭設與放樣
用測量儀器按設計圖紙放出孔位,然后根據孔位搭設腳手架。為了施工的安全和連續性,腳手架必須滿鋪坡面,并且扣在坡面上,連接扣件牢固,而且有專人定期檢查,不允許有晃動的現象。施工時鉆機要求上下錯開,每臺鉆機還需搭設穩固的操作平臺,以保證鉆孔質量。
2.5造孔
(1)錨孔測放:根據施工設計圖要求,將錨孔位置準確測放在坡面上,并用鐵釬和油漆標記準確定位錨孔位置。孔位在坡面上縱橫誤差不得超過±20mm。(2)鉆孔設備:鉆孔機具的選擇,根據錨固地層的類別、錨孔孔徑、錨孔深度以及施工場地條件等選擇潛孔鉆機沖擊成孔。
(3)鉆機就位:根據坡面測放孔位準確安裝固定鉆機,并嚴格認真進行機位調整,確保錨孔開鉆就位縱橫誤差不得超過±20mm。鉆機嚴格按照設計孔位、傾角和方位準確就位,采用測角量具控制角度。鉆機導軌傾角誤差不超過±1°,方位誤差不超過±2°。(4)鉆進方式:錨孔鉆進應采用無水干鉆,禁止開水鉆進,以確保錨固工程施工不致于惡化邊坡巖土工程地質條件和保證孔壁的粘結性能。
(5)鉆進過程:鉆進過程中應對每個孔的地層變化、鉆進狀態(鉆壓、鉆速)、地下水及一些特殊情況作好現場施工記錄。(6)孔徑孔深:鉆孔孔徑、孔深要求不得小于設計值。為確保錨孔直徑,要求實際使用鉆頭直徑不得小于設計孔徑。為確保錨孔深度,要求實際鉆孔深度大于設計深度0.5m以上。
(7)錨孔清理:鉆進達到設計深度之后,不能立即停鉆,要求穩鉆1~2min,防止鉆孔達不到設計孔徑。在鉆孔完成后,使用高壓空氣(風壓0.2~0.4MPa)將孔內巖粉及水體全部清除出孔外。(8)錨孔檢驗:孔徑、孔深檢查采用設計孔徑鉆頭在標準鉆桿的條件下驗孔,驗孔過程中鉆頭平順推進,用高壓風吹不存在明顯飛賤塵碴及水體現象。同時復查錨孔孔位、傾角和方位。全部錨孔施工分項工作合格后,即可認為錨孔鉆造檢驗合格。
(9)特殊問題處理。①滲水處理。在鉆孔過程中或鉆孔結束后吹孔時,從孔中吹出來的都是一些小石粒或黃色粒而無粉塵,說明孔內有滲水,巖粉多粘于孔壁。這時若孔深已夠,則注入清水,以高壓風吹凈,直至吹出來清水。②塌孔與卡鉆處理。鉆進過程中遇到塌孔應立即停鉆,采用注漿固壁處理(灌注壓力0.1~0.2MPa),初凝后重新掃孔鉆進。若遇地層松散破碎易坍孔時,采用跟管鉆進工藝,由于雙管同步推進,鉆具外有保護管,可以有效地防止因孔壁坍塌而造成的卡鉆事故。
2.6錨索制安
(1)錨筋體組裝:嚴格按照設計尺寸下料(錨固段+自由端+1.5m外露長度),每股長度誤差不大于±50mm。鋼絞線要求采用機械切割,并經除油和除銹處理合格。鋼絞線應按設計要求平直編排,保證錨索體保護層厚度不小于20mm。在錨索體完成隔離支架和緊箍環的組裝之后,在錨索體底端接裝導向帽。導向帽尺寸嚴格按設計要求制作,尺寸制作誤差為±5mm,接裝定位誤差為±20mm,導向帽采用鐵絲綁接牢固。
(2)錨筋體防腐:錨筋體自由段的防腐與隔離應嚴格按照設計要求施作。當前錨筋體防腐與隔離首先采用刷防銹油漆,然后涂脫水黃油,最后外套塑料套管處理。
(3)錨筋體檢驗:在錨筋體制作完成后,進行外觀檢驗和錨筋體各部件檢查。錨筋筋股的排列分布與編束綁架應符合設計要求,筋股順直,不扭不叉,互不貼接,排列均勻,綁架牢固。
(4)錨筋體安裝:入孔安放錨筋體時,應防止錨筋體擠壓、彎曲或扭轉。錨筋體入孔傾角和方位應與錨孔的傾角和方位一致,要求平順推送。2.7錨索注漿錨孔鉆造完成后,應及時安裝錨固體并進行錨孔注漿,原則上不得超過24h。
(1)注漿準備:注漿準備工作除嚴格認真備制原材料配比和必要設備外,在注漿作業開始和中途停止較長時間再作業時,采用水泥漿潤滑注漿泵及注漿管路。(2)注漿漿液:注漿漿液應嚴格按照配合比攪拌均勻,隨攪隨用。漿液應在初凝前用完,并嚴防石塊、雜物混入漿液。注漿壓力一般不得小于0.6~0.8MPa。(3)注漿結束:錨孔灌漿作業一般宜為孔底返漿方式注漿,直至錨孔孔口溢出漿液或排氣管停止排氣時,方可停止注漿。(4)注漿記錄與試驗:注漿作業過程做好注漿記錄。同時,每批次注漿都應進行漿體強度試驗,且不得小于2組。
2.8框架梁、錨墩、緊固頭施工
框架梁施工與一般鋼筋混凝土施工工序大致相同。施工時根據實際情況調整平臺附近框架梁長度,使錨索框架梁單元處于邊坡中央。框架梁施工完畢要及時澆注錨墩。錨頭頂面與鉆孔軸線必須垂直,確保埋設張拉時千斤頂的張拉力與錨索在同一軸線上。
2.9張拉鎖定
在注漿漿體與臺座混凝土強度達到設計強度70%以上時,方可進行張拉鎖定作業。錨筋張拉程序:(1)錨筋張拉采用超張拉,超張拉力值為設計拉力值的1.15倍。錨筋張拉力值分2次逐級張位作業,2次張拉間隔時間不宜少于3~5天;第1次張拉作業力值為總張拉力值的70%,第2次張拉作業直至超張拉力值。各級張拉力按照設計張拉力的25%倍數遞增,除最后一次張拉需要穩定30min外,其余每級持荷穩定時間為2~5min,并分別記錄每級荷載對應錨筋體的伸長量。為了克服土層徐變等因素造成的預應力損失,最后進行一次補償張拉,然后鎖定。(2)對同一結構單元上的錨筋張拉原則要求同步進行,確保結構受力均勻,避免局部變化和相互影響。
4結束語
(1)邊坡錨索加固工程施工須開挖一級加固一級,避免邊坡長時間裸露,使邊坡在施工過程中保持穩定。在降雨前后和下一級坡面開挖中,應對已建好錨索進行位移監測,以判別錨索工作及為后續施工提供依據。(2)鉆孔過程中,若發生卡鉆、堵孔或塌孔現象,應立即停止進行檢查,在孔中局部注漿后在同一位置二次造孔。(3)每一孔必須按設計要求與坡面成設計俯角,以確保每根錨索空間平行。每一錨索必須對空間位置準確放樣,同一排錨索橫梁位置必須在同一橫梁中部,縱向位置必須在同一縱梁中部。
(4)框架梁施工必須平順,且與坡面保持一致。對于局部出現坍塌地段,框架梁的設置不得隨坡面起伏。框架梁正常位置與坍空部位必須以片石混凝土或框架梁的同級混凝土回填,不得用片石回填。(5)為保證錨索張拉時錨具與鋼鉸線正交,每一框架梁必須按設計要求設置調坡楔塊。錨頭頂面必須與錨索軸線垂直。
(6)鋪具下設的鋪墊板,施工時必須固定,以確保混凝土澆注不會發生移位。同時為防止鋼鉸線張拉時扭曲,鋼鉸線束必須在錨墊板的中央。(7)錨索鎖定30天后,若發現有明顯的預應力損失時,應進行補償張拉。施工記錄必須詳細、真實地反映施工現場情況,及時總結、積累經驗。
[參考文獻]
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