王晖明
(湖南省永州公路桥梁建设有限公司,湖南 永州 425000)
湖南G207国道双牌尚仁里至道县县城段路基工程高边坡施工要点分析及坍塌处理
王晖明
(湖南省永州公路桥梁建设有限公司,湖南 永州 425000)
针对公路路基工程的高边坡施工,结合湖南G207国道双牌尚仁里至道县县城段公路工程,根据其高边坡实际情况,采用预应力锚杆挂网喷浆的方法进行施工。对施工中每个环节要点进行分析,并综合以往施工经验,提出几条有效的坍塌处理方法,为保证高边坡施工质量与安全提供参考。
路基工程;高边坡;施工要点;坍塌处理
湖南G207国道双牌尚仁里至道县县城段公路路基施工段经地质勘查确认其上部主要是坡积粉质粘土,下部主要是风化层,此段基岩实际埋深较浅,边坡设计最高标准为6级。经勘查确认与计算,该路基边坡属于典型高边坡,且稳定系数在1.0以内,是不稳定边坡,需在施工中采取工程措施予以加固,以确保边坡自稳,防治坍塌等现象的发生。上述过程的计算公式为
(1)
(2)
上式中,c与φ表示土体自身抗剪强度参数,R表示抗剪强度对应的折减系数。
根据以上分析结果,本公路路基高边坡施工决定采用钢筋网锚喷的方法进行施工,技术参数如下:C20喷射混凝土厚8 cm,22锚杆长3 m,按3 m×3 m的间距布置,采用φ8@20 cm钢筋网平铺。施工的具体要点如下。
锚杆试验,同时向建设单位、设计单位和监理部提供准确的试验数据。试验锚孔位置通常由设计人员与监理部负责选定。
支护参数设计需遵循以下原则:确保坡体不会出现滑动与离层,并减少或彻底消除拉应力区。从实践效果中可以看出,要使锚杆充分发挥滑动和离层控制作用,有赖于前期合理、准确的预应力设置。根据以往施工经验,结合部分工程的试验结果,在没有特殊要求的情况下,锚杆预应力可选定为杆体自身屈服载荷的30%~50%,以Q235锚杆为例,其屈服强度为240 MPa,则16 mm、18 mm、20 mm、22 mm、25 mm五种规格的建议预应力设定值分别为14.5~24.1 kN、18.3~30.5 kN、22.6~37.7 kN、27.4~45.6 kN、35.3~58.9 kN。由此可知,杆体直径越大,强度越高,相应的预应力值就越高。此外,锚杆的强度还要和预应力相协调,单纯增加锚杆的强度,而不提高其预应力,将影响锚杆作用的发挥,难以达到预期的支护效果。本工程采用22 mm锚杆,长3 m。
测量放线及清除覆土采用全站仪、钢尺按设计图纸进行放线,用小木桩标示出锚杆孔位置。放线后由人工清除表层覆土和破碎岩块。
孔位选定并检查无误之后,在相应的点位进行钻孔施工,将钻机移动至指定位置,再利用风枪进行打钻开挖,锚杆的轴线和岩体之间要形成一定的角度,在不影响施工效率的基础上,确保钻孔完全垂直,避免发生孔斜,从而保证钻孔施工质量。
为使岩土体能与砂浆良好混合与凝结,在钻孔施工结束以后开展必要的清孔作业。通常可使用高压风机进行清孔,借助压缩气体清理孔中的杂质,确保孔内环境清洁。在清孔作业完成之后,需静置一段时间,对孔内的实际情况进行观察,如果通过观察发现出现水柱,则需采取降水措施,以免影响后续施工。
锚杆孔先用高压风吹洗,除去孔内泥渣,注浆安设锚杆。钻孔深度按设计孔深+0.2 m进行控制,钻孔角度严格按设计图施工。一边钻孔一边用高压风吹尽孔内岩粉,并根据钻进情况和吹出的岩粉做好详细的施工记录。完工的钻孔临时堵塞防止落物,并做好显著标记。锚杆钻孔时必须采用干钻,不得采用水钻。锚杆制作按设计要求长度下料制作锚杆,加工锚头紧固螺丝丝口,安装好锚杆对中器及注浆管。为了使锚杆准确位于钻孔中央,锚杆设有定位装置,加工时严格控制定位装置的间距不得大于2 m。锚杆安放入孔复核无误后立即进行注浆。
锚杆注浆采用M30水泥砂浆。注浆管一端与注浆机连接,另一端随同锚杆钢筋送入钻孔底部。注浆时用砂浆搅拌机将水泥、砂、水、外加剂搅拌均匀,通过注浆机、注浆管自孔底作一次性压浆,逐渐将注浆管拔出,孔内空气同时排出。同一根锚杆的注浆必须连续完成,不得中途停顿,缩孔部分须在浆体初凝前进行补浆。
钢筋网挂上前,先向清理好的坡面喷射一层混凝土,然后在喷射好的坡面上铺设钢筋网,将钢筋网悬挂固定在锚杆头上,绑扎紧固加强筋,使加强筋与网筋连接为一体,然后与定好的固定筋固定在一起。布设完成后在加强筋与锚杆连结处进行焊接,以保证钢筋网的稳定性。
钢筋网敷设好后,再在喷射混凝土,直至满足设计要求。
喷射混凝土时,应注意不要将预留排水孔(管)全部喷射覆盖住,保持排水孔(管)畅通。
金属网及锚杆头不得外露,并应做好喷层周边与未防护坡面的衔接封闭处理,防止水从缝隙浸入。
喷射混凝土终凝2 h后及时进行养护,应养护5~7 d。
(1)清理滑塌体,减小坍塌区域内实际载荷,降低化动力,避免坍塌继续发展。同时对原设计方案进行优化改善。
(2)清除边坡表面上的危岩、风化程度较高的破碎表层以及不稳定的部分,清理会对路基和边坡坡脚造成影响的风化剥落碎屑物和坍塌堆积物,通过合理的削坡来卸除边坡表面荷载,以起到降低滑动力的作用。
(3)加强边坡排水,对路基高边坡而言,其自稳性很大一部分取决于水体,在对坍塌进行处理的过程中,应切实加强边坡排水,以此有效提高治理效果,并预防再次坍塌。
(4)采取必要的抗滑措施,在原有工程措施的基础上,再施加一道抗滑体系,如抗滑桩+重力护脚挡墙,以此提高边坡土体稳定性,避免滑动。
(5)配以有效的保护措施,建议优先选择绿化防护方法,一方面加强坡面土体固结力,防止因降雨造成的滑动和流失,起到预防滑塌的作用;另一方面可以绿化公路环境,改善公路沿线自然景观,创造一定观赏价值。
本公路路基高边坡通过合理施工及有效管理,顺利完成施工任务,经检测计算边坡施工后已达到标准的稳定边坡水平,说明此施工方法可行。与此同时,通过对绿化防护措施的应用,进一步提高了边坡体的稳定性,改善边坡排水体系及公路整体自然环境,具有良好的应用和推广价值。
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U416.1
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1008-3383(2017)11-0014-02
2017-09-13
王晖明(1982-),男,工程师,主要从事公路工程工作。