■陈英毅
(福建省高速公路集团有限公司福州管理分公司,福州 350000)
福州至永泰高速公路K60+780~K60+965段左侧边坡,原设计边坡三阶,高约24m,采用放坡+拱型骨架植草灌防护,边坡坡顶为村道改路。2016年10月,受连续降雨的影响,K60+882~K60+921段第二、三阶出现滑塌,坡顶水泥村道外侧路面悬空;K60+870~+882段坡顶村道改路路段,路基外侧见张拉裂缝。同时边坡第一阶K60+824~K60+832处出现溜塌;第一阶K60+832~+853护面墙段落墙顶平台、第二阶K60+869~K60+882段平台出现裂缝。该段边坡坡面潮湿,坡体地下水丰富,水量大,钻孔揭露该段边坡风化土层厚,边坡坡面存在多处裂缝,并有进一步发展的趋势。为确保边坡稳定,并保证福州至永泰高速公路工程的正常运营,须对该边坡进行防护处治。
图1
福州至永泰高速公路A12合同段地处戴云山脉东北麓。全区以中低山、丘陵为主,大部分地区海拨80~250m。地形切割深度大,地形由山岭、河谷、台地、河流堆积阶地等组成,地形波状起伏。地势沿大樟溪两岸向南西逐渐上升,进入莆田游洋镇的中低山、丘陵地带。穿越的地貌单元有河流阶地、山间谷地、残坡积台地及丘陵坡地等。永泰县梧桐镇光荣村一带主要为残坡积台地,地形相对平缓,植被不发育,一般种植李树、橄榄等,残坡积层广布。
据区域地质资料、勘探成果及现场地质调查,场区F18 断层:走向 35~65°,倾向,倾角 60~80°压扭性;与线路大致平行。揭示该断裂形成挤压破碎带,裂面呈舒缓坡状,可见构造角砾岩及构造透镜体,裂面见擦痕,节理发育,岩石破碎,具绿泥石化,叶腊石化,硅化,并有石英脉贯入,部分为闪长岩、正长斑岩脉所充填,破碎带内见水蚀现象,沿断裂尚有温泉出露。
根据野外钻探揭露,现将各岩土体的分布及其特征分述如下:
5-22 坡积粉质粘土(Qdl):红褐色,可塑、湿,以粘粉粒为主,粘性较强,捻面较光滑,局部稍含少量碎石,表层可见植物根系,干强度及韧性中等。
6-13 残积粘性土(Qel):灰黄色,黄褐色,硬塑、湿,以粘粉粒为主,原岩结构完全破坏,捻面较光滑,粘性一般,干强度及韧性中等。
8-10 全风化石英闪长岩(δο53):灰黄色,岩石风化强烈,风化裂隙极发育,原岩结构完全破坏,岩体极破碎,岩芯呈砂土状,泡水易软化,手捏易散体。属极软岩。
8-11 砂土状强风化石英闪长岩(δο53):褐灰色,褐黄色,岩石风化强烈,风化裂隙极发育,原岩结构基本破坏,岩体极破碎,岩芯呈砂土状,泡水易散体,手捏易散体,属极软岩,下部16.8~18m夹15%的碎屑状,手折易断。
8-12 碎块状强风化石英闪长岩(δο53):褐黄色,褐灰色,岩石风化强烈,风化裂隙发育,原岩结构可辨,岩体破碎,岩芯呈块状,碎块状,块径2~8cm,少量呈扁柱状,块径大于10cm,锤击易碎,属软岩。
8-13 中风化石英闪长岩(δο53):浅灰色,中细粒结构,块状构造,主要成分为钾长石、石英及云母。节理裂隙较发育,岩体较破碎,岩芯呈柱状、短柱状,岩芯长10~55cm,局部岩体较破碎,岩芯呈块状、碎块状,块径 2~8cm,岩质较坚硬,锤击声脆,属坚硬岩。TCR=85%~95%,RQD=20%~45%。为较硬岩(饱和单轴抗压强度标准值fr=19.40~41.20MPa,平均值为 31.85MPa),较完整,岩体基本质量等级为Ⅲ级,工程土石等级为Ⅴ级。
8-20 全风化花岗斑岩(γπ):黄褐色,灰黄色,岩石风化强烈,风化裂隙极发育,原岩结构完全破坏,岩体极破碎,岩芯呈砂土状,泡水易散体,手捏易散体。属极软岩。
8-21 砂土状强风化花岗斑岩(γπ):黄褐色,岩石风化强烈,风化裂隙极发育,原岩结构基本破坏,岩体极破碎,岩芯呈砂土状,泡水易散体,手捏易散体,属极软岩,局部夹碎块状岩核,手折易断。
8-22 碎块状强风化花岗斑岩(γπ):黄褐色,褐灰色,岩石风化强烈,风化裂隙发育,原岩结构可辨,岩体破碎,岩芯呈块状,碎块状,块径2~8cm,个别呈短柱状,岩芯长大于10cm,锤击易碎,属软岩,局部稍含砂土状,手捏易散体。
8-23 中风化花岗斑岩(γπ):浅肉红棕色,斑状结构,块状构造,主要成分为长石、石英及云母。节理裂隙较发育,岩体较破碎,岩芯呈块状、碎块状,块径2~8cm,其次呈柱状、短柱状,岩芯长10~25cm,,岩质较坚硬、较新鲜,锤击声脆,属坚硬岩。TCR=87%,QD=36%。岩体基本质量等级为Ⅲ级,工程土石等级为Ⅴ级。
滑坡区的地下水类型为风化带孔隙裂隙水,地下水赋存于基岩风化带的孔隙裂隙中,自东向西排泄。
地下水的补给来源主要为大气降水,部分来自沟谷溪流的入渗补给,调查期间见有地下水沿岩层层面渗出,其软弱夹层地下水运移较为活跃。勘察期间测得场地内钻孔地下水稳定水位埋深1.4~4.0m(晴天)。
场地地下水对混凝土结构具微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
根据《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)及《中国地震动参数区划图》(GB 18306-2015)福建省区划一览表规定,本场地位于福州市永泰县梧桐镇,抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,反应谱特征周期值为0.45s。高速公路边坡,抗震设防类别为乙类。
(1)对道路交通安全进行管制,封闭该段高速公路车辆通行,将车辆从就近站所引导至国省道通行,防止水毁给行车安全带来影响。同时封闭水毁边坡二阶顶村道,防止通行车辆发生安全事故。
(2)对滑坡段K60+875~K60+925段应急车道位置采用土袋拦挡,土袋顶宽要求不小于2m,高度为4m,土袋堆码要求其上下层和内外层应相互错缝,堆码密度整齐。
(3)对滑坡段溜方进行清理,并疏通K60+882~K60+921段坡脚边沟,并埋设500mmHDPE波纹管,保证路面排水顺畅。
(4)坡面滑塌及裂缝区域采用材料布遮盖封闭,避免雨水下渗,材料布范围采用U形钉进行固定,间距为2m。
(5)对三阶边坡进行刷坡,开设临时便道,并在靠近村道外侧进行沙袋围堰,并设置安全防护警示线,标志牌等,提醒并引导过往车辆,确保村民进出村庄。
(6)对高速公路路面采用防撞桶、水马、锥形标等材料进行安全防护,设置警示标志,夜间频闪灯,LED指向标等,确保道路通行安全。清洗路面,并开通高速公路通行。
图2 工程立面示意图
(1)清除 K60+882~+921 段滑塌体,同时 K60+890~+925段第二设置13m宽平台,两侧与现有边坡坡面顺接过渡,第二、三阶采用1∶1.25坡率进行刷坡,刷除滑塌体;
(2)K60+780~K60+832 段、K60+853~K60+940 段边坡第一阶设置C20片石砼A型半挡墙;K60+882~+921段边坡第二阶设置C20片石砼护面墙;第一阶护面墙墙面增设预应力锚索地梁加固;
(3)K60+791~K60+938段第二阶设置预应力锚索框架,K60+884~K60+932段第三阶设置预应力锚索框架;
(4)重新修筑该段坡顶村道,与原设计路段平整顺接,村道上边坡采用1∶1.25刷坡,坡面采用拱型骨架植草灌防护。
(1)边坡第一、二阶平台及改路上边坡平台采用12cm厚C20砼封闭,同时内侧设置平台排水沟(40cm×40cm),排水沟与现有水沟顺接;
(2)K60+880~K60+965 段坡顶设置截水沟,并与现有截水沟顺接;
(3)K60+780~K60+965 段第一、二阶坡脚、K60+891~K60+946段第三阶设置排水平孔,排水平孔长20m,间距5m,可以根据现场情况适当调整间距及打设长度。
对于该高边坡工点,应编制详实、合理、可行并满足工程进度要求的施工组织设计方案。在高边坡工程施工前,应对施工中的施工方法、施工工艺程序、劳动力组织和安全质量管理给出详细的设计,并制订相应的施工设计书。
由于坡体地形的复杂性和前期测设工作的困难因素,难免存在一定的差异和变形,施工过程发现坡级差异或坡率急剧变化,及时上报设计、监理及业主代表,以便进行必要的设计补充完善或修正变更。
对于加固工程结构放线,原则要求在坡面开挖成形后进行,并且,除特殊要求外,一般宜按设计桩号采用坡面拉线尺量结合水准测量放线,严禁地梁或框架结构悬空,遇有坡面与设计差异或特殊地形地质情况,及时通告设计、监理及业主代表,必要时进行调整或变更。
地表截排水沟要求在路堑边坡土石方开挖施工前施做,并发挥作用,减少地表水对坡面冲刷和入渗坡体的作用和影响。平台排水沟排水坡率原则与线路纵坡相同,必要时考虑反坡排水;其排水出路主要为急流槽和截水天沟,最终汇入路基排水系统。平台排水沟两侧出口要求与截排水天沟顺畅连接。急流槽兼人行台阶可据汇水面积调整宽度,可由原宽1m调整至1.5m或2m,当边坡坡率陡于 1∶0.75时(含 1∶0.75),可在其一侧设镀锌钢管扶手。
地下水排水工程主要是指仰斜平孔排水工程,一般设计工程位置和数量均为原则性布设,在具体施工过程中,应根据施工揭示地层及含水状态等实际情况调整孔位、孔数和孔深,以排水孔正常出水率达50%以上为宜,确保平孔排水工程效果。
由于锚固工程主体为地下隐蔽工程,且工程质量与施工技术密切相关,要求严格按照有关锚固工程施工与验收技术规范和质量检验评定标准进行,确保边坡稳定和结构安全。
对于素喷、锚喷工程需参照现行有关规范或规定执行;对于锚索、锚杆工程参照福建省高指“高速公路边坡锚固工程施工及验收技术暂行规定”办理。
预应力锚索(杆)施工主要包括施工准备、锚孔钻造、锚筋制安、锚孔注浆、砼结构钢筋制安、混凝土浇灌、锚孔张拉锁定和验收封锚等工作流程。其中有两个主要环节,一是锚孔成孔,二是锚孔注浆,锚孔成孔的技术关键是如何防止孔壁坍塌、卡钻;注浆的技术关键是如何将孔底的空气、岩(土)沉渣和地下水体排出孔外,保证注浆饱满密实。
(1)施工准备
进行预应力锚索(杆)施工前应做好施工组织设计,明确施工方法、施工工艺、工序流程、人员组织和施工设备、材料、试验、监测安排及安全、质量管理。接着,申请单项工程开工,开工条件包括开工报告、锚筋材料试验、浆体材料试验、配合比试验、相关机械设备等。并应注意张拉设备及有关机具应进行标定。在单项工程开工申请批复后,按设计要求先进行锚索(杆)基本试验,即抗拔拉破坏试验。在基本试验锚孔施工完成后,在锚固浆体达到28天龄期且锚墩砼强度达到80%后进行试验。
基本试验的目的在于验证设计采用的工作锚索(杆)的性质和性能、施工工艺、设计质量、设计合理性以及所提供的安全储备,同时考虑有关搬运、储存、安装和施工过程中抗物理破坏的能力。
图3 工程断面示意图
锚索(杆)施工前,应根据锚固地层、锚固吨位做破坏性抗拔试验。本次设计每工点锚索(杆)采用3个试验孔,试验孔锚索(杆)长度原则为20m左右(具体以全部锚固段深入设计锚固地层1m以上控制),锚固段长度分别为8m、6m、4m,其自由段不注浆,锚固段注浆遇土质或砂土状强风化岩层且富水时须采用二次高压劈裂注浆法。试验孔具体位置由监理和设计代表现场确定,使试验孔可代表工程孔锚固地层实际情况。试验孔自由段不注浆,锚固段与自由段之间设置止浆袋,锚固段外侧应设引排气管,排气管伸入锚固段内5~10cm,其注浆方法与充满标准和工程孔相同。试验时应记录各级荷载及锚头位移等详细数据,并在工程锚索(杆)施工前及时向设计单位提交试验报告,以验证与调整设计。
安装锚索(杆)前,应先进行钻孔深度、钻孔倾角、锚索(杆)长度的检验;然后安装经现场监理检验制作合格的锚索(杆)并注浆;锚索(杆)施工完毕后,按规范要求进行锚索(杆)验收试验和长度检验。
(2) 锚孔钻造
按照设计桩号采用拉线尺量,结合水准测量进行放线,并用铁钎和油漆标记准确定位锚孔位置。钻机严格按照设计孔位、倾角和方位准确就位,采用测角量具控制角度,钻机导轨倾角误差不超过±1°,方位误差不超过±2°。锚索(杆)成孔应根据地层选用相应的锚杆钻机,且钻进过程中严禁开水冲钻及冲洗孔壁,同时应严格控制钻进速度,防止钻孔偏斜、扭曲或变径。在钻进过程中要认真作好施工记录,如钻压、钻速、地层和地下水情况等。钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值,并超钻50cm,钻进达到设计深度后,不能立即停钻,要求稳钻3~5min,防止孔底尖灭,同时,及时进行锚孔清理。钻进过程中若遇到塌孔,应立即停钻,并通知监理工程师后采用注浆固壁处理,24h后重新钻进,或采用跟管钻进工艺。
锚孔钻造结束后,使用高压空气将孔中岩(土)粉及水全部清除出孔外,经现场监理检验合格后,方可进行锚筋体安装。
(3)锚筋制安
锚筋下料应整齐准确,误差不大于±50mm,预留张拉段钢绞线长度1.5m,钢筋锚杆0.5m;对钢绞线不同单元和钢筋锚接头进行醒目可靠的标记。下料还应注意各单元锚索长度是不同的,钢绞线一律采用机械切割下料。锚筋的制作应搭建高于地面50cm以上与锚筋设计长度相适应的的制作台及简易防晒防雨棚,受地形限制,需在边坡平台上进行锚筋制作的,也应搭架制作,同时应做好防晒防雨措施。
挤压头的组装,挤压套、挤压簧安装准确,挤压顶推进应均匀充分,施工中应严格控制钢绞线挤压套挤压工艺,并抽样3%进行检测,确保单根挤压强度不低于200kN。
组装承载体时应定位准确,挤压套通过螺栓在承载体和限位片之间栓接牢固。架线环间距为1.0~1.5m,应准确定位、绑接牢固,锚孔孔口位置必须设置一个架线环。注浆管穿索安装准确定位,绑扎结实牢固,应深入导向帽5~10cm。导向帽可点焊固定于最前端承载板上,并应留有溢浆孔,保证孔底返浆。所有的钢质部分均应均匀涂刷防腐油漆。
对于高强精轧螺纹锚杆,锚固段对中支架若点焊不当,将损伤杆体强度,故应与自由段一样,用套筒触角支架绑接定位。并对其自由段按设计要求进行防腐和隔离措施处理。
锚筋体摆放顺直,不扭不叉,排列均匀。锚筋体经检验合格后,方可运输至相应孔位进行安装。水平运输时,各支点间距不小于2m,且转弯半径不宜太小;垂直运输时,除主吊点外,其它吊点应使锚筋体快速安全脱钩。锚筋体安装时应按设计倾角和方位平顺推进,严禁抖动、扭转和串动,防止中途散束和卡阻。安装完成后,不得随意敲击锚筋或悬挂重物。锚筋体的安装,必须在现场监理旁站的条件下进行。
(4)锚孔注浆
锚索(杆)注浆采用水灰比0.4~0.5的纯水泥浆,其中锚固段遇土质或砂土状强风化岩层且富水时应采用二次高压劈裂注浆法来提高地层锚固力。
注浆材料要求严格按照经试验合格的配比备料,注浆浆液应严格按照配合比搅拌均匀,随拌随用,浆体强度不低于40MPa。锚孔注浆必须采用孔底返浆方法(注浆压力一般为2.0MPa左右),直至孔口溢出新鲜浆液,严禁抽拔注浆管或孔口注浆;如发现孔口浆面回落,应在30分钟内进行孔底压注补浆2~3次,确保孔口浆体充满。在注浆作业开始和中途停止较长时间再作业时,应用水或水泥稀浆润滑注浆泵及注浆管路。注浆过程应认真做好现场施工注浆记录,每批次注浆都应进行浆体强度试验,试件不得小于两组。浆体未达到设计强度的70%时,不得在锚筋体端头悬挂重物和拉绑碰撞。
锚孔钻造完成后应及时进行锚筋体安装和锚孔注浆,原则上不得超过24h。当采用二次劈裂注浆提高地层锚固力时,以浆体强度控制开始劈注时间(一次注浆体强度为5MPa),需在二次注浆管的锚固段内设花孔和封塞,二次注浆的高压注浆管应采用镀锌铁管或钢管。注浆材料加入聚丙烯腈纤维(PAN),掺入量为每方1.8~2.0kg(纤维抗拉强度不小于700MPa),其技术指标详见表1聚丙烯腈纤维技术指标表。
对锚孔注浆施工,应严格执行有关施工规定和设计要求,监理应全过程旁站,确保锚固工程质量。
表1 聚丙烯腈纤维(PAN)技术指标表
(5)锚筋张拉锁定
在注浆浆体与台座混凝土强度达到设计强度80%以上时,方可进行张拉锁定作业。如为选定进行验收试验的锚孔,应在达到设计强度的条件下,待验收试验结束并经检验合格后再进行。验收试验的锚孔应由监理工程
师、设计代表现场确定。
锚斜托台座的承压面应平整,并与锚筋的轴线方向垂直。锚具安装应与锚垫板和千斤顶密贴对中,千斤顶轴线与锚孔及锚筋体同轴一线,确保承载均匀。锚筋的张拉必须采用专用设备,设备在张拉作业前应进行标定,锚具、夹片等检验合格后方可使用。
锚索正式张拉前,应取10%~20%的设计张拉荷载,对其预张拉1~2次,使其各部位接触紧密,钢绞线完全平直。
对于压力分散型锚索,因各单元锚索长度不同,张拉应注意严格按设计次序分单元采用差异分步张拉,根据设计荷载和锚筋长度计算确定差异荷载,并根据计算的差异荷载进行分单元张拉。
压力分散型锚索各单元差异伸长量和差异荷载增量计算公式(以三单元共六束压力分散型锚索为例)如下。
差异伸长量:
差异荷载增量:
其中:L1,L2,L3——分别为第一、二、三单元锚索的长度,且L1>L2>L3;
ΔL1,ΔL2,ΔL3——各单元锚索在给定最终张拉(设计锁定)荷载作用下的伸长量;
ΔL1-2,ΔL2-3——各单元锚索在给定最终张拉(设计锁定)荷载作用下的差异伸长量;
σ——给定最终张拉(设计锁定)荷载作用下钢绞线束应力;
P——给定最终张拉(设计锁定)荷载作用下单根钢绞线束荷载;
A——单根钢绞线束的截面面积;
E——钢绞线的弹性模量;
ΔP1,ΔP2——分步差异张拉之第一、二步级张拉荷载增量。
锚索的预应力在补足差异荷载后分5级按有关规范
或规定施加,即设计荷载的25%,50%,75%,100%和
110%。在张拉最后一级荷载时,应持荷稳定10~15min后卸荷锁定。锚索锁定后48小时内,若发现明显的预应力损失现象,则应及时进行补偿张拉。
锚索(杆)预张拉方法一般是采用轨枕或槽钢等构件作为坡面反力抑制结构,预张拉宜在锚孔注浆施工完成7日后进行,预张拉力值不超过设计拉力值的30%。框架和地梁砼施工时,应按设计框架或地梁间隔分批解除预张拉,严禁大面积一次性解除。逐片解除,逐片浇灌框架或地梁混凝土,并及时按设计要求进行张拉锁定,必再时在地梁或框架混凝土浇灌完成7d后进行预张拉,预张拉力值不超过设计拉力值的50%。
(6)锚孔验收封锚
验收试验的目的是检验施工质量是否达到设计要求,也称现场验收试验或质量控制试验,它是针对所有工程锚索(杆)进行的;通过验收试验,可获知锚索(杆)受力大于设计荷载时的短期锚固性能,以及满足设计条件时锚索(杆)的安全系数。将验收试验结果与基本试验结果进行恰当的对比,可作为锚索(杆)长期性能评价的参考。
验收试验设备和方法:
①试验设备包括张拉千斤顶、油压表、油泵和用于连接它们的高压油管,以及相关变形量测系统和固定设施。张拉设备投入正式使用前,应由具有相应资质的计量单位进行标定,且在有效期内,并应绘制压力表读数与系统出力曲线。
②验收试验对张拉系统的精度要求一般较高,试验时对锚索施加应力和变形需要几种设备同时进行测定,如精度较高的油压表、压力传感器、千分表、油标卡尺、挠度计等。
③验收试验可选择下述两种方式之一进行试验:a.业主委托具有相关试验经验业绩的边坡锚固工程专业单位或部门进行验收试验。
b.在有关业主、监理和设计代表的指导和监督下由施工单位组织进行验收试验。
④验收试验应按有关规范和规定要求认真做好记录,并提交试验报告,供工程验收使用。
验收试验的规定和要求:
a.验收试验锚索(杆)数量不少于工程锚索(杆)总数的5%,且不得少于3根。验收试验锚索(杆)孔位应在指定边坡或项目工程全部工程锚索(杆)范围内由业主、监理和设计代表根据普遍性和代表性的原则进行随机抽样。
b.验收试验应分级加荷,起始荷载宜为锚索(杆)设计荷载的30%,分级加荷值分别为设计荷载的0.5、0.75、1.0、1.2、1.33和1.5倍,最大试验荷载不能大于锚筋承载力标准值的0.8倍。对于压力分散型锚索,要求以设计最大试验张拉荷载计算补足差异伸长量(张拉荷载)后同步张拉至锚索(杆)设计荷载的30%作为起始荷载。如果最大差异张拉荷载大于设计荷载的30%,则以最大差异张拉荷载作为起始荷载。
c.验收试验中,当荷载每增加一级,均应持荷稳定10min,并记录位移读数。最后一级试验荷载也应维持10min。如果在历时10min内位移超过1mm,则该级荷载应再维持 50min, 并在 15、20、25、30、45 和 60min 时记录其位移量。
d.验收试验中,从50%设计荷载到最大试验荷载之间所测得的总位移量,应当超过该荷载范围内锚筋自由段长度的预应力筋理论弹性伸长量的80%,且小于自由段与1/2锚固段长度之和的预应力筋的理论弹性伸长值。对于压力分散型锚索,锚固段应视为零,其自由段应分单元按实际全长计算。大量的工程实践表明,对于土质或类土质及破碎锚固地层,考虑锚孔轴向压缩与锚固段孔壁剪切变形特性,其实测上限值一般比理论上限值偏大5%~10%,应具体情况具体分析。
e.在最后一级荷载作用下的位移观测期内,锚头位移稳定,即在历时10min内位移不超过1mm,或者2h蠕变量不大于2mm。
f.如果试验结果同时满足上述d、e两款条件,则认为验收试验锚索(杆)合格;如发现一孔试验锚索(杆)不能同时满足上述d、e两款条件,则需增加抽样三孔锚索(杆)进行验收试验,直至验收试验锚索(杆)全部同时满足上述d、e两款条件,方可认为验收试验锚索(杆)合格。不合格锚孔数不得超过工程锚孔总数的5%。
如果发现验收试验锚索(杆)不合格,则应及时上报有关部门并调查分析产生原因,根据实际情况具体分析,对指定验收工程锚索做如下处理:
①报废或重新安装;②降低锚固力使用;③进行补救性重新张拉等其它特殊处理措施。
(7)在全部工程锚索(杆)经抽样进行验收试验并符合上述有关规定和要求条件后,方可按照有关设计要求张拉锁定程序进行张拉锁定和封锚工作。对验收试验锚索(杆)一般应从1.50倍设计荷载全部退荷至零后,再重新进行张拉锁定作业。
锚索 (杆)张拉完成后应及时对锚头进行补浆和封锚,外锚头应用与锚梁同标号的砼封头,以防锈蚀破坏。对于锚具和锚梁等空隙的补浆应作为锚头防腐的一项关键工序在现场监理旁站的条件下认真进行,补浆管应插入锚梁底面以下进行返式补充注浆,直至补浆孔溢浆为止。对于锚具及锚筋外露部分应严格进行去锈除油后并及时采用与锚梁同标号混凝土进行封锚。
以上未尽事宜应遵循 《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)有关要求及省市高指有关边坡锚固工程施工与验收暂行规定办理。
预应力锚索(杆)工程属于隐蔽性强的岩土工程,其施工工艺复杂性及技术难度使得非专业施工队伍难以保证其施工质量,故应安排具有岩土工程专项资质或地质灾害防治施工资质与相当施工经验和良好业绩的专业队伍承担。
(8)高边坡、滑坡监测及预应力锚杆(索)应力监测
路堑高边坡施工期监测主要采取地表位移监测,必要时采用深孔位移监测(见各立面布置图),以坡体变形数据来修正设计,指导施工,以确保施工安全,并且检验工程效果。运营期的监测有地表位移监测、地下位移监测、地下水位监测及锚杆(索)预应力监测等,监测周期为坡体开挖至建成营运后不少于一年。根据坡体地质情况及稳定程度,由业主会同监理和设计代表根据具体情况制定相关边坡、滑坡监测和锚固工程应力监测方案并组织安排专业单位实施,监测内容及项目等详见表2及表 3。
表2 路堑边坡或滑坡监测
对于重要、复杂、特殊且稳定性差的高边坡,锚索采用液态防腐外锚头,并进行预应力监测。根据预应力损失情况进行二次张拉。
地表位移监测可在地表设置监测点,也可结合深孔位移孔口监测进行;地下位移监测及地下水位移监测应设置监测钻孔;锚杆(索)应力监测可选取关键、易测部位进行长期监测。
表3 预应力锚固工程原位监测内容和项目
若进行深孔位移监测,可根据坡高、坡长及岩体土体情况,宜布设1~5个监测断面,每个断面孔数宜为2~3孔,具体可据实际情况适当调整。监测孔深根据坡高及坡体地质情况确定,深度以15~40m为宜,以进入稳定地层不小于2~5m为宜。
(1)因边坡变形及滑坡病害受地下水影响较大,故原则上要求在雨季之前施工完毕,以确保边坡稳定和结构安全。
(2)边坡刷坡卸载应严格按照从上至下的开挖施工顺序逐级载,若上级边坡有锚固工程,应待锚固工程全部实施并产生加固作用后方可进行下级边坡的土石方开挖作业,逐级开挖,逐级加固。
(3)因锚索孔成孔过程中会吹出大量的泥、砂和地下水,部分可能会飞溅到道路上,影响道路安全施工,要求采用彩条布等材料,设置临时防护网,可结合防坠落安全措施一起实施。
(4)施工过程中应加强滑坡变形监测,若变形较大,应及时告知业主、监理、设计及施工单位,采取措施,保持坡体稳定。
该水毁点位于2017年12月10日完工并通过验收,质量达到合格以上,截止2018年4月20日通过监测部门反馈,目前边坡稳定,未发现该段边坡有滑移迹象,表明上述水毁处治方案效果显著。
通过对该水毁点位的应急抢险处治及后期边坡加固处治施工,我深刻认识到以下几点体会:
(1)高速公路水毁的产生往往是施工过程中对排水系统未设置到位所致,水对边坡的稳定起到至关重要的影响,应加强对边坡施工排水系统的设计完善,施工落实。
(2)高速公路运营后,水毁发生第一时间应封闭交通,确保高速公路行车安全,再认真分析水毁成因,进行应急抢险方案实施后,再行开通高速。
(3)水毁处治方案一定应进行现场实地勘察,摸清地形情况,水毁成因,再行确认维修加固方案。
(4)高速公路进入运营期,应采取“预防为主,防治结合”的管理方针,以降低高速公路运营养护成本。
[1]福永高速公路(K60+900)改路塌方岩土工程勘察报告.福州:福建省交通规划设计院,2016.
[2]JTG D30-2015,公路路基设计规范[S].
[3]GB 50021-2001(2009年版),岩土工程勘察规范[S].
[4]GB 50010-2010,混凝土结构设计规范[S].
[5]GB 50011-2010,建筑抗震设计规范[S].
[6]GB 50086-2015,岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范[S].[7]福州至永泰高速公路工程A12合同段路基设计资料.