高边坡工程锚固技术工程应用分析

高边坡工程锚固技术工程应用分析

关键词:高边坡锚固技术应用

1工程概况

该边坡位于浙江杭徽高速公路K104+504~K104+745路线安徽方向左侧,长241米,人工边坡高度30~58米,为岩质边坡。该边坡K104+535~560一级边坡后缘自然边坡上存在潜在崩塌体,K104+535~745一二级人工边坡节理裂隙发育,存在危岩、小崩塌及渗水等病害,威胁安全运营。受杭徽公司的委托,我公司承担此边坡的治理勘察和设计任务。

2边坡加固工程设计

由以上分析可知,边坡在天然状态下处于基本稳定状态,但在长时间强降雨时边坡土体处于饱和状态,强度急剧降低的特殊工况下边坡失稳破坏的可能性大,从而给安全运营造成威胁,因此,有必要对此边坡进行加固设计。

2.1加固设计原则根据边坡加固目的和边坡具体情况,在对边坡体加固设计时考虑以下原则:

2.1.1彻底解除东部自然边坡上的潜在崩塌体对高速公路构成的威胁,加固设计方案应保证长治久安,不留后患;同时对人工边坡的一、二级边坡进行加固。

2.1.2充分发挥边坡岩土体本身的强度,尽量保持边坡原貌,并汲取业主的具体要求,采取经济、合理的加固方案。

2.1.3采取尽量缩小施工场地的工程技术,尽量避免施工过程中对高速公路运行的影响。争取施工期间除装卸材料和机具临时占用硬路肩外,施工过程中少封道或不封道。

2.1.4工程措施尽量环境美化,使建筑场地及建筑边坡与高速公路相协调。

2.1.5该边坡加固工程设计采用动态设计法,根据施工信息及时反馈设计。

2.2加固设计方案根据边坡加固设计原则和边坡具体情况,对边坡体进行加固设计。由于边坡坡体较高、场地不允许放坡、边坡坡度较陡及爆破作业对高速公路运营的影响等,综合考虑各种因素,本着“固脚强腰”的加固理念,对东段潜在崩塌体采用锚索锚固方案,潜在崩塌体下部清除大块石后及人工边坡的一二级边坡采用锚杆加固方案,详见设计方案图。坡体内地下水采用排水管排水,完善和修复坡顶、碎落台及坡脚截排水沟。边坡加固主体部分施工完成后对部分在施工过程中破坏的植被采用喷播植草进行复绿。

2.3边坡加固工程设计见设计图,东段自然边坡潜在崩塌体主要组成物质强风化~中风化泥质灰岩,约4000立方米,边坡支护主要采用直径15.24毫米、抗拉强度1860MPa高强度低松弛钢绞线预应力锚索锚固结构,锚索长度为21~25m,共5排,间距排距为4×4米。锚索锚固段起终点桩号为K104+535~560,梅花型布置。最底排高出坡脚矮挡墙顶12米。锚索锚固长度设计为6米,锚孔直径设计为130毫米,经计算每根锚索提供锚固力600KN。

系统锚杆杆体采用HRB335Φ25钢筋,长5~8m,采用M30水泥砂浆全长灌注,系统锚杆孔径在土层中d≥8cm,在岩层中d≥5cm。排距及水平间距均为2.5m,锚杆采用梅花型布置。设计拉力8米长为120KN,5米长为80KN。

3施工要求

3.1边坡锚固工程施工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。

预应力锚索、锚杆施工主要包括施工准备、锚孔钻造、锚筋注浆、砼结构钢筋制安、砼浇筑、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)沉渣和地下水排出孔外,保证注浆饱满密实。

3.1.1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,并用贴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,采用测量角具控制角度,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,土层中严禁用水冲钻及冲洗孔壁。在钻进过程中要认真做好施工记录,如地层情况、地下水情况等。钻孔成径、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3~5分钟,同时应及时进行锚孔清理。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,方可进行锚索(杆)安装。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24小时以避免长时间搁置造成塌孔。

3.1.2锚索(杆)制作和安装锚筋下料应整齐准确,误差不大于±50mm,预留张拉段钢绞线为1.5m,锚索下料应注意各单元体长度的不同值。各单元锚索的无粘结钢绞线应绕承载体弯曲成U型,并用钢带与承载体绑扎牢固。注浆管与隔离架应按设计要求安设,注浆管底端距孔底20cm。各单元锚杆的外露端应做好永久性标记。制作好的锚索体在运输和安装过程中,不能出现死弯折,不得损坏隔离架、注浆管及钢绞线外包的涂塑层。

3.1.3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,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注浆记录,每批次注浆都应进行浆体强度试验,试验不得小于两组。浆体未达到设计强度70%时,不得在锚筋体端头悬挂重物和拉绑碰撞。

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。当锚索张拉锁定后,应向锚头与自由段间的空隙实施充填灌浆。

3.2锚杆施工注意事项①成孔要求干钻,禁止采用水钻,以确保锚杆施工不致于恶化边坡岩土体的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。②钻进过程中应对每个孔的地层变化、钻进状态、地下水及一些特殊情况做好记录,如遇地层松散、破碎时,应采用跟管钻进,以使钻孔完整不坍。如遇坍孔,应立即停钻,进行固壁灌浆处理,待水泥浆初凝后,重新清孔钻进。③孔造好后,需经质检部门检查后,方可进行下一步工序。其他参见有关施工规范。

4结束语

经锚固护坡综合治理后,坡体稳定性好,消除了滑坡、崩塌等不良地质灾害现象,保证了公路及行车安全。经过1年多坡体变形观测和使用YML型锚测力系统对预应力锚索预应力损失变化观测,其预应力损失变化极小(0.001~0.002m)。

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