浅谈锚杆锚索支护在路堑边坡防护的应用_论文发表__墨水学术,论文

所属栏目：交通运输论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:221

副标题#e#
　　浅谈锚杆锚索支护在路堑边坡防护的应用
　　1农先锋，2谢荣华
　　（广西长长路桥建设有限公司广西南宁530003）
　　摘要:结合边坡工程岩土地质，对锚杆（索）施工技术对于砂质路堑高边坡防护技术进行分析，并提出了施工质量的检测方法和施工中的注意事项。
　　关键词:锚杆锚索；边坡防护；处理措施；质量检测
　　0前言
　　在高速公路的高边坡工程中，当潜在的滑体沿剪切滑动面的下滑力超过抗滑力的时，将会出现沿剪切面的滑移和破坏。在坚硬的岩体中，剪切面多发生在断层、节理、缝隙等软弱结构上。在土层中，砂性土的滑面多为平面，粘性土的滑面一般为圆弧状。有时也会出现沿上覆土层和下卧基岩间的界面滑动。为了保持边坡稳定，一种办法是采用大量削坡直至达到稳定的边坡角；另一种办法是设置之挡结构，在许多情况下单纯采用削坡或挡墙往往是不经济或难以实现的。这时可采用锚杆（索）进行加固。
　　在某高速公路工程中，项目所在位置沟谷深切、砂沟左右不对称，地层主要为沉积的粗粒屑岩、砂岩和砂质胶泥，成岩性差，风化严重，多呈碎屑状和砂岩，这是构成本区山体的主要地层，其上覆盖有厚度不等的土壤。由于老滑坡多次下滑，造成砂砾两侧地层不能对等。砂沟右侧地层完整，产状较稳定，砂沟左侧多为老滑坡堆积，主要为泥质半胶结、未胶结密实砂层，间夹层棕红色膨胀土的粘土层，该粘土层顶面往往成为富水带。
　　1高边坡坡体锚固施工技术
　　为避免坡脚应力集中产生塑性区，导致坡体失稳，本工程采取主动和被动相结合的工程措施，也就是主动采取顶部减载、放缓边坡、加宽平台以分散坡脚应力、在坡脚设挡墙的基础上，采取锚杆框架、挂网喷锚对坡体进行锚固防护加固措施。
　　1.1坡体锚固防护原理
　　当前锚固技术有多种不同的类型，在天然地层中的锚固方法多以钻孔灌浆为主，称为灌浆锚杆。锚杆中的承载力主要取决于拉杆与砂浆之间和砂浆与地层之间的摩阻力；锚杆框架、挂网喷锚属于被动型灌浆锚固，当被锚固土体发生位移地，锚固体通过水泥砂浆与孔壁之间的摩阻力对土体施加一个与位移方向相反的作用力，限制土体变形，此时拉杆承受拉伸荷载。
　　1.2施工准备措施
　　（1）根据道路及现场实际情况，合理安排和规划场地，安排钢材、水泥、砂石料堆放场地和锚杆编制、钢筋加工、混凝土搅拌、砂浆搅拌、供水供电线路、排水及生活设施等各项施工用地；
　　（2）施工设备、施工人员进场，健全岗位职责，对施工设备进行安装调试；
　　（3）按施工工艺及安排，合理确定材料进场，并对钢材、水泥、砂石等主材进行复检，根据设计要求，安排配合比试验；
　　（4）熟悉和了解设计意图，对施工图纸等各项技术资料进行核对，并对每个施工人员进行全面的施工技术交底，使人人树立质量意识。
　　（5）材料质量保证措施:材料的采购及进场验收由专人负责；采购钢材时必须向供货方取得产品质保书，进场后进一步全面复检，并对焊件进行试验；水泥必须有出厂质量证明书，进场后送监理同意的试验单位进行复检；砂石进场时，必须经检查验收，含泥量超过3%的砂石料不验收，一旦误收，必须进行过筛和冲洗；经试验不合格的材料坚决不用于工程施工中。
　　1.3锚杆框架梁施工技术
　　1.3.1锚杆框架梁施工工艺流程
　　测放孔位→钻孔→锚杆制安→注浆→挖槽→支模→绑扎钢筋→浇筑框架梁→养护→框架内砌筑浆砌片石。
　　1.3.2施工放线
　　（1）框架梁位置施放后，请监理复线，其偏差应小于等于500mm用石灰线标出明显的标志；锚杆孔位置应按设计要求测放，其偏差不得超过±10cm用木桩或油漆做出明显标志；
　　1.3.3锚杆施工
　　（1）锚杆成孔采用MK-5型钻机；
　　（2）锚杆须与坡面垂直，孔径φ≥90mm，深度比设计大0.4m，孔位偏差与锚索相同；
　　（#p#副标题#e#3）锚杆制作严格设计图纸要求进行；锚杆导正支架的尺寸应根据实际锚孔的直径大小进行调整，以利锚杆顺利安装；
　　（4）锚杆注浆采用1:1水泥砂浆，水灰比0.4，砂浆体强度不低于30MPa。注意措施:锚孔位置（垂直、水平方向）方向不大于±5cm，孔底偏差不大于锚杆长度的3%。锚孔施工时禁止开水钻进，在饱和性土和易塌孔的土层钻进时宜选用带护壁套管的钻机钻进，锚杆及框架钢筋表面必须清除锈和污垢；采用从孔底到孔口反浆式注浆，注浆必须饱满。施工结束后，测量复检锚杆孔位置偏差应小于等于±10cm。为使锚杆在孔中处于中间位置，并保证杆体包裹砂浆层厚度，在锚杆上每3m设一支架，如图所示。
　　钢筋支架图
　　1.3.4框架梁混凝土施工
　　（1）钢筋制作严格按设计图纸的要求及规范规定进行；框架梁及挡墙钢筋采用绑扎安装制作。锚杆处配置的加强钢筋与框架主筋焊接在一起；绑扎钢筋的交叉点及搭接处应采用铁丝扎牢，搭接长度Ⅰ级钢筋为30d，Ⅱ级钢筋为40d，其末端距离钢筋弯折处不得小于钢筋直径的10倍；
　　（2）焊接采用单面焊，搭接长度为10d其焊钢筋不得漏焊，应保证焊缝饱满、光滑；对模板及支架，钢筋及预留锚眼必须检查，并做好记录，符合设计要求后，方可浇筑混凝土；
　　（3）严格按照试验配合比进行混凝土配制、搅拌和浇筑；混凝土塌落度控制在30~50mm，搅拌时间不小于90S，出料后立即浇筑，防止出现离析，若有离析必须在浇筑前进行第二次搅拌；
　　（4）混凝土浇筑时必须边浇筑、边振捣，使其浇筑密实，每100m3或每台班做试件一组，待养护28d后进行抗压强度试验。混凝土浇筑时必须进行浇筑记录，并请监理方验收。
　　1.4挂网喷锚施工
　　用直径8mm钢筋编制成200mm×200mm的正方形网格，交结处用铁丝绑扎牢固；钢筋网垫离坡面7.5cm，并将网子翻上平台50cm固定。喷射前应将坡面上浮土、松石、杂草清除干净，并将坡面修平；选用新鲜P.0.42.5R普通硅酸盐水泥，干净的中细砂和强度较高的碎石，配合比按灰:砂:石=1:2:2，最大骨料粒径不超过10mm，采用人工拌和3~4次，确认均匀后方可上机喷射；间隔3m设一泄水孔，内插直径50mm塑料管，并将塑料管按4%坡度固定在网子上。喷射坡面每12m沿线长设一伸缩缝。
　　挂网喷锚中考虑沉渣的影响，锚杆实际钻进深度比设计多0.4m，锚杆钻进直径为90mm，方向与坡面垂直，成孔后用高压风吹孔、扫孔；喷设混凝土前先将工作面上的杂草、小树、松土、浮石等清理干净。选用直径8mm的钢筋，校直后按200×200mm规定尺寸编成正方形网格，网距离岩面保持7.5cm间距，交结点用22号铁丝绑扎，网子翻上坡顶0.5m固定，锚杆外露端头与钢筋点焊牢；在喷射过程中严格掌握喷射面宽度、喷嘴离喷面的距离、喷头运行方式、水灰比、喷射顺序、搭接方式等操作技术。喷射后要进行抹面，加强养护，防止开裂，提高强度和表面光洁度。
　　2施工技术难点及处理措施
　　2.1锚杆孔钻探难点及处理措施
　　由于该地区地层以泥质胶结、半胶结松散的砂层为主，间夹多层粘土层或中-强膨胀土，孔径向下倾的斜孔，且高空作业，成孔难度非常大。如果不采取响应的技术措施，不但钻空质量难以保证，而且成孔后会发生塌孔、掉块、钻孔偏差等现象，无法下入锚杆，无法进行正常的施工。
　　在认真进行现场勘察及分析地质勘探资料基础上，结合设计要求及现场的实际情况，根据以往的施工经验采取如下技术措施:
　　（1）根据实际情况，采取螺旋钻进与冲击钻进相互交叉和相互结合的方式钻进；
　　（2）对特别破碎软弱带来预注水泥浆并辅以二次扫孔钻进；
　　（3）浅部、局部跟套管钻进；孔口部位采用先施工纵横梁后施工锚孔或下孔口管固定钻孔等措施，以保证孔位准确。
　　2.2锚固段灌浆难点及处理措施
　　灌浆效果好坏直接影响锚固效果，也#p#副标题#e#是锚杆拉力能否达到设计要求的关键所在，由于本区岩石比较破碎，在灌浆过程中会由于漏浆而影响灌浆效率，而灌浆后的缓慢漏渗将会灌浆效果，使锚固段不够密实，出现局部空洞等，因此我们采用如下技术措施:
　　（1）采用水灰比值0.42:1，灰砂比为1:1的水泥砂浆灌浆，降低其流动度，提高锚固段的强度；
　　（2）灌浆压力不低于0.4～0.5MPa，并尽可能加大灌浆压力，使裂缝早期得到填充；
　　（3）由专人负责对其进行二次及多次补灌浆，在其凝固前尽量使孔内砂浆饱满地填充钻孔；
　　（4）添加适量化学添加剂，提高其灌浆效率，促使其早强速凝，使其渗漏范围得到控制。
　　3施工质量检测
　　3.1强度检测
　　喷射混凝土必须做抗压强度试验，试块在工程施工中抽样制取，在喷射作业面附近，将模具敞开一侧朝下，以80°(与水平面的夹角)左右置于墙脚:先在模具外的边墙上喷射，待操作正常后，将喷头移至模具位置，由下而上，逐层向模具内喷满混凝土。将喷满混凝土的模具移至安全地方，用三角抹刀刮平混凝土表面。在标准养护条件下养护7d后，将混凝土加工成边长为100mm的立方体试块。继续在标准条件下养护至28d龄期后，进行抗压强度试验。本工程共计试件26组，经测试，结果如下:
　　平均值f=22.45MPa；标准差sn=1.25MPa；最小值fmin=20.5>0.85×20=17MPa；根据《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GBJ86-85)，本工程质量合格条件为f-kcSn>0.85f；即:22.45-1.6×1.25=20.0>0.85×20=17.0MPa，满足要求。
　　3.2厚度检测
　　用凿孔法检测。根据《锚杆喷射混凝土支护技术规范》，本工程共检测40点，结果如下:平均值X=11.5cm>10cm；最小值Xmin=6.7cm>0.5×10=5cm，故符合要求。
　　3.3外观感检测
　　观感检测一般采用人工观测的方法，包括目测法和实测法两种。工程完工后，该工程坡面平顺，线型流畅，无漏喷、离鼓、裂缝、钢筋网外露现象，地表及坡面排水处理得当，无漏水现象，符合规范要求。此外，还需对锚杆抗拉强度、锚杆延展性、锚杆拉拔力、砂浆强度、喷射砼的回弹率等进行检测和施工监测。
　　4质量安全保证措施
　　锚索锚杆施工要重视质量和安全管理，建立健全质量、安全保证体系，明确岗位职责和管理目标，设置专职检查人员，重点检查关键工艺、关键工序的施工过程，定时汇报总结质量安全情况；严格培训和工艺操作交底制度，明确工艺及工序要求，加强工序自检和互检，严格监理报验程序，做好按工艺和规范正规操作；施工过程做好施工记录，特别是钻孔、注浆和预应力张拉记录，发现问题，及时处理；钻孔时禁止开水钻进，避免恶化边坡岩体；张拉锚索必须分级进行，并保证持荷时间满足设计要求；此外要严格控制原材料质量和喷射混凝土的配比，加强混凝土养护，确保混凝土强度；重视高空作业、架体搭拆、临时用电的安全管理和措施的落实，搞好安全交底和安全检查，完善安全防护设施，严禁同一垂直面交叉作业，确保安全生产。
　　5结束语
　　实践证明，锚杆（索）施工技术对于砂质路堑高边坡防护加固是一种行之有效的整治措施。另外锚杆（索）边坡防护技术在公路的地质病害预防、抢险防护方案中也常被采用，该边坡防护技术较其他方法具有施工简便、劳动强度低、防护效果好、后期维护费用低、相对经济的特点，值得推广应用。
　　参考文献
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