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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流菱形喷锚骨架护坡在高陡边坡防护中的应用.精品文档.菱形喷锚骨架护坡在高陡边坡防护中的应用 ?施工技术? 陈? 文 (中铁十八局集团第一工程有限公司,河北涿州072750) ?【摘?要】?菱形喷锚骨架护坡可提高高陡边坡岩土的结构强度和抗变形刚度,增强边坡的整体稳定性。根据洛阳西南环城高速公路LH-04合同段路堑边坡采用菱形喷锚骨架护坡的工程实践,介绍了设计方案、材料要求、施工方法、技术措施,以及现场质量管理和检测问题。?【关键词】?边坡;?喷锚护坡;?设计;?施工;?检测 ?【中图分类号】?U417?1+2?【文献标识码】?B ?菱形喷锚骨架护
2、坡是靠锚杆、钢筋网和混凝土层共同工 作来提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度,减小岩(土)体侧向变形,增强边坡的整体稳定性。主要适用于岩性较差、强度较低、易于风化的岩石边坡;或虽为坚硬岩层,但风化严重、节理发育,易受自然因素影响导致大面积碎落,以及局部小型崩塌、落石的岩质边坡;或岩质边坡因爆破施工,造成大量超爆、破坏范围深入边坡内部,路堑边坡岩石破碎松散,极易发生落石、崩塌的边坡防护。洛阳西南环城高速公路K14+500K14+800段,因深切路堑造成左、右边坡高达30m,此处土质特别复杂,砂、砂砾土、粉性土、重黏土、弱膨胀土、料浆石等各种类别的土石在地面以下呈不规则分布,而且各种土石粒径变化很大
3、,竖向节理发育,面积和厚度分布不规则,故而采用局部爆破配合机械全面开挖作业,使得边坡开挖暴露后,迅速风化脱落,形成负坡。但开挖后边坡破碎松散,犬牙交错,时有落土石现象发生,严重影响后续工序的施工和将来的营运安全。为了使松散岩土边坡不出现崩塌现象,确保行车安全,经技术经济比较,决定采用菱形喷锚骨架护坡支护方案进行防护。 图1? 喷锚支护坡面锚杆布置图 1?设计方案及材料要求 ?由于路堑边坡土质特别复杂,砂、砂砾土、粉性土、重黏土、弱膨胀土、料浆石等各种类别的土石在地面以下呈不规则分布,且存在松散砂层或砂窝及边坡渗水等现象,故根据路堑边坡现状,将边坡防护分为削坡减载、松散砂层锚喷花管注浆及菱形喷锚
4、骨架护坡等几种类型。本工程项目重点采用菱形喷锚骨架护坡方案。 1?1?构造设计方案 (1)喷射混凝土厚度采用100+20mm,喷射混凝土标号为C20细石混凝土。 (2)锚杆采用?22螺纹钢筋;锚固深度视边坡岩层的破碎程度及破碎层的厚度而定,该项目锚杆长度分两种,6m和9m交替布置;锚杆孔的深度应大于锚固深度20cm,锚杆灌浆采用强度为32?5MPa的普通硅酸盐水泥,水灰比为0?450?5,全程注浆,注浆压力为0?3MPa,锚固体强度为M15;锚杆间距2000mm,呈30?菱形布置,详见图1、图2 图2?喷锚支护坡面投影(局部)平面图 (3)钢筋网采用方格网,规格为?6?5250mm?200mm
5、,加强钢筋为?16螺纹钢,2000mm菱形布置,并同锚杆头焊接。 1?2?材料选择要求 (1)水泥:选用强度为32?5MPa的普通硅酸盐水泥;也可选用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥,性能符合现行水泥标准。 (2)砂:采用坚硬耐久的中粗砂,细度模数宜大于2.5,含水率控制在5%7%。 收稿日期2007-03-29 作者简介陈文(1973),男,大学本科,工程师。 181 四川建筑?第27卷3期?2007?06 ?施工技术? (2)采用压力泵将1:1的水泥砂浆注入锚孔。如遇空洞不能加压太大,要保持0?3MPa的工作压力。注浆时注浆管应插至孔底510cm处,随砂浆的注入缓慢匀速拔出。注浆要保证砂
6、浆饱满,不得有里空外满的现象。 (3)注完浆后,立即插入锚杆,若孔口无砂浆溢出,应及时补注砂浆。2?4?挂网与支模(图 4) (3)骨料:采用坚硬耐久的碎石,粒径不宜大于15mm; 当采用碱性速凝剂时,不得使用含有活性二氧化硅的石材。(4)外加剂:选用符合质量要求的速凝剂,掺速凝剂后的喷射混凝土性能必须满足设计要求。 (5)水:混合水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质,不得使用污水以及pH值小于4的酸性水和硫酸盐含量超过1%的水。1?3?混合料的配合比设计 (1)水泥与砂石之重量比为1:2:1?5;(2)砂率宜为45%55%;(3)水灰比宜为0?450?5;(4)速凝剂掺量应通过试验确
7、定。 2?施工方法及技术措施 ?菱形喷锚骨架护坡施工的程序如下:搭设脚手架整修边坡锚杆钻孔、注浆挂网与支模喷射混凝土养护拆除脚手架。2?1?搭设脚手架 脚手架搭设前必须先对现有边坡的稳定情况进行观察,确定安全后再搭设脚手架。钢管支架立柱应置于坚硬稳定的岩石上,不得置于浮渣上,立柱间距1?5m。架子宽度1?21?5m,横杆高度1?8m,以满足施工操作需要。搭设管扣要牢固、稳定,钢架与壁面之间必须楔紧,相邻钢架之间应连接牢靠,以确保施工安全。 2?2?坡面整修 由于现有的边坡破碎松散且不平整,必须将松散的浮石和岩渣清除干净。处理好光滑坡面,拆除障碍物,用石块或砂、土袋补砌空洞、塌方,清扫或高压水冲
8、洗受喷面,然后挂钢筋网喷射混凝土;对边坡局部松散砂层或砂窝采用锚喷花管注浆处理;不稳定边坡进行清刷或支补加固;对较大的裂缝进行灌浆或勾缝处理;在渗水边坡的松散空洞处和坡脚处设置一定数量的泄水孔,预留的长度根据现场具体情况确定布设。 2?3?锚杆钻孔及注浆(图 3) 图4?钢筋网与加强筋布置大样图(mm) (1)钢筋网采用方格网,规格为?6?5250mm?200mm,先将圆盘钢筋调直,按边坡形状尺寸取料加工,按网孔规格编织好钢筋网,分布要均匀,绑扎要牢固。(2)加强钢筋为?16螺纹钢2000mm菱形布置,并同锚杆头焊接。编好钢筋网后,与锚杆交接处必须进行焊接,以保证喷射混凝土时钢筋不晃动。 (3
9、)模板采用木模,厚度应不小于2cm,保证模板具有一定的刚度;模板高度应与喷射混凝土设计厚度一致,局部不平整处支模时底部应先用砂浆找补,确保模板顶面大面积平整。钢筋网与岩土层接触面要设置垫块,保证钢筋网保护层厚度。2?5?喷射混凝土作业 (1)喷射作业前必须对机械设备、风、水管路和电路等进行全面检查及试运转。 (2)喷射混凝土之前,坡面应清扫或冲刷干净,并湿润岩土层表面,以确保喷射混凝土与岩土层之间的良好粘结。 (3)喷射作业应分段分片依次进行。喷射顺序自上而下,按地形条件和风向从左至右或从右至左依次进行。 (4)喷头与受喷面应垂直,宜保持0?61?0m的距离。若终凝1h后再进行喷射时,应先用水
10、清洗喷层表面。第二次喷射时必须保证厚度和表面的光感。 (5)喷射时,应控制好水灰比,保持混凝土表面平整,呈湿润光泽,无干斑或滑移流淌现象。 (6)喷射机设置在地面平整的地方。 2?6?养?护 (1)喷射的混凝土终凝2h后,立即喷水养护,每天至少喷水4次。养护时间一般不得少于7d。 (2)在终凝后第一次喷水养护时,压力不宜过大,以防止冲坏喷射混凝土防护层表面。 (3)气温低于+5?时,不得喷水养护。(4)在养护过程中如果发现剥落、外鼓、(下转) 图3?注浆锚杆节点详图 ?(1)锚杆钻孔在坡面整修后才进行定位;采用气腿式凿岩 机钻孔,土中孔径90mm,岩石中孔径为60mm;根据现场的情况确定锚杆长
11、度为6m和9m两种,钻孔要垂直边坡面。锚杆采用?22螺纹钢筋;锚杆间距2000mm,菱形布置。 182 四川建筑?第27卷3期?2007?06 ?施 同理可得合川岸第11号梁段混凝土时的立模标高预测值Hl(11)为227?493m,已知该段立模标高的理论值为227?503m,实际立模时应降低模板1cm。 通过将灰色理论系统具体应用于该桥的施工控制,且最终的控制结果较好(成桥后的索力偏差一般不超过8%,合龙误差仅为?5mm)。 工技术? 因此可对斜拉桥施工实施索力和标高的双控。 参考文献 1?邓聚龙.灰色控制系统M.武汉:华中理工大学出版社,1986.2?林元培.斜拉桥M.北京:人民交通出版社,
12、1994. 3?陈德伟,郑信光.项海帆.混凝土斜拉桥的施工控制J.土木工 程学报,1993,26(1). 4?林元培.卡尔曼滤波法在斜拉桥施工中的应用J.土木工程学 报,1983,16(3). 5?官万轶,韩大建.大跨度斜拉桥施工控制方法研究进展J.华 南理工大学学报,1999,11(27). 6?方志,刘光栋,王光炯?斜拉桥施工的灰色预测控制系统J. 湖南大学学报,1997(3). 7?徐君兰.大跨度桥梁施工控制M.北京:人民交通出版社, 2000. 4?结?论 ?(1)将斜拉桥的施工这一随机过程当作灰过程并利用灰色理论系统进行分析,结果表明,采用GM(1,1)模型能对斜拉桥施工过程中一些具
13、有随机性的变量给出较好的预测。(2)将斜拉索初张力和立摸标高作为悬臂浇筑施工斜拉桥的两个控制输入,并能超前一步进行预测,同时根据现场的具体情况的及时反馈,对灰色动态模型GM(1,1)进行及时的修正,使得斜拉桥的施工控制能达到较好的精度要求,(上接)?裂纹、局部潮湿、色泽不均等不良现象,应分析原因,采取措施进行修补,以防后患。 继续在标准条件下养护至28d龄期后,进行抗压强度试验。 (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,?每个断面上,全部检查孔处的喷层厚度,60%以上不应小于设计厚度;最小值不应小于设计厚度的一半;同时,检查孔处厚度的平均值,不应小于设计厚度值。? (3)
14、锚杆间排距检测。锚杆间排距是锚杆施工质量的一项主要考核指标,是锚杆能否发挥支护作用的保证条件之一。在本工程中,我们在锚杆被喷射混凝土覆盖前,主要采用在工作面用尺直接量测的方式进行检测。 (4)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、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。 3?现场质量管理与检测 3?1?现场质量管理措施 (1)严把钢筋、水泥、砂石、速凝剂等原材料质量关,并严格按配合比施工。 (2)严格操作规程,根据生产需要,专门制订锚杆施工操作规程、喷射混凝土操作规程以及原材料检验制度、
15、机具测试维修制度、新工艺和新技术的推广制度等,使每一位施工人员都熟悉并掌握操作规程和技术要求。要求工人严格按操作规程施工,加强对其责任心的教育。 (3)加强对操作人员的培训。尤其是喷射手、搅拌人员、喷射机操作人员,一定要选择责任心强、技术熟练的工人担任,以保证喷射混凝土的质量。 (4)合理选择施工设备、机具和施工方案。施工前选好设备、机具,良好的机具是保证质量的基础。在选择施工方案时,要深入调查,进行测试研究,采用工程类比法,优化选择适合本工程的防护方式和施工方法。3?2?现场质量检测 (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
16、,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。 4?结束语 ?(1)菱形喷锚骨架护坡可提高高陡边坡岩土的结构强度和抗变形刚度,增强边坡的整体稳定性。 (2)应根据边坡岩土体现状,合理选择喷射混凝土的支护措施、结构设计方案。 (3)合理选择施工程序、工艺和技术措施是保证菱形喷锚骨架护坡工程质量的关键。 (4)制订行之有效的现场质量管理措施非常必要。菱形喷锚骨架护坡要对喷射混凝土强度
17、、厚度、锚杆间排距、抗拔力、外观感等方面进行检测,严把质量关。 参考文献 1?GB500086-2001.锚杆喷射混凝土支护技术规范S. 本刊加入?万方数据?数字化期刊群?的声明 ?为了实现期刊编辑、出版工作的网络化,我刊现已入网?万方 数据?数字化期刊群?,所以,向本刊投稿并录用的稿件文章,将一律由编辑部统一纳入?万方数据?数字化期刊群?,进入因特网提供信息服务。凡有不同意者,请另投它刊或特别声明需另作处理。 ?万方数据?数字化期刊群?是国家?九五?重点科技攻关项目。本刊全文内容按照统一格式制作,读者可上网查询浏览本刊内容,并征订本刊。 四川建筑编辑部2007年5月21日 185 四川建筑?第27卷3期?2007?06