某边坡锚杆加固施工研究

卢保安

国道主干线GZ40二连浩特至河口,陕西境宁强至棋盘关高速公路,K58+755～K58+844段路基左侧,边坡最大高度为24 m,分为两级施工。边坡第一、二级设计为非预应力锚杆框架,下面两排为6.0 m,其余为8.8 m(见图1)。

施工前针对边坡锚固方案编制了详实、合理、可行的施工方法,施工工艺,包括施工技术,组织设计等。

1 场地清理和危岩处理

开工前,用CAT200反铲挖掘机清除坡面表土及杂物,清除浮石及松动的岩石,清理岩面植被,沿修整好的边坡坡面用钢管脚手架搭设4 m宽的操作平台,脚手架搭设为满堂布置,顺坡面,用钢管搭设斜撑、剪刀撑进行加固,增加施工平台稳定性,保证施工机械和作业人员能安全进行施工。排架搭设保证允许安全度大于1.2以上。

2 测量放样

1)按照设计图严格测放边坡顶线及底梁位置。如发现坡级差异或坡率急剧变化,要及时上报。2)加固工程结构放线,在坡面开挖成型后进行。首先在坡面上放出中竖肋、边竖肋的中线,在坡面上形成一个带状网。

3 石方施工

严格按照从上至下的开挖顺序进行逐级开挖,待上级边坡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。严禁采用大爆破施工特别是靠边坡2 m以内,以减少或避免爆破施工对岩体结构的破坏作用和影响。若实际裸露的地层情况与设计防护加固工程不符时,应及时通知设计单位。

4 锚固工程

4.1 钻孔

用油漆在坡面上标出锚孔的位置,经检验无误后方可进行钻孔工作。钻机施工在钢管脚手架作业平台上进行。钻机就位时利用地质罗盘对倾角和方位角进行校验无误后才能开始。本工程倾角见图1。钻机应采用无水干钻法,以确保锚固工程施工不至于恶化边坡岩土工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。进尺速度根据钻机性能和岩层情况严格控制,防止孔道扭曲变形。钻进达到设计要求的深度后,要稳钻1 min～2 min,以防止孔底“灭尖”,然后利用高压空气稳压2 min～3 min,将孔内沉渣吹出孔外,钻孔结束后要复查锚孔孔径、深度、孔位、倾角和方位角,全部合格后方可进行下道工序。

4.2 锚杆制作安装

在钢筋加工场地分段制作,将分段制作好的钢筋运置孔口,分段下入已清理并经检验的孔内。沿锚杆杆体每隔1.5 m设置定位器,以确保锚杆在孔的中央,满足设计及规范要求。其典型坡比布置图见图2。

钢筋安装时利用锚杆的重力,人工与机械相结合,平顺缓缓推送,使之下滑到位,锚杆安装后不得悬挂重物。锚杆采用32mm的螺纹钢筋,锚杆连接钢筋、定位钢筋和锚头钢筋均与锚杆主筋双面焊接。

4.3 注浆

注浆使用活塞式泥浆泵进行,水泥浆要随拌随用,不得超过水泥的初凝时间。一次注浆采用1∶1(重量比)水泥砂浆,水灰比0.38～0.50,砂含泥量不得大于3%,采用劈裂注浆法进行,注浆压力保持在0.3MPa～0.5MPa,当孔口出现溢浆并将压力保持在2 min左右,方可停止注浆。二次注浆时,用钢管插入孔底,从孔底向外压注纯水泥浆,采用高压注浆,注浆压力保持在1MPa～1.5MPa。前后两次注浆的时间应控制在30 min～45 min左右,持压时间约为1 min。浆体未达到设计强度的70%时,不得在锚筋端悬挂重物或碰撞外锚头。

4.4 开挖基槽

基槽开挖由人工进行,深度200mm(与工程线的垂直距离),基槽开挖结束后,用2cm～5cm厚的水泥砂浆找平。一方面为防止雨水冲刷;另一方面是为防止污染钢筋和确保混凝土实体的几何尺寸。

4.5 框架钢筋,模板施工

当基槽开挖结束后,即可进行肋梁框架的钢筋安装。当锚筋与框架钢筋相互干扰时,可适当移动钢筋的位置。框架混凝土模板主要安装框架梁的钢面模和平行坡面的侧模,框架梁的上部作为混凝土的入仓口,采用定型钢模板拼装而成,模板用U形卡连接。相邻框架的接触处,可用5cm厚泡沫板相隔,最后再以沥青麻絮或沥青木板填塞。混凝土施工结束后应及时覆盖,并与试块进行同体养护。

4.6 混凝土浇筑

混凝土在拌合站制好后(本工程采用C25),在低处用拖料斗通过钢管架搭设斜坡道送到平台上,在高处通过塔吊提升至各施工层高度,混凝土用插入式振动棒进行捣固,振动器要垂直地插入先浇混凝土层内,以保证新浇混凝土与先浇混凝土结合良好,插入先浇混凝土层深度为50mm,同时,要尽可能地避免振动器与模板接触,在浇筑混凝土时,还应派专人检查模板系统,发现模板变形、移位或倾斜,及时处理保证混凝土的外观质量。混凝土浇筑按照次序,逐层连续浇筑不得任意中断,每根框架梁,保证一次性浇筑,避免施工缝。混凝土养护待初凝后,即对混凝土进行洒水养护,养护时间不少于7昼夜。模板拆除:当混凝土强度达到5MPa时,方可拆除模板,保证结构物的棱角和尺寸完好。

5 结语

采用锚杆加固技术应注意以下几个问题:1)为了保证边坡在施工过程中的稳定性,在高边坡设计中应采用分级开挖、分级使用锚杆加固边坡的方式;2)应根据钻孔设计要求和实际地层条件,选择不同的钻孔机具和钻孔方法,以保证孔位和深度符合设计要求;3)做好注浆试验,根据实际施工情况调整注浆时间、注浆压力和注浆量;4)需要结合边坡特点使用适合的边坡防护加固方式。

[1] 陈仲颐,叶书麟.基础工程学[M].北京:中国建筑工业出版社,1990.

[2] 徐青松,陈建东.路堤边坡稳定性力学分析中应注意的问题[J].山西建筑,2006,32(2):112-113.

[3] 孔天瑞.土层锚杆在边坡中的设计应用实例[J].福建建筑,2004(7):15-16.

[4] 梁炯均.锚固与注浆技术手册[M].北京:中国电力出版社,1999.

[5] 吴亚斌,姚 猛,陶 莹.边坡加固中的锚固技术[J].山西建筑,2008,34(21):96-97.