南钦铁路路堑边坡锚杆框架梁施工应用

南钦铁路路堑边坡锚杆框架梁施工应用　　摘要：挖方高边坡防护设计既要做到保证边坡稳定、安全，又要做到经济、美观，锚杆框架梁护坡是路基路堑边坡防护的一种常见有效的护坡方式，这种护坡方式能够保土保水，适用于土质、软质岩、节理裂缝发育的硬质岩路堑稳定边坡防护。本文结合南钦铁路段的工程实践，详细阐述了挖方高边坡锚杆框架梁防护的施工技术要求及施工注意事项。关键词：锚杆框架梁高边坡防护施工技术1、工程概况南钦铁路属于广西沿海铁路南宁至钦州北段扩能改造工程，整段工程地形起伏较大且复杂多变，原地面崎岖陡峭，合理的路堑边坡防护措施对高速铁路建设项目工程的线路运行安全影响极为重大，锚杆框架梁施工作为路堑高边坡防护成熟的手段被普遍采用。2、锚杆框架梁防护的特点锚杆框架梁作为近年新发展起来的防护形式，具有如下几个特点：（1）具有节省工程材料，工程造价低的特点9 该防护形式中锚杆的使用对加固土层起到加筋作用，同时通过锚杆使框架梁结构与地层连锁在一起，形成一种共同作用体系，增强了地层的强度，改善了地层的力学性能，能有效的调用和提高岩土自身强度和自稳能力，大大减少坡面防护的圬工数量，具有节省工程材料，工程造价低的特点。（2）边坡绿化效果好，充分体现了低碳环保的设计理念该防护形式尽可能的减少了圬工防护的工程数量，而且可以采用挂三维喷播植草或挂双网喷有机基材等形式对框架内挖方边坡进行充分的绿化，使挖方边坡达到与周围环境相协调，保持生态环境相对平衡，美化公路、改善行车条件的效果，充分体现了低碳环保的设计理念。3、技术要求和施工顺序本施工段框架梁采用菱形布置，纵梁与水平方向夹角为45°，梁截面尺寸0.4m×0.4m，外露0.1m，埋深0.3m，梁体采用HRB400和HRB335钢筋绑扎成型，现场立模现浇C30混凝土。锚杆采用Φ329 HRB400螺纹钢制作，长度L=8m，节点间距D=4m梅花型布置，锚孔直径110mm。锚杆配合框架梁使用，锚头采用弯钩与框架梁主筋焊接或绑扎牢固，支架与锚杆采用焊接连接，锚杆外露部分弯折10cm并用7cm厚C30混凝土封闭。注浆材料为M30水泥砂浆或水泥浆，注浆压力不小于0.2MPa。框架内采用草灌护坡或喷混植生。锚杆与水平面夹角为20～25°，坡面配合框架梁对土质、软质岩、节理裂隙发育的硬质岩、岩体破碎、浅层顺层、软硬质岩层等不良岩体地段的路堑坡面进行防护。锚杆施工前选择相同的地层进行拉拔试验，试验孔数不少于3孔，以验证锚杆砂浆的握裹性和锚固段的设计指标，确定施工工艺及参数。施工顺序：①做好地表截、排水设施后，路堑边坡自上而下分层开挖，每一分层高度为2～3m。②每一分层开挖完毕后，立即施工坡面锚杆：定位、造孔、锚杆安装、注浆。然后进行下一分层施工。锚杆采用采用孔底返浆法，灌注M30水泥砂浆。每一级边坡（以边坡平台为分界线）锚杆施工完成后，绑扎制作钢筋笼，现浇框架梁。每一级全部施工完毕后，进入下一级循环。4、施工方法1、锚杆施工1.1钻孔（1）钻孔是锚杆施工中控制工期的关键工序。需根据设计规定的孔位、孔径、长度与倾斜度钻孔。钻孔前要对钻机进行坡角、方向、平面位置调整，做好支垫。钻孔进入0.5m时，须再次检查坡角、方向、平面位置是否准确，以便及时重新调整。可利用φ50mm脚手架杆搭设平台（见图1），平台用锚杆与坡面固定，钻机用三脚支架提升到平台上。钻孔深度应超出锚杆设计长度0.15m左右，成孔孔壁必须顺直、完整。本段钻机采用φl10mm孔径，孔深为8m。9 （2）钻孔结束，拔出钻杆和钻具，将冲击器具清洗好备用。用一根聚乙烯管复核孔深，并以高压风吹孔，待孔内粉尘吹干净，且孔深不少于锚杆设计长度时，拔出聚乙烯管，以织物或水泥袋纸塞好孔口待用。图1（3）渗水处理：在钻孔过程中或钻孔结束后吹孔时，若发现孔中吹出的都是一些小石粒和灰色或黄色团粒而无粉尘，则说明孔内有渗水，岩粉多粘附于孔壁。这时若孔深已够，则注入清水，以高压风吹净，直至吹出清水；若孔深不够，虽冲击器工作，仍有进尺，也必须立即停钻，拔出钻具，清洗后再继续钻进，如此循环，直至结束。有时孔内渗水量大，有积水，吹出的是泥浆和碎石，这种情况岩粉不会糊住孔壁，只要冲击钻工作就可继续钻进。若渗水量太大，以至淹没了冲击器，冲击器会自动停止工作，应拔出钻具进行压力注浆。9 （4）塌孔、卡钻处理：当钻孔穿越强风化岩层或岩体破碎带时，往往发生塌孔。塌孔的主要标志是从孔中吹出黄色岩粉，夹杂一些原状的（非钻头击碎的、非新鲜的、无光泽的）石块。此时不管钻进深度如何，都应立即停止钻进，拔出钻具，进行固壁注浆，注浆压力采用0.4Mpa，浆液为水泥砂浆和水玻璃的混合液，待24h后再重新扫孔钻进。雨期，常常顺土体带向孔内渗流泥浆，固壁注浆前，必须用水和风把泥浆洗出。1.2锚杆制作锚杆可在钻孔时现场进行加工，设计锚杆为Φ32HRB400钢筋。因锚杆与框架梁钢筋要连接成整体受力，锚杆下料长度应为设计锚杆长度（8m）外加与框架梁连接的钢筋长度（取0.65m），并将外露部分弯成90°。同时沿锚杆全长间隔1.5m左右焊接一对定位支架，主要用于锚杆下部支撑孔壁，使锚杆有足够的保护层，并使锚杆保持顺直。1.3锚杆安装入孔锚杆孔装锚杆前，要核对锚杆是否和图纸一致，确认无误后，再以高压风清孔一次，即可着手安装锚杆。将锚杆缓慢送入孔内，并保持锚杆顺直度。1.4锚杆注浆9 本段锚杆注浆要求采用M30纯水泥浆。按施工配合比将水泥和水在搅拌机中拌合均匀，经过2.5mm×2.5mm的滤网倒入储浆桶，桶内水泥浆在使用前仍需低速搅拌，以防止水泥浆离析。压浆使用JHB-1.2柱塞式砂浆泵，采用重力灌浆与压力灌浆相结合的办法灌浆。办法是：将胶管与锚杆同时插入锚孔底部，用压浆泵（压力不小于0.2Mpa）将水泥浆压入锚杆孔内，随浆液灌进，空气由锚杆孔排出，将灌浆管从孔底朝孔口缓慢匀速拔出，但要保持管口始终进入水泥浆1.5—2.0m。当水泥浆灌入孔口时立即减压为零，以免在孔口形成喷浆。灌浆管拔出孔口后立即将制作好的封口板塞进孔口，灌浆结束。灌浆时应避免孔内产生气垫，压浆泵料仓内要始终有一定量的水泥浆。注浆采用一次有压注浆，中途不得停浆，孔内注浆必须饱满密实，如需二次补浆必须在水泥浆初凝前进行。锚杆注浆，水泥选用P.O42.5普通硅酸盐水泥，搅拌水泥浆应均匀，使用时不得有沉淀，同时要严格控制加水量和水灰比，注浆材料选用水灰比为0.47的纯水泥浆。　　2、框架梁施工框架梁施工前按要求应进行锚杆抗拔试验，以锚杆量的3%抽检且每坡面的抽检量不得小于3根，要求抗拔力土层不小80kN，岩层不小于160kN。2.1框架梁开挖框架梁开挖前应进行坡面修整，按设计框架尺寸放线控制，以风镐与人工镐刨修理坡面，以保证框架嵌入坡面内。开挖应自上而下进行，逐条开挖框架。开挖工作应与装、运作业面相互错开，严禁上下重叠作业。2.2钢筋制作安装9 钢筋材料、接头及其设置、保护层等指标按规范要求控制。钢筋应在常温状态下加工，弯钩一次弯成。加工完毕的钢筋，放置在棚内的架垫上、避免锈蚀及污染。钢筋骨架，先行预制，并有足够刚度，绑扎定位牢固，保证其在模型中的正确位置。锚杆端头钢筋应与框架梁钢筋焊接成整体，若锚杆与箍筋相互干扰，可局部调整箍筋的位置（见图2）。图22.3模板的制作及安装模板必须保证混凝土建筑物各部分的设计形状、尺寸和相互间位置的正确性，且具有足够的强度、刚度和稳定性；安装方便，便于重复使用；接缝应严密，不漏浆。模板可采用拼装式钢模板或竹胶板，安装时可用短锚杆固定在坡面上。（见图3）。2.4混凝土施工混凝土使用搅拌站运输混凝土。要求搅拌机拌制时，延续搅拌的最短时间应符合规范规定。混凝土在运输过程中不应发生离析、漏浆、严重泌水及坍落度损失过多等现象。灌注混凝土前及灌注过程中，对模板、钢筋骨架、预埋件等加以检查，当发现问题应及时处理。灌注混凝土应连续进行，当允许间歇时间已超过时，应按灌注中断处理，同时应留置施工缝，并作出记录。施工缝的平面应与结构的轴线相垂直，施工缝处应埋入适量的钢筋或型钢，并使其体积露出混凝土外一半左右。5、施工中遇到的问题（1）使用竹胶板木模，人工加固耗时，浇筑混泥土振捣困难，顶面压膜不好固定，振捣是模板会整体上浮。9 （2）使用竹胶板木模，在振捣中砼容易随振捣四处流溢，如振捣不充分，气泡不易排出，较容易出现麻面蜂窝。（3）使用竹胶板木模，由于顶面压膜过长，从而曾加浇注砼土的难度，加大坍落度的话，在振捣是又对模板的加固要求较高，增加工时。（4）使用竹胶板木模，需要加工一部分顶面压膜，会增加模板的投入，而且在以后的拆模是工作比较繁琐。（5）框架两侧模板加固困难，工人的用时较多，增加施工成本。6、结束语：锚杆框架梁作为一种常见的边坡防护结构，普遍作为路堑边坡防护的首选施工方法，并能起显著地作用。同时，我们应注意到，在土质及软质岩地段，框架梁应预先在边坡上人工开槽，框架现浇后应与周边地层密贴，需要露出部分与骨架或框架内绿化措施对应。如果不注重这些细节上的问题，那么做出来的东西可能影响美观。总体来说，锚杆框架梁施工作为一种成熟、安全、经济的施工工艺，对以后类似的施工结构能发挥更好的作用。参考文献[1]广西沿海铁路扩能改造工程区间路基设计图（中国中铁二院）[2]广西沿海铁路扩能改造工程路基设计专用图（中国中铁二院）9 [3]客货共线铁路路基工程施工技术指南（中国铁道出版社）[4]高速铁路路基工程施工技术指南（中国铁道出版社）[5]高速铁路路基工程施工质量验收标准（中国铁道出版社）9