路堑高边坡锚杆框架梁施工技术

路堑高边坡锚杆框架梁施工技术公路交通技术2010年6月第3期TechnologyofHighwayandTransportJun.2010No.3路堑高边坡锚杆框架梁施工技术奉柃平(广东省长大公路工程有限公司,广州510620)摘要:江肇高速公路大王顶隧道出口采用锚杆框架梁加固路堑高边坡,措施得当,施工工艺合理.进行锚杆拉拔试验,结果表明拉拔力均达到要求,结构锚杆安全可靠.关键词:路堑;高边坡;锚杆加固;框架梁;施工技术文章编号:1009—6477(2010)03—0009～04中图分类号:U416.1+4文献标识码:BTechniquesinConstructionofFrameGirdersofAnchorRodonHighSlopeofCuttingLIShuanping1工程概况1.1高边坡设计江肇高速公路大王顶隧道出口是一深挖方段,线路里程为YK43+912～YK44+050.路线沿冲沟布设,切割右侧面包状山体.该段为侵蚀低山地貌,区内谷地交错,山坡高陡,植被茂密,山体自然坡度30.～45..右线路基设计为深路堑,长138m.最大挖方高度41.7m,设计4级边坡:第1,2级边坡坡率1:0.75,属Ⅳ级软石;第3,4级边坡坡率1:1,属Ⅲ级硬土.每级边坡高10in,级间设2.01TI宽工作平台.1.2工程地质该挖方地段分布在泥盆系地层,岩性为棕褐色 中厚层状砂岩,地层产状302./__46..挖方路段走向和地层走向成小角度相交,地层倾向与开挖边坡坡向为大角度顺向相交.因地层倾角较大,地层产状对边坡的稳定性影响不大.根据附近岩石露头情况可判断岩体节理裂隙很发育,砂岩3～5条/m2,且有2组主节理(J1,J2)产状,儿20.L62o.J2205.L48.,尽管J1结构面倾向及J2结构面和开挖边坡坡向小角度相交,节理多闭合,贯通性差,但随着岩体水平应力的逐渐释放,边坡3～8m范围内的岩体将产生应力松弛;同时,在广东多雨地区,地表水下渗,在静,动水压力作用下将进一步削弱岩体的抗剪强度,致使边坡部分岩体及岩块产生松弛变形,且易产生楔形滑动或局部边坡变形失稳.收稿日期:2010-04—02作者简介:李拴平(1975一),男,陕西省扶风县人,本科,工程师1.3设计支挡结构为使本段路堑施工中和运营中稳定,安全,结合以往的经验和本线路的绿化美观效果要求,未采用重力式浆砌护面结构或轻型锚锭挡板桩结构.除第1级边坡脚设置3.5nl高的路堑挡墙支挡下部坡体外,为防止岩体强度不足,出现坡脚应力集中产生剪切变形引起破坏,在挡墙上部第1,2级坡面采用轻型锚杆框架梁结构并结合生物防护的综合措施,绿化坡面,使其与自然环境一致.2路堑开挖2.1高边坡土石方开挖本段路堑石方开挖施工以机械,爆破开挖为主,对风化层及软石,采用推土机和挖掘机直接开 挖;对次坚石,坚石,采用空压机配钻孔钻机打眼.石方量较小地段采用浅孔爆破,石方量集中地段采用深孔多排微差爆破,边坡开挖采取光面爆破或预裂爆破.路床顶面采用密集小型排炮爆破,挖掘机配合自卸汽车运输施工.爆破施工时严格控制药量,使之既能达到预期效果,又不会危害路基,保证边坡稳定,并充分考虑对周围环境的影响.2.1.1开挖前测量放样为减少超欠挖,严格按设计坡率放样,逐级开挖到坡脚工作平台.石质边坡开挖,当挖机挖不动时,需要放松动炮.打炮眼尽量挖竖向眼,禁止横向掏洞放大炮,最大限度发挥机械的作用.2.1.2工期计划制定10公路交通技术2010亟高边坡开挖工期应尽量安排在非雨水季节,集中力量多投入机械,缩短开挖时间.如开挖土石方要调配利用时,还应结合填方的施工进度,做到随挖随填.本工程的挖方为利用方,故安排在28月份作业.此外,做好雨水季节的排水尤为重要.2.2坡面雨天防护为防止成形的坡面在雨水季节被雨水冲刷成支沟,对土质地段视情况应采用防水措施,如及时修好平台上的排水沟,使上一级边坡的雨水流不到下一级边坡上.对局部因雨水作用出现较大脱落的地方,应人工实施修补,以免扩大脱落范围.2.3肋梁横梁槽沟开挖单元片锚孔钻完后及时安装锚杆并注浆,然后 测量,放样人工开挖肋梁和横梁槽沟土石方.由于坡面不平顺,尤其经雨水冲刷而出现了高低不一状况,因此为了使模板易于固定,应将模板支立在沟底,沟槽开挖宽度定为55cm,沟深30cm(设计为40em×40em).按设计坡率调整坡面,每条沟槽均应拉线,定出55em×30cm沟架,尤其是深度误差应控制为(30±2.0)em.3锚杆施工3.1钻孔锚孔钻进施工,搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架,并根据坡面测放孔位,准确安装固定钻机,严格认真进行机位调整.孔深必须保证锚孔嵌岩深度不小于设计嵌岩深度,锚孔比锚杆长0.3m,并根据现场施工钻孔记录,随时调准钻孔深度.造孔必须精确,孔位必须对照锚杆空间位置准确放样,保证同一排锚杆纵,横向位置必须分别在同一纵,横梁的中部,锚孑L角度垂直于坡面,确保每根锚杆在空间平行.此段高边坡有些地层松散,破碎,为保证钻孔完整,不坍塌,采用了套管跟进技术.有些地层有孤石,因此当出现卡钻,堵孔或坍塌时,应在孔中局部注浆后,同一位置进行第2次钻孔.3.1.1孔径与深度锚杆框架梁施工应结合边坡情况,如石质较差,成形一级,施工一级,使坡面得到及时支护加固.本工程因石质较好,故2级边坡开挖成形后.统一施作.设计本工程路段的锚孔分3种规格,即650,850,1050cm,锚孔90mm与坡面垂直.后因采用QZ100K型潜孔钻,钻头直径100mm, 故使注浆量增大.3.1.2工作平台搭设与钻孔待第1级坡脚挡墙施工完成后,根据锚杆纵横向的设计间距搭设工作平台.因钻孔机械重量较轻,故支架式平台宽度仅为150em.钻机安装就位后,调整与坡面的垂直角度,倾角允许偏差±2..对准放样的孔位开钻,孔位放样偏差控制在±5cm.钻孔要求干钻,禁止水钻成孔.成孔过程每钻进2.0～3.0m用高压风吹1次灰渣,待孔深达到设计深度,再以高压风(风压0.2～0.4MPa)清孔,务必使孑L底岩石粉渣全部清除出孔外.及时封堵孔口,防止灰尘和雨水流入,引起水泥砂浆与孔壁粘结力降低.3.2锚杆加工和安装精轧螺纹钢锚杆制作十分简单,一般首先按要求的长度切割钢筋,然后在杆体上每隔2m安放钢筋支架以使杆体居中,锚杆头设置100mm导向钢筋,最后对杆体按要求进行防腐处理,这样便完成锚杆制作.锚杆放入锚孔前,应检查孔道是否阻塞,查看孔道是否清理干净.安放锚杆时,应防止锚杆扭压,弯曲,注浆管应随锚杆一同放人锚孔,注浆管的端部距孔底500～100mm,锚杆放入角度应与钻孑L角度保持一致.锚束插入孔内深度不应小于锚束长度的98%.3.2.1锚杆amr按设计尺寸取材下料,弯制焊接.所有锚杆杆体尽量不接长,如非接长不可,应双面焊,注意搭接范围需弯成折线.焊接导向钢筋,居中定位筋和 孔口联结钢筋.因本工程设计锚杆为Ⅱ级25mm高强精轧螺纹钢,质地硬脆,按JTJ041--2000《公路桥涵施工技术规范》,取普通钢筋5倍直径弯制90.弯钩时出现开裂现象,不符合设计要求,取8倍时未再出现开裂.锚杆杆尾弯钩与杆体控制在90~.本工程锚杆总数270根,其中600em长82根,800cm长138根,1000cm长5O根.3.2.2锚杆安装锚杆体插入孑L前须进一步确认孔底是否仍有灰渣,必要时应再次清孔.杆体插入孔洞后,需校正其位置及长度,重点是确保导向钢筋(即锚头)端至孔底的距离不小于40em.3.3锚杆注浆注浆机为ZJB一3型,输送高度40m,水平距2010年第3期李拴平:路堑高边坡锚杆框架梁施工技术11离150m,工作压力2.0MPa.砂浆设计参数:P042.5硅酸盐水泥,水泥砂浆M30,水泥砂浆配合比为1:1,水灰比0.45.按比例先做试验锚杆,取得安全可靠资料后,照此实施注浆,并适当掺人膨胀剂.工艺要求:注浆管深至孔底,注浆时先高速低压从孔底进行,当水泥砂浆从孔口溢出,再低速高压注浆,压力控制在0.3MPa左右.随着注入砂浆量的增加,徐徐拔出注浆管.待浆液初凝后,因回水作用应及时进行补注浆,使锚孔内砂浆饱满.4框架梁施工肋梁和横梁的断面均为40em×40cm,嵌入坡面30cm.因坡面不平顺,沟槽开挖时已考虑立 模的宽度.经检查,当沟底超欠在±2om内符合要求时,组立模板.模板可分单元片组立,也可整级坡面分2次组立.因横梁片间设计有伸缩缝,为了统一灌注混凝土,在设计伸缩缝处固定1块经沥青处理的隔板.模板组立应牢固,不能跑模和漏浆.模板两侧可以石块和木桩顶紧.4.1钢筋骨架绑扎经检查,模板符合要求,可绑扎钢筋骨架.横梁的水平主筋在横隔板处断开.肋梁和横梁的主筋和锚杆处的加强筋是检查的重点.钢筋骨架检查合格后,在模板顶面间隔1.0m处钉上带木,防止振捣时跑模.4.2灌注混凝土框架梁混凝土为C20,在1:0.75的坡面灌注,其坍落度不宜过大,设计为57em.插入式振捣器捣固时,如肋梁表面出现混凝土往下流动,溢出模板顶面,无论是振捣时问过长还是混凝土坍落度偏大所致,都应及时进行调整,确保混凝土密实.4.2.1人工输送混凝土在坡面上灌注混凝土,功效如何,混凝土的提升运输至关重要.人工提升混凝土需搭设提升架,卷扬机,水平运输平台等.费用虽然低,但脚手架材料需倒运4次,故材料用量较多.如少用脚手架,则倒运次数多,进度也慢.4.2.2吊机提升混凝土如工期紧迫,经核算可租用升臂式吊机,混凝土从地面直接可以提升到灌注部位.本工程是用吊机提升混凝土到位,2级分4次灌注,每次仅用1.5d便灌注完.每次灌注时,应按单元片从下至 上灌注捣固,待一个单元片灌注完,才灌注下一个单元片.灌注后4h应洒水养生,2d后拆模.如遇阴天,可以不用覆盖,仅浇水养生7d.拆模后应及时修补,梁体外型尺寸40em×40cm,无论是方向还是表面的误差均应控制在±5mm.5锚杆拉拔力试验5.1锚杆长度和设计拉拔力本工程锚杆框架梁加固路堑高边坡,框架梁按高300em,宽350cm布设,2级坡面共设计270根25mm精轧螺纹钢锚杆,长度分3种规格:600cm82根,800em138根,1000om50根.设计锚杆的抗拔力均为60kN/根.5.2拉拔力试验试验锚杆先于结构锚杆施工.按施工规范要求,在第1级坡面上做拉拔力试验锚杆,待砂浆强度达到M30后进行张拉.本工程试验锚杆总数为:600,1000em按5%制作,800em按10%制作,共20根.试验荷载为锚杆轴向拉力设计值60kN/根的1.5倍,分别按设计值的0.5,0.75,1.00,1.25和1.5倍进行加载,每级稳定10min.各试验锚杆的拉拔力均在91.298.8kN/根,未出现异常现象,由此可见结构锚杆安全可靠.6结束语江肇高速公路高边坡路堑防护工程中使用锚杆框架梁,较好地防止了高边坡路堑不稳定岩层,土层的滑移,对边坡的长期稳定提供了保证.目前江肇高速公路G7标锚杆框架梁防护工程已完成,防护工程在质量,进度,安全等方面得到了业主,设计,监理的一致好评.锚杆框架梁用于路堑高边坡 加固安全,可靠,值得在同类工程中推广.参考文献【1]中交第一公路工程局有限公司.JTGF10--2006公路路基施工技术规范【s].北京:人民交通出版社,2006.【2】路桥集团第一公路工程局.J.rJ041--2000公路桥涵施工技术规范【S].北京:人民交通出版社,2000.[313刘成字.土力学[M】.北京:中国铁道出版社,1995.【4】雒应.路基路面施工百问[M】.北京:人民交通出版社,2004.[5】曾繁华,朱崇午.浅谈预应力锚杆格梁加固路堑边坡[J1.(下转第16页)16公路交通技术2010晕表5石马河特大桥C55混凝土配合比混凝土,其坍落度试验结果达到180n31Tl,且不离析,无泌水,满足设计与施工要求.经测试,表5的配合比7d抗压强度53.0MPa,28d抗压强度71.2MPa,符合设计要求.掺硅灰,纤维的混凝土在重庆石马河特大桥工程中得到应用,并取得了较好效果.在桥面混凝土中掺入聚丙烯纤维可有效提高桥面的抗裂性,改善桥面混凝土刚性自防水的能力,使桥面板,帽梁,墩台等结构受到保护,减少混凝土的耐久性破坏,延长桥梁的使用寿命.3结论1)硅灰,纤维的掺人对混凝土工作性有较大影响,可通过调节高效减水剂的掺量来激发硅灰的减水作用,改善硅灰,纤维混凝土的工作性能.2)纤维可较显着地提高硅灰混凝土的抗裂性,掺量为0.2%时,混凝土劈裂强度提高10%以上. 硅灰可显着提高混凝土的早期抗压强度.3)纤维的掺入有利于减少掺加了硅灰的混凝土的早期收缩,且在一定掺量下,对混凝土的整体性能无不良影响.4)纤维掺量对有相同水灰比和相同坍落度且掺有硅灰的混凝土的早期收缩的抑制作用不同,相同水灰比时的作用效果要好于相同坍落度时.参考文献[1】张承志.商品混凝土[M】.北京:化学工业出版社,2005.[2】吴中伟,廉惠珍.高性能混凝土[M】.北京:中国铁道出版社,1999.[3】AntonioP,PietroL.EarlydevelopmentofPropertiesinacementpaste:Anumericalandexperimentalstudy【J】.CementandConcreteResearch,200303):1013—1020.刘立,赵顺增,吴勇.矿物外加剂对混凝土收缩开裂的影响研究【J].膨胀剂与膨胀混凝土,2008(2):47—50.[5]5姚春梅,詹炳根.聚丙烯纤维对混凝土抗裂性的影响【J1.合肥大学:自然科学版,2008(12):2005—2008.[6]刘霞.混凝土高性能掺合料的开发研究[D].西安:西安建筑科技大学,2008.[7】温小栋,潘伟,许永和.聚丙烯纤维对混凝土拌合物性能的影响【J】.建筑技术,2009(2):177—179.[8J刘旭晨,赵景海.矿物掺合料对高强度混凝土配制的影pfl[J].混凝土,2002(10):46—49.[9】姚燕,王玲,田培.高性能混凝土【M】.北京:化学工业出版社,2006.【10】孙家瑛,陈建祥,陆罡.硅灰对水泥基PP纤维纤维复合材料路用性能的影响建筑材料,2000,3(1):80—83.(上接第11页) 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