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1、预应力锚索抗滑桩板墙在高边坡病害治理中的应用总第214期2006年第1期交通科技TransportationScience&TechnologySeria1No.214No.1Feb.2006预应力锚索抗滑桩板墙在高边坡病害治理中的应用张汉平(韶关公路工程有限公司韶关512023)摘要介绍预应力锚索抗滑桩板墙在京珠高速公路粤境南K1o8+210.815+466高边坡病害处治中的应用.工程取得了良好的加固效果,减少了土石方开挖量.关键词预应力锚索抗滑桩板墙高边坡病害处治京珠高速公路粤境K108+210.815+466芙蓉山龙归断裂带通过地带,受断层影响,路堑区岩层多揉皱现象,节理发育,岩
2、层破碎,风化厚度较大,工程地质条件差.岩体内含水程度不均匀,多分布在断层破碎带,属基岩裂隙水,对边坡的稳定性极为不利.针对这种地质情况,采用了预应力锚索抗滑桩板墙技术对高边坡进行处治,以下对其施工工艺加以介绍.1边坡开挖K108+230+320左侧上部三,四级边坡约90ITI长度范围,施工开挖后,有大量地下水渗出,岩性为劣质煤层,全风化,里碎石土状,遇水剥落软化呈流塑状,下大雨时,上部天沟外侧10ITI范围和第四级边坡及第三级平台出现数条圈椅状裂缝,从当时开挖的底部剪出,产生了滑动变形.变更设计将第三级边坡分为两小级边坡,坡率改为1:1.5,设支撑渗沟,第四级边坡I:I.75,并增设排水孔.排
3、水孔和浆砌片石铺砌完成后,进行第三级上半级边坡支撑渗沟施工时又出现了新的裂缝,原有裂缝继续扩大,裂缝宽度一般为2O100mm,最宽达300mm.天沟附近裂缝也继续增大,在K108+270处天沟内侧平台错台5Omm,平移70mm,可见4条主裂缝和数条微裂缝,呈圆弧状向两端延伸,第三级平台在K108+257,+284,+304处分别出现横向裂缝,缝宽10100mm,并向第三级边坡延伸K108+31o+360第二级平台已经滑动,产生错台,高0.40.5m,+320处有地下水流出,坡脚处滑体已推至路线中心该滑坡变形最大厚度达12In,边坡滑动变形趋于加剧.K108+220+240右收稿151期2005
4、0915边坡20ITI长度范围内是断层通过的破碎带,在施工开挖过程中,边坡产生二次坍滑,在二级边坡顶部平台有810ITI宽,裂缝沿平台向两端延伸至边坡,裂缝530cm,滑体位移,前缘产生坍滑,清方后再一次出现过坍滑.2锚索施工(1)造孔造孔前精确定出孔点位置,孔点坐标与设计的坡面坐标偏差不得超出-4-_(50100)mm.钻孔采用潜孔冲击钻无水钻进,以确保边坡岩体地质条件不被恶化和保证孔壁的粘结性能.钻孔过程配有专门技术人员随时检测孔斜,保证斜度误差控制在2.5.之内.钻孔深度保证超钻不小于50cm.(2)清孔钻孔结束之后,用高压风进行清孔,孔壁不得有粘土或粉砂滞留以保证水泥砂浆与岩体的粘结力
5、.钻孔清孔完成后,将孔El暂时封堵,以免碎屑,杂物进入孔内.(3)编锚,下锚锚索编制前对钻孔实际长度进行测量,并按孔号截取锚索体材料.钢绞线必须采用机械切割,严禁电弧切割,同时也不能采用焊接.锚索体长度考虑到张拉和施工工艺要求,一般取设计长度外加11.5m的工作长度.材料截取后,在编索平台上进行拉直编索,在锚固段安置隔离架和紧箍环,并在锚索末端安装导向帽,在自由段作防腐处理,自由段内的钢绞线上涂防锈漆及脱水黄油,外套PVC防腐管,在防腐管末端安置止水环,并用胶布缠绕,以防注浆时浆液进入自由段.注浆管捆扎在锚索体的中间,随锚索一起下入孔内,管端距锚索末端不超过2Om.锚索编制完成后,按对应的孔号
6、下入锚索孔内,下锚时用力要均匀一致,防止在推送过程中损伤锚索配件和防护层.2006年第1期张汉平:预应力锚索抗滑桩板墙在高边坡病害治理中的应用(4)锚固段注浆下锚后及时进行锚固段注浆,浆体为1:1(质量比)水泥砂浆,水灰比为0.38o.45,强度不低于20MPa.注浆时注浆管边注边拔,使注浆管始终有一段埋于浆液中,注浆过程要保证锚固的注浆长度符合设计要求.(5)外锚头制作为保证锚索受力垂直,在锚索垫墩上需设锚索斜托,锚索斜托顶面与锚孔轴线保证垂直,锚具中的螺旋筋,锚垫板安放要符合设计要求,锚垫板尺寸误差控制在土(0.10.2)cm.(6)张拉待锚固段的浆体强度和垫墩,锚墩的混凝土强度达到设计要
7、求后,进行预应力张拉.张拉采用双控法,即采用张拉力与锚索伸长值来综合控制锚索应力,以控制油表读数为准,用伸长量校核.当实际伸长量与理论值差别大于6时,应暂停张拉,待查明原因并采取措施后方可继续进行.张拉前,事先将锚垫板表面清除干净,将垫墩,锚具安装好,锚具安装应与锚垫板和千斤顶密切对中,并和锚索轴线方向垂直,千斤顶轴线与锚索轴线在一条直线上.张拉方式采用分级式张拉,并在正式张拉前取0.2F(F为设计预应力)的张拉力进行预张拉;张拉稳压时间除最大一级要稳压25min外,其余每级持荷稳定时间不少于5min.张拉方式如下:0.2F一0.1F一0.3F一0.5F一0.7F一0.9F一1.15F锁定.(
8、7)补偿张拉在张拉完成锁定72h后,进行补张拉至1.15F再锁定,以补偿前期张拉的预应力损失.(8)自由端注浆补偿张拉完成后,对自由段进行注浆,作为自由段钢绞线的防腐措施之一,注浆要饱满,浆液配比同锚固段注浆液.(9)封锚在补偿张拉完成7d,自由段注浆结束后,如没有发现异常情况,可进行封锚处理.多余外露的锚索用手提砂轮机切除,严禁电弧烧割,并留长5l0cm的外露锚索,以防拽滑,然后用小石子混凝土将锚头封闭,以防风化侵蚀.3锚固桩施工(1)K108+21O.815+233段为过渡段,坡脚设锚固桩,桩径2m3m,桩长20m,桩间距6m,桩位置从坡脚位置逐渐移至第一级平台位置后与北段工程相接.(2)
9、K108+233+389段坡脚设桩板墙,桩长2022m.4号,27号3O号桩桩径2m3m,桩长20m;5号l3号桩桩径2m3.5m,桩长22m,路基面以上桩长8m,桩间距6m.(3)K108+233+365段第三级平台上设第二级桩板墙,桩长2224m.43号53号桩桩径1.5m2.5m,桩长22m;32号,33号,41号,42号桩桩径1.75m2.5m,桩长24m;34号4O号桩桩径2m2.5m,桩长24m,桩间距6m,桩前挂现浇挡土板,平台以上桩长8m.(4)K108+389+466段坡脚设C15片石砼挡土墙,挡土墙高5m9.5m,基础埋深1.5m,挡土墙每隔lOm设伸缩缝,缝宽23cm,上
10、,下,左,右交错设置泄水孔,墙后设反滤层.(5)K08+233+365段从上至下开挖到桩顶位置时,停止开挖下级边坡,先施工锚固桩,锚固桩上预留锚索孔,锚固桩强度达到7O后,进行桩前挡土板施工,挡土板强度达到设计强度的7O后开挖下一层土体,挡土板施工至锚索位置后,停止施工下级挡土板,先施工该处锚索,待锚索竣工张拉后,再继续施工下级挡土板.(6)第二排桩以下边坡开挖至第一排桩桩顶高程时,先施工第一排锚固桩,待锚固桩达到7O的强度后,再施工桩前挡土板.并及时做好第一排桩与第二排桩之间边坡防护工程.(7)有挡土板地段,桩身预留直径32mm联结钢筋,联结钢筋按挡土板位置严格定位,挡土板通过帮条锚具与联结
11、钢筋固定(8)浇筑挡土板时,桩前土体按每层2m实行分层开挖,开挖后及时浇筑挡土板,待挡土板达到设计强度的7o9,6后,再开挖下一层土体.4施工注意事项(1)锚索和锚固桩施工时,如地质条件不符,应及时通报设计单位,以便及时修改设计r1.(2)设置锚索地段,施工中应严格按设计图上的锚索间距,倾角,高程进行控制.(3)锚索钻孔应采用风动干钻施工法,不得采用水钻,钻孔直径,深度等均应满足设计要求,所钻锚孔应保持孔内清洁,孔壁无污染物,以确保水泥浆体与岩体的粘结强度.如遇地层松散,破碎时,采用跟套管钻进技术,以使钻孔完整不坍.(4)所使用的锚索应作好防腐处理,在运输及下锚过程中不应损伤防护层.(5)锚索
12、灌浆应采用自孑L底向上一次注浆,(下转第53页)2006年第1期路道平董熙强:水泥混凝土质最通病成因分析及整治对策532提高水泥混凝土施工质量的整治对策2.1承包商须科学施工,规范运作,精细管理(1)科学施工用理论知识武装头脑,用数据指导施工,根据不同的情况,作出不同的施工方案,合理选择不同的建筑材料,科学采用配合比.(2)规范运作制定科学的施工方案,按照工艺流程规范运作.要做到不合格的材料不进场,不使用;没有科学合理,合格的配合比不施工;不合格气温和设备不施工.并且做到每道工序必须验收,规范填报相应质量资料表格并由责任人签认,上道施工工序没有经过验收签认,或验收不合格,均不得进入下道工序施工
13、.(3)精细管理追求质量的最高化,利润的最大化,必须从精细管理着手,必须合理控制水泥混凝土的强度指标,强度低了不合格,强度高了不经济,减少构筑物和工序的返工率.必须从施工合理组织方面下功夫,人员,设备闲置了不经济,缺乏了达不到科学管理,规范管理和质量标准要求;不合理的抢进度将有损工程质量,进度慢了,工期长了将有损工程经济;人员使用,材料,机械设备,文明施工等管理不善,都将导致工程质量不高,经济利益受损的后果.2.2监理人员须规范管理,精心控制,严格把关(1)规范管理具体体现在对承包商合同,工程质量,工程进度,工程费用,内业档案资料等规范管理上.把有关法律法规,行业技术标准,规范,规程,施工图纸
14、,施工合同,主要施工技术方案落实到工程建设的每一个相关层面,做到有理,有据,有节,有章,有序,有奖,有惩.(2)精心控制,严格把关监理人员要深入工程产品的每一个环节,每一个过程,做到心中有数.对质量,进度,费用,安全主动管理,精心控制,严格把关,杜绝不规范的程序,不合格的工程,不正确的工艺.前道工序没有规范验收,评定,签认,绝对不能进入下道工序施工.2.3其他(1)业主必须做到规范监督及计量支付,支持,保障监理工程师的工作.监理工程师没有签认的交工,不能给予任何形式的资金支付,不给承包商可钻的任何空子;而监理工程师签认了的交工,应尽快给予合同条件要求的计量,支付,不要以任何形式拖欠工程款.(2
15、)各主体参建单位,都应严格遵守市场经济中的游戏规则,有序竞争,诚信待人,合法经营.总之,工程建设过程中,各参建单位,参建人员,如果做好了上述几点工作,工程质量就有了保障,工程预期目标就会得到实现.(上接第51页)中途不得停灌.灌浆所用水泥宜采用525号普通硅酸盐水泥,水泥浆体单轴抗压强度应25MPa.灌浆应在孑L口溢浆后方可停止.(6)锚固桩外侧应设锚具工作台,工作台应与桩连为整体,使锚索与锚具工作台垂直.锚索张拉宜分5级,分级荷载为1/5预应力值.预应力考虑地层松驰,徐变等影响,超张拉荷载可取为设计荷载的lo.锚索张拉完成后切除其外露多余部分,应留812cm以防曳滑,最后采用C15混凝土将外
16、露钢件(钢垫板,钢绞线)封死,以作永久防护.(7)煤系地层采用预应力锚索加固时,应特别注意防腐处理,同时应采用提高承载力的措施,选择典型工点作抗拔试验.(8)在松散地层或易坍孑L地层内开挖桩子L时,应及时作好锁口,护壁,以利安全.同时,若在煤系地层施工时,应注意孔内通风,防止发生事故.若孔内有地下水时,应备好抽水设备.(9)锚固桩纵向主筋在同一截面连接钢筋数量不应超过总数的/3,并且最好错开连接,以利其受力.(10)边坡排水仰孑L施工时,首先钻仰孑L,然后插入软式透水管,原则上可按设计要求施工.若遇地下水发育时,可适当调整间距,但应与设计单位研究后共同确定.浆砌片石护坡施工时,按要求设伸缩缝,泄水孑L.5结语预应力锚索抗滑桩板墙在高边坡治理中,与其他支挡结构相比具有许多优点,设计理论和工程实践日趋成熟,具有广泛的用途,特别适用于工程环境要求较高的高速公路.参考文献l苏自约,闰莫明,徐祯祥.岩土锚固技术与工程应用.北京:人民交通出版社.2004.321323