王春明
(中國水利水電第六工程局,遼寧 丹東 118000)
錨索樁板墻工程位于瀾滄江糯扎渡電站壩址區(qū)上游一側(cè),屬瀾滄江低熱河谷區(qū),夏季炎熱多雨,冬季溫和干旱。根據(jù)出露地質(zhì)條件,樁板墻施工區(qū)巖層表層破碎,風(fēng)化程度較為嚴重,主要表現(xiàn)為節(jié)理裂隙發(fā)育,且裂隙多張開,并夾有次生泥或泥膜,裂隙壁風(fēng)化劇烈。
錨索樁板墻工程共有6段,計135根樁,樁板墻累計長度為1015 m。錨索樁板墻樁基采用挖孔灌注樁,為C35鋼混結(jié)構(gòu),設(shè)計樁截面尺寸為2.0 m×3.0 m,樁間中心距8.0 m,樁長 18.0~44.2 m,懸臂長 12.0~29.2 m。根據(jù)懸臂段長度差異,抗滑樁上分別設(shè)置1~2組預(yù)應(yīng)力錨索,預(yù)應(yīng)力錨索長度35~40 m。在樁背土側(cè)側(cè)向埋深過于薄弱,底座混凝土高度較大等不利條件下,在抗滑樁下部設(shè)置補強錨索。樁板墻樁體為1800 kN級無粘結(jié)錨索,設(shè)計鎖定張力為1500 kN,采用12股φj15.24無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線制作,并設(shè)隔離支架制成。樁間設(shè)有擋土板,板長7.2 m,斷面結(jié)構(gòu)尺寸為40 cm×100 cm和56 cm×100 cm兩種。
錨索樁板墻施工區(qū)位于高、陡、險峻部位,上下交叉、水平交叉施工,安全隱患突出;由于大部分樁基施工時段都處在雨季時期,施工難度大,制約因素多;樁板墻施工區(qū)施工場地狹窄,拌和系統(tǒng)及施工道路布置困難。工程重點是挖孔樁和樁體模板的支撐及預(yù)應(yīng)力錨索施工。
單索樁施工程序為首次填土至16.5 m→張拉鎖定頂層錨索→填至設(shè)計高程;雙索樁施工程序為首次填土至16.5 m→張拉鎖定底層錨索→二次填土→張拉鎖定頂層錨索→填至設(shè)計高程。
預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工流程圖,見圖1。
在坡面上搭設(shè)腳手架,并根據(jù)抗滑樁位置放出錨索孔位,進行錨索施工,重點是保證安全措施到位;錨索孔鉆進結(jié)束后進行洗孔,若錨固段為破碎帶,首先進行固結(jié)灌漿然后再掃洗孔,最后將孔口封塞,避免孔內(nèi)進入雜物。
錨索孔施工同時進行抗滑樁嵌巖段開挖,作好安全防護。除在樁與錨索施工平臺間搭設(shè)攔渣擋板外,還必須對錨索腳手架進行外包防護網(wǎng)防護,避免落物對施工人員及設(shè)備造成危害。
抗滑樁施工結(jié)束并一定齡期后,進行擋土板安裝及土方回填碾壓。當回填高度達到距錨索孔孔口1.2~1.5 m時,停止回填碾壓并進行錨索安裝、灌漿,并對錨索外露段進行妥善保護。
錨索灌漿結(jié)束后繼續(xù)進行土方回填碾壓,與錨索預(yù)埋管安裝協(xié)調(diào)進行,避免回填段錨索預(yù)埋管出現(xiàn)軸心偏位現(xiàn)象,預(yù)埋管在必要的情況下可做成約100 cm長短管,在安裝過程中互相懸緊形成長管。
根據(jù)施工圖紙?zhí)峁┑淖鴺耍_定樁孔位置及施工范圍。施工前在邊坡處采用φ25錨桿、竹排等設(shè)置1.5 m高擋渣墻,對施工區(qū)松散危石進行撬挖處理。
圖1 預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工流程圖
抗滑樁施工工藝流程:施工放樣→場地平整→放樣復(fù)核→鎖口開挖澆→地表臨時排水→嵌巖段土方開挖護→封底及樁底排水→鋼筋制安及鋼管預(yù)埋→懸臂底段模板安裝→下段樁身混凝土→待凝→上段鋼筋制安及預(yù)埋鋼管→頂部懸臂段模板安裝→上樁身混凝土澆→灑水養(yǎng)護。
4.2.1 抗滑樁開挖及鋼筋施工
因抗滑樁開挖需放坡和支護,樁前坡體采用錨桿及噴錨支護方式進行處理??够瑯堕_挖分段進行,采用跳挖法人工開挖,巖石較堅硬采用爆破方式進行,樁單次開挖深度不大于1 m,巖石較破碎時適當減小開挖深度,并進行護壁處理。護壁原則為全風(fēng)化層采用鋼筋混凝土,強風(fēng)化層采用噴射C20混凝土,厚度15 cm,弱風(fēng)化巖層不護壁。
抗滑樁的鋼筋制安,以“分段制安、預(yù)留接頭”為原則,包括樁身鋼筋制安、錨墩鋼筋制安和預(yù)埋錨索孔鋼管。除常規(guī)鋼筋施工外,該工程增進三級鋼筋,采用冷墩粗工藝進行鋼筋連接施工,墩粗鋼筋制作工藝流程:切割下料→液壓墩粗→加工螺紋→安裝套筒→調(diào)頭→液壓墩粗→加工螺紋→安裝保護套→做標識→分類堆放→現(xiàn)場安裝。
對于可轉(zhuǎn)動連接鋼筋,先將套筒預(yù)先部分或全部擰入一個被連接鋼筋的螺紋內(nèi),而后轉(zhuǎn)動連接鋼筋或反擰套筒到預(yù)定位置,最后用扳手轉(zhuǎn)動連接鋼筋,使其相互對頂,鎖定連接套筒;對于不可轉(zhuǎn)動連接鋼筋,先將鎖定螺母和連接套筒預(yù)先擰入加長的螺紋內(nèi),再反擰入另一根鋼筋端頭螺紋上,最后用鎖定螺母鎖定連接套筒;或配套應(yīng)用帶有正反絲扣的絲牙和套筒,以便從一個方向上能松開或擰緊兩根鋼筋。
4.2.2 抗滑樁樁基混凝土灌注
樁基混凝土澆筑前,清理孔內(nèi)虛土、殘渣與積水。澆筑時采用串桶垂直灌入樁孔內(nèi),連續(xù)分層灌注,下料導(dǎo)管出料口距混凝土澆筑面距離不得大于2 m,每層澆筑厚度不超過0.5 m。
4.2.3 抗滑樁懸臂段
鋼筋制安結(jié)束后,架設(shè)抗滑樁懸臂段模板。采用組合鋼模板,四周用纜風(fēng)繩繃緊加固;澆筑部位用對拉螺栓緊固;模板接縫用橡膠條封閉。模板拆除時,側(cè)面不承重模板在混凝土強度達到其表面及棱角不因拆模而損傷時進行;墩、墻和柱部位在其強度不低于3.5 MPa時進行。
懸臂段混凝土采用隔樁法進行施工,澆筑前對混凝土面進行處理。以混凝土泵輔以溜槽入倉的方式進行澆筑,插入式振搗器振搗,連續(xù)澆筑,并進行二次復(fù)振,復(fù)振時間根據(jù)現(xiàn)場試驗確定。懸臂段較高時,采取分段澆筑的方式,分段位置不低于錨索標高1.0 m。其它按常規(guī)混凝土施工工藝進行控制。
錨索按1800 kN設(shè)計,1500 kN鎖定。錨索布置于樁身,分別在距樁頂下2~3 m、距樁頂下5~6 m布置,樁底部位置設(shè)置補強錨索。
4.3.1 樁板墻錨索
在巖石錨固段采用YG-80型錨固鉆機配備普通潛孔錘鉆進成孔。巖石錨索施工程序:樁板墻施工→按設(shè)計高程預(yù)埋錨索鋼管→外錨墩同樁澆注并預(yù)埋錨索張拉平臺用固定I18工字鋼→樁背回填至坡面錨索孔位高程→錨索施工。
為確保樁板錨索φ180預(yù)埋管在坡面巖石段的安裝固定,采用φ185釬頭開孔1.0 m→設(shè)計孔徑鉆進成孔(在巖層破碎、裂隙、軟弱帶,采取鉆孔固結(jié)灌漿對巖層固結(jié)后,再鉆進成孔)→按施工孔深計算錨索長度進行錨索體編制→穿索→錨索注漿→引錨索進行預(yù)埋管安裝→預(yù)埋管混凝土澆注保護→錨索預(yù)緊張拉→樁背回填→錨索張拉鎖定→封錨、補灌漿→張拉平臺撤除。
4.3.2 造孔
測放孔位,使用紅油漆標定孔位,并標明孔號,孔口坐標誤差±10 cm。在松散體中施工采用偏心跟管鉆進工藝進行。鉆進過程中采用低轉(zhuǎn)速、低鉆壓鉆進工藝,并配沖擊器鉆進?;鶐r鉆進過程中,因破碎段而導(dǎo)致成孔后無法下索,對其進行固壁灌漿處理,灌漿標準為水灰比0.5,水泥強度等級32.5R。固結(jié)灌漿結(jié)束后待凝一定的時間,然后進行掃孔作業(yè)。
4.3.3 錨索編制
編束時全束鋼絞線應(yīng)順直排列,將鋼絞線順直排列在加工平臺上,保持長度一致不能交叉扭曲。根據(jù)實際孔深及各段長度,丈量鋼絞線長度,使用砂輪切割機下料。將錨固段長度剝離鋼絞線PE套,將鋼絞線每一股鋼絲清洗干凈,再纏繞進行索體編制,在錨固段與自由段連接部位的鋼絞線PE套端部用膠帶纏封。對組裝好的錨索按照錨索孔進行編號,標明錨索編號、長度,妥善放置備用。
順直一期注漿管、二期注漿管(排氣管),錨固段按0.75~1.0 m的間距安設(shè)隔離架,張拉段隔離架間距1.5 m。錨固段頂部安裝導(dǎo)向帽,導(dǎo)向帽與鋼絞線捆扎牢固。在內(nèi)錨固段范圍內(nèi)每隔1.0 m放一隔離架,張拉段內(nèi)每隔2.0 m放一個隔離架,在相臨隔離架間用8號鉛絲捆扎,使之形成棗核狀。同時將導(dǎo)向帽、進漿管正確安裝,進漿管用φ20尼龍管,進漿管應(yīng)伸入至距孔底20 cm處,回漿管安放至自由段端口外1 m。
4.3.4 錨索注漿
錨固漿液為水泥凈漿,水泥石強度要求R7d不小于30 MPa。采取全孔一次注漿,張拉鎖定后,進行墩頭段補漿及錨頭封閉。
4.3.5 張拉
采取單根循環(huán)預(yù)緊張拉→分級整體張拉至設(shè)計鎖定噸位。按照糯扎渡水電站工程預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)要求,錨索張拉分單股預(yù)緊和整束分級張拉兩個階段。
單股預(yù)緊張拉:安裝千斤頂→0→30 kN/股→測量鋼絞線伸長值→卸千斤頂。整束分級張拉:預(yù)緊→50%P→75%P→1500 kN穩(wěn)壓鎖定,P為設(shè)計工作荷載。張拉穩(wěn)壓時間:除最后一次超張拉穩(wěn)壓持荷持續(xù)30 min外,其余每級為5 min。張拉各級加載穩(wěn)壓前后,測量鋼絞線的伸長值。
4.3.6 封錨及監(jiān)測
錨具外的鋼絞線除留存10 cm,其余部分切除。外錨具或鋼絞線端頭,用環(huán)氧樹脂封閉保護,其厚度不小于15 cm。懸臂高度大于16 m的樁,每根樁設(shè)置錨索作為監(jiān)測錨索,在錨頭安裝相應(yīng)級別錨索測力計。
4.4.1 擋土板基礎(chǔ)處理施工
底腳分臺開挖,擋土板底座最小厚度不小于1.5 m,在底腳不規(guī)空腔或底座按設(shè)計設(shè)置錨桿或錨筋樁。錨桿規(guī)格為φ25,L=6 m或4.5 m,@1.5 m ×1.5 m,埋入底座混凝土0.75 m;錨筋樁規(guī)格為 3φ28 mm,L=9 m,@2 m×2 m,埋入底座混凝土1.00 m。
4.4.2 擋土板施工
擋土板為預(yù)制鋼筋混凝土矩形板,預(yù)制時在板兩端1/4板長處預(yù)留吊裝孔,同時作排水孔,孔內(nèi)壁涂抹瀝青。擋土板安裝時,豎向起吊,兩端掛有繩索,便于牽引,對準柱兩側(cè)放樣線,將擋土板準確定位。擋土板為直接搭接柱身的形式,轉(zhuǎn)角空腔與連接處間隙以M20砂漿填塞。
4.4.3 路基填筑和碾壓施工
在擋土板安裝同時回填路基,注意回填和錨索張拉施工的先后順序。回填的砂石料或碎石土按30 cm層厚攤鋪整平,壓實達到設(shè)計相關(guān)規(guī)范要求。土方回填碾壓分層進行,松鋪厚度控制在30 cm以內(nèi),碾壓密實度控制在90%以上,路面以下1.5 m壓實度達到93%以上。臺背回填的底部和邊角用人工薄層鋪料,壓實厚度15 cm。
1)由于水利工程錨索樁板墻施工區(qū)處于高邊坡施工區(qū),坡面存在危石、松散體及崩落體,施工干擾較大,安全隱患突出,建議做好安全防護及協(xié)調(diào)工作。
2)水利工程道路錨索樁板墻施工進度是在正常施工進度下安排,由于大部分樁基施工處在雨期,交叉干擾大,不可預(yù)計因素多,樁板墻整體施工進度要受滯。因此,建議進度控制同安全質(zhì)量控制一樣放在首位,加大協(xié)調(diào)管理力度,以爭取工期。
3)錨索施工和板墻后側(cè)填筑施工干擾大,填筑質(zhì)量難以保證,建議做好錨索樁板墻的回填質(zhì)量控制工作。
4)對錨索穿過松散體與破碎帶部分的基巖進行固結(jié)灌漿和跟管,以保證錨索張拉應(yīng)力達到設(shè)計及規(guī)范要求,保證錨索施工質(zhì)量。
5)根據(jù)樁基開挖具體地質(zhì)情況,對于處在弱風(fēng)化巖層中的樁井段,由于巖石的完整性較好,能夠滿足安全要求,可以適當取消護壁混凝土結(jié)構(gòu),以便加快樁井開挖施工進度。
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