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        錨桿和混凝土面墻聯(lián)合支護在邊坡工程的應(yīng)用

        2014-11-09 12:15:04李志強陳昌文
        山西建筑 2014年20期
        關(guān)鍵詞:錨頭面墻水泥漿

        李志強 陳昌文

        (1.輝固勘探(深圳)有限公司,廣東 深圳 518040;2.西藏大學(xué)工學(xué)院,西藏 拉薩 850000)

        隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的加快和山區(qū)高等級公路的大量興建,邊坡的穩(wěn)定性問題日漸突出。錨桿支護是一種快捷有效的邊坡支護措施,用錨桿對邊坡進行支護的應(yīng)用也越來越廣泛,據(jù)知錨頭大都采用格構(gòu)梁形式。格構(gòu)梁形式錨頭,優(yōu)點是使錨桿具有整體性,并可以起到錨桿群效應(yīng);缺點是施工工期長,工程造價高,施工難度大,特別是運輸不便的山區(qū)邊坡。本文通過工程實例,介紹了錨桿與混凝土面墻聯(lián)合支護在邊坡支護工程中的設(shè)計方案和施工工藝,并運用獨立錨頭和混凝土面墻的聯(lián)合形式,實踐論證了該方案的安全性、可靠性和經(jīng)濟性。

        1 工程概況

        本邊坡位于深圳市三洲田公園駱馬嶺水庫西側(cè),坡高20 m,邊坡傾角約40°,坡面植被較好,坡頂有一個400 kV的超級臺風(fēng)高壓電塔,該輸電線是大亞灣核電站輸送至香港特區(qū)重要線路,因此其邊坡穩(wěn)定性對香港特區(qū)具有特殊的重要性。然而2013年年底由于區(qū)政府新建水庫的防汛道,防汛道經(jīng)過本邊坡頂下12 m左右即在坡面上開挖一條4.5 m寬的路面,路面內(nèi)側(cè)開挖面垂直高約2 m。工程地質(zhì)條件:1)坡積土:主要為含礫粘性土,厚度1.10 m~1.50 m,普遍分布于邊坡表層。2)殘積土:主要為含礫質(zhì)粘性土,厚度0.40 m~6.00 m。3)全風(fēng)化花崗巖:巖芯呈砂土狀,組織結(jié)構(gòu)基本破壞,原生巖結(jié)構(gòu)隱約可見,該層層厚1.20 m~5.60 m。4)強風(fēng)化花崗巖:巖體呈砂土狀,原巖結(jié)構(gòu)清晰可辨,節(jié)理和風(fēng)化裂隙發(fā)育,層厚0.90 m~4.70 m。5)中風(fēng)化花崗巖:較軟巖,為粗粒組成均勻的花崗巖,取芯率25%~68%,RQD為17%~45%。地下水埋深較深,邊坡地下水在一般條件下對邊坡的穩(wěn)定性、工程施工無明顯的影響,但雨季時地表水及地下水的混合作用,將導(dǎo)致土體含水量增大,抗剪強度降低,會削弱邊坡土強度并沖刷坡面。因此,考慮到最不利因素,本設(shè)計以邊坡周邊水庫的北側(cè)及東側(cè)兩個堤壩壩頂標(biāo)高較低者(高程+337.0 m)為設(shè)計最高地下水位,以及在坡積層里0.5 m深的上層滯水位進行穩(wěn)定分析。

        2 支護設(shè)計方案

        根據(jù)邊坡周圍環(huán)境和地質(zhì)條件,運用軟件Geo-slope對邊坡穩(wěn)定分析計算,并按照香港行業(yè)要求,滑移面的最小安全系數(shù)不小于1.40,確定支護設(shè)計方案如下。

        2.1 錨桿布置

        防汛道上的邊坡錨桿布置7排(A~G),錨桿入射角20°,錨桿水平間距為1.5 m,垂直間距為1.5 m,錨桿長度14 m,孔徑為125 mm;防汛道路邊內(nèi)側(cè)垂直面布置1排(H)12 m的錨桿及200 mm厚混凝土面墻,混凝土面墻內(nèi)置雙向鋼筋網(wǎng),采用HPB235級鋼筋(φ8@200×200),混凝土強度等級C25,邊坡支護斷面見圖1。

        2.2 錨桿構(gòu)造

        土釘鋼筋采用熱軋Ⅱ級鋼筋HRB335,并在一端設(shè)置至少150 mm的螺紋,鋼筋直徑32,所有鋼筋必須遵守有關(guān)規(guī)范,強度標(biāo)準(zhǔn)值不低于335 MPa,設(shè)計值為300 MPa。錨固灌漿采用M30純水泥漿。

        圖1 邊坡支護斷面

        2.3 錨頭設(shè)置

        上面7排錨桿采用獨立錨頭形式,錨頭大小800 mm×800 mm×250 mm,錨桿頂端部車絲150 mm,用螺帽固定150 mm×150 mm×20 mm的承載鋼板在錨桿頂端部,并焊接φ16@200×200的鋼筋,混凝土強度采用C30。最后底下錨頭嵌入在混凝土面墻。

        3 錨桿施工方案

        錨桿施工順序如下:

        1)錨桿釘定位,在清理好的坡面上進行錨桿釘定位測量;2)造孔;3)安裝錨桿;4)灌注漿;5)錨頭施工。

        3.1 錨桿鉆孔

        1)錨桿釘鉆孔必須按錨桿平面圖、剖面圖及有關(guān)說明,穿過土層達到設(shè)計深度,鉆孔直徑為125 mm;2)鉆孔結(jié)束后,應(yīng)堵塞鉆孔或用其他方法防止外部泥土進入;3)在安裝錨桿之前,應(yīng)將每個鉆孔中的泥土、巖石、碎片等清理干凈。

        3.2 錨桿安裝

        1)應(yīng)向監(jiān)理提交錨桿整套材料檢驗報告,試驗報告中應(yīng)有材料出廠合格證檢查、材料現(xiàn)場抽檢,在經(jīng)監(jiān)理代表同意后方可進行錨桿安裝;2)安裝每根錨桿須同時安裝實心導(dǎo)線,以便抽檢錨桿的長度。抽檢率為錨桿總數(shù)的5%~10%,采用非破損檢驗的方法,包括時域電磁反射法;3)錨桿桿體材料采用1根直徑為32 mm(HRB335)鋼筋,錨桿為全粘結(jié)錨桿,錨桿安放時應(yīng)防止扭壓、彎曲,桿體放入角度應(yīng)與鉆孔角度一致,每隔2.0 m設(shè)對中支架;4)安裝的錨桿應(yīng)保證每個錨桿都能在承受抗拔試驗荷載時不超過設(shè)計允許位移值,鋼筋不能產(chǎn)生彎曲,錨桿伸出一端的螺紋不能有損傷。

        3.3 錨桿灌漿

        為保證加固邊坡的穩(wěn)定性與加固質(zhì)量,在錨桿安裝好后,應(yīng)盡快灌漿;如不能立即灌漿,也必須在72 h之內(nèi),灌漿所需的所有準(zhǔn)備工作應(yīng)該在錨桿安裝過程中做好。

        錨桿灌漿要求:1)所有灌漿的水泥應(yīng)使用普通硅酸鹽水泥,且強度不應(yīng)低于42.5 MPa;2)水中不應(yīng)含有影響水泥正常凝結(jié)和硬化的有害物質(zhì),不得使用污水;3)純水泥漿的水灰比不應(yīng)超過0.45,純水泥漿的28 d的無側(cè)限抗壓強度最小應(yīng)達到30 MPa,注漿壓力不小于0.8 MPa;4)漿體的混合,添加劑的使用,混合方法,灌漿壓力,灌漿過程和灌漿設(shè)備等都要按有關(guān)施工規(guī)范的要求而且得到監(jiān)理代表的批準(zhǔn);5)純水泥漿應(yīng)從土釘?shù)撞恐饾u向上注入,當(dāng)從鉆孔中流出的純水泥漿和注入的純水泥漿的粘度相同時,確保灌漿飽滿,才能停止灌漿;6)灌漿和錨桿鋼筋插入應(yīng)在同一天進行。如果灌漿在鋼筋插入鉆孔后不能立即進行,經(jīng)過一個晚上之后,鋼筋應(yīng)從鉆孔抽回,并由監(jiān)理工程師檢查鉆孔的清潔符合要求后再插入鋼筋;7)在灌漿完成后的12 h內(nèi),在10 m半徑范圍內(nèi)不得進行鉆孔,灌漿或抗拔試驗等。

        3.4 錨桿的試驗和監(jiān)測

        1)錨桿的基本試驗,錨桿試驗數(shù)量不得少于3根,基本試驗為破壞性試驗,試驗結(jié)束后應(yīng)及時將試驗數(shù)據(jù)送設(shè)計單位以校核設(shè)計;2)錨桿的驗收試驗,錨桿試驗數(shù)量不得少于錨桿總數(shù)的5%,且不得少于5根[1]。驗收試驗最大試驗荷載不能大于設(shè)計值。

        4 混凝土面墻、錨頭施工要點

        1)由于路面下是殘積土層,所以混凝土面墻必須埋入路面下500 mm以作為持力層;2)混凝土面墻的排水孔采用100PVC管,在泄水孔0.3 m范圍內(nèi)填直徑20 mm左右的碎石,外包透水無紡?fù)凉げ迹鈬偬?.2 m厚直徑3 mm左右的礫石,排水管外傾5%,水平間距為2.0 m,一字排列;3)混凝土面墻每隔15 m~20 m設(shè)20 mm厚的伸縮縫,用瀝青木板沿內(nèi)、外、頂三邊填塞;4)混凝土面墻及錨桿混凝土強度C30;5)錨頭及混凝土面墻的鋼筋保護層大于50 mm;6)錨頭開挖深度是350 mm,錨頭的厚度是250 mm,預(yù)留10 mm可以在錨頭上覆蓋土工袋,并可撒草種進行綠化。

        5 獨立錨頭的優(yōu)點

        獨立錨頭的優(yōu)點是施工工藝簡單,工期短,造價低,并且獨立錨頭混凝土澆筑施工完后,還可以在錨頭上面覆蓋10 mm厚裝有種植土的土工袋,土工袋布置完后進行坡面清理,最后在整個坡面進行撒草種。草種養(yǎng)護幾個月后,坡面恢復(fù)施工前貌,看不出有錨桿邊坡支護的痕跡。

        6 結(jié)語

        實踐證明,獨立錨頭的錨桿和混凝土面墻聯(lián)合支護體系在本工程邊坡治理支護中的應(yīng)用是極其成功的。觀測結(jié)果表明,該支護結(jié)構(gòu)體系滿足了邊坡支護的要求,同時也達到香港行業(yè)要求,確保了該電塔邊坡的穩(wěn)定和安全,支護效果良好,坡面植被長勢較好,觀感效果良好,受到香港電塔業(yè)主及區(qū)質(zhì)量監(jiān)督局的一致好評,取得了良好的經(jīng)濟、社會、環(huán)境和安全效益。

        [1]GB 50330-2002,建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].

        [2]GB 50007-2002,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].

        [3]CECS 22∶2005,巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程[S].

        [4]GB 50010-2002,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

        [5]GJB 5055-2006,土釘支護技術(shù)規(guī)范[S].

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