劉超 肖偉霞
武漢至深圳高速公路湖北省嘉魚至通城段第6合同段建設于湖北省咸寧市崇陽縣境內(nèi),該段相繼經(jīng)過石城鎮(zhèn)、肖嶺鄉(xiāng)等多個縣內(nèi)重要鄉(xiāng)鎮(zhèn)。本段起訖樁號K75+015~K85+467.6,總長10452.6m,包含路基、路面、橋涵等多部分施工內(nèi)容。沿線地質(zhì)條件復雜,以山嶺重丘居多,施工期間易發(fā)生邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象。
錨桿在公路路基高邊坡施工中具有較高的應用價值,以錨頭、錨具、墊板等為主要部件,構成完整的防護體系。通過錨頭的作用有助于提高錨桿的穩(wěn)定性,而借助錨固段可實現(xiàn)拉力的高效傳遞。在錨桿體系的支持下邊坡的整體穩(wěn)定性得以提升,為公路建設工作的開展創(chuàng)設了良好條件。
高邊坡錨桿應用效果受多方面因素的影響,其中坡長占據(jù)較大的比重。高邊坡與地基在施工以及使用階段都將受到水流徑流量的影響,在降雨量相同的前提下坡長與水體徑流量表現(xiàn)出典型的正相關特點。因此在坡長增加的情況下所淤積的泥沙等雜質(zhì)將明顯增加,減慢了水流的速度,徑流量有所減小。
坡度的改變將對水體的流動性帶來影響,具體體現(xiàn)在徑流量和徑流速度兩方面。此外,在坡度增加的條件下徑流的沖刷能力隨之提高,反之同步下降,兩者具有正相關關系。伴隨徑流沖刷能力的提升,當其達到特定強度后將對高邊坡的結構造成影響,甚至難以保證施工質(zhì)量。
土質(zhì)因素主要有結構和硬度,為有效發(fā)揮出高邊坡錨桿的防護作用,則要充分考慮土質(zhì)的情況,以此為立足點采取行之有效的措施。
根據(jù)本段的地質(zhì)情況,經(jīng)分析后提出高邊坡防護方案,見下表(Hmax為邊坡最大高度)。
高邊坡防護設計方案
邊坡開挖期間同步采取加固措施,避免一次開挖到底的情況,每完成一級開挖后應隨即加固。以工程立面圖為基本依據(jù)在坡面上測放錨孔的具體位置,盡可能提升孔位的精度,誤差宜<±50mm。
巖層地質(zhì)條件下可采取潛孔沖擊成孔的方式,若地層易發(fā)生塌孔等不良現(xiàn)象,則以跟管鉆進技術 較合適。搭建穩(wěn)定的腳手架,經(jīng)過測放后在坡面上確定合適的孔位,鉆機就位并調(diào)整姿態(tài),按照特定的角度向下鉆進,要求傾角誤差不超過±1.0°。
鉆孔全程遵循干鉆的原則,以降低錨索施工對巖體的不良影響。以鉆機性能和地層特點為主要依據(jù)確定合適的鉆孔速度,不可發(fā)生鉆孔扭曲現(xiàn)象。鉆進期間應及時觀察孔深范圍內(nèi)的地層情況,完整記錄鉆速、鉆壓等相關參數(shù),以便給后續(xù)質(zhì)量分析提供可靠的依據(jù)。
以設計值為參考合理鉆進,要求孔徑和孔深達到設計值。為確保錨孔深度的合理性,應在設計深度的基礎上增加0.2m,將其作為鉆孔深度控制標準。鉆進應具有持續(xù)性,盡可能消除內(nèi)外部因素對鉆進作業(yè)的不良影響,不可隨意停鉆。鉆孔結束后全面清理沉碴等各類雜物,可通過高壓空氣處理,全程風壓應穩(wěn)定在0.2~0.4MPa,最大限度清理孔內(nèi)堆積的雜物,以免對后續(xù)水泥砂漿的應用效果造成不良影響。
完成錨孔的鉆進作業(yè)后由監(jiān)理單位作全面的檢查,若滿足要求即可進入下道工序。選取標準鉆桿,利用該裝置檢測成孔情況,如孔徑、孔深等,驗孔時應確保鉆頭平順推進,全程不可發(fā)生抖動現(xiàn)象,退鉆時應足夠順暢。
鋼絞線的質(zhì)量對于錨桿應用效果具有明顯的影響,需滿足順直、無雜物、無銹跡等要求。鋼絞線沿錨索體軸線方向依次設置架線環(huán),彼此間距控制在1.0~1.5m,形成的錨索體保護層厚度應≥20mm,確保錨索不受到損傷。做好錨索體安裝前的準備工作,全面核對錨孔編號并深度清理孔內(nèi)雜物,由專員緩慢將錨索體下放入孔;再通過鋼尺檢測外露部分,經(jīng)計算后求得孔內(nèi)錨索的長度,將其與設計值對比分析以準確評價施工質(zhì)量,要求實測值與設計值的誤差<50mm。
根據(jù)設計配比拌制水泥砂漿,要求其強度≥20MPa,水灰比0.4。遵循連續(xù)注漿的原則,密切關注錨具排氣孔的情況,若該處不再排氣且孔口溢出濃漿時,意味著錨孔注漿已經(jīng)達到飽滿的狀態(tài),可結束注漿作業(yè)。若一次注漿不滿或后續(xù)發(fā)生沉降,要及時采取補漿措施。
以錨索設計拉力值為基準,取該值的1.1倍作為錨索超張拉力控制標準,若選擇的是4φj15.20mm錨索,其對應的設計拉力值為500kN,據(jù)此可求得實際張拉控制標準,即550kN。錨索張拉分兩次有序完成,每完成一級張拉作業(yè)后均要持荷相應的時間,第一級為20~30min,后續(xù)各級均為2~5min。及時測量以掌握鋼絞線的伸長量,應確保每根鋼絞線處于受力均衡的狀態(tài),張拉機具以小千斤頂較為合適。伴隨張拉作業(yè)的持續(xù)推進,當其達到設計要求后鎖定,確定多余的鋼絞線并對其采取切除處理措施,再通過C25砼封閉。自張拉結束日開始算起,在隨后的6~10d視實際情況合理組織補償張拉作業(yè)。
公路路基高邊坡易發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象,有必要將路基沖刷防護工作落實到位。實際施工中可采取直接防護與間接防護相結合的方式,具體以鋼絲籠、拋石等工藝較合適,根據(jù)路基的受沖刷情況采取有效的防護措施,保證路基和高邊坡具有足夠的穩(wěn)定性。
植被防護帶施工的關鍵在于種植與當?shù)貧夂驐l件相適應的植被,使其構成防護體系。此方法常見于較短的坡道上,在發(fā)揮出防護作用的同時可實現(xiàn)對環(huán)境的保護,提高公路沿線的審美價值,現(xiàn)階段已成為公路路基高邊坡防護工作中較為主流的方法。
護面墻技術有助于改善路基高邊坡錨桿防護的應用效果。通過護面墻技術的應用可深度優(yōu)化路基的使用條件,使其維持穩(wěn)定的狀態(tài)。防護工程的可選形式較多,如穿孔式、拱式等。防護作業(yè)應遵循因地制宜的原則,各護面墻的適用范圍存在差異,因此需根據(jù)實際特點選擇適應的防護方式,充分發(fā)揮護面墻的作用,保證路基高邊坡的穩(wěn)定性,創(chuàng)造良好的防護效果。
公路路基高邊坡穩(wěn)定性對于公路通行服務能力的影響較大,加強對高邊坡的防護具有必要意義。通過錨桿防護等相關施工技術的應用可構筑完整的防護體系,保證路基高邊坡的穩(wěn)定性。作為施工單位需結合實際情況合理應用防護技術,在形成防護屏障的同時踐行節(jié)能環(huán)保理念,提高公路的綜合效益。