石振、夏梓涵
(中國(guó)建筑土木建設(shè)有限公司,北京 100070)
在公路橋梁工程以及多山地區(qū)的房屋建筑工程施工建設(shè)過(guò)程中,因?yàn)榻ㄔO(shè)需要以及場(chǎng)地條件的限制,往往頻繁地開(kāi)挖土石,為施工建設(shè)爭(zhēng)取更多的可動(dòng)范圍,在這一過(guò)程中,很容易發(fā)生邊坡變形和防護(hù)不足的問(wèn)題。為了有效解決邊坡開(kāi)挖之后,邊坡穩(wěn)定性差以及不足的問(wèn)題,同時(shí)節(jié)約施工成本、縮減施工建設(shè)周期,技術(shù)人員開(kāi)始在邊坡防護(hù)建設(shè)的過(guò)程中應(yīng)用框架梁、錨桿等結(jié)構(gòu)體系,使其與本身的巖層連鎖,形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的復(fù)合體,從而將不利的應(yīng)力狀態(tài)調(diào)整成符合要求的狀態(tài),使其具備更強(qiáng)的剪力和拉力承受性能,提高潛在滑移面的抗剪性能,避免出現(xiàn)坡體位移的情況,全面保證施工建設(shè)的安全性。
隨著建筑業(yè)的加速發(fā)展,社會(huì)各界對(duì)其關(guān)注程度越來(lái)越高,對(duì)于各類工程的施工建設(shè)需求也變得越來(lái)越嚴(yán)格,對(duì)于道路交通類工程的質(zhì)量問(wèn)題和安全隱患問(wèn)題的容忍度也變得越來(lái)越低。在傳統(tǒng)的施工過(guò)程中,由于施工技術(shù)落后以及相關(guān)防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用力度不足,工程主體結(jié)構(gòu)極易出現(xiàn)質(zhì)量差、安全隱患多等問(wèn)題。隨著各類先進(jìn)科學(xué)技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大,建筑業(yè)中使用的施工技術(shù)和防護(hù)技術(shù)也在不斷創(chuàng)新和深入發(fā)展。土木工程的施工措施逐漸受到各種防護(hù)技術(shù)的影響,在邊坡防護(hù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。邊坡防護(hù)技術(shù)的核心目標(biāo)是支持和保護(hù)施工地帶周?chē)沫h(huán)境,減少環(huán)境因素對(duì)施工的影響,實(shí)施土木工程項(xiàng)目施工的綜合防護(hù)。在土木工程項(xiàng)目施工過(guò)程中,要加強(qiáng)基坑邊坡防護(hù)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況,對(duì)邊坡防護(hù)技術(shù)應(yīng)用體系進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)優(yōu)化,盡可能在保證基礎(chǔ)施工質(zhì)量和效率的同時(shí),確保施工的安全性。與此同時(shí),由于在實(shí)際施工過(guò)程中,有很多影響因素共同作用,有必要對(duì)影響邊坡防護(hù)實(shí)際施工的因素進(jìn)行綜合分析和研究,確保邊坡防護(hù)技術(shù)的合理選擇和邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)體系的適應(yīng)性,避免后續(xù)施工中出現(xiàn)新的安全隱患和質(zhì)量問(wèn)題,從根本上提高施工建設(shè)的質(zhì)量和安全性。在分析具體施工情況的基礎(chǔ)上,大規(guī)模、深入地運(yùn)用邊坡防護(hù)技術(shù),可以有效地保證基坑開(kāi)挖的穩(wěn)定性和安全性,最大限度地避免環(huán)境因素等問(wèn)題對(duì)基坑施工質(zhì)量造成的負(fù)面影響。此外,邊坡防護(hù)技術(shù)的有效應(yīng)用可以全面提高工程主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,降低坍塌、裂縫等問(wèn)題的可能性,保證施工建設(shè)能夠平穩(wěn)順利地開(kāi)展[1]。
預(yù)應(yīng)力邊坡施工技術(shù)中的高原低預(yù)應(yīng)力錨桿框架梁大多被應(yīng)用于地理環(huán)境處于劣勢(shì)的地區(qū),大多具備以下特點(diǎn):工程項(xiàng)目的框架層次較多,而建設(shè)選址的地形平坦程度較差;施工建設(shè)地區(qū)的原始地貌是剝蝕型的中低山丘、斜坡結(jié)構(gòu)較多,有可能伴隨植被發(fā)育欠缺等現(xiàn)象。在此情況下,工程建設(shè)場(chǎng)地的平整、取土、削坡等處理的程度都相對(duì)較大,坡面的開(kāi)挖工作很容易造成原始巖層土體的大幅裸露問(wèn)題,如果邊坡部分發(fā)生力度失衡等問(wèn)題,很容易對(duì)坡腳部分造成嚴(yán)重的損害。如果施工建設(shè)地段處于多陰雨、臺(tái)風(fēng)的氣候區(qū),頻繁的強(qiáng)降雨還容易引發(fā)邊坡局部失穩(wěn)、坍塌等事故,如果沒(méi)有對(duì)坡面進(jìn)行防護(hù)處理,長(zhǎng)期的雨水沖刷以及雨水作用下形成的坡面徑流長(zhǎng)期沖刷,非常容易導(dǎo)致邊坡部分出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象,增大坡腳部分的安全問(wèn)題[2]。
高原低預(yù)應(yīng)力錨桿框架梁邊坡結(jié)構(gòu),借用對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索施加額外預(yù)應(yīng)力的方式,將穩(wěn)定的巖體和滑動(dòng)的巖土體緊密連接起來(lái),形成統(tǒng)一的整體,從而切實(shí)增強(qiáng)巖土體各個(gè)層次之間的抗滑能力。與此同時(shí),該結(jié)構(gòu)還會(huì)借助坡面上的框架梁,將各個(gè)錨索部件連成一個(gè)整體結(jié)構(gòu),形成一個(gè)從表面深入到內(nèi)部的加固體系,達(dá)到避免邊坡失穩(wěn)的最終目的。在預(yù)應(yīng)力的錨索框架體系之中,在框架上固定錨索結(jié)構(gòu),從而使錨固作用力首先作用到框架梁上,之后通過(guò)框架梁結(jié)構(gòu)傳遞給巖土體,進(jìn)而在巖土體中生成額外的附加應(yīng)力,最終起到調(diào)整巖土體的應(yīng)力環(huán)境,完成邊坡防護(hù)處理。
第一,容易綠化且外形比較美觀。高原低預(yù)應(yīng)力錨桿框架梁往往具有多種不同的外觀形狀,包括人字形、菱形以及方格形等等,多種外觀使得防護(hù)造型美觀性較強(qiáng),并且高原低預(yù)應(yīng)力錨桿框架梁內(nèi)部可以種植植被,不僅能夠起到保護(hù)作用,還能夠在一定程度上起到美化作用,使坡面的綠化程度大大提高,并且有效遮擋巖土體上人工加固處理的痕跡,使其與周?chē)沫h(huán)境更加協(xié)調(diào)。除此之外,恢復(fù)坡面上的植被之后,還能夠減少水土流失問(wèn)題。
第二,高原低預(yù)應(yīng)力錨桿框架梁邊坡防護(hù)結(jié)構(gòu)能夠最為有效地治理邊坡病害問(wèn)題,高原低預(yù)應(yīng)力錨桿框架梁防護(hù)體系借助大噸位的預(yù)應(yīng)力,將錨索固定于邊坡結(jié)構(gòu)的內(nèi)部,用于穩(wěn)定巖土體,并且借助施加額外預(yù)應(yīng)力的方法,抵御邊坡深層次的破壞和變形問(wèn)題。附在坡面上的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),還能夠起到約束邊坡體表層巖土的作用,避免表層巖土出現(xiàn)嚴(yán)重的破壞和變形現(xiàn)象。
高原低預(yù)應(yīng)力錨桿框架梁邊坡防護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用主要分為測(cè)量放樣、施工前的準(zhǔn)備、鉆孔、錨桿安裝、框架梁搭建、壓力灌漿、嵌補(bǔ)框架梁的拉槽、綁扎鋼筋、安裝模板以及澆筑混凝土幾個(gè)步驟。
第一步,正式施工之前的測(cè)量放樣工作。施工人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的數(shù)據(jù)要求,在機(jī)械開(kāi)挖到接近目標(biāo)坡度大約30cm 之后,進(jìn)行人工修整,使其滿足坡度需求,并且在錨桿和框架梁的施工范圍之內(nèi),投測(cè)出框架梁和錨桿等結(jié)構(gòu)的具體位置。
第二步,在測(cè)量放樣工作完成且通過(guò)檢查之后,就可以進(jìn)入邊坡防護(hù)施工的準(zhǔn)備階段。該階段需要完成三項(xiàng)任務(wù):搭建起后續(xù)的施工操作平臺(tái);按照錨桿和框架梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需求、環(huán)境需求以及土層條件需求,選擇相應(yīng)的施工設(shè)備,并且布置好水電設(shè)備;根據(jù)地質(zhì)報(bào)告、施工設(shè)計(jì)圖紙以及相應(yīng)的施工標(biāo)準(zhǔn),編制相應(yīng)的專項(xiàng)施工方案,并且做好技術(shù)交底工作。
從第三步開(kāi)始進(jìn)入到正式的施工建設(shè)。在鉆孔操作時(shí),鉆機(jī)安裝到位之后,控制其保持平穩(wěn)狀態(tài),保證鉆桿和導(dǎo)桿的傾斜角處于抑制狀態(tài),并且始終在同一軸線上。在進(jìn)行鉆孔操作時(shí),做好詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)記錄,全面記下每一個(gè)鉆孔的鉆進(jìn)狀態(tài)、地層變化以及部分特殊情況,并根據(jù)記錄情況調(diào)整鉆機(jī)的工作參數(shù)和鉆孔速度。除此之外,為了保證鉆孔孔壁的黏結(jié)性能,避免鉆孔施工導(dǎo)致邊坡巖土工程的地質(zhì)條件惡化,盡可能采用無(wú)水干鉆進(jìn)行鉆孔操作,鉆孔的速度必須根據(jù)鉆機(jī)的設(shè)備性能以及錨固地層的情況進(jìn)行嚴(yán)格的控制,避免造成鉆孔變徑或者扭曲的問(wèn)題,減少下錨困難及其他意外情況的發(fā)生概率。
第四步,安裝錨桿。在安裝錨桿之前先進(jìn)行清孔操作,在鉆孔之后孔內(nèi)會(huì)殘留一定的雜質(zhì),因此需要使用高壓空氣將孔內(nèi)的水體和巖粉等雜質(zhì)排出,避免雜質(zhì)影響孔壁巖土體和水泥砂漿之間的正常黏結(jié)。將鉆孔清掃干凈之后,對(duì)錨桿進(jìn)行篩選,并且對(duì)錨桿表面進(jìn)行防腐和防銹處理,沿著錨桿的軸線安裝鋼筋定位器。在安裝錨桿時(shí),必須保證以一致的推力勻速推入,避免在推送的過(guò)程中損傷防護(hù)層和鋼筋定位器,同時(shí)確保錨桿始終處于居中位置。在安裝錨桿時(shí),需要同時(shí)插入兩根不同的管子,一根作為排氣管,在灌漿時(shí)及時(shí)排出鉆孔內(nèi)的空氣,避免空氣造成空洞,影響錨桿安裝操作的質(zhì)量;另一根是高壓灌漿管,用于正式的灌漿操作。
第五步,壓力灌漿。首先配制漿體,根據(jù)前期的設(shè)計(jì)規(guī)定選擇對(duì)應(yīng)的注漿材料,漿體的具體需要以設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為準(zhǔn),一般情況下選擇灰砂比1∶1,水灰比則在0.5 左右的水泥砂漿作為基礎(chǔ)漿體,根據(jù)情況適當(dāng)?shù)靥砑訐胶狭匣蛲饧觿T跀嚢杌覞{時(shí),使用機(jī)械設(shè)備強(qiáng)制攪拌,確保注漿漿液能夠處于均勻狀態(tài),并且遵循隨拌隨用的基本原則,必須在漿液初凝之前用完。在正式的灌漿操作中,使用壓力活塞式的注漿泵,并且保證灌漿的壓力處于0.4~2MPa 的范圍內(nèi)。灌漿時(shí)的壓力不能過(guò)大,避免吹散砂漿和散漿,灌漿管必須直插到鉆孔的底部,排氣管與灌漿管保持1.1m 左右的距離。灌漿速度逐漸變慢,排氣管的排氣量也逐漸減少時(shí),說(shuō)明砂漿已經(jīng)灌注到了50cm 以上的深度,此時(shí)需要同時(shí)往外抽管,并且在抽動(dòng)管道的同時(shí),繼續(xù)慢慢地灌漿。如果灌漿作業(yè)中間需要停止較長(zhǎng)的時(shí)間再繼續(xù)作業(yè),在再次作業(yè)時(shí),用稀水泥或水濕潤(rùn)灌漿管道和漿泵,使?jié){體能夠正常流動(dòng)。
第六步,嵌補(bǔ)框架梁的拉槽結(jié)構(gòu)。在測(cè)放出縱橫梁位置的基礎(chǔ)上,利用人工開(kāi)挖的方法挖掘框架梁的梁槽,在石質(zhì)地段利用風(fēng)鎬挖掘。在框架梁的上下層之間砌出一塊寬2m 左右的平臺(tái),平臺(tái)上設(shè)置擋水梁結(jié)構(gòu)。在框架梁的拉槽部分嵌補(bǔ)完畢之后,按順序進(jìn)行鋼筋綁扎、模板安裝和澆筑混凝土工作,搭建高原低預(yù)應(yīng)力錨桿框架梁,完成邊坡防護(hù)施工。需要重點(diǎn)注意,在澆筑混凝土?xí)r,同步進(jìn)行混凝土的養(yǎng)護(hù)工作,避免混凝土干裂出現(xiàn)縫隙,導(dǎo)致邊坡框架梁結(jié)構(gòu)體受到負(fù)面影響。混凝土的澆筑施工本質(zhì)上是混凝土框架梁工程和錨桿框架工程的結(jié)合,因此在施工建設(shè)時(shí)需要格外注意[3]。
邊坡防護(hù)除了需要高質(zhì)量的施工操作,還需要嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收工作。并且在驗(yàn)收之后,根據(jù)錨桿框架梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況選擇相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)方式,通常采取定期向邊坡格子梁灑水完成養(yǎng)護(hù)。從工程正式施工開(kāi)始到最后的驗(yàn)收階段,必須全面記錄和分析實(shí)際施工中的問(wèn)題和不足,增長(zhǎng)實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)。除此之外,還應(yīng)及時(shí)、準(zhǔn)確地將施工情況的檢查和分析結(jié)果傳達(dá)給施工人員,以便施工人員能夠識(shí)別錯(cuò)誤的施工步驟與潛在質(zhì)量危害之間的聯(lián)系,采取有針對(duì)性的改進(jìn)措施,并在未來(lái)的施工中進(jìn)行相應(yīng)的維修和優(yōu)化。
在正式的施工過(guò)程中,必須高度重視每一個(gè)環(huán)節(jié)、每一項(xiàng)施工建設(shè)工作。施工過(guò)程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)都會(huì)在不同程度上對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目的施工建設(shè)造成影響,只有充分重視施工建設(shè)的每個(gè)環(huán)節(jié),才能夠充分發(fā)揮高原低預(yù)應(yīng)力錨桿框架梁邊坡施工技術(shù)的效用,保證邊坡防護(hù)施工的順利開(kāi)展。為了充分發(fā)揮邊坡防護(hù)技術(shù)的作用,使其達(dá)到最佳的應(yīng)用效果,滿足科學(xué)施工的要求,首先需要完善施工過(guò)程的控制機(jī)制。只有全面的施工檢查,才能盡可能消除施工過(guò)程中的安全隱患。因此,為了不斷推進(jìn)施工建設(shè)進(jìn)度,實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量和施工進(jìn)度的平衡,必須加強(qiáng)對(duì)施工建設(shè)的監(jiān)管和審查力度,重點(diǎn)檢查可能存在質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)的部分。當(dāng)檢測(cè)到可能存在的施工質(zhì)量隱患時(shí),必須及時(shí)停工進(jìn)行整改,以免對(duì)后續(xù)施工造成嚴(yán)重影響。與此同時(shí),還要及時(shí)收集整理施工技術(shù)資料,實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化集中管理,保留施工技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵信息和資料,確??⒐ず竽軌蛐纬芍匾氖┕の募W詈?,需要做好邊坡防護(hù)技術(shù)的推廣工作。完備的交底工作是施工順利開(kāi)展的基礎(chǔ),也是確保邊坡防護(hù)施工過(guò)程中各施工班組有效銜接的重要途徑,避免交叉使用和重復(fù)施工,確保局部基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。同時(shí),在施工過(guò)程中,還要不斷建立健全相關(guān)的質(zhì)量保證、安全管理和建筑技術(shù)管理機(jī)制,優(yōu)化獎(jiǎng)懲機(jī)制,制定具體的建筑規(guī)范,全面保證邊坡防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用效果和質(zhì)量。
現(xiàn)階段,為了全面保證施工建設(shè)質(zhì)量以及公路橋梁等主要結(jié)構(gòu)的安全性,確保其基本性能可以滿足實(shí)際需求,需要做好相應(yīng)的加固施工。對(duì)于公路等邊坡結(jié)構(gòu)較多的工程施工而言,預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用是加固施工最為關(guān)鍵且核心的部分,并且預(yù)應(yīng)力邊坡防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用還能夠在一定程度上增強(qiáng)公路橋梁本身的功能性和安全性。然而由于各類復(fù)雜施工因素的影響,在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工過(guò)程中,容易出現(xiàn)各種各樣的突發(fā)問(wèn)題,特別是高原低預(yù)應(yīng)力錨桿框架梁邊坡防護(hù)施工技術(shù),在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到研究效果。為了增強(qiáng)實(shí)際效用,促進(jìn)工程建設(shè)的優(yōu)化創(chuàng)新,需要施工企業(yè)在實(shí)踐過(guò)程中不斷地優(yōu)化升級(jí)。