錨索樁板墻加固高陡邊坡工法

錨索樁板墻加固高陡邊坡工法一、前言鐵路或公路以深路塹方式通過山丘地段，在以往的設計和施工中一般采用重力式路塹擋土墻或抗滑樁加固邊坡，但對于巖層走向與線路夾角小于35度，巖層間夾有軟弱夾層時，采取上述加固辦法很難保證路塹邊坡的穩(wěn)定，但采取預應力錨索樁板墻加固巖層走向與線路夾角在10～350之間高且陡的路塹邊坡收到很好的效果，為此，收集了以往的預應力錨索樁的施工經(jīng)驗，以及在渝懷鐵路現(xiàn)有預應力錨索樁板墻施工的實踐中獲得的錨索樁板墻工藝及實測的技術(shù)參數(shù)，經(jīng)總結(jié)形成本工法。二、工法特點1、施工工藝簡單、完善，可操作性強，勞動強度低。2、使用通用的機械設備，節(jié)約工程成本。3、根據(jù)巖層走向與產(chǎn)狀，靈活改變錨索孔鉆進方向，達到最佳錨固與支擋。4、錨索及擋土板自上而下施工，自開挖路塹就約束樁身位移和減少開挖后路塹邊坡的暴露時間，從而預防路塹邊坡失穩(wěn)。三、適用范圍該工法適用土質(zhì)、風化破碎的軟質(zhì)巖，潔方量大、巖層間夾有軟弱夾層的高陡邊坡及高層建筑的深基坑等工程項目。四、施工工藝(一)工藝原理樁前巖自上而下分層開挖，開挖后及時施工預應力錨索及擋土板；擋土板防止樁間巖土位移，后背巖土對擋十板十壓力通過擋土板與樁身的連接結(jié)構(gòu)傳至樁身，樁身通過錨索的預張拉力對巖土體產(chǎn)生被動十壓力，從而錨索樁和擋十板的復合結(jié)構(gòu)約束了巖土體的位移：樁前一巖土層開挖后，及時施工預應力錨索及擋十板，減少開挖后巖土的暴露時間和約束了樁身位移，從而增強了巖土體的穩(wěn)定性(受力結(jié)構(gòu)見圖1)。注：1．圖中F錨—巖是鋼絞線在張拉時，巖體受到的磨擦力，該力和鋼絞線受到巖休的裹著力F巖—t8為一對反力，F(xiàn)巖—錨和樁受到錨縈的拉力N錨—N為一對平衡力。2．錨索在受到張拉時仗樁受到N錨－樁，從而樁產(chǎn)生向后的位移傾向使樁背巖土受到擠壓，即樁背巖十受到樁的F錨巖力作用，樁背巖十的位移受到約束，從而保證了巖土的穩(wěn)定。(二)施工工藝總體施工工藝流程2、樁錨施工(1)施工準備審核圖紙，現(xiàn)場調(diào)查工程地質(zhì)情況，備齊必要機具、材料；測量放線，定出樁位：做好樁區(qū)地表截、排水工作；孔口搭設雨蓬，開挖面用水泥砂漿封閉防護等o(2)挖孔為防止山體滑塌，減少施工中相互干擾，采取間隔式施工。對于松散、軟弱、風化巖層采用人工開挖，對于堅硬巖層及孤石采取孔內(nèi)爆破的方法，為使護壁支撐不因爆破而損壞，爆破采用淺眼小炮多次爆破。爆破時嚴格控制裝藥量，同時準備好施工人員迅速撤離爆破現(xiàn)場?？變?nèi)排水應根據(jù)孔滲水量大小，分別采取人工外排水或泵排水，孔內(nèi)排出的水引流遠離樁位o(3)鎖口及護壁鎖口高度為1m，厚度為0．3m，擴壁厚度為0．2m，每次擴壁高度為l～2m，鎖口及護壁均采用C15砼，護壁直護至路肩標高。在每節(jié)護壁拆模后及時在護壁內(nèi)側(cè)面嚴格地定出預埋Φ32聯(lián)接鋼筋位置，并用風鉆鉆孔(Φ32的聯(lián)接鋼筋須鉆Φ49圓孔)；在施工至有錨索孔時，擴壁拆模后，在擴壁內(nèi)側(cè)面嚴格定出錨索孔的位置，并用風鉆鉆成Φ170mm的孔徑(樁上錨索孔定位必須準確，以確保錨索在樁身規(guī)定位置穿過)。(4)鋼筋工程鋼筋采取集中制作，孔內(nèi)綁扎?？v向受力鋼筋的接頭采用焊接接頭，在綁扎鋼筋前，按設計位置預埋Φ32聯(lián)結(jié)鋼筋，在綁扎樁身鋼筋過程中與樁身鋼筋綁扎在一起。(5)模板工程孔內(nèi)護壁砼模板采取定型的鋼模，地面以上采取竹膠板。(6)澆筑砼樁身砼一次澆筑完畢，在澆注至有錨索孔前，預埋下頃角為15度的Φ150PVC管，預埋Φ150PVC管前，Φ150PVC管兩端頭用塑料薄膜包裹，以防砼在搗振過程進入PVC管中。工藝流程見下圖：3、樁前巖土開挖(1)樁身施工完畢，對樁身應隨機抽取30％的樁做無損檢測，抽檢合格率達100％，樁身砼強度達到設計強度75％后，方可開挖樁前巖土體。(2)樁前巖土體應分層開挖，每一分層開挖高度不大于2.5m，有硬質(zhì)巖層應進行控制爆破，距樁1m范圍巖石，應采用預裂爆破。(3)開挖后應及時施工擋土板和錨索，待錨索施工完和擋土板達到設計強度70％后，方可開挖下層巖土體。4、錨索施工(1)、一般規(guī)定錨索采用8Φ15．2mm的高強度低松馳鋼絞線制作，鋼絞線強度不低于1860MPa。錨索由錨固段、自由段、張拉段組成，錨閱段長度按設計要求確定，一般取錨索設計長度的1／3～l／2作為錨固段長度，自由段采用塑料套管隔離防護，裸露部分需作防腐處理，全孔范圍內(nèi)采用M35號水泥砂漿灌注，注漿壓力為0．6～0．8MPa，錨索鉆孔孔徑采用Φ130，錨索鉆孔深度及錨索長度、初始預應力、超張拉預應力見具體設計圖。③、錨索張拉前選擇3孔錨索進行檢測試驗，以確定錨索錨固力與設計錨固力相符，每孔8束錨索試驗荷載為1400kN。錨索張拉分兩次張拉，第一次張拉到設計的初始預應力，間隔3—5天后，第二次張拉按初始預應力的15％進行超張拉并鎖定。④、伸長量的計算為了檢查在張拉時錨索有沒有發(fā)生位移，需對錨索的理論伸長量和實測伸長量進行比較，確定錨索的錨固質(zhì)量，理論伸長量計算公式：△l＝(FP*1)／(Ap*Es)Fp一預應力筋的平均張拉力kN，這里取張拉端的拉力oL一預應力筋的自由段長度(m)Ap一預應力的截面面積(mm2)，Ap=140mm2Es一預應力筋的彈性模量(kN／mm2)ES=190kN／mm2(2)、鉆孔鉆了孔是錨索施工中控制工期的關(guān)鍵工序，本段要求采用干鉆，為了提高鉆孔效率和保證鉆孔質(zhì)量，采用MGJ—50型鉆機，該鉆機所配鉆桿是統(tǒng)一規(guī)格，按錨索設計長度將鉆孔所需鉆桿擺放整齊，鉆桿用完，孔深也恰好到位，在鉆孔過程中做好鉆孔地質(zhì)情況記錄，鉆孔結(jié)束后用一根聚乙烯管復核孔深，并以高壓風吹孔，待孔內(nèi)粉塵吹干凈，且孔深不小于錨索設計長度時，拔出聚乙烯管，以織物塞好孔口備用。鉆孔異常情況的處理：滲水的處理。在鉆孔過程中或鉆了孔結(jié)束后吹孔時，從孔中吹出的都是一些小石粒和灰色或黃色團粒而無粉塵，說明了孔內(nèi)有滲水，巖粉多貼附于孔壁，這時，若孔深已夠，則注入清水，以高壓風吹凈，直至吹山清水；若孔深不夠，雖鉆機工作，鉆桿仍有進尺，也必須立即停鉆，拔山鉆具，洗了孔后再繼續(xù)鉆進，如此循環(huán)，直至結(jié)束。有時孔內(nèi)滲水量大，有積水，吹出的是泥漿和碎石，這種情況下巖粉不會糊住孔壁，只要沖擊器工作，就可繼續(xù)鉆。如果滲水量太人，以至淹沒了沖擊器，沖擊器就可自動停止工作，應拔出鉆具進行壓力注漿、補鉆，此時注漿液采用摻入水泥用量2％水玻璃(Na2Si0。)的水泥砂漿。泥漿糊孔、塌孔的處理。泥漿糊孔時退出的鉆桿被泥漿裹住，此時鉆具全部退出采用孔底壓漿法全孔壓漿，漿液為同標號的水泥砂漿和水玻璃的混合液，發(fā)現(xiàn)漿液外流時，停止注漿，24小時后重新鉆孔；塌孔的主要標志是從孔中吹出黃色巖粉，夾雜一些原狀的石塊，這時，不管鉆進深度如何，都要立即停止鉆進，退出鉆具，按照泥漿糊孔進行同樣處理。(3)、錨索制作錨索可在鉆孔的同時在現(xiàn)場進行制作，錨固段采用波紋形狀，自由段及張拉段采用直線形狀。鋼絞線露在樁身外的長度根據(jù)張拉設備而定，將截好的鋼絞線平順地放在作業(yè)臺架上，量出錨固段和錨索設計長度，分別作出標記。在錨固段安裝隔離支架，間距100cm，兩對支架之間扎緊固環(huán)一道，中間穿Φ22的聚乙烯硬塑料注漿管，最后在錨索端頭安裝上導向尖錐。錨索結(jié)構(gòu)見下圖。(4)、錨索安裝錨索安裝前，再用高壓風清孔，錨索安裝要順暢進入，若中途受阻，說明孔內(nèi)可能出現(xiàn)塌孔或掉塊，需立即拔出錨索，安排鉆機重新清孔，然后及時下索。(5)、注漿下索后立即注漿，嚴禁下索后放置時間過長，特別是夾土層的錨索孔。注漿采用孔底注漿法，通過注漿管砂漿由孔底注入，空氣由錨索孔排出。待新鮮水泥砂漿從孔口流出后，安裝止?jié){塞加壓注漿，直到注漿壓力達到0．6～0．8MPa，停止注漿。為減少水泥漿凝固時的收縮，可在水泥漿中加入少量(約為水泥用量的0．005％～0．015％)的鋁粉，可使水泥砂漿在硬化過程中膨脹；為了保證孔道內(nèi)水泥砂漿密實，可在水泥漿中加入適量的減水劑，水灰比可減小到0．35，采用的外加劑須對鋼絞線無銹蝕作用。序號異常情況處理辦法1打若仍立是外錨的被是外被時若孔管不孔多砂須出清待內(nèi)漿到度右新機鉆工2資原遇溶帶對此應連地摻劑注漿到a中長漿有從出量常的必拔對行合漿有流索泥度計0時成索有反才溶帶使功(6)、砼斜托施工斜托是一個受壓構(gòu)件，它把錨具的集中荷載傳遞到樁身，斜托表面必須與錨索軸線垂直。為了使斜托表面與錨索軸線垂直，預先將一根外徑與Φ150PVC管內(nèi)徑相同的薄壁鋼管和鋼墊板正交焊牢，澆注斜托前將鋼管的另一端插入預埋的Φ150PVC管即可，斜托為C35砼，施工時嚴格按實驗室提供的配合比進行配料，一次澆注，均勻振搗。(7)、錨索的張拉待斜托及水泥砂漿強度均達到70％以上時，方可進行錨索的張拉。張拉錨索前需對張拉設備進行標定，標定時，將千斤頂、油管、壓力表和高壓油泵聯(lián)好，在壓力機上用千斤頂主動出力的方法反復試驗三次，取平均值，繪出千斤頂出力(kN)和壓力表指示的壓強(MPa)曲線，作為確定錨索張拉力的重要依據(jù)。壓力表初始起動壓強不完全相同，標定時必須注明標定時的壓力表號和對應的千斤頂號，使用中不得調(diào)換。壓力表損壞或折裝千斤頂后，需作重新標定。張拉采用每孔8束鋼絞線單根對稱張拉，張拉分二次進行，第一次拉至初始預應力，間隔3—5天后進行第二次張拉，張拉至超張拉應力并暫時鎖定，每次張拉的穩(wěn)定時間為2～3分鐘，在張拉過程中做好錨索伸長量和相應張拉力的記錄，并把實際伸長量與理論伸—長量進行比較(允許偏差為±5％)，如超過允許偏差，就暫停張拉，分析原因，如果是單根鋼絞線的實際伸長量超過允許偏差，則先張拉本孔其他鋼絞線，最后整孔錨索張拉力能滿足設計要求，如果單根鋼絞線發(fā)生位移，且整孔錨·索張拉力達不到設計要求，則必須把鋼絞線全部拉出重新清洗鋼絞線＼鉆孔、下索、注漿、張拉；若伸長值偏小，可采取超張拉措施，但張拉力不大于0．8fptko每孔錨索張拉及樁前十開挖過程中，對樁身位移進行測量，對錨索測力計讀數(shù)進行分析，如發(fā)現(xiàn)異常要及時與設計單位聯(lián)系o5．擋土板施工(1)一般說明擋土板通過與樁身的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)，把樁間十壓力傳遞至樁身，擋十板形成簡支結(jié)構(gòu)(如下圖)，擋土板寬一般般為50ccm，設兩兩個Φ50泄水孔，泄泄水孔后設設0．3xo．3XO．15m無砂砂砼板。擋土板施施工是白上上向下一層層一層施：：l兩層間擋擋十板無法法采用現(xiàn)澆澆法施工，因因此擋土板采用現(xiàn)澆澆和預制掛掛板相結(jié)合合的施工方方法進行施施工。(2)擋土板板施工①鋼筋筋加工及制制作鋼筋應應在施工場場地集中加加工、綁扎扎。②模板板設計模板采采用新竹膠膠板按設計計尺寸加工工，用∠50X∠50X5角鋼作鋼鋼楞，采用用[18槽鋼加工的簡易桁架架，通過樁樁身預埋聯(lián)聯(lián)結(jié)鋼筋形形成簡支結(jié)結(jié)構(gòu)加固模模板。③擋土土板及無砂砂砼預制擋土板板及無砂砼砼板應預先先預制完，特特別是擋土土板，以保保證預制擋擋土板在起起吊前砼強強度達到設計強度度的70％以上。④擋土土板現(xiàn)澆a、掛掛線一層樁樁前巖土體體開挖后，準準確定出該該層最低一一塊擋土板板底部標高高，在聯(lián)結(jié)結(jié)鋼筋上定定出擋土板外觀面面所在位置置，并標記記。b、鋪鋪設底模和和掛上已綁綁扎好的鋼鋼筋籠，安安裝鋼墊板板，外側(cè)面面與聯(lián)結(jié)鋼鋼筋上標記記處于同一平面上，對對鋼墊板與與聯(lián)結(jié)鋼筋筋接觸處進進行點焊。c、立立模立正面面模板和端端頭模，正正面模板內(nèi)內(nèi)側(cè)面緊貼貼鋼墊板，并并安裝簡易易桁架和通通過聯(lián)結(jié)鋼鋼筋加固正面模板板。d、澆澆注砼砼的拌拌合采取強強制式攪拌拌機現(xiàn)場拌拌合，翻斗斗車運輸?shù)降轿?，人工工翻砼澆注注并均勻搗搗固，每塊擋土板澆注注前應安裝裝好無砂砼砼板和泄水水孔，一塊塊擋土板一一次澆注成成型，澆注注完畢后，頂面找平一次，前前一塊擋土土板澆注完完后砼強度度達到4MPa后才可澆澆注下一塊塊擋土板。在在澆注第四四塊擋土板板時，應預預留山超出出擋土板寬寬度l厘米的寬寬度以便掛掛板。⑤擋土土板掛板(如下圖)把已預制的擋土土板起吊放放置于簡易易支架上，采采用兩臺千千斤頂同時時頂進至預預定的位置置，并預先先在泄水孔孔后安裝無無砂砼板。⑥幫條條錨具施工工：在兩樁樁間一層擋擋土板澆注注或掛板安安裝完，及及時進行幫幫條錨具施施工：(如下圖)，幫條錨具的施工嚴格格按有關(guān)規(guī)規(guī)范要求保保證焊接質(zhì)質(zhì)量。⑦封錨錨擋土板板施工完后后，在量測測樁身和錨錨索應力穩(wěn)穩(wěn)定的情況況下，并按按設計要求求對錨索進進行檢測試試驗均滿足足設計要求求后，才可可以對錨索索及幫條錨錨具進行封封閉。預應應力筋錨固固后的外露露長度應不不小于100cm，多多余部分宜宜用砂輪鋸鋸切割。序號名稱規(guī)格單位數(shù)量1潛孔鉆MGJ-50臺22空壓機BH-12/77臺23砂輪機400型臺14電焊機5010W臺15注漿機CGJ-30CC臺26砂漿攪拌機JQ350型臺17千斤頂25t臺38高壓油泵4L臺3六、勞力組織1、現(xiàn)場指揮揮人員：11人2、技術(shù)人員員：2人3、材料員：：1人4、試驗員：：1人5、起重工：：2人6、攪拌機司司機、空壓壓機司機：：4人7、電工：11人8、鋼筋工：：5人9、電焊工：：2人10、鉆孔：：5人11、普工工：25人七、質(zhì)量控制1、嚴格格按設計文文件和施工工二規(guī)范要要求組織施施工。2、開工工前，編制制詳細的單單項工程施施工組織設設計，對現(xiàn)現(xiàn)場操作人人員進行技技術(shù)交底，并由領(lǐng)導、工程程技術(shù)人員員和質(zhì)量檢檢查人員跟跟班指導。3、嚴格格檢驗各種種原材料，通通過多次試試驗選擇最最佳配合比比，特別是是向錨固端端壓入的高標號水泥砂漿漿配合比。4、嚴格格控制每道道工序質(zhì)量量，上道工工序合格后后方準進入入下道工序序。5、認真真做好鉆孔孔、張拉和和樁位移測測量等過程程的原始記記錄。6、錨位位點放線，各各方向允許許誤差±1cm。7、腳手手架的搭設設必須穩(wěn)定定，對緊鬧鬧件的緊固固必須有專專人復核。8、在預預埋PVCC管時，就就要將孔位位方位傾角角定準確，使使其誤差不不超過傾角角±0．5度，方位角±l度。9、錨索索孔徑允許許誤差±2mm。10、洗洗孔干凈徹徹底，孔中中不得留有有巖粉和水水。11、錨錨索的編制制要確保每每一根鋼絞絞線始終均均勻排列，平平直、不扭扭不叉，銹銹、油污要要除凈，對有死彎彎，機械損損傷及銹坑坑者應剔出出。12、安放錨索要保保證錨索孔孔壁有不少少于lcm的注漿厚厚度，錨索索安放要平平直，張拉拉段要放在錨索孔中中央。13、立立擋土板模模板前，模模板應清洗洗干凈并涂涂脫模劑，立立擋土板模模板要掛線線以保證擋擋土板在同一平面面上。14、幫幫條錨具嚴嚴格按有關(guān)關(guān)規(guī)范要求求施工以保保證焊接質(zhì)質(zhì)量。八、安安全措施l、各各種機械設設備均山專專人持證上上崗操作，使使用前由專專職人員檢檢查、試運