預(yù)應(yīng)力錨索框架梁在高邊坡中分的施工控制

1、預(yù)應(yīng)力錨索框架梁在高邊坡中的施工控制作者：帥政斌【摘 要】以預(yù)應(yīng)力錨索框架梁防護(hù)用于高邊坡防護(hù)工程是目前較為普遍使用的方法。結(jié)合廣陜高速公路lj10合同段工程實(shí)例,詳細(xì)介紹了運(yùn)用預(yù)應(yīng)力錨索框架梁對(duì)高邊坡進(jìn)行防護(hù)的施工方法、技術(shù)措施，以及現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理等方面的問(wèn)題?！娟P(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力錨索框架梁 施工 控制 1、工程概況k28+140k28+240段高邊坡位于本合同段線路右側(cè)，路線以半山橋形式通過(guò)。原山體邊坡阻礙樓房溝特大橋的通行，需進(jìn)行開(kāi)挖，山體開(kāi)挖后將形成人工邊坡。邊坡區(qū)原地貌巖性為三迭系下統(tǒng)飛仙關(guān)組鈣質(zhì)頁(yè)巖，斜坡植被發(fā)育，自然條件下較穩(wěn)定。公路施工切坡后，在線路右側(cè)形成

2、巖質(zhì)邊坡，邊坡高度最高可達(dá)到約45m，坡形為弧形（近直線形）邊坡，斜坡結(jié)構(gòu)大體呈逆層結(jié)構(gòu)，但是開(kāi)挖后節(jié)理裂隙較多，巖體較破碎，易產(chǎn)生邊坡巖體掉塊垮塌和沿節(jié)理裂隙的楔形滑塌、小規(guī)模崩塌現(xiàn)象。邊坡設(shè)計(jì)為三級(jí)，坡率為10.5，第一、二級(jí)邊坡高度為10m，第三級(jí)邊坡為開(kāi)挖后的自然高度。第一級(jí)邊坡采用框架壓力注漿錨桿加固，第二、三級(jí)邊坡采用預(yù)應(yīng)力錨索框架加固。2、設(shè)計(jì)思路及作用機(jī)理這是為了減少對(duì)原狀土的挖方數(shù)量,保護(hù)生態(tài)環(huán)境而設(shè)計(jì)的一種特殊擋防結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力錨索框架結(jié)構(gòu)采用對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索施加的預(yù)應(yīng)力將滑動(dòng)巖體與穩(wěn)定巖體緊密連結(jié)為一體 ,增加巖體各層面之間的摩擦力。錨索進(jìn)入山體與端頭連接在一起,山體內(nèi)部注漿，

3、外部整體框架梁防護(hù)，這樣在整個(gè)邊坡內(nèi)外形成一體，形成了一個(gè)巨大的鋼骨架結(jié)構(gòu)。2.1框架梁采用c25砼澆筑，框架嵌入坡面25cm，斷面尺寸為寬40cmx高30cm。2.2錨索采用4根as15.24的鋼絞線制作，鋼絞線強(qiáng)度1860mpa，用ovm15-4型錨具鎖定。錨桿間距采用3.0mx3.0m，方型布置。2.3注漿采用m35水泥砂漿。3、施工準(zhǔn)備3.1材料選擇要求 3.1.1水泥：應(yīng)選用425普通硅酸鹽水泥，性能符合現(xiàn)行水泥標(biāo)準(zhǔn)，主要檢測(cè)其細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度。3.1.2砂：檢測(cè)砂的級(jí)配、含泥量、堅(jiān)固性、有害物質(zhì)含量。3.1.3骨料：檢測(cè)碎石的級(jí)配、針片顆粒含量、含泥量、強(qiáng)度、壓碎值、有害物質(zhì)含

4、量。3.1.4水：應(yīng)使用食用水。3.1.5鋼筋：檢測(cè)鋼材的抗拉彎性能。3.1.6鋼絞線、錨具：檢測(cè)鋼鉸線的力學(xué)性能，預(yù)應(yīng)力錨具，夾具性能等。嚴(yán)禁使用有機(jī)械損傷、電弧燒傷和嚴(yán)重銹蝕的鋼絞線。3.2配合比設(shè)計(jì)3.2.1取消使用泵送劑。泵送劑能顯著改善混凝土的流動(dòng)性和保水性，使混凝土拌和物具有較小的摩擦阻力，基本不產(chǎn)生分層離析現(xiàn)象，水化熱較低，能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持良好的泵送性能。取消使用泵送劑后，應(yīng)注意其和易性、流動(dòng)性的控制3.2.2水灰比的控制。水灰比是影響混凝土抗?jié)B等級(jí)高低的重要因素之一。在滿足水泥水化作用的前提下,水灰比與混凝土的抗?jié)B強(qiáng)度等級(jí)成反比。當(dāng)水灰比達(dá)到0.65以上時(shí)，凝膠的結(jié)晶則無(wú)法充

5、填孔隙，孔隙開(kāi)放極易透水；而水灰比過(guò)小又會(huì)形成施工孔隙。經(jīng)試驗(yàn)研究水灰比必須控制在0.5-0.6為宜；3.2.3灰砂比的控制。水泥是混凝土凝結(jié)硬化生長(zhǎng)強(qiáng)度的基本材料，也是凝膠結(jié)晶體堵塞孔隙的主要來(lái)源，水泥越細(xì)比表面積越大，水化越充分，可相應(yīng)提高抗?jié)B能力；同時(shí)，混凝土中水泥用量大，抗?jié)B值高，但會(huì)增加用水量。因此，水泥的用量不宜過(guò)大，而且灰砂比又會(huì)影響水泥石的收縮，故灰砂比固定在11.212.5之間； 3.2.4灰石比的控制。石子必須過(guò)篩分選取，粒徑控制在31.5mm之內(nèi)，因?yàn)檫^(guò)大會(huì)形成接觸孔隙，而且會(huì)增大回彈量；過(guò)小會(huì)因砂漿與石子的變形不一致，致使骨料表面存在水膜蒸發(fā)，而形成接觸孔。經(jīng)試驗(yàn)配比控

6、制在水泥石子=1314為宜；經(jīng)上述分析，我部最終選定的c25砼的配合比是，水泥：砂：小石子：大石子：水=1：2.15：1.91：1.91：0.6。3.3技術(shù)準(zhǔn)備熟悉設(shè)計(jì)文件、研究核對(duì)設(shè)計(jì)圖紙。參與施工的工程技術(shù)人員充分地了解和掌握設(shè)計(jì)意圖、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特點(diǎn)以及技術(shù)質(zhì)量要求，能夠按照設(shè)計(jì)要求順利地進(jìn)行施工。向施工隊(duì)各工班做技術(shù)交底，根據(jù)設(shè)計(jì)文件、技術(shù)規(guī)范等，由技術(shù)人員向施工人員交清施工工藝、操作程序、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等，并對(duì)施工人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)，使施工人員做到心中有數(shù)。3.4材料運(yùn)輸高邊坡高度大，坡度陡，給材料運(yùn)輸帶來(lái)較大困難。使用挖掘機(jī)修“z”字型便道，車輛無(wú)法到達(dá)目的地；使用塔吊運(yùn)輸，成本太

7、大。利用“纜車”原理，使用滑輪組進(jìn)行材料運(yùn)輸，見(jiàn)圖。3.4.1卷?yè)P(yáng)機(jī)、定滑輪、動(dòng)滑輪應(yīng)保持在同一平面內(nèi)。3.4.2桶應(yīng)具有一定重量，保證動(dòng)滑輪平衡。3.4.3由于坡度和場(chǎng)地原因，運(yùn)輸平面內(nèi)可能造成搭設(shè)的腳手架擋道，應(yīng)進(jìn)行合理調(diào)整和拆除。4、施工方法及技術(shù)措施 4.1總體施工方法高邊坡施工要求邊開(kāi)挖邊支護(hù)，即開(kāi)挖一級(jí)，防護(hù)一級(jí)，不得一次開(kāi)挖到底。施工工序是：開(kāi)挖爆破腳手架搭設(shè)鉆孔穿錨索注漿修整坡面框架梁施工張拉和鎖定封錨。4.2開(kāi)挖爆破4.2.1由于高邊坡呈倒“v”字型，最上層作業(yè)平臺(tái)十分狹小，無(wú)法使用挖掘機(jī)，只能使用人工清渣。為減輕人工清渣量，第一次爆破作業(yè)選擇爆破深度為1米，爆破后由人工清渣

8、，擴(kuò)大作業(yè)平臺(tái)，直至能由挖掘機(jī)清渣時(shí)，爆破深度變?yōu)?米。開(kāi)挖爆破盡量避開(kāi)雨季施工，測(cè)量定位，放出開(kāi)挖線，明確開(kāi)挖范圍，判定地質(zhì)狀況，采用淺孔弱松動(dòng)光面爆破。炮眼直徑d=5cm，最小抵抗線w 取值為21.5d=1.1m，炮眼間距取a=150cm，有效炮眼深度h=3m，炮孔堵塞長(zhǎng)度ld=20d=1m。光面爆破單位體積耗藥量q1= 0.2 kg/m3 0.3 kg/m3，每個(gè)炮孔裝藥量q= q1awh(kg)，約為1kg左右。山坡上爆破飛石距離的計(jì)算, 采用常用的經(jīng)驗(yàn)公式:r=20kn2w=201. 50. 7521.1=19m式中: k安全系數(shù), 與地形、風(fēng)向等有關(guān), 取1. 5n爆破作用指數(shù),

9、松動(dòng)爆破時(shí)取n=0. 75w抵抗線, 取w=21.1m根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，爆破區(qū)離最近的民房約為80m，離二專線約100m，爆破區(qū)離爆破飛石在控制范圍內(nèi)。4.2.2布孔完成后，應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行校核，實(shí)際的最小抵抗線應(yīng)與設(shè)計(jì)的最小抵抗線基本相符。在鉆孔過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制鉆孔的方向、角度和深度，傾斜度應(yīng)平行于設(shè)計(jì)坡面?？籽坫@進(jìn)時(shí)，應(yīng)留意地質(zhì)的變化情況，做好記錄，遇到夾層或與地質(zhì)有明顯差異時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理，調(diào)整孔位及孔網(wǎng)參數(shù)。為確保能完全起爆，起爆體應(yīng)置于炮孔底部并反向裝藥。裝藥結(jié)構(gòu)采用不耦合間隔裝藥法。嚴(yán)格按爆破規(guī)程設(shè)置警戒，按爆破順序進(jìn)行爆破。4.3搭設(shè)腳手架4.3.1先觀察邊坡穩(wěn)定情況，確定安全后再搭設(shè)

10、腳手架。邊坡腳手架應(yīng)斜向順坡，立桿與坡面平行，小橫桿與坡面垂直。鋼管支架立柱應(yīng)置于堅(jiān)硬穩(wěn)定的巖石上，不得置于浮渣上。若地基承載力較差，應(yīng)木板墊底。4.3.2由于錨索間距采用3.0mx3.0m，方型布置，為了便于錨索定位和鉆孔，經(jīng)承載力和穩(wěn)定性驗(yàn)算，采用以下搭設(shè)方法：搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距為 1.5米，立桿的橫距為1.5米，立桿的步距為1.5米；計(jì)算的腳手架為雙排腳手架搭設(shè)高度為20米，立桿采用單立管；內(nèi)排架距離邊坡0.2米；小橫桿在上，搭接在大橫桿上的小橫桿根數(shù)為 4；采用的鋼管類型為 483.0；橫桿與立桿連接方式為單扣件；扣件抗滑承載力系數(shù)為 0.90。4.3.3搭設(shè)管扣要牢固和穩(wěn)定，鋼架

11、與壁面之間必須楔緊，相鄰鋼架連接牢靠。應(yīng)使用木板搭設(shè)作業(yè)平臺(tái)，木板應(yīng)捆綁在腳手架上，避免出現(xiàn)翹頭板。4.4鉆孔4.4.1鉆孔機(jī)具的選擇，根據(jù)錨固地層的類別、錨孔孔徑（a130mm）、錨孔深度、以及施工場(chǎng)地條件等來(lái)選擇鉆孔設(shè)備。巖層中采用潛孔沖擊成孔；在巖層破碎或松軟飽水等易于塌縮孔和卡鉆埋鉆的地層中采用跟管鉆進(jìn)技術(shù)。4.4.2鉆孔為斜孔，下傾角20。故腳手架橫桿平面應(yīng)垂直于坡面，鉆機(jī)應(yīng)牢固地固定在腳手架上。4.4.3鉆孔速度根據(jù)使用鉆機(jī)性能和錨固地層嚴(yán)格控制，防止鉆孔扭曲和變徑，造成下錨困難或其它意外事故。4.4.4如遇塌孔縮孔等不良鉆進(jìn)現(xiàn)象時(shí)，須立即停鉆，及時(shí)進(jìn)行固壁灌漿處理（灌漿壓力0.1

12、0.2mpa），待水泥砂漿初凝后，重新掃孔鉆進(jìn)。4.4.5鉆進(jìn)達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，不能立即停鉆，要求穩(wěn)鉆12分鐘，防止孔底沉渣、達(dá)不到設(shè)計(jì)孔徑。4.4.6對(duì)于較為破碎的巖層鉆孔完成后，避免發(fā)生塌孔，應(yīng)采用120的pvc管套孔。4.5錨索制作及安裝4.5.1錨索采用4根as15.24的鋼絞線制作，鋼絞線強(qiáng)度1860mpa，用ovm15-4型錨具鎖定。4.5.2錨索制作時(shí)，其長(zhǎng)度應(yīng)增加1 m的張拉段。鋼絞線下料完成后，錨固段內(nèi)采用收縮（擴(kuò)張）定位環(huán)，間距75cm，自由段內(nèi)設(shè)一般定位器，定位支座形式可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)修改，但應(yīng)保證錨索鋼絞線在孔中居中，同時(shí)還應(yīng)保證不影響灌漿和水泥漿固結(jié)。4.5.3錨索錨固段要求

13、涂強(qiáng)力防腐涂料，自由段套20的pvc管，套管長(zhǎng)度范圍內(nèi)用黃油充填，外繞工程膠布固定。4.6注漿4.6.1注漿采用m35水泥砂漿從下至上一次性灌注，應(yīng)灌壓密實(shí)，不能出現(xiàn)空洞現(xiàn)象。4.6.2注漿采用孔底注漿法，注漿壓力0.60.8mpa，隨砂漿的注入緩慢勻速拔出。砂漿灌注必須飽滿密實(shí)，注漿完畢，水泥砂漿凝固收縮后，孔口應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充注漿。4.7坡面整修 4.7.1由于巖石邊坡破碎松散且不平整，故須將松散的浮石和巖渣清除干凈。4.7.2對(duì)較大的空洞，用石塊和砂漿補(bǔ)砌平整；對(duì)較大的裂縫進(jìn)行灌漿或勾縫處理，在邊坡松散空洞處和坡腳處設(shè)置一定數(shù)量的泄水孔。4.8框架梁施工4.8.1如錨索與豎梁箍筋相干擾，可局部

14、調(diào)整箍筋的間距。4.8.2應(yīng)注意節(jié)點(diǎn)處鋼筋的綁扎和保護(hù)層厚度。4.8.3利用標(biāo)高控制框架梁的斜度，使其上下面與山體坡面垂直；4.8.4砼澆注，尤其在錨孔周圍，鋼筋較密集，節(jié)點(diǎn)為六棱塊，兩上角呈反坡，一定要仔細(xì)振搗，保證質(zhì)量。4.8.5框架分片施工，同一臺(tái)階上的一豎排節(jié)點(diǎn)為一施工單元。4.8.6按要求預(yù)留施工縫：a預(yù)留在剪力和彎矩較小處，則為三分之一處、b垂直預(yù)留、c鑿毛，用水沖洗。4.8.7每1015m留置2cm寬伸縮縫一道，用瀝青麻絮填塞。4.9張拉和鎖定4.9.1錨索張拉應(yīng)待砂漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后方可進(jìn)行。4.9.2張拉采用配套的ycw100b型穿心式千斤頂，采用整體張拉的施工方法。4.9.3若測(cè)定的預(yù)應(yīng)力損失值超過(guò)設(shè)計(jì)張拉力的10%時(shí)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償張拉。補(bǔ)償張拉后，從錨具量起，留出長(zhǎng)510cm鋼絞線，其余部分截去，須用機(jī)械切割，嚴(yán)禁電弧燒割。4.9.4錨固后通過(guò)錨墊板上的注漿孔補(bǔ)充注漿，注滿錨墊板及錨頭各部分空隙，然后對(duì)錨頭涂以防腐劑，做好防腐蝕處理，最后采用c25混凝土進(jìn)行封錨，防止銹蝕和兼顧美觀。5 結(jié)束語(yǔ)5.1預(yù)應(yīng)力錨索框架梁可提高高陡邊坡巖土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗變形剛度，增強(qiáng)邊坡