掛網錨噴技術在邊坡加固工程中的應用

來源:來源于網絡發布時間:2010-02-24 15:26:57

  近年來,由于受全球氣候變暖和厄爾尼諾的影響,普通公路發生水毀的范圍和損失數量越來越大,每年造成的直接經濟損失高達近億元,尤其是高邊坡路段,受災嚴重。高邊坡防護成為公路災害防治工程中的重點。福建省三明市境內的國道205線梅列路段高邊坡眾多,其中K2213+203~K2213+280和 K2216+700~K2216+780兩段近年來地質災害發生最為頻繁,為提升該路段設施的抗災和抗毀能力,并結合現場工程條件及工程地質條件,參考省內高邊坡處理情況,決定采用掛網錨噴技術對該處邊坡進行加固處理。
    本文以國205線梅列路段高邊坡掛網錨噴防護工程為例,重點介紹了掛網錨噴技術工作原理和施工技術,闡述了有關的質量管理和檢測方法,為類似工程提供借鑒。
    1 工程概況
    國道205線梅列路段K2213+203~K2213+280、K2216+700~K2216+780兩段掛網錨噴平面圖如圖1所示。
    本工程的施工難度主要體現在:①錨噴山體最高高度達45m;②路基邊坡下即為國道205線,且沿線過往車輛和人流量非常的大;③施工場地狹窄,四周無法修建滿足施工人員居住的臨時設施,所以對于材料的堆場和施工調配帶來比較大的困難。
    2 掛網錨噴技術工作原理
    掛網錨噴是一種較先進的巖土加固技術,其基本原理是錨桿穿過土體滑動面深固于土體內部,形成錨桿、鋼筋網和混凝土層的共同作用機理,通過這三者的共同工作來提高巖土的結構強度和抗變形剛度,減小巖(土)體的側向變形和坡面沖刷,增強邊坡的整體穩定性[1].主要適用于巖性較差、強度較低、易于風化的巖石邊坡;或雖為堅硬巖層,但風化嚴重、節理發育、易受自然力影響、導致大面積碎落,以及局部小型崩塌、落石的巖質邊坡;或巖質邊坡因爆破施工,造成大量超爆、破壞范圍深入邊坡內部,路塹邊坡巖石破碎松散、極易發生落石、崩塌的邊坡防護[2].
    3 工程設計要求
    3.1 構造設計要求
    (1)混凝土:噴射C20細石混凝土,厚度10cm.
    (2)錨桿與錨固深度:錨桿采用φ18鋼筋;錨固深度采用長5m短3m結合的方式;錨桿孔的深度應大于錨固深度20cm,并用1:3~l:4的水泥砂漿固結;錨桿間距采用2m×2m.
    (3)鋼筋網:鋼筋網的框架尺寸采用2m×2m的方框,鋼筋采用φ8,框架內用鍍鋅鐵絲網復蓋,框架與鍍鋅鐵絲網要綁扎牢固。
    3.2 材料要求
    (1)水泥:P42.5普通硅酸鹽水泥。 
    (2)砂:采用堅硬耐久的中粗砂,細度模數宜大于2.5,含水率直控制在5%~7%。
    (3)骨料:采用堅硬耐久的碎石或卵石,粒徑不宜大于15 mm;當采用堿性速凝劑時,不得使用含有活性二氧化硅的石材。
    (4)外加劑:選用符合質量要求的速凝劑,摻速凝劑后的噴射混凝土性能必須滿足設計要求。 
    (5)水:混合水中不應含有影響水泥正常凝結與硬化的有害物質,不得使用污水以及pH值小于4的酸性水和含硫酸鹽量按SO計算超過水重1%的水。
    (6)混合料配合比設計要求見表1.
    4 施工工序及技術措施
    錨噴網支護的施工程序如圖2所示。
    (1)搭設腳手架[2,4] .
    搭設腳手架前先觀察邊坡的穩定情況,確保安全。鋼管支架立柱應置于堅硬穩定的巖石上,不得置于浮渣上。立柱間距1.5m,架子寬度1.2~1.5m,橫桿高度1.8m,以滿足施工操作。
    (2)坡面整修。
    先將邊坡表面破碎松散的土渣清除干凈,然后用高壓水沖洗受噴面;對邊坡局部不穩定處進行清刷或支補加固;在邊坡松散空洞處和坡腳處設置一定數量的泄水孔,預留的長度根據現場確定布設。
    (3)噴射混凝土作業[4] .
    噴射混凝土之前,用清水將坡面沖刷干凈,濕潤坡面,以確保一層后才進行定位。鉆孔采用氣腿式鑿巖機,孔徑40mm,鉆孔垂直邊坡面,根據現場的情況確定錨桿深度長5m短3m結合。如遇巖石過于堅硬時采取加水的方式鉆孔,鉆孔時必須隨機鉆速度鉆進,不能強加壓力沖鉆,以免影響邊坡巖石的穩定。
    采用壓力泵將1:1的水泥砂漿注入錨孔。如遇空洞不能加壓太大,要保持0.1MPa的工作壓力。注漿時注漿管應插至孔底5~10cm處,隨砂漿的注入緩慢勻速拔出。注漿保證砂漿飽滿,不得有里空外滿的現象。注完漿后,立即插入錨桿,若孔口無砂漿溢出,及時補注砂漿。
    (4)掛網。
    先將圓盤鋼筋(直徑φ8)調直,按邊坡形狀尺寸取料加工,鋼筋網的框架尺寸采用2m×2m的方框,框架內用鍍鋅鐵絲網復蓋,框架與鍍鋅鐵絲網要綁扎牢固。編好鋼筋網框架后,與錨桿交接處進行焊接,以保證噴射混凝土時鋼筋不晃動。鋼筋網必須緊貼混凝土表面,以保證鋼筋網保護層厚度。
    (5)養生[2,4] .
    當最后一次噴射的混凝土終凝2h后,立即噴水養護,每天至少噴水四次。養護時間一般不得少于7d.在終凝后第一次噴水養生時,壓力不宜過大,以防止沖壞噴射混凝土防護層表面。氣溫低于5℃時,不得噴水養護。在養生過程中如果發現剝落、外鼓、裂紋、局部潮濕、色澤不均等不良現象,應分析原因,采取措施進行修補,以防后患。
    5 現場質量管理與檢測
    在施工過程中對鋼筋、水泥、砂石、速凝劑等原材料質量嚴格把關,并嚴格按配合比施工。根據生產需要,制訂出錨桿施工操作規程、噴射混凝土操作規程以及化驗制度、機具測試維修制度、新工藝和新技術的推廣制度等,并加強對操作人員的培訓,同時加強質量檢測。
    (1)強度檢測[3,5] .
    噴射混凝土必須做抗壓強度試驗,試塊在工程施工中抽樣制取,在噴射作業面附近,將模具敞開一側朝下,以80°(與水平面的夾角)左右置于墻腳。先在模具外的邊墻上噴射,待操作正常后,將噴頭移至模具位置,由下而上,逐層向模具內噴滿混凝土。然后將噴滿混凝土的模具移至安全地方,用三角抹刀刮平混凝土表面。在標準養護條件下養護7d后,將混凝土加工成邊長為100 mm的立方體試塊。繼續在標準條件下養護至28d齡期后,進行抗壓強度試驗。本工程試件共40組,經測試,結果符合規范要求。
    (2)厚度檢測。
    用鑿孔法檢測。本工程共檢測50點,平均值11.8cm>10cm;最小值7.9cm>0.5×10=5cm,符合《錨桿噴射混凝土支護技術規范》要求。
    (3)錨桿間排距檢測。
    錨桿間排距是錨桿能否發揮支護作用的保證條件之一。在本工程在錨桿被噴射混凝土覆蓋前,主要采用在工作面用尺直接量測的方式進行檢測。經檢測結果符合設計要求。
    (4)外觀感檢測[3,5] .
    外觀感檢測采用目測法和實測法兩種。經檢測,本工程坡面平順、線型流暢,無漏噴、離鼓、理解縫、鋼筋網外露現象,地表及坡面排水處理得當,無漏水現象,符合規范要求。
    6 結語
    國道205線梅列路段K2213+203~K2213+280、K2216+700~K2216+780兩段高邊坡掛網錨噴防護工程經監測、觀測,邊坡整體穩定牢固,錨桿支護有足夠的強度,穩定性能良好。
    掛網錨噴支護技術通過對坡體施加壓力和注漿,使坡體形成一個整體,顯著提高了邊坡的穩定性,它在高陡邊坡防護諸多措施中工藝簡便,操作靈活,土石方開挖少,具有適應面廣、安全可靠、成本低廉等優點,是比較理想的防護形式。

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