[摘 要]:阐述了锚索抗滑桩在略阳电厂边坡抗滑挡护施工中的应用,重点对预应力锚索抗滑桩施工工艺流程及施工技术等进行了论述,实践表明,施工质量满足设计要求,从而为设计施工人员提供参考。
[关键词]:抗滑桩,预应力锚索,施工工艺
近年来,预应力锚索抗滑桩在治理公路边坡滑体中逐渐得到了广泛应用。其基本结构和抗滑机理是:抗滑桩和预应力锚索组成一个联合受力体系,用锚索拉力和桩体共同平衡滑坡推力,彻底改变了抗滑桩单一靠嵌固段地基抗力平衡滑坡推力的机理,使得桩内弯矩大大减少,桩径变细,桩的埋置深度变浅,达到了结构受力合理、节省投资、节约材料、缩短工期的目的。
1 工程概况
大唐略阳发电厂,位于陕西汉中略阳县菜子坝,略阳县城北偏西2.5 km。电厂北、西、南三面傍山,厂区场地面积不大,为了扩大厂区面积,满足扩容的需要,需局部切削代写代发EI/SCI论文厂区主厂房邻近的菜麻沟北侧部分山坡坡脚,并对山体边坡进行永久性的抗滑挡护施工,防止今后会因降雨诱发山体滑坡。
2 地质情况
组成坡体基岩主要为二叠系千枚岩,岩层较软,坡面及坡脚较厚覆盖层,坡度相对较缓,覆盖层主要为碎石土及黏性土,其下伏二叠系(P)千枚岩。该坡段工程切方量大,切方高度大于20 m经工程勘察边坡稳定安全系数验算分析,边坡切方后对工程危害大,一旦地下水或外界条件发生变化时,随时有可能诱发山体滑动。
3 施工设计方案
本边坡Ⅰ区2号坡段主要采用预应力锚索抗滑桩挡护治理方案。即首先在该坡段1台阶处共布置一排29根人工挖孔抗滑桩,桩身混凝土标号C30,桩身截面积均为3 m×2 m,桩中心距4 m,桩长平均30 m,桩底嵌入滑动面下的稳固基岩15 m深。待抗滑桩施工完毕达到设计强度后,再沿着抗滑桩悬臂端一侧削切坡脚土方,挖至厂区地面标高且暴露出抗滑桩悬臂端外侧面为止。然后在外露的抗滑桩悬臂端侧面位置共布置2排48根预应力锚索,锚索长度40 m~50 m,锚索穿过抗滑桩进入山坡岩体嵌入稳定岩层的锚固长度15 m~25 m,桩间裸露土表面挂钢筋网喷射C20混凝土。施工设计情况见图1,图2。
4 人工挖孔抗滑桩施工施工
工艺流程:施工准备→挖孔护壁→绑扎钢筋→浇筑混凝土→制作混凝土试件→混凝土养护。
4.1 挖孔及护壁
4.1.1 挖孔护壁
桩井开挖自上而下分层进行,每一层土方开挖区的形状呈上底面和下底面相同的四棱柱形状,厚度为100 cm,截面尺寸为:2.3 m×3.3 m(桩井设计边长各外放15 cm)。开挖区的侧壁光滑平整,底面水平,挖出的土方及时运送到地面并外运。为了保证施工安全,在挖孔过程中桩井上、下之间保持了良好的联络信号。为防止塌孔,每一层土方开挖后应进行钢筋混凝土护壁。1)护壁钢筋笼直接在桩坑内绑扎制作,钢筋件制作在地面完成。其具体制作和搭接按设计和有关规范要求执行。2)浇筑护壁的模板由4块呈平面矩形的钢模板制作而成,拼接时用螺栓将相邻模板从拼缝处固定,以方便拆卸。3)护壁混凝土按C30设计,在混凝土内应掺一定数量速凝剂,以尽快达到强度要求。
4.1.2 岩体中的开挖
开挖时遇到岩体,采用了爆破工艺。
在桩井挖至15 m~16 m深度时遇到了千枚岩或石灰岩层,采取了爆破的方法进行施工。每一次爆破的厚度大约为60 cm~80 cm,以桩井的中轴线为中心,用风钻以相等的间距打两圈80 cm深的垂直炮孔共15个~20个。其中里圈炮孔少些,外圈炮孔多些,每个炮孔装药约300 g,里圈的装药先爆炸,300 ms后,外圈的装药再爆炸。这样,里圈的炮孔内药包将爆碎的岩体向上抛起,外圈的炮孔内药包对爆破部位的残存岩体实施光面爆破,以形成垂直的井壁,效果十分理想。经过清孔后,再进行相同程序的爆破,直至桩底标高。
4.2 钢筋笼的制作与安装
钢筋笼直接在桩坑内绑扎制作,钢筋件制作在地面完成。其具体制作和搭接按设计和有关规范要求执行。受力钢筋采用对焊连接,接头位置相互错开,在同一截面内,接头数不超过钢筋总数的1/4,有接头的截面之间的距离不小于2.5 m。钢筋笼绑扎结束后,反复校正设计标高并用工艺筋固定,防止钢筋笼下沉或上浮。
4.3 灌注混凝土
灌注混凝土前准确地确定锚索穿过桩井部位,凿穿钢筋混凝土井壁,安放PVC管预留锚孔。当钢筋笼在井筒中就位以后,便可灌注混凝土,混凝土坍落度宜控制在7 cm~9 cm,拌合时间不得少于90 s。在井口的上方搭起支架,将溜槽和串筒接上,串筒宜距混凝土面2 m以内为宜,随着混凝土表面不断上升逐步减少串筒数量。严禁在井口向井下抛铲或倾倒混凝土料,以免产生离析现象,影响混凝土整体强度。每次灌注高度不得大于60 cm,由井下工人用插入式振动器振捣,插入形式为垂直式,插点间距约40 cm~50 cm,应做到“快插慢拔”,以保证混凝土的密实度。孔内的混凝土一次连续灌注完成,不留施工缝。
5 预应力锚索施工
施工工艺流程:施工准备→成孔→锚索制安→孔内注浆→锚索梁制作→锚索张拉→封锚。
5.1 成孔
根据锚孔倾角设计要求及测量放线后的孔位,准确安装固定钻机,并严格认真地进行机位调整。方位偏差控制在±3 cm,倾角误差控制在±1°。钻进方式采用无水干钻,禁代写代发EI/SCI论文止采用水钻。为确保锚孔深度,实际钻孔深度要大于设计深度0.4 m。钻孔过程中对每个孔的地层变化、钻进状态、地下水及一些特殊情况做了现场记录。遇到地层松散、破碎时,则采用跟管的钻进技术,以使钻孔进行固结灌浆处理,待水泥浆初凝后,重新清孔钻进。成孔后采用高压风清孔,风压在0.2 MPa~0.4 MPa,将孔内岩粉及水全部清出孔外。经监理检查合格后,再进行下道工序施工。
5.2 锚索制安
1)锚索编束前确保每根钢绞线顺直,不扭不叉,排列均匀,对有死弯及保护套破损的剔除。2)下料均采用机械切割,严禁采用电弧。其长度比锚索设计长度多1.5 m~2 m。3)除锈和油污,按设计要求,绑扎扩张环、箍环,焊导向帽。锚索自由段除锈后按设计要求处置。锚索束制作好后编号、标记,待入孔安装。扩张环、箍环和导向帽按设计图现场制作。4)制作好的锚索经核对与所施工钻孔编号一致时,人工抬至钻机工作平台,并用导向探头探孔,无阻时人工推送入孔。推送锚索时不得使锚索体转动。5)制作锚索束时,将注浆管从锚索隔离架中穿入绑好,与锚索同时送至距孔底15 cm~20 cm处。
5.3 孔内注浆
压浆前检查压浆设备。在管路连接后用清水压注检查,确保了设备和管路运转正常,无漏浆、爆管等问题发生。锚索入孔安装后及时压浆。本工程注浆采用孔底返浆法,全段一次性注浆,防止中途停止较长时间。注浆压力宜大于2.5 MPa,注浆至锚孔口溢出浆液时,方可停止注浆。浆液沉淀后进行了两次补浆。
5.4 锚索梁制作
锚索梁是预应力锚索锚固结构的锚垫支撑点。其施工工艺流程与一般钢筋混凝土结构一样,必须符合相关施工验收规范。所不同的是应在浇筑混凝土前安放PVC塑料管预留锚孔,即将锚索、波纹管用PVC塑料管套住按设计要求固定在横梁的钢筋上,方向与锚孔方向一致,浇筑时必须确保混凝土密实,锚孔位置不能移动,混凝土浇筑后派专人养护,在混凝土达到设计强度后安放锚垫板进行锚索张拉。
5.5 锚索张拉
待抗滑桩达到龄期及锚孔内的锚固砂浆强度达到设计强度的80%后,方可按规范要求进行锚索张拉。锚索张拉前对张拉设备进行标定,正式张拉前对锚索进行1次~2次试张拉,荷载等级为0.1倍的设计拉力,然后按设计及规范要求分级进行张拉。
5.6 封锚
当张拉到最后一级荷载且变形稳定后,卸荷至锁定荷载锁定锚索。锚索锁定后,切除多余钢绞线,用C25混凝土封闭锚头。钢绞线切割时预留15 cm~20 cm(以便于锚索松弛后进行补张拉),并进行防锈防腐处理。6 结语为了监测预应力锚索抗滑桩对边坡抗滑挡护的实际效现象,锚索受力性能良好,事实说明该施工方案效果良好,施工质量满足了设计要求,达到了设计效果。实践证明:预应力锚索与抗滑桩的有机结合,有效地控制了边坡裂缝变形或滑坡现象扩展,使边坡抗滑挡护起到了有效作用。
参考文献:
[1] JB 50330-2002,建筑工程边坡技术规范[S]./
[2] GB 50204-2002,混凝土结构工程施工质量验收规范[S].
[3] 廖陈林,董江涛,刘晏荣.抗滑桩在山区高速公路中的应用[J].山西建筑,2007,33(13):274-275.