高速公路路基高边坡锚固防护施工技术

2022-09-21 16:46:36 来源:写作指导

高速公路路基高边坡锚固防护施工技术

【摘要】依托某高速公路工程,分析了路基高边坡锚固防护施工技术要点,探究了控制施工质量的策略。通过对材料质量、钻进速度与注浆质量的有效控制,可以确保施工质量全过程的稳定性和安全性,满足高速公路路基高边坡锚固防护工程的实际需求。

【关键词】高速公路;路基;边坡锚固;施工技术

1引言

高速公路因所在区域地形陡峭、土质疏散、裂隙发育等原因,很容易出现坍塌等自然事故。为提升高速公路路基高边坡的防灾能力,应对路基边坡做锚固防护处理,因此,探究高速公路路基高边坡锚固防护施工技术要点具有重要意义。

2工程概述

某高速公路段全长48.21km,自然坡度与相对高差分别为30°~40°、160~250m,山坡为5°~40°,海拔为200~600m。高速公路为双向4车道,其行车速度为100km/h。路基宽度整体式为26.0m,分离式为13.0m。由于降雨、降雪等作用,项目所在区域部分路段容易发生坡面移滑、崩塌等现象,对路面安全产生极大威胁,所以为确保公路安全,必须做好高速公路路基高边坡的锚固防护施工。

3高边坡锚固防护施工技术控制要点

3.1测量放样

将固定桩设置在起始点,为保证设置的精准性要按照设计图纸采用全站仪进行确定。固定桩按照实际情况可进行加密,放样要以固定桩为基准,采取统一放样的方法。合理控制孔位放样误差,不宜超过±50mm,同时将半永久性标志埋设在孔位点[1]。竖梁具体长度可以按照边坡实际高度予以确定,锚杆位置的合理调整可按照等分坡面长度确定,不平顺坡面的调整,要符合设计及规范要求。然后对锚孔定位进行调整,适当放宽定位精准度。

3.2钻孔

机具安装前要确保坡面平整,合理确定机具位置。检查施工平台的稳定性,确保钻进期间中立轴倾角误差保持在合理范围内。钻孔时所使用的钻机需按照设计图纸,结合路基锚固地层、孔径等实际情况进行确定,可以选MG-50型锚杆钻机,钻机需提升到施工平台。钻进期间锚杆孔开钻就位误差、高程误差、钻进倾角误差需分别控制在±50mm、±100mm及≤1°,孔深允许偏差宜控制为±200mm,要求锚杆与水平面的夹角符合要求,宜控制为15°。将边坡上的杂物清理干净,确保边坡壁的粗糙度符合要求,以便于混凝土与坡面保持良好的黏结性。在完成杂物清理工作后,需对坡面进行冲洗,让边坡表面保持湿润状态。在钻进过程中严禁使用水钻施工,避免对岩体稳定性产生影响,危害孔壁黏结性能。做好钻进速度控制,在钻进过程中遇到塌孔、缩孔等问题时,要及时停止钻孔。固壁灌浆时要求灌浆压力控制在0.4MPa以上,再次钻进需在水泥砂浆初凝之后进行。钻孔过程中,当深度达到设计深度后需继续钻进1~2min再停止。钻进结束后要及时对孔壁内沉渣进行彻底清理,清理设备为高压空气泵,空气泵的风压为0.2~0.4MPa,承压水在锚固孔内流出后,要在水压减小后再下锚筋并注浆。钻头需平顺推进,做好验孔工作,当没有成渣飞溅出来后可进行复验。

3.3制作锚杆

采用φ25mm螺纹钢筋作为路基边坡的锚杆杆体,定位装置需顺着锚杆轴线安放,放置间距为3m。提升锚杆保护层厚度,要求厚度≥50mm。为避免钢筋发生锈蚀,在钢筋末端涂抹油或者漆,要做好防腐处理,锚杆端头与框架梁需合理焊接,对间距进行适当调整,避免箍筋与框架梁钢筋之间相互干扰。对锚杆编号进行核对,并在核对后进行安装,锚杆放置前要将孔洞吹干净,对空外露锚杆长度进行计算,长度不能超过50mm。对锚杆强度做好检查,避免投入不合格的锚杆[2]。在锚杆钻机过程中要保持稳定,防止出现偏差。当地层存在腐蚀性时要求能做好防腐蚀处理,可以将环氧树脂涂抹在锚杆上面。要对进场钢筋进行严格检查,确保各项参数指标符合要求。由熟练的工人连接精扎螺纹钢筋定型套筒,在现场对锚杆进行组装。

3.4注浆

注浆需在锚杆下入到钻孔后6h之内进行。注浆施工从孔底开始,注浆压力为0.4MPa,实际注浆量要大于理论注浆量。浆液在孔口出现外溢时停止注浆,但如果注浆后发生沉降,要做好补浆工作。对浆液水灰比与砂灰比进行合理控制,分别为0.45~0.5、1∶1,注浆压力与时间等需按照锚固施工地层及锚固体体积合理确定。因锚固体与孔壁锚固力会在水泥砂浆凝固收缩期间产生部分损失,所以要掺入适量膨胀剂。为保证周围土体与锚杆的紧密结合,要将止水浆塞设置在孔口并旋紧。注浆过程中注意以下几个事项:(1)注浆作业需连续进行,注浆需采取边灌边提注浆管的方式,确保在浆液液面下50~80cm的位置插入注浆管管头,避免导管从浆液面拔出,防止发生断管情况;(2)若发现坡面出现渗水情况时,排水孔需按照实际情况进行布置;(3)合理确定锚杆轴向拉力,拉力要保持在80kN以上,且可以通过拉拔试验予以确定。

3.5坡面凹凸处清理及挂网

按照坡面凹凸情况在挂网区域内对凹陷与突出部分进行分别处理,使用毛石混凝土砌平凹陷处,使用风镐凿除突出部分,在锚杆外露端挂入钢丝网,采用φ12mm加强连接筋,按照2m×2m网度铺设与坡面紧贴。先将含有草籽的营养土喷射在铁丝网上,再使用土壤凝结剂与草籽拌和后进行喷洒,因为草籽在风吹雨淋下会有流失现象,但通过凝结剂的应用可以起到良好的固化作用,能有效应对雨水冲刷,保持水土,保证边坡上的植被覆盖率达到80%以上。

3.6混凝土框架

采用C20混凝土作为路基高边坡防护钢筋浇筑材料,框架要按照设计嵌入坡面,一般土质强风化岩质及土质边坡嵌入深度宜为20cm以上,为确保框架与岩层的稳定性,在嵌入地层施工时要求使用风镐开挖。在制作安装横梁、竖梁钢筋时,若钢筋接头数在同一截面内,应把数量控制在钢筋总数量的一半以内。锚杆尾部与竖梁钢筋没有应力,可焊接在一起。对锚杆等钢筋分布密集的区域要采取加强振捣的方式,以提升浇筑施工质量。分片浇筑混凝土框架,每间隔12~18m设置2cm宽的伸缩缝,使用沥青麻絮填充伸缩缝。拱架主筋保护层厚度与箍筋保护层厚度需分别控制为≥50mm、≥35mm,在浇筑施工期间要求肋梁与混凝土框架保持连续浇筑,以确保锚杆与混凝土框架的有效配合,同时要对拱架与锚杆之间对相对位置进行精准测量。

3.7坡顶裂缝化学灌浆

使用42.5普通硅酸盐水泥化学浆液配制,水、水泥与水玻璃的配比为1∶(1~1.2)∶0.03。裂隙填充封闭应用过程中,要避免有降水渗入裂缝中,从而使坡体岩石软化,影响岩体的安全性与稳定性。

3.8锚杆锁定、锚索张拉与锁定

在孔内水泥砂浆固结后,而且承台的强度到达设计强度的90%时,可以将锚垫套进锁定。按照规定要求在锚索张拉之前要进行预张拉。各束锚索单根钢丝可以使用千斤顶进行张拉,预张拉次数为1~2次,确保各个部位紧密接触,保持平直的钢丝线。在正式开始锚索张拉时,张拉需达到设计荷载的105%~110%,等到锚索预应力没有衰减时进行锁定。完成张拉锁定后,使用M20水泥砂浆对承台另一预管孔进行二次灌注,将多余锚索切除,只留下锚头外50mm的部分,使用M30水泥砂浆将外露锚索及锚垫板浇筑成整体,并确保保护层厚度达到30cm。

3.9排水系统

3.9.1急流槽。为迅速排除坡面雨水,消除水的能量,应将急流槽设置在平台沟与平台沟、边坡之间。当槽身过长时,可以采取分段砌筑的方式,间隔距离应为5~10m,填筑时需使用防水材料。因槽身需为粗糙面,将坚硬的小石块嵌入,小石块的规格为10cm×10cm,可以对流水予以削减,水经过消力排入边沟。3.9.2截水沟。截水沟流向路基边坡的地表径流可以拦截,在设计截水沟时必须符合要求,为让地面水快速排出,沟底纵坡要控制在0.5%以上;当受到地形影响时,可分段处理,将急流槽设置在中间进行衔接;截水沟长度宜控制在500m以内,严禁与边沟连接;采用C15混凝土处理截水沟沟底,选择水泥砂浆在侧墙砌筑水泥砖,采用M12.5水泥砂浆对沟内侧与顶面进行抹面,厚度为2cm。3.9.3平台沟。坡面水流的汇集与排出的沟称之为平台沟。边坡填方高度应在20m以上,平台沟设置间隔为8m。采用全预制混凝土块施工,在底部为混凝土预制块,两侧则采用砖砌筑。3.9.4边沟。挖方边坡脚外侧是边沟的位置,边沟可以对挖方路段边坡的汇水及路面系统排水进行收集,防止积水在路面上产生。可以采用梯形或者矩形为边沟界面,并将开槽盖设置在顶面。3.9.5排水沟。汇集填方路段边坡汇水及路面系统排水是排水沟的主要作用,在距离路基坡脚2m的位置设置排水沟,断面设计为梯形。可采用浆砌片石型排水沟,以浆砌片石为材料,并在石材接缝处使用水泥砂浆进行填充。

4高速公路路基高边坡锚固防护施工质量的控制措施

在高速公路路基高边坡锚固防护施工过程中,为保证锚固防护工程的耐久性和可靠性。在施工过程中,应从材料及施工工艺等多个方面进行有效控制。

4.1材料质量控制

锚固质量控制的重点是材料。施工人员在对施工材料进行检查管理过程中,要严格遵循相关制度,强化材料检查与管理,在指定地点放置材料,避免发生混乱现象。要对材料审核机制进行完善,核查好施工材料,在施工前要对施工材料合格证进行检查。同时要对材料进行检测试验,确保材料质量符合要求。在施工过程中也要对材料进行多次检查,一旦发现材料不符合标准要及时处理。焊接施工期间要对焊接接头质量进行检查,确保焊接方法的可靠性与合理性。

4.2钻进速度控制

施工单位在钻进施工过程中,要对钻进速度进行严格控制,钻进施工必须按照施工流程进行操作,要做好钻进参数控制。对于孔洞存在坍塌及泥土回填情况,要在锚固施工前要做好应急预案,确保在施工过程中遇到这类问题,也能高效应对。

4.3注浆质量控制

注浆是锚固施工中最为重要的环节。严格按照施工方案与流程开展注浆作业,并对水泥浆与水泥砂浆的配比进行合理控制。泥浆按照要求配制完成后开始注浆作业。泥浆在施工过程中要做好搅拌工作,以对泥浆均匀性进行控制,确保注浆速度符合要求。在注浆过程若出现跑浆,要及时了解原因,并能采取有效的措施进行应对及防控。

5结语

在我国公路事业快速发展过程中,人们对公路工程的质量与安全提出了更高的要求。在高速公路项目中路基高边坡锚固防护施工是重点环节,相关人员应按照要求严格控制施工全过程,确保施工全过程的安全性与稳定性。同时,借鉴使用先进的施工技术,以保证路基高边坡锚固防护施工更加精准、安全与可靠,从而有效提升施工质量,确保我国公路事业的可持续发展。

【参考文献】

[1]官文龙.海外高速公路高填深挖路基施工及边坡稳定性研究[J].公路交通科技,2018,14(1):174-176.

[2]李倩,蒋玉飞,吴志刚.基于土工格栅加筋优化技术的高速公路路基加宽技术研究[J].公路工程,2020,45(2):147-151.

作者:张叔恩 单位:惠州交投公路工程建设有限公司