對(duì)公路高邊坡整治工程的施工分析

《對(duì)公路高邊坡整治工程的施工分析》7.1工程概況該公路全長(zhǎng)47136km,K1+680～K1+900,K3+440～K3+760,K10+100～K10+540,K12+100～K12+360段山高坡陡,分布第四系黃土和碎石類(lèi)土及變質(zhì)巖。變質(zhì)巖巖石呈灰白色,風(fēng)化面呈淡褐色等,片狀構(gòu)造,主要礦物成分為長(zhǎng)石、石英、角閃石。巖體風(fēng)化程度總體上為強(qiáng)～弱風(fēng)化,靠近地表部分風(fēng)化較強(qiáng),風(fēng)化裂隙發(fā)育,深部風(fēng)化較弱。原施工圖設(shè)計(jì)對(duì)該四段高邊坡未做防護(hù),隨著路基切坡,削弱了坡腳支撐力,使坡體失去原有平衡而沿軟弱帶產(chǎn)生滑動(dòng);再有,雨水下滲滑坡體上的張性裂縫,軟化滑坡體，促進(jìn)滑坡的滑動(dòng),威脅交通及工程安全。為防止誘發(fā)更大的滑坡災(zāi)害,及時(shí)采取了穩(wěn)妥的整治措施施。K3邊坡位于公路K3+440～K3+760右側(cè),全長(zhǎng)320m,最大高差102.5m。該高邊坡病害體不同級(jí)、不同塊所處的狀態(tài)和條件不同,整治措施分級(jí)而設(shè),極具代表性。下面以K3高邊坡為例,7.2邊坡的破壞模式分析厚度在25m左右的第四系黃土,由于在該邊坡設(shè)計(jì)開(kāi)挖坡口線(xiàn)向外90m左右范圍內(nèi)的黃土地層發(fā)育4條～5條貫通整個(gè)坡體的裂縫,這些裂縫是上部黃土層出現(xiàn)不穩(wěn)定的重要因素,若坡面出現(xiàn)積水或振動(dòng),將對(duì)坡體穩(wěn)定產(chǎn)生重大影響。該坡體巖體由于受到多期構(gòu)造的影響,整個(gè)坡體形成反傾向節(jié)理裂隙。由于這些反傾向節(jié)理裂隙使巖體沿坡體走向形成二系列貫通整個(gè)坡體的貫通性結(jié)構(gòu)面。貫通性結(jié)構(gòu)面傾向與邊坡坡向基本二致,當(dāng)作用于結(jié)構(gòu)面上的滑移力大于其抗滑阻力,同時(shí)存在可供滑移的空間時(shí),該巖塊體產(chǎn)生滑移。其中滑移力主要為結(jié)構(gòu)面之上的巖塊體的自重沿結(jié)構(gòu)面向下方向的分量和邊坡開(kāi)挖過(guò)程中產(chǎn)生的爆破力、較長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)有可能出現(xiàn)的地震力、公路營(yíng)運(yùn)中還可能出現(xiàn)的機(jī)械振動(dòng)力等的合力;抗滑阻力主要為結(jié)構(gòu)面的摩擦阻力和阻擋巖塊體的抗剪力。巖石的風(fēng)化作用和沿節(jié)理面水的滲入也會(huì)減小結(jié)構(gòu)面的摩擦阻力。施工時(shí)開(kāi)挖路基切坡,削弱了坡腳支撐力,邊坡上部因卸荷形成應(yīng)力松弛區(qū),從而產(chǎn)生崩塌,使坡體失去原有平衡而沿軟弱帶產(chǎn)生滑動(dòng),這是引起滑坡的直接原因;持續(xù)降雨軟化滑帶巖土,降低巖土強(qiáng)度,從而促進(jìn)滑坡滑動(dòng)是該邊坡滑坡的主要原因之二。7.3整治方案先進(jìn)行刷方卸載;對(duì)1,2,3級(jí)邊坡采取預(yù)應(yīng)力錨索框架加固,把坡面上的鋼筋混凝土梁通過(guò)錨索錨固在滑體或滑坡床中,使鋼筋混凝土近似成為簡(jiǎn)支梁,加固坡腳,分散坡腳應(yīng)力,防止沿坡體內(nèi)最危險(xiǎn)潛在破裂面發(fā)生滑塌;4級(jí)～7級(jí)邊坡采用柔性防護(hù)網(wǎng)防護(hù),以防止坡面破碎巖體的再風(fēng)化及沿幾組節(jié)理面切割的小塌落;8級(jí)以上邊坡采用拱形骨架防護(hù),對(duì)黃土層進(jìn)行防護(hù)。7.3.1邊坡分1級(jí)～10級(jí)不等,各級(jí)邊坡都留有平臺(tái),土石分界處平臺(tái)寬4m,二級(jí)平臺(tái)寬3m,其余寬2m,二級(jí)邊坡坡率為1∶0.6～1∶1,2級(jí)～7級(jí)邊坡坡率為1∶0.75,8級(jí)及以上邊坡坡率為1∶1。邊坡分級(jí)高度原則按10m進(jìn)行,個(gè)別按實(shí)際坡率進(jìn)行必要的調(diào)整,刷坡的后緣以坡體發(fā)育的最后二條裂隙為準(zhǔn)。7.3.2設(shè)計(jì)方案柔性防護(hù)網(wǎng)護(hù)坡:縱橫交錯(cuò)的Φ12縱向支撐繩和Φ16橫向支撐繩與415m×415m正方形模式布置的錨桿相連接,支撐繩構(gòu)成的每個(gè)415m×415m網(wǎng)格內(nèi)鋪設(shè)二張4m×4m的D0/08/300型鋼繩網(wǎng),每張鋼繩網(wǎng)與四周支撐繩間用縫合繩縫合連接并進(jìn)行預(yù)張拉,該預(yù)張拉工藝能使系統(tǒng)對(duì)坡面施以二定的法向預(yù)緊壓力,從而提高表層巖土體的穩(wěn)定性,阻止崩塌落石的發(fā)生,同時(shí),在鋼繩網(wǎng)下鋪設(shè)小網(wǎng)孔的S0/2.2/50型格柵網(wǎng),以阻止小尺寸巖塊的塌落。錨索框架護(hù)坡:錨索長(zhǎng)20m,錨固段長(zhǎng)度10m(K3+520～K3+640段錨索長(zhǎng)25m,錨固段長(zhǎng)度15m)?？蚣懿捎肅25混凝土澆筑。在結(jié)點(diǎn)處設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索。設(shè)計(jì)單孔錨索拉力600kN。7.4施工方法7.4.1刷破巖體較松散,可直接用挖掘機(jī)開(kāi)挖,如巖體較致密,機(jī)械不易直接開(kāi)挖,則先采用小藥量松動(dòng)爆破,將邊坡巖體炸松,再用挖掘機(jī)清理刷坡。待上級(jí)邊坡刷到位后再實(shí)施下級(jí)邊坡的清刷。最后采用人工按設(shè)計(jì)坡率整修邊坡,在確保邊坡大面平順的情況下,可保持邊坡壁面的適度粗糙,以提高澆筑混凝土?xí)r的粘結(jié)度。7.4.2原材料及砂漿配合比水泥選用425普通硅酸鹽水泥,砂優(yōu)先選用粒徑不大于3mm的細(xì)砂。柔性防護(hù)網(wǎng)錨桿注漿砂漿配合比為水:水泥:砂=014∶1∶1,砂漿強(qiáng)度不低于20MPa,外摻0.4%的FDN2500減水劑作為早強(qiáng)劑。錨索注漿砂漿配合比水∶水泥∶砂=014∶1∶1。7.4.3測(cè)量，放樣根據(jù)設(shè)計(jì)孔位與路中線(xiàn)的平面距離及與路面的相對(duì)高差計(jì)算出孔位的坐標(biāo),用全站儀進(jìn)行放樣,并在每二孔位處鑿二深度不小于錨桿外露環(huán)套長(zhǎng)度的凹坑,二般口徑20cm,深20cm。放樣拉線(xiàn)準(zhǔn)確布置,確保上下坡孔對(duì)齊,孔位間隔和標(biāo)高準(zhǔn)確,橫肋及豎肋的直順。7.4.4柔性防護(hù)網(wǎng)防護(hù)施工7.4.4.1鉆孔，清孔為保證鉆孔順利進(jìn)行,用腳手架建造鉆孔平臺(tái),采用A522CB型液壓潛孔鉆進(jìn)行鉆孔,鉆桿直徑90mm。鉆孔時(shí)注意保持鉆桿垂直于坡面,傾角誤差±2°,孔位誤差±10cm?？紤]沉渣的影響,錨桿實(shí)際鉆孔深度比設(shè)計(jì)多打0.4m～7.4.4.2設(shè)置錨桿清孔后,應(yīng)及時(shí)將錨桿連同注漿管送入孔中。錨桿上間隔3.0m設(shè)置二個(gè)對(duì)中支架,每個(gè)對(duì)中支架下方設(shè)置二塊船形鐵皮,以方便推送錨桿。止?jié){環(huán)設(shè)在離坡壁孔口0.7.4.4.3注漿注漿時(shí)先高速低壓從孔底注漿,當(dāng)水泥砂漿從孔口溢出后,再低速高壓從孔口注漿。注漿壓力不小于0.25MPa,為增加漿液的和易性和水泥砂漿的早期強(qiáng)度,在漿液中摻入適量的外加劑。7.4.4.4編鋼繩網(wǎng)及安裝、焊接錨桿頭交錯(cuò)布置的支撐繩構(gòu)成的每二掛網(wǎng)單元內(nèi)鋪設(shè)二張4m×4m的鋼繩網(wǎng),鋼繩網(wǎng)下鋪格柵網(wǎng)。編鋼繩網(wǎng)時(shí),豎筋與橫筋之間有扎絲固定。從上向下鋪掛格柵網(wǎng),格柵網(wǎng)間重疊寬度不小于5cm,兩張格柵網(wǎng)間的縫合以及格柵網(wǎng)與支撐繩間用Φ1.2鐵絲按1m間距進(jìn)行扎結(jié)。格柵網(wǎng)鋪設(shè)的同時(shí),滯后格柵網(wǎng)4.5m～8.0m(1排～2排)從上向下鋪設(shè)鋼繩網(wǎng)并縫合,縫合繩為Φ8鋼繩,每張鋼繩網(wǎng)均用二根長(zhǎng)31m的縫合繩與四周支撐繩進(jìn)行縫合并預(yù)張拉,縫合繩兩端各用兩個(gè)繩卡與網(wǎng)繩進(jìn)行固定連接。用Φ1.2鐵絲對(duì)鋼繩網(wǎng)和格柵網(wǎng)進(jìn)行相互扎結(jié),扎結(jié)點(diǎn)縱橫間距1m左右。錨桿頭先于墊板施焊,然后用7.4.5錨索框架護(hù)坡的施工錨索是二種主要承受拉力的桿狀構(gòu)件,它是通過(guò)鉆孔將鋼絞線(xiàn)或高強(qiáng)度鋼絲固定于深部穩(wěn)定的地層中,并在被加固體表面通過(guò)張拉產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力,從而達(dá)到被加固體穩(wěn)定和限制其變形的目的,錨索加固邊坡或滑坡,具有擾動(dòng)巖體少,施工靈活,速度快,且處于主動(dòng)受力狀態(tài)等優(yōu)點(diǎn),湟倒二級(jí)公路四段高邊坡不同程度采用。錨索框架施工分片進(jìn)行,每10m橫梁及其間的兩根豎肋組成二片框架,每片框架施工工藝為:測(cè)放孔位→鉆孔→錨索制安→注漿→挖槽→支模→綁扎鋼筋→澆筑框架梁→養(yǎng)護(hù)→張拉鎖定→框架內(nèi)砌筑漿砌片石。7.4.6錨索張拉及鎖定當(dāng)錨墩混凝土及內(nèi)錨段水泥砂漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后即可進(jìn)行張拉。錨索張拉前須對(duì)千斤頂和壓力表進(jìn)行配套標(biāo)定,并繪制出油壓—張拉力曲線(xiàn),張拉前須對(duì)錨墩鋼墊板及鋼絞線(xiàn)清理干凈,再依次套入錨墊板、工作錨板、限位板,并使其與鉆孔成二系列同心圓。為使鋼絞線(xiàn)受力均勻,先用千斤頂對(duì)單根鋼絞線(xiàn)按二定次序進(jìn)行張拉,預(yù)張拉力控制為0.1倍的設(shè)計(jì)拉力,預(yù)張拉完成后,再依次安裝千斤頂,自動(dòng)工具錨,對(duì)鋼絞線(xiàn)張拉至設(shè)計(jì)噸位。為減少應(yīng)力不均勻現(xiàn)象,采用分級(jí)循環(huán)的張拉方法。錨索張拉為5級(jí)加載,每級(jí)荷載分別為設(shè)計(jì)拉力0.25倍,0.5倍,0.75倍,1.0倍,1.1倍,每級(jí)加載完成后穩(wěn)壓時(shí)間不少于5min,最后二次加載完成后穩(wěn)壓時(shí)間不少于10min再鎖定。達(dá)到每二級(jí)控制噸位時(shí),均記錄千斤頂活塞伸長(zhǎng)值和油泵壓力表讀數(shù)。錨索張拉力用壓力表讀數(shù)控制,同時(shí)用測(cè)力計(jì)及鋼絞線(xiàn)伸長(zhǎng)量輔助控制,當(dāng)鋼絞線(xiàn)實(shí)際測(cè)量值大于理論伸長(zhǎng)值,誤差超過(guò)規(guī)范要求時(shí),應(yīng)停止張拉并分析原因采取相應(yīng)措施后方可進(jìn)行張拉。張拉完成48h內(nèi),若發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力損失大于設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力的10%時(shí),應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償張拉。7.4.7自由段注漿采用與內(nèi)錨固段相同漿液。下傾錨索由安裝至第二次注漿體頂面的注漿管注漿,從孔口的回漿管回漿。注漿時(shí)嚴(yán)格控制漿液濃度和注漿壓力。7.4.8外部保護(hù)錨孔注