抗滑技术范文(精选12篇)
抗滑技术 第1篇
随着交通事业的快速发展和国家总体战略布局的实施,高速公路施工将逐渐向山区、深山区等复杂地形、地质情况下推进,不可避免地会遇到滑坡体和进行滑坡处治施工。我公司在临汾至吉县高速公路路基S5合同段,采取抗滑桩与卸载相结合的方式进行滑坡处治,在施工中对抗滑桩的工作原理、施工工艺进行了认真的学习和总结,得到了工程建设方的一致好评,为同类工程施工提供参考资料。
2 工作原理
在滑坡体的前缘或某指定截面设置抗滑桩,通过滑动面以下的有效锚固长度再通过桩的支撑作用来稳定滑坡。一般适用于非塑性体浅层和中厚层滑坡前缘,抗滑桩位置灵活,可以分散作业,省时省料,破坏滑体少,便于施工,易于抢修,并能立即产生抗滑作用。在正在通车的线路或已成型建筑物附近施工,可以不影响行车或正常生产。在新线施工中,对易产生滑坡的山坡或暂时稳定的古老滑坡可以采用先施工抗滑桩后再开挖路堑或建筑物的施工方法,可以成功地避免滑坡的产生或复活,确保施工或建筑物的安全。此外,抗滑桩的桩孔本身就是一个很好的深探井,通过它可以检查和修改原有的设计,达到动态设计目的,使设计更加符合实际情况。鉴于此,国内外均已较广泛地使用抗滑桩技术整治滑坡。
3 材料与设备
主要材料水泥、砂、石料、钢筋由项目部采购,进场必须有正式出厂合格证书和产品质量检验单。项目部试验室要对材料产地、名称、规格、数量等各项物理化学性能进行全面的了解和检测,经监理工程师批准后方可使用。各种材料不得交错混杂,应分开堆放,并设标志。管理人员应随时查看材料数量,掌握工程进度需求量。施工用水要求洁净,符合质量要求。
采用的机具主要有卷扬机、装载机、空压机、混凝土搅拌站、混凝土泵车、混凝土罐车、自卸车、吊车等。
4 施工工艺流程
抗滑桩按施工方法不同,可分为打入桩,钻孔桩和挖孔桩。由于人工挖孔抗滑桩的适应性强、施工简便等优点,在工程上使用较多,因此,本工法仅对人工挖孔桩抗滑桩的施工做详细介绍。
施工工艺流程图见图1。
4.1 施工准备
修筑便道接通水路、电路、整平桩位附近地面,基本达到三通一平。完成人员、机械、设备、材料进场检修和检验工作,做好一切准备,满足开工条件。
4.2 测量放线
按设计坐标采用全站仪测定桩位,根据桩孔线或四边角点进行放样,并且考虑施工误差,每边可较设计放大0.05 m。同时对滑坡体建立监控体系,定期观测,及时提供监控报告和发出报警通知。
4.3 桩孔开挖
1)桩孔开挖前在滑坡体后缘设置排水设施,同时孔口四周开挖临时排水沟。
2)孔口锁口护壁应高出地面30 cm~50 cm,防止杂物掉入孔内伤及井下施工人员。
3)竖立吊架(三脚架或摇头扒杆等),开挖到一定深度后出渣和进料用,起吊高度超出孔口3 m以上,需于孔口设一转向滑轮来改变拉力方向,以免拉倒吊架。
4)在孔口设供工人装卸材料用的脚踏板,并挖到一定深度后,为防止掉块伤人,宜将孔口用板封闭,在其上另设可启用的进出的孔口。
5)抗滑桩井孔开挖必须按设计顺序开挖,如设计没有提及则采用跳槽和隔孔分批开挖。
6)井孔开挖采用逐级支护逐级开挖循环方式进行,并根据监控报告和实际开挖地质情况对护壁支护参数进行调整以确保施工安全。
7)在滑体上建立位移和变形观测标志,在危急时候及时发出警报,及时将井内施工人员撤离施工现场,防止施工期间发生突然事故,并在竣工后仍需继续观测一段时间,以检查工程处治效果。
8)在因开挖路基或山坡而引起的滑坡上采用抗滑桩治理时,为防止施工过程中滑坡体滑动,可将原土回填以平衡滑体,待抗滑桩全部施作后再开挖土体。
9)如有地下渗水,必须配置抽水设施,设置集水坑,及时抽水,确保顺利开挖。
10)开挖时如需爆破,以小型和松动爆破为主,防止损坏护壁。
4.4 地质情况检查和修改设计
抗滑桩的桩孔本身就是一个很好的深探井,通过桩孔开挖及时绘制地质剖面图,及时反馈到设计部门,对护壁支护参数进行调整以确保施工安全,对桩基桩身及配筋进行验算和调整以满足工程安全要求。
4.5 终孔
根据开挖实际地质剖面图,经设计部门意见反馈,进入滑动面以下稳定的基岩深度满足锚固长度和达到抗滑力要求后,可报请监理工程师进行终孔。
4.6 钢筋安装
在现场设置钢筋棚,场地需进行硬化。
1)钢筋在钢筋棚按设计要求下料,运到现场进行绑扎和安装。
2)钢筋笼可在井口搭设辅助吊架,逐段绑扎成型逐段吊入孔内施工成型。
3)钢筋笼可以在孔内绑扎,逐段升高到整体成型施工。
4)钢筋笼主筋采用在钢筋棚加工完成套丝并运到井孔处,由工人在现场采用机械直螺纹套筒连接成型工艺进行主筋连接施工。
5)声测检测管(如有)随钢筋笼一同成型,并精确定位和控制垂直度,以确保检测效果。
4.7 混凝土浇筑施工
1)现场设置拌和站或有条件时采用商品混凝土,对场地进行规整硬化,对计量器具进行标定。
2)混凝土采用泵送或其他符合现场情况的方式进行运输。
3)在井孔内必须设置串筒或导管,确保混凝土自由落体高度不大于规范规定值,以防止混凝土离析影响桩基桩身混凝土质量。
4)如井孔内渗水量上升速度大于6 mm/min,则采用水下浇筑混凝土工艺施工,防止混凝土被水洗而离析或出现质量缺陷。
5)采用干处灌注必须进行振捣,每浇筑50 cm~60 cm高进行均匀振捣一遍,以混凝土不冒气泡,表面平坦不下沉和泛浆为止,确保成桩混凝土质量。
6)采用水下灌注混凝土工艺,必须执行相关要求、标准和注意事项,确保成桩质量。
5 抗滑桩施工关键技术
抗滑桩施工中我项目部主要从以下三个方面解决问题:首先,工艺及质量控制;其次,抗滑桩施工过程安全防护;第三,抗滑桩处治后边坡稳定性观测。总结的关键技术有以下几点:
1)施工抗滑桩前应对滑坡范围裂缝进行封闭,先施工截水沟,防止雨水渗入滑体,减少滑体的重力和下滑力。
2)采用隔孔方式开挖,以少扰动或不扰动滑坡体为主,尽量避免在开挖抗滑桩过程中导致滑坡加剧。
3)抗滑桩施工中应安排合理,工序紧凑,采用短、平、快的方式,集中力量突击,成孔一批及时浇筑桩基混凝土,防止各工序间隔拖延时间太长,对滑坡治理不利。
4)当开挖遇到不良地段后,调整护壁形式,将每节护壁的高度由1.5 m减少到1 m甚至50 cm,同时将护壁钢筋由单层增加为双层,护壁厚度由20 cm增加为30 cm,挖好后支模板立即浇筑护壁混凝土,并在混凝土中掺入早强剂;护壁模板拆除后加强观测,如有问题及时补强,以防坍塌。
5)监测技术与分析。确保工程建设安全的关键是全过程监控滑坡体的变化情况,及时测量各主要工序施工阶段引起的动态数值,并与分析计算值比较,及时反馈指导设计和施工。在施工中每根抗滑桩锁口周边布置监测点位,每天早晚定期两次,监测滑坡体多点位移情况,及时反馈到业主和设计单位,做到动态管理,确保施工安全和施工效果。
6 效益分析
采用抗滑桩施工技术,将工程施工由地面转入地下,避免了地面施工产生的大量场地占用,施工产生的振动、噪声、灰尘等公害也得到了最大限度的降低。由于工程地面部分少,耕地占用面积小,大大降低了土地征用费;抗滑桩位置灵活,可以分散作业,施工场地易于布置,工作面多,最大限度提高施工效率;地下作业便于施工,干扰因素少,无形中降低了施工费用;占地少,确保周围既有设施完好,具有较好的经济、社会效益。
7 临汾至吉县高速公路路基S5合同段路基滑坡治理应用实例情况
7.1 工程概况
由山西运城路桥有限责任公司承建的临汾至吉县高速公路路基第S5合同段位于临汾市乡宁县光华镇,起止桩号为K189+700~K192+100,长度为2.4 km。我合同段有两段深挖路堑光华互通区AK1+290~AK1+450,K190+390~K190+665地质情况较为复杂,路堑边坡范围内地面高程780.0 m~845.5 m,最大相对高差约65.5 m。经设计单位现场勘察结合实际情况制定边坡处治方案。
7.2 施工情况
AK1+290~AK1+450段路堑边坡最大挖方深度约32 m,对该段高边坡采用逐级开挖逐级防护的原则,施工完成等四,三,二级边坡后,于2010年6月在开挖第一级边坡时,右侧边坡外中线65 m附近边坡开裂,裂缝呈圆弧状,滑坡界线清楚,随着雨季雨水的作用,滑坡逐渐从蠕滑阶段发展到挤压阶段,并向滑动阶段发展。经设计实地察看,采用清方与抗滑桩相结合的形式对边坡进行处治。在四级平台平行于A匝道中线设一排抗滑桩,分A型、B型两种,A型(1.5×2)m抗滑桩23根,B型(2.5×3.5)m抗滑桩28根;桩长18 m~30 m。各级边坡均采用窗孔式护面墙结构加固。
施工抗滑桩时,A型,B型桩采用“隔一挖一”隔孔开挖,分二批完成,为保证施工安全,对已开挖的边坡采用部分反压回填后再开挖抗滑桩。
K190+390~K190+665段路堑边坡最大挖方深度约28.5 m,采用清方与抗滑桩相结合的形式对边坡进行处治。在该段挖方开口线处设6根(1.75×2.5)m抗滑桩;在二级平台及一级边坡设28根(1.75×2.5)m抗滑桩,并用系梁连接;一级坡面采用挡墙防护,二级坡面采用锚杆格子梁防护,三级坡面采用锚索框架梁防护。在施工过程中加强边坡稳定性观测,在挖方开口线处6根抗滑桩施工完成后,进行边坡清方至土石分界面,到二级平台施工抗滑桩,施工中做好安全防护和监测点的观测,施工较顺利。
7.3 工程检测与结果评价
采用抗滑桩进行滑坡治理后,对该路基工后滑坡动态监测月报显示,滑坡已经得到彻底的治理,现已施工完毕1年抗滑桩后没有再出现滑坡病害,说明抗滑桩已经起到了直接的很好的抗滑作用。抗滑桩施工过程中处于安全、稳定、快速、优质可控状态。工程质量优良率达98%以上,无安全生产事故发生,得到了各方的好评。
8 结语
随着社会的发展,土地资源越来越紧张,抗滑桩处治滑坡工程占地少,对地质环境干扰小、可多桩同时施工、工期短、抗滑能力强等优点突出,成为滑坡地质灾害治理中一项重要技术逐渐得到广泛应用。
参考文献
[1]曹志鹏.抗滑桩在治理大型滑坡中的应用[J].市政技术,2009(1):3-5.
抗滑技术 第2篇
林正根1 顾松2
1、核工业长沙中建集团公司
2、云南第二公路桥梁工程有限公司
摘要:结合重庆外环高速公路东段E5合同段K176+961-K177+280段路堑右侧边坡顺层滑坡综合治理工程实例,详细介绍,预应力锚索框架入抗滑桩综合治理顺层滑坡施工方法,并对施工设备和材料的选择、施工工艺流程、施工中安全管理、质量控制措施和施工注意事项等进行了一些探讨。
关键词:抗滑桩 预应力锚索框架 滑坡治理 施工技术 工程概况
重庆外环高速公路东段E5合同段K176+961-K177+280段路堑右侧边坡原设计高度16-36米,为3级边坡,无坡面防护措施。
在爆破开挖至边坡二级碎落台时候,发现局部弱风化砂岩中夹有薄层状泥岩,局部有成条带状出现的松散砂夹层,且多顺坡向分布。在经过1个月左右连绵阴雨天气后,该边坡沿软弱夹层面发生滑移。经地质补勘分析,该处滑坡是边坡软弱夹层以上山体在雨水的影响下沿软弱结构面发生平面滑坡破坏,属顺层滑坡。按照业主会同有关专家及设计、监理、施工共同研究后,对该段滑坡首先进行了反压回填,根据专家会议精神最终确定整治方案为采用抗滑桩支挡结合锚固的方案。
K177+030-K177+160段,在距离路基中心线48.25m处布置一排Ⅰ型预应力锚索抗滑桩,锚索抗滑桩设计水平向抗滑力2815KN/m.抗滑桩中心间距为5m,桩截面为2m*3m,桩长18m,共27根,抗滑桩采用C30砼现浇。在每根抗滑桩上布置2孔预应力锚索。
K176+995-K177+025及K177+165-K177+195段,在离路基中心线48.25m处布置一排Ⅱ型抗滑桩,抗滑桩设计水平向抗滑力1841KN/m。抗滑桩中心间距为5m,桩截面为2m*3m,桩长17m,共14根,抗滑桩采用C30砼现浇。
由于K177+095-K177+135段滑坡体推力很大,在第三级边坡坡面上设置4排预应力锚索。该工程作为二期工程,待抗滑桩施工完毕后,根据观测资料由设计单位再确定是否需要实施。
2工作原理
2.1 抗滑桩及锚索抗滑桩工作原理
抗滑桩是一种靠桩周土体对桩的嵌制来稳定土体,减少滑体推挤力并传递部份土推挤力的工程建筑物,对于非塑性滑坡十分有效,特别是由于两种岩层夹有薄层塑性滑层时效果明显,在土体推较大时在抗滑桩顶部设两束预应力锚索即可增强抗滑能力,形成锚索抗滑桩。
2.2 预应力锚索框架工作原理
锚索是高挖方路段为了减少对原状土体的挖方数量,保护生态环境而设计的一种特殊挡防结构。主要解决破裂面至土体临空面之间破裂土体的稳定。其作用原理是:依靠对锚索的张拉预应力,用锚具锁定在框架上,锚索产生的反作用力通过框架传递到滑动土体上,使滑动土体在外力作用下稳定。锚索预应力一头靠框架承,受另一头靠锚固端承受,中间穿过破裂土体。
锚固段为锚索通过破裂面伸入稳定土体骨的孔段,靠砂浆与钢绞线的固结,砂浆与孔壁的固结,使孔周稳定岩体成为承受预应力的载体;自由段是锚索穿过被稳定破裂土体,连接锚固段和张拉段的索体部分;张拉段是锚索实现张拉和锁定的部位,包括斜托、钢绞线、锚具和封头的框架外侧面部分,是锚固段反力的承载体,通过对锚索的锁定,使自由段钢绞线产生弹性变形,从而将预应力传送到锚固段。
3总体施工流程
截水沟施工——封闭山体裂缝、对两侧边坡卸载、施工反压回填——施工两侧抗滑桩——施工K177+095-K177+135段抗滑桩——卸除反压体——开挖第一级边坡——根据位移监测情况决定是否施工K177+095-K177+135段预应力锚索格梁 抗滑桩及锚索搞滑桩施工 4.1 施工准备
4.1.1 为确保施工抗滑桩时的开挖安全,根据对施工工况下的各个断面前的反压稳定分析,对K177+030-K177+180段的反压体进行加宽加高处理,以满足施工期间稳定要求。
4.1.2 为避免雨水从冲沟部渗入软弱结构面,在现状冲沟外设置一道C20混凝土截水沟,截水沟尺寸为0.6m*0.6m,截水沟距离原冲沟外不小于5m。
4.1.3 对坡顶处的张拉裂缝采用C15混凝土进行回填,以避免坡面雨水进入。
4.1.4 对滑动土体设置位移观测点,以观测施工期间土体稳定情况,保证施工安全。4.1.5 施工放样,组织施工人员进场,施工场地建设。
4.1.6 组织施工机械进场,所用的主要施工机械有:
搅拌站一座(2台JDY350C搅拌机),输送泵1套(SD-90),小水钻25台(YZ-15),卷扬机25套(HCD1-68),潜水泵25套(QDX1.5),钢筋弯曲机2台(GW40),切断机2台(GQ205),振动器3台,钢筋车丝机2台(GM32),切割机3台(SAB20),电焊机3台(BX400A),交流发电机1台(STO-15)。
4.2 挖孔
4.2.1 桩孔位置平整场地,清除地面浮土;桩孔外侧挖好排水沟,做好排水系统,及时排除地表水;对坡面有裂隙或坍塌倾向的部位进行清除;在桩前靠山体一侧采用一定的防护措施以防落石。4.2.2 桩孔锁口护壁
锁口护壁按照图纸要求采用钢筋混凝土结构,护壁第一节为锁口段,高出原地面20cm,厚度为20cm,以防止桩口沉陷及地表水流入,桩孔不施工时候应该加盖。当桩位于土和风化破碎的岩层时候设置护壁,护壁根据桩孔开挖时地质情况分节灌注,一般为1m一节,厚度为15cm,分节时注意避开不同土质分界面和滑动面,护壁模板采用1.2米钢模纵向拼装。
4.2.2 桩孔开挖
抗滑桩必须采用跳桩分节开挖,并且要与其他工序错开进行,开挖采用小型水钻取芯施工,以减少对滑坡体震动的影响,桩孔开挖时要根据地质及护壁支护情况,分节开挖,下节开挖应在上节护壁混凝土终凝后进行,而且开挖不应过深,以免上节护壁悬空过高。在已成孔灌注混凝土且强度达设计强度75%时,才能开挖邻桩。在围岩松软破碎和滑动面节段,在护壁内顺滑坡方向用临时横撑加强支护,并注意观察其受力情况,及时进行加固。孔下作业人员不宜超过4人,必须戴安全帽,要做好桩孔开挖施工记录。孔深超过10米时,每天应该检查有无毒气并加强通风、照明,作好挖孔记录。在开挖至设计标高后,对桩孔断面尺寸进行检查,同时凿毛护壁,做好安置钢筋的放样。
4.3 绑扎桩身钢筋
4.3.1 在绑扎桩身钢筋前,桩底用1:3的水泥砂浆铺底,厚度为10cm。
4.3.2 本项工程用钢筋为R235、HRB335钢筋,其技术条件必须符合现行《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GBl3013-1991)、《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499-1998)的规定。
4.3.3 绑扎钢筋有两种作法,一种是单根钢筋放到井下定位绑扎。另一种是根据起吊设备和抗滑桩深度情况,整体吊装,将钢筋预制成每节5—7m的钢筋笼,逐节放到井下搭接焊牢。为防止钢筋笼在搬运和下井过程中变形,每节钢筋笼可增设直径25—28mm加劲箍筋两道或增加钢轨,型钢等,钢筋笼就位后,其与护壁的间距应以砼块楔紧,结合本合同实际情况,采用第一种方法。钢筋骨架在桩孔内进行组装,竖向每隔2米左右在箍钢筋每边上焊接3根相对应保护层长度钢筋头,以保证钢筋笼同护壁间保护层厚度,竖向主筋绑扎时必须保证垂直。
4.3.4 钢筋连接要采用机械连接剥肋滚轧直螺纹套筒,机械连接符合《钢筋机械连接通用技术规程》(JGJ107-96)的规定,受力钢筋的接头位置要互相错开,在同一截面内,接头数不超过钢筋总数的四分之一,同时有接头的截面之间的距离不小于2.5米。每批次钢筋抽3个试件作单向拉伸试验,应符合图纸要求的接头性能等级,如有一个试件不合格,应重取6个试件复检,复检中如有一个不合格,则该验收批为不合格。
4.3.5 按设计要求,安装超声波检测管,检测管采用内径不小于50mm无缝钢管,接头采用机械连接,在桩四角钢筋笼内侧安放。
4.4 浇桩身砼
混凝土采用输送泵送至各桩孔口,孔口设漏斗,全桩长范围内设串筒或者导管。混凝土应该分层振捣密实,桩身需要连续灌注完毕。对于锚索抗滑桩,灌注时必须确保锚索预埋钢管(¢146mm)位置正确,承压板底面与锚索轴线垂直。桩顶在混凝土初凝前抹压平整,且表面不得有浮浆。混凝土浇到顶部时应按设计要求设置永久性位移观测点。
4.5 锚索抗滑桩锚索施工
对于锚索抗滑桩锚,在桩身混凝土强度达到设计强度70%后即可进行预应力锚索施工,施工工艺和方法同预应力锚索框架中锚索的施工。预应力锚索框架施工
锚索框架施工分片进行,每5竖梁及4根横梁组成1片框架。
5.1 施工工艺流程
施工准备——钻孔——锚索制安——注浆——框架挖槽——绑扎钢筋——浇筑砼——养护——锚索张拉锁定
5.2 施工准备
5.2.1 施工所用的钢绞线、钢筋、波纹管等材料以及钻孔、张拉、压浆等机具要确保进场,并经过监理工程师检验。施工所用主要工程机械:
①YO-18型手持凿岩机3台(用于钻孔);
②17m3空压机1台;
③YCW100B型千斤顶1台及配套的油汞及高压油表; ④0.5灰浆泵1台;
⑤PZ-50型混凝土喷射机1台。
5.2.2 施工放样,平整清理施工场地,采用钢管脚手架搭设施工作业平台,钻机用吊车提升至施工平台并安装就位。
5.3 钻孔
为保证边坡地质条件不被恶化,钻孔采用干法作业,保证孔壁稳定。钻孔速度根据使用钻机性能和锚固地层严格控制,防止钻孔扭曲和变径,造成下锚困难或其它意外事故。
钻进过程中对每个孔的地层变化,钻进状态(钻压、钻速)、地下水及一些特殊情况作好详细的现场施工记录。如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时,须立即停钻,及时进行固壁灌浆处理(灌浆压力0.1~0.2MPa),待水泥砂浆初凝后,重新扫孔钻进。
钻孔机具的选择,根据锚固地层的类别、锚孔孔径、锚孔深度、以及施工场地条件等来选择钻孔设备。岩层中采用潜孔冲击成孔;在岩层破碎或松软饱水等易于塌缩孔和卡钻埋钻的地层中采用跟管钻进技术,本项目主要采用潜孔冲击成孔。
注意控制锚孔孔位、倾角和方位,保证钻孔倾角误差控制在±2°以内,孔口位置允许偏差为±1cm,孔深允许偏差为+200mm。为保证锚固不小于设计长度,实际钻孔深度大于设计深度0.5m,且必需嵌入弱风化层,如达不到要求,报设计单位申请变更。
钻进达到设计深度后,不能立即停钻,要稳钻1~2分钟,防止孔底尖灭、达不到设计孔径,在钻孔完成后,使用高压空气(风压0.2~0.4MPa)将孔内岩粉及水体全部清除出孔外,以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。除相对坚硬完整之岩体锚固外,不得采用高压水冲洗。若遇锚孔中有承压水流出,待水压、水量变小后方可下安锚筋与注浆,必要时在周围适当部位设置排水孔处理。
5.4 锚索制安
5.4.1 在编制锚索前,应将钢绞线表面的浮锈刷除,涂上厚度大于0.3mm的环氧树脂肪防腐,在锚索自由段涂摸黄油并外套PVC防腐管,在末端安置止水环,两头用铁丝扎紧,并用电工胶布缠封。在锚固段、自由段交界外需要特别注意绑扎牢固。每孔锚索由6根¢s15.2高强度、低松弛的1860级钢绞线组成,每竖排锚索中钢绞线长度为20m(不含张拉端工作长度),钢绞线下料长度为锚索长度+锚墩及锚具厚度+千斤顶工作长度+预留长度,实际下料时还应考虑截长误差,即多下50mm~100mm。截断锚索应采用砂轮锯,不得使用电弧。
5.4.2 锚固段架线环与紧箍环每隔1米间隔设置,紧箍环系16号铅丝绕制,不少于2圈;自由段每隔3米设置一道架线环以保证钢绞线顺直。锚索可用人工方法推进,在锚索前端按照设计要求安装导向帽,使锚索在钻孔顺直送到孔底,避免锚索体扭曲。
5.5 注浆
锚索安装完毕,应进行锚固段注浆。注浆采用从孔底到孔口往返式注浆,注浆压力不低于0.25Mpa,孔 口应设止浆塞,孔内注浆务必饱满密实和进行二次补浆。
注浆材料为水泥砂浆,水灰比0.4-0.45,灰砂比1:1,砂浆强度为30Mpa。
注浆浆液应搅拌均匀,搅拌时间≥2min,随搅随用,浆液应在初凝前用完,并严防石块,杂物混入浆液。
5.6 锚索框架
锚索端部设置框架,共计4片,框架的横梁和竖梁截面均为0.3m×0.4m,嵌入坡面20cm,采用C25钢筋混凝土现浇。
框架梁浇筑时预埋0VM锚垫板、螺旋筋及孔口PVC管,节点处务必振捣密实。5根竖肋及4根横梁组成一片框架,每片框架整体浇筑,一次完成,二片框架之间设置2cm伸缩缝,内填浸沥青木板。浇筑前要对模板和钢筋进行检查合格。待框架梁达到设计强度的80%后方可进行张拉锁定锚索。
5.7 锚索的张拉与锁定
锚索的张拉与锁定是锚索施 工中较重要的一环,施 工中务必按设计要求,精心组织,精细施工。一般的做法为,在注浆后(二次补浆后)的 10~15天,即水泥(砂)浆强度达到70%以上时即可开始锚索的张拉锁定工作。在正式张拉前必须进行预张拉2次,张拉力为设计轴拉力Nt的 10%~20 %,使锚束完全顺直以消除各锚束的隐蔽变形量和正式张拉前各锚索受力一致,以避免造成个别锚束受力集中被拉断。拉直后再进行张拉时,其变形量起点以此状态为零记起。锚索的张拉荷载要分级逐步施加,不能一下加至锁定荷载,当施工图设计上有明确要求时可按设计要求进行张拉和锁定。如本段工程框格锚索设计荷载为800KN,锁定荷载为800KN;锚索张拉分5级进行,分别为设计荷载的0.25、0.5、0.75、1.0、1.1倍。锚索张拉中应对锚索伸及受力作好记录,核实伸长与受力是否相符。
张拉和锁定时,应注意以下事项 :
(1)张拉前,必须把承压支撑构件的面整平,将台座,锚具装好,并与锚索轴线方向垂直,安装千斤顶时注意千斤顶轴线应与钻孔轴线尽量在一条轴线上,以确保张拉时千斤顶出力方向。与锚索在同一轴线上。
(2)在锚索张拉及每一分层岩土开挖过程中,应对安设锚测力计的锚索受力作好记录,同时对桩顶位移进行监测,发现常应及时通知设计单位。观测时间到交验为止,观测结果应纳竣工文件中。(3)锚具宜选用标准型锚具如 JM,QYM 型等本项目按设计采用OVM15-6型。锚具、夹具进场时,除按出厂合格证和质量证明书核查其锚固性能类别、型号、规格及数量外,还按要求取样进行了外观、硬度检查和静载锚固性能试验,质量质量符合预应力筋用锚具、夹具和连接器(GB/T14370-2000)要求。
(4)锚具张拉完成前,严禁开挖下一分层桩前岩土体,以利被加固体的稳定和桩的合理受力。几点体会
(1)施工中如遇到山体软弱层,应马上停止路基土石方的开挖,进行观测并进行地勘,如有裂缝,应及时切断地表水,以防地表水进入裂缝,恶化地质情况,加剧地体滑动。如有必要,在具备条件并得到业主及监理工程师的允许后可及时进行反压处理。
(2)在预应力锚索框架及抗滑桩综合治理顺层滑坡的施工中,应尽量减小对破裂土体的扰动。(3)注意施工安全,每段均应有专职的安全员,随时观察裂缝发展情况,观测临时位移观测点位情况,如有异常,应立即停止施工并报设计单位现场进行处理。
(4)下雨天应停工,雨后观测破裂土体,确定安全后才能复工。
路面抗滑性能分析及检测技术对比 第3篇
【关键词】路面抗滑性能;影响因素;保障措施;检测技术比较
随着公路事业的快速发展,道路行车速度的大幅度提高,路面抗滑性能被越来越多的部门重视,并已成为高等级公路交、竣工验收、养护质量检评中的一项重要指标,该指标也是路面设计、筑路材料、施工工艺、公路养护等各项技术水平的综合反映。
1.路面抗滑性能
路面抗滑性能是指车辆轮胎受到制动时沿表面滑移所产生的力,包括纵向和横向两方面。纵向抗滑性能决定车辆在刹车时的滑行距离,对避免追尾交通事故的发生有直接的决定作用;横向抗滑性能决定车辆的方向控制能力,尤其对车辆在弯道行驶中的安全性非常重要。
通常情况下,抗滑性能也被看做是路面的表面特性,包括细构造和粗构造。细构造表示路面表面或集料被磨光的程度,指表层石料表面水平方向0—0.5mm,垂直方向0-0.2mm的微小构造,或称石料的表面纹理,通常采用石料磨光值(psv)表征抗磨光的性能。细构造对轮胎与面层表面的附着力有很大的影响,细构造越大,轮胎与表面的附着力也越大。在车辆低速行驶时,细构造对路面抗滑性能起决定作用;粗构造是由路表外露集料间形成的构造。粗构造能使车轮下的路表水迅速排除,以避免形成水膜。其主要影响车辆高速行驶时表层的抗滑能力。
2.影响路面抗滑性能的因素
石料的磨光值(spv):路面面层的微观构造是指面层石料表面的粗糙度,用石料的磨光值表示。它是决定轮胎与路面之间湿摩擦力水平的决定因素,它反映了石料抵抗被磨光能力的大小。磨光值越高的石料,在轮胎的长期作用下,越能长时间保持其粗糙的微观构造,路面的抗滑能力也就越好。
石料的磨耗值和压碎值:石料的磨耗值是评价石料抵抗摩擦、撞击剪切等综合作用的性能指标。石料的压碎值是评价石料抵抗压碎性能的指标。路面石料在轮胎长期的摩擦、冲击、碾压等综合作用下,要维持较高水平的抗滑能力,必须要求石料在轮胎作用下,不至于磨损太大、压碎太多。
级配:颗粒级配路面面层的宏观构造是指面层表面石料间的空隙,即构造深度。构造深度越大,则抗滑能力越强,而级配则是形成构造深度的关键。集料的级配还影响着集料的裸露程度、尺寸大小、相互间距,而它们又影响着路面摩擦系数的大小。
路面表面潮湿程度:车轮在有水膜的路面上行驶时,水分子就会消减轮胎与路面的摩擦作用。车速越高路面越光,则路面排水条件越差,轮胎与水膜接触区的水越难排出,轮胎与路面石料不能充分接触,导致摩擦系数显著下降。
滑溜性污染:当土、油渍、轮胎磨损削下来橡皮末等污染物,会使轮胎与路面间的摩擦系数急剧下降,从而使车辆失去操作性、制动性和驱动性,致使路面抗滑性能大幅度降低而影响行车安全。
沥青质量和用量对沥青混凝土路面的抗滑性能影响是非常敏感的。沥青在沥青混凝土中其粘合作用,沥青用量过大或沥青热稳定性差时,在车辆荷载和高温的作用下会溢出路面表面,形成路面沥青膜,车辆行驶在的沥青膜层上抗滑性能极差。
温度及季节变化的影响:多种研究表明,橡胶在路面上的摩擦能力随温度降低而增加。
3.保障路面良好抗滑性能的措施
保障路面的抗滑性能,除了积极消除以上提出的影响因素外,还可通过以下几方面改善其抗滑性能:
通过修筑抗滑表层来改善其抗滑性能:抗滑表层是指在路面层状体系中直接承受交通作用并具有防滑功能的面层,其厚度一般不超过5cm理论上不起承重层的作用,而只起表面功能作用故又被称为摩阻层。沥青路面抗滑表层主要有:多碎石密实型、透水性、嵌压型、倒装型、超薄型等几种形式。
对已形成沥青膜的光滑路面,可采用适当粒径的碎石在温度较高时铺撒在路面,压路机强行压入。
经长期行车碾压及磨耗而形成的光滑路面,可采用乳化沥青稀浆封层技术进行处理修筑硬路肩,可防止泥土带入路面,有利用于保持路面的清洁和粗糙度,对路面抗滑极为有利。
水泥混凝土路面要采取合理的配合比设计,提高耐磨性。通常在新修水泥混凝土路面采取粗麻布拉毛、刷饰纹理、露骨路面、碎石压入路面、齿耙拉槽等措施来获取粗构造;在旧水泥混凝土路面常用酸蚀、火焰加热烧蚀路面、刻槽等措施来恢复抗滑性能。
4.路面抗滑检测技术比较
抗滑性能测试方法主要有:制动距离法、构造深度测试法、摆式仪法、利用摩擦系数测定车测定摩擦系数。各种检测方法的优缺点如下:
制动距离法:其测试速度快,但必须中断交通。
摆式仪法:定点测量,原理简单,不仅可以用于室内,而且可用于野外测试沥青路面和水泥混凝土路面的抗滑值。但人为因素影响大,检测速度慢,不能较好地反映路面的宏观纹理构造对摩擦系数的影响。
手工铺砂法和电动铺砂法:定点测量,原理简单,便于携带,结果直观。适用于测试沥青路面及水泥混凝土路面表面构造深度,用于评定路面表面的宏观粗糙度、排水性能及抗滑性。但其误差较大,效率低。
激光构造深度仪法:测试速度快,适用于测试沥青路面干燥表面的构造深度,用于评价路面表面抗滑及排水能力,但不适用于路面坑槽较多,显著不平整和路面裂缝较多的路段。
摩擦系数测定车测试:测试速度快,可不中断交通,能在正常的交通流中测得真实、可靠、有效的数据,不但能够保证操作人员、检测设备和其他车辆行驶安全、消除道路交通事故隐患,而且其测试数据的采集是在路面条件不利于行车的状态下测得的,测试的动态摩擦系数值更能真实地反映出路面的实际抗滑能力,其结果可作为交竣工验收、路面养护及使用期路面抗滑性能的检评。此方法已被广泛推广应用。
结束语:影响路面抗滑性能的因素是多方面的,为保障路面抗滑性能,不仅要从设计、选材、施工等多方面入手,还要采取适宜的检测方法加强公路养护,对路面抗滑性能不良路段采取有效措施积极改善,确保车辆行驶安全,降低交通事故率。
参考文献
[1]张超,郑南翔,王建设主编.路基路面试验检测技术,北京:人民交通出版社,2004
[2]曾凡奇,蔡迎春,杨保华,郭留红,道路无破损检测技术.郑州:河南人民出版社,2005
(作者单位:开封市通达公司第二分公司)
挖孔抗滑桩施工技术分析 第4篇
1.1 施工中稳定滑坡的措施
1.1.1清顺滑体坡面, 铲除陡坡, 陡坎壁, 填塞裂缝。如有可能, 可根据设计需要, 先在滑体范围内处, 分别浆砌圈形截水沟减少地表水下渗。
1.1.2在抗滑桩施工范围, 应大致整平地面, 靠山一侧刷出宽度不小于2m的平台, 另一侧如系弃碴或松散滑体, 即应填平夯实, 避免对桩产生侧压。
1.1.3桩孔开挖, 应视下滑力的大小, 滑体的土石结构、破坏程度及地下水等不同情况, 采用全面同时开挖或跳跃式间隔开挖。
1.1.4根据地质条件, 护壁可采用砼、钢筋砼、木质和喷护等方法;如地质条件许可, 且开挖不深, 能确保施工安全, 可不支护, 一俟挖至设计标高, 符合桩基已置于较好的基岩上, 井孔垂直且不小于设计尺寸和已达最低一层滑动面下5m以上时, 立即绑扎钢筋 (或下预制钢筋笼) , 灌注桩身砼, 不容拖延时间。
1.1.5桩孔扎口10m, 内不存放大堆材料, 弃碴亦应在30m以外, 产生震动大的机械应设在50m以外。
1.2 桩身开挖的准备工作
1.2.1现场核对设计, 按设计测定桩位, 进行施工放样。放样时要根据工地具体情况和施工可能发生的误差, 每边较设计尺寸略大一些 (一般为5cm) 。然后整平孔口场地。
1.2.2在井口上竖井架或摇头扒杆出碴、进料、起吊高度应高出井口3m以上, 搭设临时风雨棚, 做好井口排水沟。为了施工人身安全, 井口设栏杆 (薄壳支护高出地面者可不设) 及供起吊人员装卸料用的脚踏板和井口开关门。
注:表①中装药量系指坚硬土层, 如为弧石, 用药量可适当减少。表②井内炮眼很多时, 应按总装药量控制每个眼的装药量, 反之, 则按眼深控制装药量。
1.2.3备置起吊用萝筐或特制的活底箱、桶及0.5t卷杨机。当桩间距离较短 (5~7m) 要考虑开挖与护壁砼灌注有工序间隙时间。
1.2.4配备井内用的高压送电路及低压照明、发电机和变配电设备、爆破器材、通讯设备及管路和安装材料。
1.2.5当井内有地下水时, 还应配备潜水泵或其他类型的高扬抽水机。
1.3 桩孔开挖
1.3.1 土质开挖采用短镐、铲、锹人工开挖, 萝筐装土碴, 卷杨机起吊出碴。
1.3.2弧石或基岩, 须进行放炮;在滑动面以下土质坚硬的地方, 为加快施工进度, 也需爆破松土。爆破时要注意眼孔布置和装药量。
1.3.3井壁塌方处理:在施工过程中, 因土层较弱、松散、地下水作用, 或因放炮作用引起塌方面积较小时, 必须严格控制井内及邻近的放炮, 立即进行护壁支护, 在塌空处填充块石, 护壁适当加筋, 浇灌砼未达到设计强度80%前不宜拆除模板顶撑。当塌方严重, 土质过于松散和地下水作用继续坍塌时, 必须加强观察, 清除危石及悬土, 在塌方处搭制托梁暗柱, 并用木楔、长钉加固钉牢, 里面用块石或废木填充, 以阻止土石继续坍塌。并立即支护, 适当加密塌方处钢筋, 浇灌砼未达到设计强度80%前不能拆除模板顶撑。
1.3.4井孔的开挖支护
(1) 砼薄壳护壁:砼薄壳护壁的每节开挖深度为0.6m~2.0m, 护壁厚度可参考下表。
砼薄壳护壁的开挖程序见下图:
当上节砼护壁浇灌后, 经过一段时间 (根据气温、土质与砼设计强度而定) 即可拆除横撑, 继续下挖, 先挖Ⅰ部, 后挖Ⅱ部。当发现滑动面位置与设计标高不符时要及时进行分析研究和补充设计办理变更设计。
薄壳护壁的砼灌注, 上下节连成整体, 也可间开, 视孔壁土质稳定程度而定, 在滑动面附近和土石分界处, 必要时应增加护壁钢筋, 且建成整体。下送砼时做好对称和四周均匀捣固, 防止模板偏移。
2) 木支护
当桩孔位于堆积层中或土质松散地点时, 则需使用木质支撑, 随挖随支, 井口密, 下部稀, 底部挖出岩石视情况可开支或不支。
1.4 灌注杭滑桩身砼
1.4.1 核对断面尺寸及桩底长度资料, 放出桩底十字线。当砼护壁为桩身断面时, 护壁必须清除干净。
1.4.2钢筋绑扎、焊接定位:绑扎钢筋有两种作法, 一种是单根钢筋放到井下定位绑扎。但井下绑扎, 电焊工作量大, 对工人健康不利。另一种是根据起吊设备和抗滑桩深度情况, 整体吊装, 将钢筋预制成每节5m-7m的钢筋笼, 逐节放到井下搭接焊牢。为防止钢筋笼在搬运和下井过程中变形, 每节钢筋笼可增设直径25mm-28mm加劲箍筋两道或增加钢轨, 型钢等, 钢筋笼就位后, 其与护壁的间距应以砼块楔紧。
1.4.3灌注桩身砼:最好使用输送泵, 搅拌机置于井口, 应随时观察井内情况防止意外。当钢筋笼定位后, 以串筒漏斗将砼传送至井中捣固。砼灌到一节钢筋笼外露部分40cm时, 进行下节钢筋笼搭接电焊, 经检查合格方可继续灌注砼。如此反复循环直到灌完桩身砼。
1.5 抗滑桩的承台施工:
当设计为承台抗滑桩时, 在灌完桩身砼后, 根据承台底面标高及承台底面轮廓尺寸进行放样, 开挖土石方。凿除高出承台底面的桩孔砼护壁, 安装承台模板, 绑扎钢筋, 分层灌注承台砼。
2 施工工艺流程 (见上图)
3 劳动力组织及进度指标
根据开挖、提升、出碴及断面形式等条件, 一般每孔10人, 其中:井内开挖作业4人, 卷杨机及抽水机司机1人, 制作、安装支撑2人;井田接卸、栓套重物1人, 接运出碴2人。另组织砼工班1个12人, 其中:运送集料6人, 拌合1人, 转运2人, 井下铲拌2人, 捣固1人。钢筋加工亦应有专业小组负责。
综合进度指标:抗滑桩的施工, 关键在于开挖, 平均日进度约0.5m左右 (包括灌注砼) .15米深的桩约需1.5日左右。
4 机械设备配置
一个作业班同时开挖3根桩孔所需配置的机具数量为:空压机 (20m3/min) 卷杨机 (0.3~0.5t) 3台, 抽水机 (30m杨程) 3台, 风 (镐) 钻3台, 电焊机 (300A) 1台, 架子车6辆, 砼拌合机 (400L) 1台, 捣固器 (插入式) 3台。
5 质量控制要点
5.1 爆破的施工设计与参数选定以及各项安全事宜, 应满足有关规范规定。
5.2在施工过程中, 为确保施工人员的安全和建筑物部位的准确性, 应建立观测系统布置对滑坡体, 建筑物位置的准确观测, 防止发生突然事故。
5.3抗滑桩若有支挡建筑物、永久排水和防渗设施等, 应使这些建筑设施与抗滑桩体正确连接, 配套完成。
5.4同一墩台各柱开挖顺序, 可视地层性质、桩位布置及间距而定。桩间距较大, 地层紧密不需爆破时, 可同时开挖, 反之宜对角开挖或单孔开挖。若桩为梅花式布置, 宜先挖中孔, 再开挖其他各孔。
5.5挖孔过程中, 应经常检查桩身净空尺寸和平面位置。孔的中轴线偏斜不得大于孔深的0.5%, 截面尺寸必须满足设计要求。孔口平面位置与设计桩位偏差不得大于5cm。
5.6护壁砼标号不应低于C15, 如作为桩身砼的一部份, 不应低于桩身砼标号。
5.7孔内爆破应采用浅眼爆破。炮眼深度, 硬岩层不得超过0.4m, 软岩层不得超过0.8m。应严格控制用药量, 装药深度不得超过炮眼深度的三分之一。孔内爆破应采用电引起爆。
5.8爆破前, 对炮眼附近的支撑应采取防护措施。护壁砼强度尚未达到2.5MPa时, 不宜爆破作业。
5.9挖孔至设计高程后, 应进行孔底处理, 做到平整, 无松渣、泥污等软层, 如地质情况与设计不符, 应会同有关单位妥善处理。
6 安全环保措施
6.1工具必须放在吊斗内。上班时先送工具后送人入井, 下班时, 先送人后吊工具出井。工作人员上下井时, 必须空手扶稳钢筋梯。严禁借用起吊绳索或吊斗上下。
6.2井口必须设专人值班看守防护, 不准任何料具小石块落入井内伤人。
6.3装料时, 吊斗不能装的太满。起吊架子、安全栅、绳索、滑轮、辘轳、机具等, 每班操作前要认真检查, 发现问题及时处理。
6.4注意检查木支撑和已成护壁有无变形, 如有问题, 立即撤出工作人员, 并报告有关部门。
6.5放炮后, 施工人员下井前, 应事先测定孔底有无毒气, 如有毒气, 应迅速排除。
6.6在距桩孔口1m范围内的地面上, 不得堆放任何物资, 防止落入孔中伤人。
摘要:抗滑桩是一种靠桩周土体对桩的嵌制来稳定土体、减少滑体推挤力并传递部分土推挤力的工程建筑物, 对于非塑性滑坡十分有效, 特别是由于两种岩层夹有薄层塑性滑层时效果明显, 对于塑性滑坡, 效果较差, 尤其对呈塑流状滑坡体时, 不宜使用。本文通过笔者工程实践总结, 针对挖孔抗滑桩施工技术进行分析总结。
关键词:挖空,抗滑桩,施工
参考文献
[1]刘刚.人工挖孔抗滑桩快速开挖施工技术[J].常州工学院学报, 2008 (S1) .
[2]信丽华, 林玉森.大直径薄壁钢筋混凝土沉井施工技术[J].西部探矿工程, 2007 (4) .
铁路路基抗滑桩施工要点有哪些? 第5篇
1.抗滑桩可用于稳定滑坡、加固山体及其他特殊路基,
2.抗滑桩应按工点设计图施工。开挖中应核对滑面情况,当实际位置与设计出入较大时,应通过变更设计处理,
3.抗滑桩应分节开挖,每节高度宜为0.6~2.om,挖一节立即支护一节。护壁混凝土模板的支撑可于浇筑后24h拆除。开挖、出渣、运输应符合现行铁路桥涵施工规范的有关规定。爆破应采用减振措施。弃渣不得堆在滑坡范围内。开挖桩群应从两端向滑坡主轴间隔开挖,灌桩ld后才可开挖邻桩。
带抗滑键的挡土墙设计浅谈 第6篇
关键词 抗滑键;挡土墙;设计
中图分类号 TU476 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)051-0124-02
在山区的支挡结构当中,带抗滑键的挡土墙经常被利用到了锚固的岩体当中。抗滑键可以采用单桩或者是群桩两种方式,而成桩的形式一般都采用钻孔的方式予以实现。但是,在软岩也可以采用挖孔的成桩方式。而埋设的抗滑键深度也不大,通常深度在4 m~6 m之间。当前这种带支挡结构的抗滑键挡土墙运用较为广泛,尤其是对于那些需要考虑到水平载荷的承载桩存在的载荷-变位关系、挡土墙后土体压力的分布特点以及整个挡土墙系统所发生的变形协调关系等。而目前对于这种带抗滑键的挡土墙的设计工作研究不够深入,因此有必要对之进行系统而详细的分析,得到并总结出一个带抗滑键的挡土墙设计的几个基本程序。
1 带抗滑键的挡土墙
图1是一个典型的带抗滑键挡土墙体,其中的抗滑键是一个锚固与岩体当中的钢筋混凝土桩。挡土墙与抗滑键之间属于完全的刚性连接,且挡土墙本身的刚度也较大,可以将之视为完全的刚体。在设计的过程中忽略了挡土墙之前的那一薄层墙前填土带来的压力。
图1 带抗滑键的挡土墙典型结构
根据带抗滑键挡土墙在工作过程中的受力情况,对之进行受力分解(如图2所示),并结合变形协调的关系,得到如下的关系式。
H=Ea-F
M=Eah-Ge
M1=M
H1=H
U1=U
θ1=θ
在上式当中,H1—挡土墙底部承受的总体水平推力;
M1—挡土墙底部承受的总体水平弯矩;
Ea—作用在挡土墙的总体土压力;
h—总体土压力与其作用点之间的距离;
F—墙体底部承受的压力;
G—分析段墙体承受的总体重量;
e—抗滑键承轴心与墙体承重中心的距离。
而H和M分别表示土体作用在抗滑键桩部顶端的推力与弯矩;U1、θ1 和U、θ分别表示挡土墙底部水平的位移、转角以及抗滑键桩部顶端水平的位移、转角。
2 挡土墙体后部压力分布的非线性表示
挡土墙体后部承受的压力E与挡土墙之间的位移S存在非线性关系,该关系可以用图3来进行表示。在具体的工程实践当中,挡土墙后部土体压力与结构之间的整体位移存在着非线性的关系,可以采用双曲线公式来进行表达。
图3 土体压力—位移之间的非线性关系
在进行挡土墙体后部压力的分析过程中,可以分为挡土墙结构发生与土体相分离的位移以及挡土墙结构发生朝向土体位移的位移两种情况,这里不作具体分析和表述。
3 挡土墙后土体压力的计算
图4表示的是挡土墙土体压力分布情况。假设挡土墙的实际最大位移要比主动土体压力所需要的位移量要小。而在实际的工程实践当中,这种假设也是与锚固岩体当中的抗滑键挡土墙是相符的,假设完全合理。
结合图4,根据具体的受力分析,可以用下式来进行计算
分析:
这样,可以利用上式计算出在挡土墙之后的土体的总体压力以及对应的作用点位置,进而能够计算出H和M值。由于挡土墙体之后所采用的填土可以是粘性土也可以是砂石土,因此在计算的过程中为了方便,可以只考虑墙后是砂石土的情况,而对于实际情况当中的粘性土也可以采用相同的方式计算出来。
在实际的计算过程中,还应该对处于水平载荷作用下,根据
图4 墙体土体压力计算图示
桩体的性质,包括柔性桩、刚性桩以及中等柔性桩几种情况,对桩体的载荷—位移关系式。由于篇幅所限,这里不作详细叙述,直接给出对应的计算公式。
柔性桩:
刚性桩:
中等柔性桩,应该将实际的桩土模量比代入到柔性桩计算
公式,取实际的深径比代入刚性桩计算公式,分别进行计算。
4 挡墙综合设计分析
通过上面对挡土墙体的变形协调关系、后部压力的非线性表示以及后部土体压力的计算公式的推导,得到了挡土墙体后部土体压力的分布情况以及计算公式。同时,抗滑键在水平载荷以及弯矩的综合作用下桩部顶端的载荷-变形关系的解析表达式子。下面对带抗滑键挡土墙体设计的步骤进行总结。
1)以岩体的具体物理参数以及所设置的抗滑键参数作为依据,根据得到的相关公式来对桩体的刚度进行判断,确定是柔性桩、刚性桩还是属于中等柔性桩。
2)根据上面判断得到的结构,并利用对应的公式计算出抗滑键桩顶部的水平位移U以及转角θ。
3)以挡土墙的具体物理参数以及墙体填料的物理力学性能指标为依据,根据对应的公式计算得到抗滑键桩部顶端所承受的剪切应力以及所承受的弯矩,最后得到桩体底部的摩擦阻力。
4)根据第2)、3)两步中得到的方程式就可以得到在载荷作用下抗滑键的水平位移、转角以及作用于其顶部的水平剪切力与弯矩。
5)根据上一步得到的土体压力来对挡土墙进行设计,将获得的作用力直接作用于抗滑键的顶端,对之进行计算,获得相关的设计参数。
6)在进行设计的过程中,假若挡土墙的使用区域位于高级别的地震多发区域,而且挡土墙的高度在4 m以上时,这时还应该根据相关的规范对之进行地震校验。
参考文献
[1]何思明,朱平一,张小刚.带抗滑键的挡土墙设计[J].岩石力学与工程学报,2003,07:1211-1215.
云桂铁路区段抗滑桩施工技术 第7篇
滑坡指斜坡上的岩土体沿坡内一定的软弱带 (或面) 作整体地向前向下移动的现象。从道路沿线滑坡产生的诱发因素角度来看, 地质构造、地层岩性及地下水是主控因素, 地形、气候等是次要因素, 道路工程建设活动是主要的诱发因素。滑坡治理的目的在于消除其危害, 应尽可能做到一次根治, 不留后患。
滑坡治理常用措施有:抗滑桩、锚杆、截排水措施、挡土墙, 改良土质等。抗滑桩主要适用于滑坡体中有一个明显的滑动剪切面, 且滑动剪切面以下是较完整的基岩, 或者是密实的稳定基础, 能提供足够的锚固力;其主要优点是可处治深层滑坡。不同的施工方法各有特点, 设计时应考虑地形、地质和引起滑动的机构等, 采用适宜方法施工。
工程概况
云桂铁路是目前国内艰险山区地形地质条件极其复杂的一条铁路干线。沿线山高谷深, 桥隧相连, 交通不便, 施工条件极为困难, 且沿线地质构造活动强烈, 岩性变化频繁, 地表漏斗洼地星罗棋布, 地下暗河管道广泛分布, 线路多穿越碳酸岩地层, 工程地质和水文地质非常复杂。本管段内DK670+310~DK673+398段、HDK0+000~+651.1段、HDK1+250~+529.8段沿线路方向左、右侧设置为抗滑桩, 桩长分为9m~17m不等, 桩身截面尺寸为2m*1.5m、2.25m*1.5m、2.5m*1.75m等三种, 桩间距为6.0m、7.0m等, 桩身采用C35钢筋混凝土灌注, 共有166根桩。
施工方案
1. 抗滑桩开挖前准备工作
抗滑桩开挖施工中应核对桩孔地质情况, 当地质情况特别是滑动面实际位置与设计出入较大时, 应按规定及时进行变更设计处理。实际桩底高程应现场检查确定。整平孔口地面, 做好桩区地表截、排水及防渗水工作。在雨季施工时, 孔口应搭雨棚。孔口地面下0.5m内应先做好加强衬砌, 孔口地面上加筑30cm厚的钢筋混凝土桩井锁口。
备好各项工序的机具器材和桩孔内排水、通风、照明设备。设置好对滑坡变形、移动的观测设施。做好作业人员的安全防护技术措施。修筑通往抗滑桩作业面的施工便道。
2. 抗滑桩的开挖
挖孔系用人力和适当的爆破、配合简单的机械设备挖孔。挖孔前做好施工场地的平整夯实, 桩孔位置的施测及护桩的埋设、孔口周围排水沟的开挖、孔口防雨棚的搭设、土石提升和排水及照明设备的安装、材料的堆放、排水系统和出碴道路布设等准备工作。使场地平实干燥、桩位准确、不增加孔壁压力和方便施工。在山坡上施工时要清除坡面危石。若坡面有裂缝或坍塌迹象的, 加设必要的防护。
挖孔施工, 组织三班制不间断作业和合理安排劳动力, 以避免施工时间过长而坍孔, 在松动地层尤应如此。挖孔过程中, 经常检查桩身净空尺寸和平面位置 (包括护桩稳固情况) 。孔的中线误差不大于孔深的0.5%, 截面尺寸必须满足设计要求。孔壁不必修成光滑的表面, 以利增加桩壁摩擦力和减少工作量。坍孔较大时, 需适当插入钢筋并用与桩同标号的砼回填, (钢筋应以45度角斜插入) 不得使用易腐材料。
孔底处理必须做到平整、无松碴、泥污、沉淀等软层。嵌入岩层深度符合设计要求。开挖时经常观察和了解地质情况。若与设计资料不符, 提出变更设计。若孔底地质复杂或开挖中发现不良地质现象 (如石灰岩地区的悬壁或溶洞、薄层泥岩、不规则的淤泥分布等) 时, 通知有关单位钻探查清下层地质情况。施工人员下孔作业必须戴安全帽, 孔口附近不得乱堆放小型工具及弃碴, 以免落入孔内伤人。对提升设备, 支撑状况等要勤加检查, 确保施工安全。孔深超过10m时, 应增设通风设备。
3. 孔壁支撑
根据施工条件、地质及地下水情况, 桩孔深度和间距等因素, 本工程主要采用就地灌注砼护壁、钢管支撑或钢框架背板支撑, 必须保证支撑的强度及便于拆装。砼护壁采用C25混凝土, 厚0.25m, 每节护壁长1.0m, 本工程拟采用直筒式等厚砼护壁, 节间预留20-30cm空隙 (空隙采用短木支撑或砖头砌筑) , 以便灌注护壁砼。按照设计图纸在护壁中加设钢筋, 以防震裂脱落, 并在护壁空隙间用短木支撑。为加快挖孔进度, 可在护壁砼中加速凝剂。为保护孔口土体稳定和支承提升设备, 砼护壁按设计在孔口处采用锁口法支护, 锁口顶面必须高出原地面30cm。支撑的安设都使其中心线与桩位中心线吻合, 以免造成桩孔偏斜。各种支撑均要与孔壁密贴顶紧。
4. 孔内爆破
孔内爆破采用浅眼爆破。炮眼深度视地层松紧、石质软硬程度而定。地层紧密、石质坚硬的浅, 反之则深, 但不超过0.8m。并应对炮眼附近支撑加固或设防护措施。孔内爆破主要起松动作用, 应严格控制用药量。一般装药深度不超过炮眼深度的1/3。严禁用裸露药包爆破, 以免震塌孔壁。一般采用普通炸药, 有水时加防水措施。采用电引起爆。应有保证施工人员安全的具体措施, 如软梯等。孔内爆破一定要小心仔细, 尽量避免瞎炮。倘有瞎炮, 必须按安全规定妥善处理。
放炮后要迅速排烟, 采用高压吹风、电动鼓风等方法进行。
5. 孔内出水处理
当桩通过强透水层时, 每节护壁高度应在50cm左右, 如遇含水量丰富, 出现流砂的情况, 在钢筋处塞稻草以挡泥砂流出, 若遇严重情况时, 在护壁位置的四周打入φ14@100的钢筋, 不至于造成桩孔的四周塌方。护壁砼密实早强, 坍落度为3-5cm, 采用2~3cm细石, 严禁用插入振动器振捣, 以免影响模外的土体稳定。浇注混凝土前检查孔底地质和孔径是否达到设计要求, 并把孔底清理干净, 同时把积水尽可能排干。
为了减少地下水的积聚, 任何一根挖孔桩封底时都要把邻近孔位的积水同时抽出。以减少邻孔的积水对工作孔的影响。除在地表墩台位置四周挖截水沟外, 还应对从孔内排出孔外的水引流远离桩孔。孔内渗水不多, 用铁皮桶盛水, 人工提引排走, 渗水量大时, 用水泵排走 (注意对渗水量大的一孔超前开挖, 集中抽水, 以降低其他孔水位) 。
施工中如该孔位地下水很多, 刚提起抽水泵, 底部溢水就接近或超过20cm, 这时可清理完孔底渣土后让水继续上升, 等到孔中溢水基本上平静时, 用导管伸入孔底, 往导管里输送搅拌好的早强型水下混凝土, 混凝土量超过底节护壁30cm以上, 再慢慢撤除导管, 由于水压力的作用, 封底混凝土基本上密实, 混凝土终凝后再抽水, 由于封底混凝土已超过底节护壁, 已经没有地下涌水, 待水抽干, 再对剩余的水进行处理。将表面混凝土 (这部分混凝土中的水泥浆会逸散到水中) 松散部分清除运到孔外, 再继续下一道工序。
6. 桩身钢筋笼的制作安装
钢筋笼子主筋接头采用搭接电弧焊。受力主筋的连接仅允许按图纸或按批准的加工图规定设置。钢筋连接点不应设于最大应力处, 接头应交错排列。钢筋进场应有出厂合格证或试验资料, 对不合格的产品, 不得使用于工程中。钢筋的搭接处不能设在土石方分界处和滑动面处。钢筋笼的制作严格按抗滑桩钢筋构造图施工, 要控制受力钢筋、箍筋、横向水平钢筋的间距, 钢筋的骨架尺寸, 保护层厚度、倾斜度符合设计要求, 钢筋笼安装定局后, 按照图纸要求安装抗滑桩声测管, 每根桩安装4根声测管, 声测管采用φ57mm3mm钢管。
7. 工序报检
钢筋笼绑扎焊接完毕后, 经架子队质检员自检合格后, 报分部质检工程师及项目经理部质检工程师检查合格, 经项目部质检工程师通知监理工程师检验, 合格后方可进行下道工序施工。
8. 桩身混凝土灌注
桩身混凝土强度等级C35, 灌注前, 按照锁扣护桩, 检查断面净空、凿毛混凝土护壁, 桩身必须连续灌注, 绝不容许形成施工缝。灌注桩身混凝土, 必须用溜槽及串筒离混凝土面2m以内, 不准在井口抛铲或倒车卸料, 以免混凝土离析, 影响混凝土整体强度。混凝土边浇边捣实, 采用插入式振动器捣实, 保证混凝土的密实度。在灌注混凝土过程中, 注意防止地下水进入, 不得有超过50mm厚的积水层, 否则, 必须设法把混凝土表面积水层抽干, 才能灌注混凝土。如渗水量过大 (>1m3/h) 时, 按水下混凝土规程施工。
混凝土试块制作及试验检测:对于每盘混合料, 试验人员都要进行塌落度的检测, 合格后方可进行混合料的投料。在成桩过程中抽样制作混合料试块, 每天每台班随机取样三次 (或每100m3混凝土取样做1次试块) , 每次做试块1组 (每组3块) ;应注明砼强度等级、成型日期及代表桩号;试块做好后现场养护28天试验室做强度试验。
质量要求
为了确保本工程达到优良工程, 在施工中必须有严密的、有效的施工组织机构, 切实可靠的质量保证措施、质量保证体系和施工组织机构, 质量保证机构。组建一支有管理能力技术力量雄厚, 质量意识强的管理队伍。根据工程要求, 配备的机械设备, 随时进行保养维修, 保证施工中机械运转正常。
结束语
本管段工程滑坡体地质条件复杂, 抗滑桩施工应严格遵守施工技术要求, 有效克制滑坡体变形失稳, 保证站场安全, 达到预期的效果。
摘要:随着道路工程的大规模建设, 滑坡等地质灾害日益严重。针对道路沿线滑坡所具的特点对其进行理论分析, 制订科学合理的处理方案, 对滑坡治理工程中的抗滑桩施工方案及技术作了较为详细的论述。
抗滑桩预应力锚索施工技术 第8篇
该工程项目的滑坡地处山阳—青山断裂带中,位于梁家湾周家坪村东侧,为覆盖层滑坡。滑坡变形范围呈扇形,前缘宽380 m,前后长270 m。前缘为丹江三级阶地。滑坡范围内表面坡度35°~45°,坡面上方曾经出现拉张裂缝,有多处参差不齐的缓坡平台和陡坎,说明经过了多次局部滑动变形。
经过地面调绘、钻探、物探和坑探,查明滑体最大厚度34 m,组成物质为砂质板岩碎屑堆积物,局部有架空现象。滑床为破碎的砂质板岩(断层破碎带)。滑体内地下水丰富,坡面泉水枯水季节流量可达0.5 L/s,滑动带承压水头达5.4 m~8.3 m。滑动带为碎石质亚黏土。当地大气降水常以连阴雨和暴雨形式出现,降雨量330 mm。暴雨集中于6月~8月,最大降雨量为60.4 mm/h,暴雨和连阴雨是滑坡活动的主要诱发因素。
整治工程的焦点是稳定滑坡的中间条块。从滑坡后方坡面拉张裂缝和泉水出露位置分析,上部坡体目前是稳定的,主要考虑裂缝以下的滑体推力荷载。鉴于下部坡面树木植被较好,拟不采取减重卸载措施。在坡面设置环状、树枝状截水沟,减少大气降水深入坡体;坡脚设置钢筋混凝土抗滑桩,前部陡坡设置预应力锚索框架,以增加抗力。
2施工方法
整个工程施工顺序为:锚索框架→抗滑桩→坡面截排水设施和填补、铺砌工程。
2.1 预应力锚索框架
1)预应力锚索框架工序顺序。
开挖平台→锚索施工→浇筑框架→张拉锚索→填补六棱块→浆砌片石镶边。
2)锚孔测放。
边坡施工边挖边加固,不可超前大面积开挖,以免坡体坍塌。根据工程立面图,将锚孔位置准确测放在坡面上,孔位误差不得超过±20 mm。锚孔倾角20°,误差不得超过±1°。如遇刷方坡面不平顺或特殊困难场地时,在确保坡体稳定和结构安全的前提下,适当放宽定位精度或调整锚孔定位。
3)钻机就位。
锚孔钻进施工,搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架,根据坡面测放孔位,准确安装固定钻机,并严格进行机位调整,确保锚孔开钻就位纵横误差不得超过±20 mm,高程误差不得超过±100 mm,钻孔倾角和方向符合设计要求,倾角允许误差±1°。
4)钻进过程。
钻进过程中对每个孔的地层变化,钻进状态(钻压、钻速)、地下水及一些特殊情况做好现场施工记录。如遇塌孔、缩孔等不良钻进现象时,需立即停钻,及时进行注浆固壁处理(注浆压力0.1 MPa~0.2 MPa),待注浆24 h后,重新扫孔钻进。
5)锚孔清理。
钻进达到设计深度后,不能立即停钻,要求稳钻1 min~2 min,防止孔底尖灭、达不到设计孔径。钻孔孔壁不得有沉渣及水体粘滞,必须清理干净,在钻孔完成后,使用高压空气(风压0.2 MPa~0.4 MPa)将孔内岩粉及水体全部清除出孔外,以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。
6)锚索体制作及安装。
预应力锚索体由自由段、锚固段和沉渣段三部分组成。钢绞线采用270级(ASTMA416-87a)ϕj15.24高强度、低松弛、无粘结预应力钢绞线制作。每根锚索使用8束钢绞线。安装锚索体前再次认真核对锚孔编号,确认无误后再用高压风吹孔,人工缓缓将锚索体放入孔内,用钢尺量出孔外露出的钢绞线长度,计算孔内锚索长度(误差控制在50 mm范围内),确保锚固长度。
7)锚固注浆。
注浆采用水泥砂浆,砂浆水灰比0.4~0.5,灰砂比1∶1。砂浆体凝固强度不低于30 MPa。注浆采用从孔底到孔口反浆注浆工艺。实际注浆量一般要大于理论注浆量,或以锚具排气孔不再排气且孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。如一次注不满或注浆后产生沉降,要补充注浆,直至注满为止。注浆结束后,将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净,同时做好注浆记录。砂浆体强度达到设计强度的80%后,方可进行锚索张拉。
8)框架制作。
框架采用C25混凝土现场整体浇筑,浇筑时预埋锚具自带螺旋钢筋和锚垫板、孔口套管。基础先铺垫2 cm砂浆调平层,再进行钢筋制作安装,钢筋接头需错开,同一截面钢筋接头数不得超过钢筋总根数的1/2,且有焊接接头的截面之间的距离不得小于1 m。
9)锚索张拉及锁定、封锚。
锚索张拉分五级进行。每级荷载分别为设计拉力的25%,50%,75%,100%和110%。除最后一级张拉需要稳定10 min~20 min外,其余每级张拉稳定5 min,并记录每级张拉中钢绞线的伸长量。在每级张拉的稳定时间内必须测读锚头3次。最后一级张拉变形稳定后,卸荷至锁定荷载锁定锚索,切除多余钢绞线,用C25混凝土封闭锚头。
2.2 抗滑桩
1)桩位测放。
抗滑桩位置按设计位置和间距测放。放样时要根据工地具体情况和施工可能发生的误差,每边较设计尺寸略大一些(一般为5 cm)。然后整平孔口场地,桩位误差不超过10 cm。抗滑桩施工应分3批次进行。每批次隔两桩施工。施工前应先清除桩位附近不稳定土体,并做好地表水拦截排导工作。
2)桩孔开挖及支护。
桩孔开挖应先做好锁口。钢筋混凝土护壁开挖分节浇筑。当上节护壁混凝土浇灌后,待护壁混凝土形成一定强度后,方可开挖下一节。先挖Ⅰ部,后挖Ⅱ部。在滑动面附近和土石分界处,必要时应增加护壁钢筋,且建成整体。下送混凝土时做好对称和四周均匀捣固,防止模板偏移。土质开挖采用短镐、铲、锹人工开挖,箩筐装土渣,卷扬机起吊出渣;孤石或基岩,需进行放炮;在滑动面以下土质坚硬的地方,为加快施工进度,也需爆破松土。爆破时要注意眼孔布置和装药量。孔壁塌方处理:在施工过程中,因土层较弱、松散、地下水作用,或因放炮作用引起塌方面积较小时,必须严格控制孔内及邻近的放炮,立即进行护壁支护,在塌空处填充块石,护壁适当加筋,浇灌混凝土未达到设计强度80%前不宜拆除模板顶撑。
3)钢筋混凝土桩身。
桩孔成型后,核对断面尺寸及桩底长度资料,放出桩底十字线。经过检验、封底,合格后方可安装钢筋笼。钢筋笼绑扎、焊接定位在孔内就地作业。纵向受力钢筋采用对焊接头。钢筋接头位置必须错开。同一截面内,接头总数不超过钢筋总数的25%,有接头的截面相距不小于200 cm。钢筋与护壁的间距应以混凝土块楔紧,确保保护层厚度。桩身混凝土浇筑,边灌注,边振捣,一次连续完成。浇筑时严格控制混合料坍落高度,避免混合料离析,以保证施工质量。
3质量控制要点
1)在施工过程中,为确保施工人员的安全和建筑物部位的准确性,应建立观测系统,布置对滑坡体,建筑物位置的准确观测,防止发生突然事故。挖孔过程中,应经常检查桩身净空尺寸和平面位置。孔的中轴线偏斜不得大于孔深的0.5%,截面尺寸必须满足设计要求。孔口平面位置与设计桩位偏差不得大于5 cm。
2)孔内爆破应采用浅眼爆破。炮眼深度,硬岩层不得超过0.4 m,软岩层不得超过0.8 m。应严格控制用药量,装药深度不得超过炮眼深度的1/3。孔内爆破应采用电引起爆。
3)在施工全过程中,必须认真做好施工记录和施工日记,将各种参数填入记录表中,并作为竣工资料必备内容的一部分。
4结语
预应力锚索组合抗滑桩施工结束,在混凝土的终凝期后,按要求分别对28 m竖桩和ϕ130 mm锚索孔进行了超声波瞬时动态无损检测和预应力锚索张拉试验。由于本次施工竖桩采用干灌,孔底沉渣清理干净,混凝土灌注连续,并分层振动捣实,因此检测效果良好,桩身质量符合要求。对锚索孔进行了超张拉试验,其位移量小于4 mm,张拉曲线出现回弹,检测结果符合设计要求。因此此种施工工艺在这种工程中的应用还是很成功的。
摘要:通过抗滑桩预应力锚索的施工,总结了抗滑桩预应力锚索的施工顺序、方法和工艺,并提出了抗滑桩预应力锚索施工的质量控制要点,对类似工程的设计、施工具有指导作用。
关键词:抗滑桩,预应力锚索,施工技术,质量控制
参考文献
抗滑桩挖孔施工孤石破碎技术 第9篇
甘肃省舟曲县南桥滑坡南桥滑坡位于舟曲县江盘乡南桥村南山, 北临白龙江, 滑坡前缘位于白龙江右岸岸边。根据勘查结果, 该滑坡由中间一条冲沟分东西两块, 即1号滑坡和2号滑坡, 总规模为长300~700m, 宽150~250m, 两块滑体总体积约200104m3, 滑坡稳定性较差, 需要进行工程治理, 本次治理工程设计抗滑桩49根, 桩长最深25m, 设计的抗滑桩下部, 为大量民居, 人口众多, 局部的上部为居民区, 环境相对复杂, 施工中必须保证周围群众的财产和生命安全。
2 地层岩性
根据设计勘查资料, 抗滑桩成孔遇到的地层从上到下为:老滑坡堆积的黄土状粉土夹碎、残坡积碎石土、冲洪积粉细砂及卵石、板岩和千枚岩;经实际开挖后, 老滑坡堆积的黄土状粉土中夹有大量的块石、巨石较多, 质地坚硬, 致密。
3 人工风镐掘进
施工前期, 采用人工风镐掘进, 遇到块石时, 费时、费力, 速度慢, 效率低, 考虑到破石效果和安全问题, 采取静态爆破法进行施工。
4 静态爆破法
静态爆破法最大优点是不产生爆破声响、爆破飞石、爆破粉尘、爆破震动以及爆破所产生有害气体, 此方法能确保施工安全, 人工造孔后, 在静态膨胀剂的作用下使岩石胀裂、产生裂缝, 再用风镐解小、破除达到拆除或开挖的目的。具体方法是:需要的材料物品膨胀剂、洁净拌和水、盛水桶、拌和盆和水瓢、桶棍桶 (水平灌装水) , 防护眼镜、橡胶手套、备用洁净水和毛巾等采取逐排作业。
1) 钻孔:采用手持式风钻钻孔, 孔径为42mm, 孔位分布密度20cm20cm, 每次钻孔孔深为50cm;钻孔内的余水和余渣应用高压风吹洗干净, 孔口旁应干净无土石渣;
2) 装药深度:装药深度100%;
3) 装药向下和横向的眼孔, 可在药剂中加入22%~23% (重量比) 左右的水拌成流质状态 (湖状) 。向下捣实, 拟采用“由上至下, 分破碎层”;
4) 岩石刚开裂后, 可向裂缝加水后支持药剂持续完全反应, 可获得更好效果。从药剂加入拌和水到灌装结束, 这个过程的时间不超过5min;
5) 安全措施和注意事项:无关人员不得进入施工现场, 必须戴好安全帽、防护眼镜、穿好劳保工作服、工作鞋和橡胶手套鞋和橡胶手套;
6) 膨胀剂在允许和存放过程中应防潮、防暴晒。开封后应立即使用。如一次未使用完, 应立即扎紧袋口, 需要时再开封。
通过实施发现, 在填装完膨胀剂到产生效果, 等待时间太长, 一般都在20h以上, 工人等待时间太长, 时间效率低;进度较为缓慢缺点, 对此又考虑炸药爆破方案。
5 炸药爆破
采用三角形布孔, 孔径42mm, 孔距0.6m。
5.1 爆破参数
根据单孔装药量公式:Q=Kab L计算。
其中K=0.5kg/m3。
5.2 爆破器材, 炸药
1) 2#管状岩石铵锑炸药;
2) 雷管:第四系列LYG30D900毫秒延期雷管。
5.3 起爆器
1) MFd_100型发爆器;
2) 起爆线:100m;
3) 堵塞材料:黄黏土, 全孔堵塞。
5.4 防护
爆破产生的有害效应包括:地震波、冲击波、个别飞散物、噪声和毒气污染等。
5.4.1 震动波校核
式中:K=250;
5.4.2 冲击波校核
按式确定空气冲击波对在掩体内避炮作业人员的安全允许距离。
因选择爆破方案时用了浅孔松动爆破, 又采用了段别电雷管分段起爆, 对坡脚居民建筑物不构成任何威胁。
5.5 逸出飞石校核
个别飞散物的距离与爆破方法、爆破参数、填塞长度和填塞质量、地形、地质构造以及气象条件多种因素有关, 因此, 由于在桩孔内爆破, 个别飞石的飞出是非常困难的, 一般常用经验公式或工程类比法确定。为预防飞石, 施工中采用草袋装土覆盖炮孔。
通过施工虽然破石效果较好, 速度快, 但是安全生产压力大, 投入安全保障的人员多, 爆破器材的保管储存、手续多等繁琐;通过考察研究, 选择使用劈裂机。
6 劈裂机破岩
劈裂机由液压动力站和分裂枪两大部分组成, 劈裂机由泵站输出的超高压油驱动油缸产生巨大推动力, 并经机械放大后即可使被分裂物体按预定方向裂开。液压站供给60MPa的液压油到分裂枪上, 分裂枪可产生几十吨的推力, 分裂机推动契片向两边扩张, 扩张力可达几百吨, 从而使物体从内部分裂而分离开。
1) 安全:分裂机在静态液压环境下可控制性的工作, 不会像爆破机和其他冲击性拆除、凿岩设备那样, 产生一些危险隐患;无需采取复杂的安全措施;
2) 环保:劈裂机工作时, 不会产生震动、冲击、噪音、粉尘、飞屑等。周围环境不会受到影响, 即使在抗滑桩桩孔内都可以无干扰地工作;
3) 经济性:劈裂机数秒钟可完成分裂过程, 并且可连续无间断地工作, 效率高, 运行及保养成本很低, 无需象爆破作业那样采取隔离或其他耗时和昂贵的安全措施;
4) 精确:与大多数传流的拆除方法和设备不同, 劈裂机可以预先精确的确定分裂方向, 分裂形状以及需要的分出部分的尺寸, 分裂精度高;
5) 适用:劈裂机人性化的外形设计和耐用性结构设计, 确保了其使用方法简单易学, 仅需单人操作, 维护保养便捷, 使用寿命长;劈裂机和液压泵站搬运十分方便。
劈裂机具有结构简单、操作方便、作业效率高、成本低、安全、节能、便于管理等特点, 使用效果非常好。
7 结束语
抗滑桩成孔施工中, 常常遇到块石, 较大的有2m3m以上, 采取常用的风镐掘进方法, 很难将其完全破碎后从桩孔内取出, 即使能破碎, 其效率也低, 采取静态爆破法时, 膨胀等待时间太长, 时间效率低, 相对其他方法比较安全, 炸药爆破法效果比较好, 见效快、效率高, 但是安全防护复杂, 防护费用高, 安全风险大, 同时容易引起桩孔孔壁的松动, 对上部的施工好的护壁产生影响, 不宜使用, 劈裂机破岩方法, 破岩效果好, 即安全又成本低, 推广使用前景广阔。
摘要:抗滑桩挖孔过程中块石、孤石严重影响抗滑桩的开挖速度以及能否继续开挖的主要因素, 介绍了几种破碎块石、孤石的方法。
某机场高速公路抗滑桩施工技术 第10篇
关键词:高速公路,抗滑桩,施工,技术
1 工程概况
本抗滑桩工程位于某机场高速公路终点辅道机场C匝道右侧填方高边坡, 起止桩号CK0+060~CK0+160。共有抗滑桩19根, 其中21 m9根, 25 m10根, 尺寸为2 m×3 m, 桩间间距为5 m, 其中CK0+065和CK0+070两根桩在冲沟内。地形起伏较大, 地下水主要为松散层孔隙水, 基岩裂隙孔隙水。锁口与护壁均采用C15混凝土浇筑, 桩身采用C30混凝土浇筑。
2 施工流程
平整场地→桩位放样→首次孔桩开挖1 m→锁口施工→孔桩开挖1 m→护壁钢筋模板安装→混凝土浇筑→模板拆除→孔底验收→桩身钢筋笼连接下放→混凝土浇筑→养护成桩→桩检。
3 抗滑桩施工
3.1 施工技术要求
1) 开挖后的桩体断面尺寸不得小于桩身设计断面尺寸加护壁厚度, 且桩体孔型符合设计要求。
2) 桩体开挖时做好护壁和锁口, 本段内锁口为C30钢筋混凝土, 锁口顶面与地面平齐;桩体护壁必须严格按照设计图纸要求进行施工, 护壁厚度及护壁钢筋数量、布置必须符合设计要求, 护壁钢筋搭接必须符合规范要求;桩身混凝土必须连续浇筑, 不得形成水平施工缝。
3) 水泥、钢筋等主要原材料的各项指标必须满足设计规范要求, 进场复试合格后才可用于本工程, 严禁使用不合格材料。
4) 桩身混凝土浇注、钢筋连接必须满足设计规范要求, 钢筋混凝土强度必须达到设计强度。
5) 桩体成孔后桩体嵌入持力层的深度、底部持力层应当符合设计要求, 实际地质若不符合设计要求需请设计单位、地勘、监理单位等责任主体现场协商处理。
3.2 施工准备
工区技术人员对现场情况进行实地踏勘, 认真研究施工图设计的各项技术指标与设计意图, 并结合挖孔桩施工工艺, 对设计疑问进行详细整理。
在桩孔开挖前需对边坡及平台的地表裂缝进行封闭处理, 防止地表水下渗而影响孔壁稳固;然后对桩位区域的场地进行平整清理, 平整高程以相应的桩顶标高为准, 同时沿拟建道路及抗滑桩的走向, 靠近道路内侧平整出施工场地, 以便修筑施工道。
3.3 测量放样
为了保证测量结果的准确性, 本工程测量仪器采用南方NTS352全站仪、自动安平水准仪及钢尺等。开挖前应根据控制点, 定出单桩轴线控制点, 作为轴线控制和放样的依据, 用全站仪测出各控制线及轴线, 用钢卷尺丈量各桩心位置, 为了便于轴线、桩中心和垂直度复核, 于各桩四周定四根木桩控制轴线位置, 由测量队复核后, 书面报请监理工程师审核, 确定签字后开始锁口施工, 锁口施工时混凝土应与自然地面平齐, 线下延伸60 cm。锁口浇筑后, 将各边控制线及控制标高引至锁口上口并用墨线弹出各边控制线和桩中心线, 并用红油漆做上标记, 便于桩标高及平面位置的控制。
3.4 人工挖孔及锁口护壁施工
3.4.1 锁口施工
施工前安全防护措施必须到位, 四周挖排水沟, 及时排除地下水, 然后进行锁口及第一节桩孔开挖, 开挖采用人工挖孔方式。锁口截面尺寸4.2 m×3.2 m, 第一节桩孔挖好后进行锁口钢筋安装, 护壁钢筋安装, 护壁模板安装、校正, 然后浇筑锁口及第一节护壁混凝土。锁口混凝土应高出自然地面60 cm, 在锁口处定出桩心控制线, 沿桩心垂直引出中心控制线, 在锁口处做好标记, 以后桩孔开挖及护壁混凝土模板安装校核时以该标记为准来控制桩心轴线, 待锁口及护壁混凝土达到一定强度后方可进行下一节桩身开挖。
3.4.2 桩孔开挖
1) 采用短把的镐、锹等简易工具进行人工挖土, 遇到比较硬的岩层时, 可用风镐或人工凿除施工。垂直运土, 用卷扬机进行垂直运土;轴线经复核无误后开始第一节开挖, 每进尺1 m做混凝土护壁1次, 即以1 m为一个施工段。
2) 挖孔采用人工开挖, 主要的开挖工具为十字镐、锄头、铁锹、风镐等, 如遇大块石或坚硬岩层, 则需进行爆破。爆破采用小药量, 松动爆破法, 防止孔壁破坏或相邻孔桩塌陷。采用风钻钻炮眼, 炮眼布置4~6排 (按截面大小选取) , 单排2~3个, 梅花形布置。强风化层炮眼深度为1.2~1.5 m, 弱风化层深度一般在0.8 m, 强风化层每孔装药量在0.2 kg左右 (2号岩石炸药) , 中弱风化层每孔装药量在0.1 kg左右。遇孔内积水时, 采用乳化炸药, 起爆顺序先中心后边缘分段起爆。
3) 多孔同时施工并需爆破时, 应规定爆破时间, 各桩间爆破时间应先后错开, 防止冲击能量叠加对滑坡体、已挖桩孔及浇筑后的桩造成破坏。
孔内施工时, 如遇有害气体或井下含氧量不足时应采用空压机送风
3.4.3 护壁施工
1) 护壁施工时每根桩采用一套组合式模板, 分块拼装而成, 高度为1 100 mm。若开挖后土质较好, 可以采用直立式护壁, 如果土质较差或有地下水, 则采用楔形护壁, 在保证桩身尺寸的前提下, 做成上大下小的楔形, 将上下两节护壁连接成一体, 便于浇筑和防水, 也增加护壁的整体性。
2) 护壁采用C15混凝土, 优先采用商品混凝土, 如果量太少, 也可以采用机械自拌, 在孔外用搅拌机进行搅拌, 用手推车运到孔边, 再用吊桶送入孔内进行浇灌, 浇筑时, 先用钢钎插捣后, 再用锤敲打护壁模板, 以保证砼密实。
3.4.4 终孔检查
挖孔至设计持力层后, 应进行自检评定, 挖孔桩终孔检查内容包括桩孔中心线位移偏差、桩尺寸偏差、终孔深度、孔底沉渣以及桩底持力层等情况, 各项偏差应在设计及规范允许范围内。经安质环部检查合格后, 报监理、设计及业主等有关部门核验并办理隐蔽验收签证手续。挖孔中如发现岩层与设计有较大差异时, 应立即停工, 项目部通知设计、地勘, 并根据现场实际情况对抗滑桩桩长及桩的位置进行调整。
3.4.5 质量检验评定标准
桩长 (m) :不小于设计
孔径或断面尺寸 (mm) :不小于设计
桩位 (mm) :100
竖直度 (mm) :0.5%桩长, 且不大于200
3.5 钢筋笼制作安装
3.5.1 材料要求
1) 钢筋进场必须有出厂合格证书和质量保证书, 进场钢筋应分别按规格、型号、批量堆放, 由该工点承包人负责管理, 并按规定进行见证取样检验, 请监理单位共同现场见证取样, 检验结果书面通知工区材料员, 报送监理单位审批认可合格后方可加工制作, 钢筋现场堆放地点要求挂牌以备检查, 明确标示已检查、合格、不合格字样。
2) 钢筋笼制作前应按不同的桩逐根翻出实样, 先按实样制作加劲箍、螺旋箍筋, 主筋采用电弧焊, 该工艺在地面操作, 并按每300个接头为一个验收批抽样送检合格后方可使用。制作时按编号、挂牌逐根堆放在孔口。
3) 若现场安装, 则需将各种加工好的钢筋型号尺寸对好, 并将该桩钢筋编号、挂牌逐根堆放在孔口, 以免差错。
3.5.2 钢筋笼绑扎施工方法
1) 施工前应具备的条件: (1) 桩成孔经有关部门验收合格, 已办理终孔验收手续。 (2) 钢材原材料具有合格证及检验报告。 (3) 孔内积水已抽干, 用通风机具向下输送新鲜空气, 且孔内空气经测试合格后。 (4) 下井作业前已向班组进行安全及技术交底。
2) 工艺流程:钢筋加工厂生产钢筋笼→运输钢筋笼→吊钢筋到孔内安装→办理隐蔽手续→桩身砼浇筑。
3) 钢筋笼制作。按设计要求及实际桩长, 孔上进行钢筋的配料, 主筋搭接下料时, 保证在35 d或500 mm范围内搭接头的数量不超过主筋的50%, 制作时应确保桩主筋的保护层不得小于50 mm。所有的钢筋在使用前均应进行除锈和调直等处理。
4) 钢筋吊装施工方法。钢筋笼在孔上制作成型后, 为确保钢筋笼吊装安全, 决定采用整体吊装或者采用扒杆吊装的方法进行桩身钢筋笼的安装。 (1) 在钢筋笼上部设加劲箍一道与主筋焊牢, 作为吊桩的吊点, 采用一次性整体吊装的方法进行桩身钢筋笼的安装。 (2) 钢筋笼隐蔽检查。钢筋笼安装好后, 应对其标高、主筋直径、间距、箍筋间距、焊接质量、绑扎质量、保护层等进行自检, 自检合格后书面报请监理工程师检查, 检查合格及时办理好隐蔽工程签字手续。
5) 钢筋笼制作质量标准。 (1) 主筋直径:不小于16 mm。 (2) 主筋间距:不小于80 mm。 (3) 箍筋间距:不应大于竖向受力钢筋直径的15倍或桩身截面短边尺寸, 并且不应大于400 mm。 (4) 钢筋骨架地面高程 (mm) :±50。
3.6 人工挖孔桩桩身砼施工
桩基砼的运输及浇筑必须严格按具体规定执行, 本工程桩身混凝土采用C15和C30商砼, 由安凯达建材有限公司提供, 并对原材料进行监控。
3.6.1 原材料要求
1) 水泥:宜用42.5普通硅酸盐水泥, 并有出厂合格证及试验报告。
2) 砂:中砂, 含泥量不大于3%。
3) 石子:碎石, 粒径10~15 mm, 含泥量不大于2%。
3.6.2 桩身混凝土浇筑
桩身、挡板混凝土强度采用C30, 护壁混凝土强度采用C15, 桩身混凝土保护层厚度为100 mm, 挡土板混凝土保护层厚度为50 mm, 锁口混凝土保护层厚度为100 mm。人工挖孔桩护壁混凝土保护层厚度为内侧100 mm, 外侧为200 mm。楔形护壁保护层厚度不小于50 mm。
1) 桩体砼要从桩底到桩顶标高一次完成。如遇停电等特殊原因, 必须留施工缝时, 可在砼面周围加插适量的短钢筋。在灌注新的砼前, 缝面必须清理干净, 不得有积水和隔离物质。
2) 灌注桩身砼, 必须用溜槽及串筒离砼面2 m以内, 不准在井口抛铲或倒车斜料, 以免砼离析, 影响砼整体强度。
3) 在灌注砼过程中, 注意防止地下水进入, 不得有超过50mm厚的积水层, 否则, 应设法把砼表面积水层用导管吸干, 才能灌注砼。如渗水量过大 (>1 m3/h) 时, 应按水下砼规程施工。
4) 砼边浇边插实, 采用插入式振动器, 严格按相关技术要求进行振捣, 以保证砼的密实度。
5) 在灌注桩身砼时, 相邻10 m范围内的挖孔作业应停止, 并不得在孔底留人。
6) 灌注桩身砼时, 应留置试块, 每根桩不得少于3组 (9块) , 并由安凯达建材有限公司提供砼开盘鉴定。
3.6.3 基桩检测
按图纸设计要求, 桩身质量检测采用声波检测, 每根桩均须检测, 在桩身钢筋安装好后, 在每根桩四个角上安装声波检测管, 声波检测管高出桩顶700 mm, 呆砼浇筑后做检测用。
3.6.4 挡土板的制作、安装
在施工抗滑桩的同时, 就要开始制作挡土板。挡土板的制作方法同普通梁板的预制, 需特别注意泄水孔的制作。预制好的挡土板的堆置要注意, 靠土面要向上。挡土板的安装可以采用两点起吊, 要注意受力钢筋的方向。
4 工程质量保证措施
4.1 技术措施
1) 对施工中的各个施工程序、操作要点、技术要求、质量标准在施工前进行详细针对性的技术交底。
2) 对施工各道工序的质量严格检查, 施工过程中作业队对工序进行自检, 现场技术员进行复检, 发现问题及时纠正。
3) 严格执行施工质量“三检”制度, 按方案施工, 使各道工序的施工工艺和操作方法符合设计及规范要求。
4) 严格按照资料整编要求进行技术资料的收集、整理、存档、做到及时、准确完整, 真实。
4.2 管理措施
1) 为了确保工程质量, 组织施工人员进行全面质量管理意识教育, 认真学习技术规范和质量标准, 熟悉掌握技术规范、设计图纸、施工工艺, 使每个施工人员做到心中有数。
2) 科学管理, 合理组织施工, 杜绝不合格产品进场, 确保分项工程材料质量达到合格进场。
3) 实行工序质量控制, 确保工程每道工序质量在施工过程中处于受控状态。
4) 建立严格的奖罚制度与质量责任制度, 推行工程质量责任制。对违反操作规程、程序, 使用不合格材料, 影响工程质量的坚决返工。
5 抗滑桩挖孔安全注意事项
1) 现场管理人员应向施工人员仔细交待挖孔桩处的地质及地下水情况, 提出可能出现的问题及应急处理措施。要有充分的思想准备和备有充足的应急措施所用的材料、机械。要制定安全措施, 并经常检查和落实。
2) 孔下作业不得超过2人, 作业时应戴安全帽, 孔下作业人员和孔上人员要有联络信号。地面孔周围不得摆放锄头、石头、钢筋等坠落伤人的物品, 每工作1 h, 井下人员和地面人员进行交换。
3) 井下人员应注意孔壁变化情况, 如发现塌落或护壁裂纹现象应及时采取支撑措施, 如有险情, 应及时发出联络信号, 以便迅速撤离, 并尽快采取有效措施排除险情。
4) 地面人员应注意孔下给出的联络信号, 反应灵敏快捷, 经常检查支架、滑轮、绳索是否牢固, 下吊时要挂牢, 提上来的土石要倒干净, 卸在孔口2 m以外。
5) 施工中抽水、照明、通风等所配电气设备应一机一闸一漏电保护器, 供电线路要用四芯橡皮线, 电线要架空, 不得拖拽在地上, 并经常检查电线和漏电保护器是否完好。
6) 从孔中抽水时排水口应距孔口5 m以上, 并保证施工现场排水顺畅。
7) 当天挖孔、当天浇筑护壁、人离开现场, 要把孔口盖好, 必要时设立明显警戒标志。
8) 由于土层中可能有腐殖物或领域腐殖物产生的气体逸出, 因此要预防孔内有害气体的侵害, 施工人员和检查人员下孔前10 min把孔盖打开, 挖孔至5 m深后, 必须开始通风, 6~10 m深时每天至少通风1次, 超过10 m每天至少通风2次, 孔下作业人员如感到呼吸不畅也要及时通风。
9) 爆破施工时应拉警戒线, 并派专人把守, 起爆前所有人员须撤离爆破区域。
10) 爆破时孔口应加防护护罩, 防止碎石飞出孔口, 爆破后要及时通风, 排出有害气体, 待有害气体排完后方可下井。
6 结语
碾压混凝土重力坝深层抗滑稳定研究 第11篇
【关键词】坝基;混凝土;重力坝;抗滑稳定
随着社会的发展和科学技术的进步,建筑行业的发展可谓是日新月异,建筑施工技术也得到了显著的提升。目前,人们对建筑物要求日益严格的同时,传统的工程施工技术逐渐无法满足社会经济的发展要求,并且还容易产生质量和性能影响问题。水利工程作为建筑工程中最为特殊的存在,它在施工中亦是如此,一旦施工技术、施工方法不够合理,极容易引发结构失稳破坏,产生重大的安全隐患。碾压混凝土重力坝作为当今水利施工建设中最为常见的一种,它在提高水利工程效率和功能方面有着至关重要的意义。在这里我们就这些问题进行研究分析,提出有关的控制策略。
1.碾压混凝土重力坝
碾压混凝土重力坝是基于常态混凝土重力坝的基础上形成的一种新型的坝体结构。这种坝体结构在施工建设的过程中,是通过采用拌和预制、吊篮运输以及平仓振捣控制的方法来进行施工。在施工的时候如果坝体剖面较大的时候经常都是采用分块浇筑施工的方式来进行施工,以冷却接缝灌浆技术来管理,从而保证施工的正常进行。碾压混凝土重力坝在当今的工程施工中,随着科学技术的进步其施工方法也发生了一定的变动。同传统的施工方法相比较,它是采用无塌落的干硬性混凝土为主进行施工的,是采用土石坝机械运输方式来进行摊铺、碾压修筑形成的坝体结构,这类坝体结构在我国的水利工程项目中应用极为广泛,尤其是在近十年时间里,无论是施工技术、施工数量还是施工规模上,都发生了显著的变化,使得这一技术得到了明显的应用。与此同时,我们可以预计在未来的水利工程建设中,碾压混凝土重力坝必然会迎来更高层次的发展。
就过去多年的碾压混凝土重力坝的施工进行分析,在工程施工的过程中存在着以下显著的特点。首先在工程施工中,单位体积和胶凝材料的用量极少,通常都是常态混凝土重力坝结构的5%左右;其次单位体积混凝土用量少;再次坝体结构的抗冻、抗磨、抗渗能力强。
2.碾压混凝土重力坝抗滑稳定行研究
在当今水利工程施工建设中,因为坝基失稳而造成的坝体结构垮塌事故屡屡发生,给人们生活和生产造成了严重的影响,同时也给社会和国家发展造成了影响。这些问题的产生绝大多数都是因为重力坝深层抗滑稳定施工建设不够合理而引起的。为此在施工建设的过程中我们必须要进行深入研究和分析,尤其是在近年来,随着岩土力学研究工作的深入,水利工程坝基施工整体性控制越来越严格,有效控制了传统工程施工问题。在当今的碾压混凝土重力坝施工当中,主要的施工技术手段如下:
2.1坝基抗滑抗震简述
近年来的社会经济发展中,碾压混凝土在世界范围内得到了迅速的发展,当然我国也不例外,其施工数量和规模不断增加,甚至有关坝体结构高度高达两百米以上。由于碾压混凝土层面存在着抗剪能力低,使得高碾压混凝土坝结构在使用的过程中存在着容易出现问题的质量缺陷与隐患,因此在工作的过程中以什么方法来进行控制和完善已成为人们工作中普遍关注的话题,也是现代化水利工程施工建设的关键环节。在目前水工建筑结构中,由于坝基深层总是存在着软弱结构面,这也是大坝施工设计中面临的主要地质问题,一般来说,在施工的过程中对这一问题进行分析和处理已成为我们在工作中关注的重点,也是提高混凝土软弱结构面层抗滑稳定性的关键所在。在目前的水工建筑工程施工中,常见的抗滑稳定层结构施工和分析方法主要有刚体结构极限平衡法、有限元法和显式结构有限差分析法等等。其中刚性极限平衡法在目前的设计与施工中最为常见,也是工程项目中采用的关键技术手段和方法之一。
通常情况下,刚体极限平衡法在应用中是应用最为广泛的一种,它在应用的过程中不受施工场地和低于的限制而能够广泛采用,同时其对于被动抗拉力和等安全系数的分析至关重要。在施工中对于合理的层面处理和施工技术方法选择有着直接关系,一般来说,在工程施工中我们需要对于层面处理方法进行全面总结,一个不合理的工程层面处理方法不但有着增加工程造价的缺陷,还容易使得工程层面处理周期增长,增加工程施工成本和影响工程质量。这种施工方法和施工标准在目前的社会发展中受到了相关人员高度重视,也给工程施工技术和施工质量带来了有效的促进作用。
2.2坝基岩体的复杂性分析
坝基岩体经受了多次构造运动发生了变形和破裂现象,在岩体内部形成了各种地质界面方式,如层理、片理、节理、断层等,这些面统统被称之为结构面。由于在施工中结构面所包围的盐块被称之为结构体或者块体,这就造成在施工中岩体是通过结构面和结构体两种基本方法构成的,因此,岩体的工程地质特性在施工中主要取决于结构体的物理学性质和结构面数量、组合、形状和力学性质。在岩石力学性质分析中,岩石主要有两种性质,一种是岩块性质和岩体性质。岩块一般都是指从掩体中取出来的,尺寸不一和不大的岩石,它是通过一种或者多种矿物质组成,具有着相对均匀性。岩体性质包含了盐块性质和各种各样的结构面性质。目前大多数试验技术只能够提供岩体或者形状比较稳定的结构面的强度和变形特性进行分析,如果需要测定岩体的特性或者参数,则是需要在工作中进行大量的设计与分析,针对其中存在的各种问题进行试验。在这种施工措施中,虽然可以采用某些个性化特点和方式进行分类比较,但是其在工作控制中也存在着岩体变形方式,因为岩体内部或多或少的存在着一定层次的结构面。只有岩体在施工和应用中不发育、不连续,而且结构面内无软弱物质来填充或者其强度接近岩体的时候,才能够通过工程地质类比,将岩体的物理学参数进行适当的折减和调整。
2.3工艺措施
各国现行规范规定,在进行岩石上混疑土示力坝或支墩坝等水工建筑物的设计中,必须审查大坝的应力和抗滑稳定。应力主要指的是抗拉、抗压问题。在市杏抗沿稳定方而,一直存在着一个实质性问题,即混凝土坝与犁:岩结合面究竟是“接触”还是“胶结”。从国内外的理论与实践都可以证明,混凝土与从岩是能够胶结成整体的。且胶结而上的抗剪强度可以接近甚至达到混凝土的抗剪强度。既然坝休棍凝土与基宕能够胶结良好,因此,只要坝休与坝从各点的剪应力不超过该点村料的允许抗剪强度(允许剪应力)就应该认为大坝是处于安个状态,不会产生滑动。口角是抗力体底滑面与水平面的夹角。
3.结束语
本文利用弹塑性有限元作为计算工具,对坝体层面进行不同比例降强度来模拟碾压混凝土重力坝的破坏过程,进而对其稳定性进行分析.对碾压混凝土重力坝进行弹塑性分析时,坝基视为各向同性弹塑性体,由于施工的特点,坝体具有明显的成层性,故将坝体视为横观各项同类型工程的施工措施和工艺要求方式。
【参考文献】
[1]戴会超,苏怀智.三峡大坝深层抗滑稳定研究[J].岩土力学,2006(04).
抗滑桩技术在软土路基处理中的应用 第12篇
1 工程概况
昆明市环滇池流域某城市主干路工程,其中一段约800 m长度范围位于深层湖相软土区域,土层自表层以下14 m左右深均为淤泥,土质参数为:黏聚力c≈16 k Pa,内摩擦角φ≈3.7°,压缩模量Es≈1.7 MPa,地基承载力fak≈70 k Pa,土体呈现明显的低承载力、低抗剪强度、高压缩性和高敏感度。
为方便施工进场而先行填筑夹石土作施工便道,在填筑过程中发生了极大的竖向沉降和侧向滑移、隆起,滑移影响横距可达10 m以上,竖向沉降和两侧隆起的高差达到1~2 m[1,2],土体呈极为明显滑移剪切破坏形式。
本工程由于防洪水位等要求,道路采用了填高3~6 m的路堤结构。
2 土体被破坏的原因
1)软土的高压缩性导致了地基在路堤堆载作用下发生了较大固结作用,路堤整体沉降明显。加之沉降过程中孔隙水压力的增大和不良的排水条件,会导致沉降现象长期发展。
2)高触变性和塑流态结构使得土体极易在荷载作用下发生侧向滑移和斜向隆起的复合移动。在靠近路堤中部区域,下部软土承受较均匀的竖向力而容易产生侧向(横向)滑移变形。接近坡脚位置的下部软土处于边坡下滑力和横向滑移力的双向受力状态,故坡脚位置较易产生斜向滑移剪切变形(见图1)。
3 处理方法
3.1 复合地基
为防止上述破坏现象的产生,应提高地基竖向模量;有效约束土体的侧、斜向运动和提高坡脚位置抗剪强度。
复合地基在应对软土病害中可以起到良好的作用,通过粒料桩、软弱土和褥垫层的共同作用可以大幅提高软土地基的承载力、复合模量和塑流性能等条件,地基的沉降、滑移变形将得到有效控制[3]。因此,本工程选用了CFG桩复合地基处理方式进行软土处理。
CFG桩复合地基也可有效提高坡脚的抗剪切强度,从而防止路堤边坡可能出现的滑坍失稳和坡脚隆起等破坏。但本工程由于受到征地和施工场地的限制,人行道外侧仅存3~5 m宽度,不具备放坡和坡脚外实施复合地基的条件,因此不能完全适用于本工程边坡的稳定处理。
3.2 支挡结构法
支挡结构法是根据土体条件等因素,增加挡土墙、抗滑桩或其他支挡结构,用以保证边坡稳定的工程方法,尤其在用地受限的情况下适用。挡土墙支挡法和抗滑桩支挡法示意见图2、图3。
对于挡土墙结构处理法,需要对现状土体进行开挖,这对于高敏感塑流态土体的可操作性和经济性均较差;而抗滑桩支挡结构抗弯刚度较大,抗滑移效果显著。在较好地实现其“土拱效应”后可极大地增强桩体抵御土体流动变形的作用;且桩间空隙亦可留作软土固结中的排水通道,有助于整个路基的快速稳定沉降;加之其实施过程简单且不易对敏感软土产生明显触变影响,故选择抗滑桩结构为本工程的支挡结构。
4 抗滑桩设计
4.1 抗滑桩基本工作原理
与一般竖向受力桩不同,抗滑桩是较典型的横向受力桩,通过贯穿滑裂面设置抗滑桩以提高土体侧向滑移刚度和强度,为下滑土体提供支撑界面。桩体周围的土体在相对位移中发生了应力重分布,通过桩体的支持作用,在桩后形成“土拱”,“土拱”与桩体(拱脚)共同作用形成“桩拱共同受力体”,可有效防止“土拱”后的土由桩间隙滑移流动,增强了抗滑移效果[4]。尤其在呈塑流态软土地质条件下,合理发挥“土拱效应”可以有效地控制软土的流动变形(见图4)。
“土拱效应”形成的主要条件有:具有足够强度与刚度的桩体抵御土体横向滑移力,并作为“土拱”作用的拱脚。桩后土体应产生不均匀变形形成“土拱”,且剪应力小于其抗剪强度[5]。
4.2 软土条件下桩体设计要点
1)桩长。按照一般抗滑桩设计原则,桩体应穿过滑裂面后进入非滑裂土层,并具备一定的锚固长度。桩端处于单向固定铰接或微滑动铰接状态,桩体可产生微小转动或平动。由于桩体的微转动或平动,桩前土体因压缩而产生被动土压力,支持桩体,提高了端部锚固力作用。桩体主要依靠锚固端的横向约束力(被动土压力与主动土压力之差)抵御滑裂体的侧向滑移力。一般条件下桩体锚固端长度宜为整个桩体长度的1/4~1/2。
由于桩体的运动会牵连桩后土体的运动诱导不均匀变形和应力重分布,继而形成“土拱”,又考虑本工程中路基边坡高度较低,且进行过复合地基处理,抗滑桩体承担的土压力相对较小,因此设计桩长为18~20 m,锚固长度为桩体长度的1/5~1/4。
2)桩径及桩间距。抗滑桩的桩径和桩间距设计是设计的两个重要方面。这两个参数的取用将直接影响桩体的抗滑刚度和“土拱效应”。
“土拱效应”与桩间距、桩身截面尺寸和土质参数有关。越小的桩间距,越大的截面尺寸和越好的土质参数越容易形成高强度的“土拱”。从工程经济性角度考虑,在土质参数较好的岩(土)体滑裂的工程中,较多采用2~4 m桩径(D)、6~10 m桩间距(L)的设计参数,D/L值多为0.2~0.5。
本工程宜采用小桩径、密桩距的设计参数(见表1)。为此,设计采用了D=800 mm圆形截面C30钢筋混凝土桩,桩间距L=1 500 mm。D/L值为0.53,较一般抗滑桩参数大。
mm
4.3 效果分析
在地基处理及路堤填筑完成后,对路基进行自然沉降并观测16个月,观测数据显示道路中间位置沉降量平均值为145 mm,路侧(路边人行道)位置的沉降量平均值为195 mm,边中沉降差约50 mm,该种沉降差异现象与一般情况的软基沉降略有区别(见图5、图6)。
5 结语
软土地质状况下抗滑桩的设计桩长在满足抗滑力设计要求的前提下可较一般情况下短。桩径与桩间距的设计应充分发挥土拱效应,并宜采用小桩径和小间距的设计参数。
路基填筑中应充分考虑地基竖向模量与抗滑桩引起的侧向模量的差异,及由此而带来的差异沉降现象。
用于软土地质情况下的抗滑桩具有自身独特的受力、变形特点,设计中应该结合地质情况、环境类型和施工条件对各参数进行选择。
摘要:抗滑桩技术以其施工方便快捷、效果明显和经济节约等突出优点在滑坡处理中被广泛使用。但是由于软土地质情况下抗滑桩的受力特点相对复杂和土拱效应的形成机制较难控制等因素,所以在软基处理技术中的使用相对较少。结合实例叙述软土地质情况下,抗滑桩配合CFG桩复合地基技术用于处理软土地基沉降与稳定的工程,就抗滑桩在软土地质条件下的受力特点和设计要素进行分析与阐述。
关键词:软土,抗滑桩,土拱效应
参考文献
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[2]蔚希成,周美玲.支挡结构设计手册[M].2版.北京:中国建筑工业出版社,2004.
[3]申永江.边坡工程中抗滑桩的效果评价与优化设计[D].浙江:浙江大学,2009.
[4]蒋波.挡土结构土拱效应及土压力理论研究[D].浙江:浙江大学,2005.