高速公路高边坡防护预应力锚索施工技术探析

发表时间:2020/12/9   来源:《基层建设》2020年第23期   作者:巫勇浩
[导读] 摘要:公路的建设发展为人们日常出行、地方经济发展提供了基础保障,建设里程的不断增加,对公路建设质量提出了更高的要求。
        广东开阳高速公路有限公司  529300
        摘要:公路的建设发展为人们日常出行、地方经济发展提供了基础保障,建设里程的不断增加,对公路建设质量提出了更高的要求。高速公路高边坡支护工作作为公路施工中的重要内容,如果不能妥善处理边坡的稳定性问题,将直接影响公路的安全。为确保公路建设施工及养护期间高边坡稳定和结构物安全,预应力锚索施工技术在高边坡防治工程中得到广泛应用。
        关键词:高速公路;高边坡防护;预应力锚索
        引言
        公路建设的质量与运营期结构物的安全越来越引起了重视,高速公路边坡失稳防治工作属于其中一项重要的内容。G15沈海高速K3246+250~K3246+495七级高边坡、K3266+060~K3266+360六级高边坡在建设施工期采用预应力锚索施工技术进行防治工作,现针对该两座高边坡防治过程使用的预应力锚索施工技术进行探析。
        1预应力锚索技术的特点
        通过应用预应力锚索加固技术,可以有效降低公路高边坡施工中的结构物体积,使结构物自身实际重量降低,从而实现对建设材料的节约,并且工程的安全性和稳定性也能得以保障。
        1.1加固边坡减少事故
        在高速公路高边坡防护中,预应力锚索施工技术具有施工成本低、安全性高、工艺简单等特点,可以对高边坡进行有效加固。借助预应力锚索加固技术可以对边坡受力条件予以有效改善,从而改变公路的实际受力情况,实现公路高边坡稳定性的提升,从而避免边坡塌方、滑坡等事故的发生。
        1.2分散负荷
        通过预应力锚索施工技术可以将原本集中的负荷分散开来,利用分散的小负荷代替较大的集中负荷,从而降低结构在同一位置所承受的负荷,并且也可以利用这种方式对公路混凝土中的裂缝进行修复。
        1.3缩短工期提高效益
        在公路建设的重要环节中,想要对公路工程整体质量予以保证,首先需对高边坡施工质量予以保证,借助预应力锚索加固技术,高边坡可以得到有效地加固,提升稳定性的同时也为开挖施工减轻了施工荷载负担,减少开挖工作量,从而加快了施工的整体进程。
        2预应力锚索技术的施工工艺
        2.1施工材料的选择
        工程整体质量往往直接受到施工材料的影响,施工材料质量是后续施工质量的重要保证,施工单位应用预应力锚索施工技术的过程中,应严格开展相关材料的检查工作,其中主要包括了机械材料、注浆材料、钢绞材料等。
        在选择机械材料时应充分考虑实际施工条件,在施工路段的土质条件方面,如果是黏土土质就需要采用麻花钻,如果是砂层石层就需要采用冲击钻机开展施工,如果土质中含有大量破碎的岩石,就需要采用旋转机进行施工,如果施工的边坡处于失稳状态,就需要施工人员采用钻进潜孔进行冲击。在钢绞材料的选择中要严格按照相关的施工标准,在施工设计标准中对钢绞线的强度有明确要求,强度要大于1.525N/mm2,因此,需要对材料的强度进行严格控制来选择钢绞线,同时还要对钢绞线的柔韧性、弯曲度进行考量,充分考虑工程施工的实际需求。在注浆材料的选择中,在预应力锚索加固施工中重要的环节之一就是注浆施工,工程的整体质量在很大程度上取决于注浆材料,因此,需要严格按照设计规格来对注浆材料进行选择。一般情况下都会选择水泥砂浆作为注浆材料,并在其中按照一定比例掺入水灰,控制0.12到0.18KG之间的质量范围,并保证30N/mm2以上的浆液强度。
        2.2钻孔注浆
        在预应力锚索加固施工技术中,钻孔注浆是重要环节之一,工程最终整体质量也在很大程度上取决于这一环节,因此,应在施工过程中充分重视钻孔注浆施工的质量。在钻孔施工具有成本较高的特点,并且很大程度上影响着锚固施工质量和施工工期,因此,应充分考虑施工实际条件,在施工准备阶段对钻孔设备进行合理的选择。在对钻孔设备进行选择过程中,需要对底层情况、锚固深度等因素予以充分考虑,确保设备性能足够施工顺利开展。在实际钻孔施工中,施工人员要详细参考设计图纸,在边坡上精确放出钻孔的孔口位置,并将基座安装在脚手架,充分固定。在钻孔开始之前,施工人员要再次检查孔口位置、方位等,充分结合工程质量标准对孔口位置、方位进行分析。


        在钻孔环节完成以后就要开始注浆环节的工作了,为了保证注浆施工质量满足相关要求,需要充分结合施工设计标准进行注浆材料的配置,在配置注浆材料过程中要充分搅拌以确保浆液中材料分配均匀。同时,需要严格控制浆液的强度,一般控制在40MPa以上,在注浆施工的最初阶段,针对浆泵和注浆管需要利用水泥对其进行适当的润滑处理,并详细记录相关的数据信息。并且需要对各批次的注浆进行强度试验,以设计强度的百分之七十作为标准,如果浆体强度不够,就不可以在锚索端头悬挂重物。
        2.3安装锚索体
        在锚索体的安装过程中,首先在孔底插入塑料管道以压缩空气,并吹出孔内存留的岩屑,
        在安装锚索体时首先要将硬塑料管插入孔底,这样可以有效压缩空气,将孔内的岩屑吹出,之后将平顺孔内的锚索,让塑料管可以留出充足的长度用于外流。这一环节需要注意在吹孔时会经常出现锚索无法顺利放入以及碎石掉下的情况,因此,需要在钻孔后第一时间放入锚索并开展吹孔工作。
        2.4锚索耐久性预防措施
        国际后张预应力协会(FIP)地锚工作小组收集了35 例预应力锚杆( 索) 腐蚀破坏实例, 并对其破坏的原因进行了统计分析,其中19例破坏部位均集中在锚头附近,占破坏锚索的一半以上。目前,预应力锚索结构设计主要考虑锚索安全性和强度方面能否满足要求,对其耐久性问题仍重视不够,防腐蚀方面取得的研究成果仍然很少。所以,要想确保高速公路高边坡防护工作有效和长久性,那么就要将更多的研究方向投入到对其耐性问题以及防腐材料的探索上面,并采取有效措施解决以上问题。笔者认为可借助于胶结式锚固,胶结材料多使用水泥砂浆亦或是水泥浆来提高其耐久性。又如可采取碱性环境防护方式降低腐蚀情况发生的次数,该防护措施实际上借助于水泥质注浆体对锚索提供碱性环境,基于这种状态下,锚索表面会慢慢衍生出与之相匹配的钝化膜,继而实现对锚索的科学防护。
        3预应力锚索技术的施工注意事项
        3.1严格选取施工场地、反复探查
        施工场地的选择将直接影响工程的开展,因此在施工时要对场地进行严格的选取,并对场地间隔断工作进行妥善安排,从而避免在边坡支护施工中,由于边坡安全事故而对下方施工场地造成影响。另外,施工人员要在施工过程中对边坡局部加强检查工作力度,避免施工以外其他人员入内,落实有效的施工监理工作,从而可以第一时间发现施工中存在的问题,并及时采取有效措施予以解决。
        3.2及时清洗钻孔
        结合设计标准进行钻孔时,在达到深度标准以后还需持续钻孔2分钟时间,从而避免钻孔中留下大量杂质而对水泥浆与孔壁之间的粘结度造成影响,完成钻孔施工以后要及时清洗钻孔壁,可以使用清水进行清理,也可以借助高压空气的方式,保证孔内的相对清洁。在初步完成钻孔施工以后还需要检查毛孔的孔径和孔深,并结合钻孔设计要求进行必要的调整。
        3.3对于锚固段提前做张拉试验
        在高速公路高边坡支护预应力锚索施工技术中,重要的组成部分之一就是张拉试验,在开始这项施工前,应首先开展标高定位工作,并妥善处理对锚固段的张拉试验。在试验的过程中,需要详细地记录张拉力过程中产生的损失量,并在超张拉试验中合理控制力度,不能超出钢绞线锚索的强度过多,一旦发现预应力出现过多损失,则需要及时弥补。
        结语
        通过对施工效果的回访,G15沈海高速K3246+250~K3246+495左侧七级高边坡、K3266+060~K3266+360左侧六级高边坡经过该技术加固处治后,达到了预期的加固效果。边坡失稳的原因是多方面的,要提高边坡处治的能力,一方面要注重边坡处治的技术创新,其次是要加强对相关加固技术的掌握程度,最后还要熟知该技术的施工注意事项,旨在为类似工作提供重要的参考依依据。
        参考文献
        [1]郭春文.高速公路高边坡防护预应力锚索施工[J].中国招标,2017(02):28-30.
        [2]夏清,蒋汶江.高速公路高边坡防护中预应力锚索的施工技术[J].建材与装饰,2016(11):231-232.
        [3]徐清柱.谈高速公路高边坡防护中预应力锚索的施工技术[J].四川水泥,2016(01):232.
        [4]张宏昆.预应力锚索在高速公路高边坡防护中的应用[J].公路与汽运,2009(05):89-92.
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