高边坡大型土石方及支护工程施工

发表时间:2021/8/26   来源:《工程管理前沿》2021年7卷4月第12期   作者:刘勇 潘孝仰
[导读] 在工程项目建设施工中,土方以及支护工程是工程项目开展的初始工作。
        刘勇1    潘孝仰2
        1.身份证号: 412801********2615
        2.身份证号: 342425********5254
        【摘要】:在工程项目建设施工中,土方以及支护工程是工程项目开展的初始工作。本次研究采用案例分析法,探讨某高边坡大型土石方以及支护工程的施工技术和操作要点,内容如下。
        【关键词】:高边坡大型土石方;支护工程;施工
        从现有的工程项目土木工程施工技术来看,一些特殊的施工地段地质条件复杂,边坡设计和实际地质环境落差大,施工风险极高,为了保证高边坡大型土石方以及附属支护工程的施工质量,可建议结合地形采用分级开挖、预应力锚索等支护方式,以此来减少山体边坡产生的不安全位移,最终保证工程项目的建设质量和经济性。
        1.案例简述
        某建筑工程项目位于城市的东北部,建设地处山区,地质条件十分复杂,未平整之前场地的最大高差可达60m,场地平整后的北侧边坡高度可达71m;施工后南侧和东侧的填方区域堤坡的最大高度可达到20m;开挖、可回填的土石方约为32m3,整个设计要求土方开挖平衡,建议逐层开挖;以为山区的岩体结构十分复杂,开挖时候需要考虑到边坡变形和破坏问题,为解决这一问题可以采用格构梁+预应力锚索等技术,可以让支护结构和山体连接在一起,形成一个共同的工作复合体,可深入研究岩层的锚杆、锚索和土地、岩层等摩擦力,进而提升其滑移的抗剪强度,最终阻止山坡位移。
2.施工技术特点分析
        首先,要求土方开挖采用分层开挖方式,开挖一层边坡后进行定位放线,之后进行锚杆锚索钻孔和下锚施工。
        其次,支护方式采用分排预应力锚索施工方法,确保锚索、岩层和外部格构梁锚固,可以通过锚索锚杆和深层岩体抗拔减少岩土可能产生的不良剪力问题。最后,一旦混凝土格构梁达到设计强度后需要立即开展混凝土预应力张拉锚固,尽量不要提前开拉,减少强度不足导致的开裂风险。张拉后要对锚固端点进行封锚,减少锚固端锈蚀风险。
3.施工操作要点分析
        本次施工的边坡需要结合不同的高度、地质情况进行分段施工,若边坡高于20m(超高边坡),此类建议采用坡率法+格构梁支护方式,若出现了花岗岩风化层,也建议采用1:1的坡率,格构梁和锚索支护施工时候要保证一定的竖向间距和水平间距,一般锚杆的间距要在15m左右。
3.1测量放线定位施工
        放线时候应当选用全站仪极坐标放样法布设现场的征地红线范围;此后要精准计算开挖边坡以及相关的平台线,可以将其作为土石方开挖的重要控制线。
3.2清表分析
        在实际的场内大规模开挖前需要清理作业面的植被和根植土,尽量保证回填土的填料满足设计的各项要求。
3.3开挖分析
        采用履带式反铲挖掘机施工,可根据现场边坡的开挖边线和设计坡率自上而下分层刷坡。土方刷坡时候要按照设计坡率施工,保证坡面的各项指标符合设计、规范综合要求;现场要派驻专业技术人员做好现场管理,严格遵循自上而下、分层开挖并支护的原则,做好测量工作;同时也要做好原材料、施工现场监督、施工隐蔽管理等多个环节质量控制,保证边坡的锚杆施工的整体质量。
3.4临时排水沟开挖施工
        为了保证施工质量,建议临时排水沟的设置工作需要按照中长期的总体平面布置图来统一规划和实地施工。要求排水沟的规格需要经过汇水面积计算要按照地区的年平均降水量来计算,可满足防洪要求,而且要和场地的排水系统相连通,都可以保证雨水排放通畅。
3.5边坡修整施工
        可采用全站仪、水准仪进行现场测定,进而作为修整边坡的具体依据,保证锚索和土石方开挖的有效性。
3.6钻孔
        施工采用“三叶钻头直接钻进成孔”、“潜孔锤与空压机联合成孔”两种方式,要求钻孔倾角控制在±2°范围内,允许钻孔深度误差为200mm,技术人员需要掌握钻孔的参数和整体速度。
3.7锚索的制作和安装研究
        锚索的制作分为自由端、锚固长度和二次注浆制作几个部分,可按照施工图纸要求进行实际钻孔深度下料、砂轮片切割下料几种方法。锚索安装时,下料前需要将PVC管插入孔底,并用压缩机产生的气压将残渣从孔底吹出,整个锚索体在实际安装时候需要用铁丝捆扎锚索的底部,但是整个捆扎都要控制在可控范围内,内部的捆扎不能够过紧,预防出现一次注浆后被拔断,也要防止因为钢绞线弯曲积压导致脱落问题。
施工时候可以现将锚索体底部放入孔洞中,采用人工依次推进的方法向内部均匀推进,但是要注意力度,不可用力过猛;要控制下锚固深度范围,达到锚固底部后可要求外露部分在1.5-2m范畴内,保证整个锚固段的长度(如图1所示)。

3.8注浆工艺
        注浆是采用的压实活塞式注浆,采用的是普通硅酸盐水泥,可按照设计要求采用水灰比为0.5的水泥浆;整个锚索注浆采用二次注浆工艺,一次注浆压力可以设置为1-1.5MPa,两小时后可进行二次压力注浆。锚索的底部建议采用底部压力注浆法,可随着注浆慢慢拔除,但是要保证注浆的端口在注浆液内部,整个注浆活动要连续进行且要饱满;为了不影响水泥的正常凝结和硬化,不得采用污水配置水泥泥浆;而注浆泵的压力要符合整体的设计要求,综合考虑注浆过程中,管路损失对整个注浆压力的影响,并严格记录每个孔洞的水泥用量,施加方式。
3.9预应力张拉和锁定
        预应力张拉选用双控法,张拉设备要结合锚杆的材料和锁定力进行分析,张拉前要依次安装锚垫和工作螺母,并套上工具锚,清理锚垫层;后根据张拉荷载要求进行分级施工,保证锚索张拉48小时后进行补充张拉。锚索张拉大最大荷载后稳定10min,后观察油泵压力值判断预应力损失情况,之后卸荷进行锁定;锁定时候要拧紧工作锚螺母,充分挖掘土层潜力。
4.结语
        综上所述,在实际的大型高边坡施工中可采用土方逐层开挖和锚杆支护方式,建议施工单位做好现场管理,有效减少土方二次搬运,可节省混凝土高泵相关问题,以此也能够降低工程的安全性,节约一些安全措施费用。
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