关键词：市政道路 高边坡施工技术 锚索 加固
0 引言
市政道路建设时作为一个社会公益性的项目,多是分布在城市的建成区域,受环境、交通以及场地等因素的局限,工期要求比较紧,所以,在市政工程中出现轻质量、轻技术等现象,工程整体质量存在较大问题,特别是高边坡加固施工质量方面相对严重。结合工程实例,对市政道路高边坡施工技术的实际使用展开相关探讨。
1 工程案例
坂澜大道为南北向干线性城市主干道,跨龙岗、宝安两区,南北段分别位于龙岗坂田街道和宝安观澜街道。线路南起现状贝尔路及吉华路,途经规划稼先路、环城北路、规划坂李大道,跨越机荷高速公路,终点接现状环观南路。本标段为坂澜大道Ⅳ标段,为坂澜大道与机荷高速公路互通立交以及与规划建设中的樟坑径石油气仓储基地的联络道路。
2 工程地质条件
根据钻探揭露,跟本次边坡防护有关的地层结构自上而下有人工填土层、第四系冲积层、坡积层、残积层,下伏基岩为燕山期粗粒黑云母花岗岩。现分述如下：①人工填土层。②第四系坡积土层。③第四系残积土层。④燕山期晚期。
3 市政道路高边坡加固施工技术
高边坡加固施工技术的应用前提是开挖边坡。基本是按照“由上到下、分级施工、开挖跳槽以及提早支护”的施工原则进行边坡开挖,同时还强调防护工作,在开挖的同时把土方运走。在开挖边坡中必须确保边坡的平整度、破率以及稳定性；对于岩体破碎的地段以及岩层倾向和坡面为小夹角的地段,应该隔断再行开挖,开挖时要注意边坡的排水设计。具体为：
3.1 开挖的方式为：确保边坡的稳定性以及质量,可以使用预裂光面的爆破施工方法,应用小孔径的手风钻对复杂的地质地段钻孔,应用弱松动的爆破方式将复杂地质地段整修成型,采用浅孔爆破的方法对平台进行施工,采用人工辅助以及机械开挖的方法对地质边坡进行施工。
3.2 边坡排水方面：首先是做好截水沟,以将地下水引走。顺着坡顶的走向做好排水沟,以疏导雨水,并做好滑坡。截水沟的沟底需加耳墙,以保证其的稳定性。排水沟以及截水沟的排水设施应该要衔接顺畅,不可出现积水或者渗水等现象。
3.3 验收：在开挖好边坡之后,应该对边坡的尺寸、坡度以及平整度等的施工技术的相关质量指标展开验收,任何不达标的施工必须修正,直至达标。
4 边坡的预应力锚索加固
本工程CK0+120～CK0+350,道路右侧,最大坡高约40m,由下向上共分6级,设计坡率由上向下分别为：1：1、1：0.75,支护方式均为锚杆及框架梁。
边坡的预应力锚索加固起着主动受力之用,通过运用后张法原理以让边坡稳定下来。通过在稳定的或者完整的地层之中的锚固段设置锚索,以提供足够的锚拉力, 经自由段来不断实现预加的应力,将在坡面上设置成顺坡型的钢筋混凝土作为抑制体的框架,经锚夹具给锚索施加相应应力之后,锁定于枢架之上,最后把边坡表层的不稳定层固定于边坡稳定的下表层上,以增加边坡的稳定性。
大致的施工工艺为：开挖土石方→测量以及放线定位→准备钻机→安装钻杆→设置孔位→设置合理角度→钻孔→上提钻杆→清理钻孔→置入钢筋→灌浆→张拉锚筋→养护。在这些工艺中,最主要的工艺为钻孔、注浆、张拉封锚,以下对这三项施工工艺的使用以及注意事项做重点分析。
4.1 钻孔。①锚孔钻进应采用无水干钻。在锚固段造孔过程中,为了满足锚固要求,不得采用泥浆。成孔后需要排出孔岩粉,碎屑及积水等,确保孔内的干燥性,以及孔壁干净粗糙。②选择钻孔机具：在选择钻孔设备的过程中,需要结合锚固地层的类型、钻孔深度、钻孔直径、锚固场地的实际情况。③施工过程中,严格遵守设计图纸规定的锚索间距、倾角、高程等,当地形条件影响施工时,同现场监理拟定新孔位。④钻孔偏差：较好岩石地基为1/100～1/200；较深的钻孔可适当放宽要求。⑤在穿钢绞线前应用高压水洗孔,确保锚孔清洗干净。
4.2 注浆
4.2.1 注浆工艺要求：配制水泥砂浆需要选用高于42.5号、生产日期在3个月内的新鲜硅酸盐水泥,水灰比为0.45,泌水率控制在2%,最大不超过3%。
4.2.2 制浆注浆。①采用搅拌机搅拌浆液,稠度符合规定要求,直到均匀,缓慢搅拌,直到灌浆结束。具体操作流程为：先放水,再放水泥,最后放砂。投料完成后,需要在规定的时间内完成搅拌。②在灌浆过程中,孔内的气、水等要严格排除,且灌浆质量不能受到影响,同时不影响锚固体与孔壁之间的接合力。③在浆体未凝固之前,不能对锚索进行移动,同时进行养生。④对于锚孔浆液容量,通常情况下取设计用浆量的120%～130%,受裂缝发育、空洞、溶缝的影响和制约,超灌现象时有发生。⑤灌浆过程中,如果孔道出现阻塞,通常需要更换注浆口,同时排出第一次灌入的水泥浆,避免两次灌入的水泥浆之间存在气体。为了确保注浆质量,锚索下入孔后6 小时进行注浆。如果孔中存有地下水的,造孔成孔后4 小时内不能进行下锚时,需要重新进行洗孔,然后进行下锚,在洗孔过程中,需要进行速洗、速设锚、速注浆。对锚索注浆时,当锚孔水泥浆面稳定后,进行灌浆,如果浆面不稳定时,需要进行等待,同时缓慢加压注浆,不稳定不得停灌。
4.2.3 灌浆压力：为了提高锚索的承载能力,通常情况下,需要将灌浆压力控制在0.4～0.8MPa。在岩层中,对于无裂隙的灌浆压力一般可取低值,存在裂隙时,在下锚前采用自流预灌浆。
4.3 张拉与锁定。在灌浆体及抑制件、结构物砼工程达到龄期强度后,对预应力锚索进行张拉,同时施加相应的预应力,对于设计规定的承载力,通过张拉试验或验证试验的方式进行确定。4.3.1 张拉设备：①选用带有说服力压力计的双向伸长的双头千斤顶作为张拉千斤顶,在每个工点施工之前,需要对千斤顶进行校验。②在下列情况下,需要对千斤顶重新标定：a使用三个月；b严重漏油；c损伤主要部件；d引伸量出现偏大或偏小。③根据有关规定要求,对于千斤顶的内摩阻,在张拉前进行检查,否则停止使用。④千斤顶和油泵必须配套标定和配套使用。
4.3.2 锚具：①锁定钢绞线的锚具必须采用质量好的大厂合格产品。②对锚具及垫板孔口内有无毛刺情况进行逐个检查,不准使用带有毛刺的锚具或垫板。③通过防锈漆对锚具和夹片进行处理,不能使用有锈、有水及带杂物的锚具和夹片。④采用防护油涂层对夹片与钢绞线卡紧部分进行防护,采用砼封闭的方式对锚具及锚索的外露头进行防护,使锚具处于碱性环境中。
4.3.3 张拉：①确定施工张拉预应力值。②初值预拉：在张拉前对单根钢绞线须选定吨位进行预拉,使每根钢绞线处于初始的相同受力状态。③预应力张拉：张拉时应将施加的预应力值分成3～5级进行循环张拉,每级的张拉荷载为设计张拉力的1/3～1/5。④锚索张拉时,一定要将锚索扶正与工作台垂直后,再安装千斤顶,张拉时应设架保证千斤顶与工作台面垂直,确保各根钢绞线受力均匀。⑤每次张拉应有完整的原始记录。⑥需要固定预应力张拉工作班组,张拉工作需要在有经验的预应力张拉工长的指导下进行张拉,此项工作不允许临时工承担。
4.3.4 锁定封锚：①确认锚索承载能力后,全部锚索张拉够吨位,产生工作效果后,可切断外露的工作钢绞线,但就在锚具顶面外留80～100mm线头,不宜留得太短,以防钢绞线拽滑掉入而失效,然后采用防腐涂料仔细涂刷外露钢件。②锚索锁定后48小时内若发现有明显的应力松弛时,应进行补偿张拉。
5 结语
市政道路存在的主要质量问题是高边坡土层滑移、岩层不稳定等,加强高边坡施工技术有很多种,在本工程中得到了很好的应用,特别是预应力锚索加固的应用,保证了施工中困难路段的施工质量,最终提高了本市政道路的整体质量。应用预应力锚索加固高边坡,有受力条件好,设计位置灵活和施工速度快等优点,并能根据边坡开挖情况动态调整预应力锚索设计参数,既有效保证了岩体的稳定性,又给施工及行车创造了安全条件。
参考文献：
陆李生.预应力锚索框架公路边坡防护质量控制措施.中国新技术新产品,2010.
郭永建.岩质边坡卸荷作用对铁路交通运营的影响分析.水利与建筑工程学报,2010.
王涛.谈预应力锚索高边坡防护.工程建设与设计,2011.
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