关键词:破碎岩体边坡;锚筋桩;施工技术
由于当前国家经济发展迅猛,信息科技也在持续发展与进步的阶段,如此便促使岩体边坡各种各样的全新的加固方法持续涌现出来,并且这些新方法运用范围甚广,锚筋桩施工技术以其经济、可靠、简捷性、稳定性、抗弯强度大等优势在地下工程加固过程中获得了非常广泛的运用与发展。可是,因为岩土材料具备复杂性,还有工程情况多种多样,所以需要仔细分析锚筋桩的工作原理与其在岩体边坡中的实际运用,只有这样才能真正推进锚筋桩施工技术水平得到显著提高。因而,针对破碎岩体边坡锚筋桩施工技术进行分析和探讨,具有十分重要的现实意义。
一、锚筋桩基本工作原理分析
我们知道,所谓锚筋桩就是进入地层的受拉构件,该构件一边连接工程构筑物,一边与地层深入,这一功能实则是把锚固体及土层粘结摩擦性加大,从而把锚固体承压提升,通过自由段拉力传至地层,接着采取岩土稳定桩身嵌制作用,从而将岩土体进行加固。在岩土中运用较多的就是锚筋桩施工技术,核心是主动加固边坡与坝体等。
大部分从事该行业的人均知道,锚筋桩是以9m长的2到5根直径是30mm左右的钢筋焊接而成的。在平时工作中,相关工作人员于岩石及土质边坡中展开钻孔施工工作,把锚筋桩及注浆管进行捆绑,接着一并插在孔里面,采取注浆管全孔一次注入纯水泥浆液。接下来需要做的事情就是,在场地钻孔施工阶段浇筑的钢筋混凝土桩,因锚筋桩直径非常小,而且钢筋非常密集,因而施工人员常常采取注入水泥砂浆来替换混凝土。锚筋桩结构是以锚头混凝土及桩身砂浆等组合而成的。而桩头则需要浇注在结构物混凝土里面,如此要承载轴心拉力,这样做能加大沿桩孔处的拉力,确保建筑物稳定性,而砂浆锚筋桩处在被动受力情况下。桩身结构根据一般性的钢筋混凝土轴心受拉构件进行设计,钢筋骨架按照单桩设计承受荷载与桩孔直径来开展相应的设计工作。
二、工程概况
本次此次将某一水电站通航建筑物破碎岩体边坡作为例子,通过调查可知,这一水电站通航建筑物于水电站枢纽右岸山体处,存在中间渠道两级垂直升船机,与此同时围绕升船机纵轴线设定成下游引航道,而升船机及中间渠道、通航坝段等,总计长约为1900m。此次工程设定较大的过坝船型实则为500t机动驳,升船机提高最大高度是93m及63m,综合看来整体提升高度是156m。
通航建筑物边坡开挖坡比设定成1:0.75,还有一部分设定为1:0.5。本次岩体边坡经观察发现其为强风化岩层,同时该岩层是破碎型的,而且节理及层间错动带、断层等较多,促使破碎岩体边坡开挖以后非常不稳定,特别是局部。如此一来,极其容易产生塌陷的危险,相关工作人员如若要确保开挖质量,理应先保证破碎岩体边坡的安全性以及稳定性,进而在各级马道设置锚筋桩。
三、破碎岩体边坡锚筋桩施工技术探索
(一)锚筋桩参数设置
本次对于通航建筑物破碎岩体边坡工程下游部分引航道的260m、240m及210m高程马道外边部分增设的锚筋桩,并且将锚筋桩的孔径进行合理设定,最终确定其孔径为175mm,对于孔距方面的设计就是2m,钢筋数量为7根,并且此次钢筋采用的是直径是32mm的钢筋,该长度设定成25m,锚筋桩孔径经过仔细分析,确定为129mm,孔距的设定就是2m,且采取3根直径为32mm的钢筋,其长度设计是15m。
(二)开展锚筋桩施工工艺
第一,造孔。锚筋桩造孔选择使用的是CM351高风压潜孔钻机进行钻孔,而钻孔的直径为175mm,全站仪协调布点,钻孔阶段及时纠正偏差,锚筋桩孔距偏差不应当大于150mm,且钻孔轴线偏差角不应当超出3°。而相关工作人员进行钻孔以前,需要选择合适的钻头尺寸。
1.破碎地质带钻孔。相关工作人员在岩体破碎地带,钻孔的时候,我们可以发现,其非常容易出现塌孔与卡钻等情况。因而,相关工作人员必须要严格注意安排经验较为丰富的钻孔施工工作人员积极将钻头取出来,接下来应当采用水泥浆展开固壁灌浆处理等到凝固之后,必须要重新扫孔钻进。
首先,设置固壁水泥浆水灰比。灌浆材料使用P.O42.5级一般的硅酸盐水泥,同时与要求的质量标准相符。灌浆使用2:1、1:1以及0.5:1,I序孔开灌比级是1:1;而II序孔开灌比级是2:1,灌浆浆液从稀至浓慢慢转变。
其次,取出钻头。钻机于破碎岩体之中钻孔容易发生卡钻的问题,钻孔工作人员在实际钻孔施工过程中,应当关注的问题就是仔细观察钻孔岩粉与钻孔的声音,如果出现岩粉变化与声音异常等情况,需要立即提钻且钻杆需要上下移动,先运用风水联合抬动钻杆处理,经过CM351钻机机械提高力度,展开强制性提升。
再次,进行灌浆与待凝。相关工作人员在孔中插进25mmPVC注浆管与排气管,注浆管插到塌孔位置,使用速凝砂浆将孔口进行封堵,其中速凝砂浆为1:3的水泥砂浆内掺和5%的速凝剂,等到封孔砂浆凝固25小时以后,工作人员需要往孔中灌注0.8到0.5的浓水泥浆,注浆压力需要控制在0.5MPa。倘若达到要求的压力,且吃浆量不超出3L/min的时候,相关工作人员应当连续15分钟以后才可以完结。当注浆工作完成了以后,应当等到水泥浆液达到初凝状态以后,采取100B钻机进行扫孔,扫孔到卡钻及其塌孔的地方。
最后,进行扫孔钻进。固壁灌浆等到凝固12小时以后,需要使用CM351钻机重新进行扫孔钻进,调节钻机的角度以及高度,对准原来的钻孔,继而重新进行扫孔钻进,钻完原孔以后,需要接着加深钻进岩体内。
2.锚筋桩制安分析。第一,锚筋桩制作样图,见图1和图2所示。第二,制作和安装。在进行锚筋桩施工以前,需要相关工作人员对锚筋桩施工的全部原材料展开测量合格。锚筋桩桩体采用前需要采用人工的方式展开除锈以及除油工作。锚筋桩在进行钢筋加工的时候,需要确保锚筋桩杆体彼此间和钢筋以及灌浆管间点焊相接。锚筋桩钢筋使用搭接焊,焊接过程中使用双面焊进行施工。搭接焊的过程中,钢筋应预弯。在场地预制构件安装情况下,节点位置钢筋展开搭接焊的过程中,相关工作人员调直桩体以后,应当依照相关图纸捆绑至回浆管路及对中环。再者,锚筋桩桩体进行安装以前,还需要确保桩体插进孔中长度不低于设计要求的90%以上,与此同时以25T汽车吊配合人工穿进桩孔内。然后应当全面查看锚筋桩对中,同时将其加固好。
图2332型锚筋桩
3.进行注浆。第一,设置砂浆配合。依照有关水电水利工程喷锚支护施工要求与锚杆喷射混凝土支护要求等,配合比基础参数明确且展开试配,试验成果就是:强度级别为M30;水灰比是0.45;水泥为844kg;砂为1076kg,骨料0;水380kg;DHZ-VI1.5kg。第二,展开注浆施工。锚筋桩使用先下桩,后进行注浆的注浆施工工艺,相关工作人员进行注浆施工以前,需开展注浆生产性试验,明确注浆压力。注浆管使用25PVC管,和桩体捆绑牢固,注浆管伴随桩体一并进行安装,同时距离孔底30到100mm。注浆到达回浆管持续出浆,出浆浓度超出进浆浓度的时候,与此同时注浆压力下降低于20%的时候,就可以停止灌浆,灌浆3小时以后,需要再次从回浆管展开补注浆直到孔中充填密实。
锚筋桩需要采用的水泥浆就是M30,而水灰比的设定是0.4。如若要合理保障浆液具有一定的流动性,那么应当倒入3%左右的高效减水剂,且注浆浆液需要采取制浆机在场地展开搅拌工作。再者,应当积极使用YSB-2注浆机展开注浆作业,注浆压力需要挑选0.3MPa。注浆施工进行阶段,突发暂停的间隔时间超出半小时的时候,应当立即使用水与浓度较低的水泥浆润滑注浆管路和设备,待注浆以后直到孔口溢出砂浆就可以停止了。
于岩体破碎地带,岩体节理缝隙发育,有着浆液渗漏较为严重的情况,需要使用嵌缝与限流、限量与浓浆等方式进行解决与处理。
(一)锚筋桩施工质控及检查
相关施工工作人员在对破碎岩体边坡进行锚筋桩施工以前,第一步应当按照场地现实情况,以相关技术人员制定出可以操作实行的锚筋桩施工专项对策与施工指导手册,接着再根据相关施工设计图纸与施工要求,把锚筋桩详细的每一项施工技术规定与施工工艺给关键操作人员展开具体的技术交底。与此同时,规定施工的各道程序均需要严格根据三检制组织验收,同时需要组织监理工程师进行验收。在进行造孔施工钻进的阶段,需要由质检人员使用量角器以及铅垂线随时展开孔斜检测,且规定钻孔轴线偏差不应当超出3°,而孔深度的偏差不应大于±50cm。当造孔施工做好以后,需要相关工作人员采用高压风把孔里面的石渣吹干净,接着对钻孔的孔深与孔倾角、还有孔里面的羼杂清洁等根据要求展开严格把控与验收。锚筋桩根据施工设计图纸焊接加工好以后,需要在安装以前交由质量检测人员对各个环节进行验收,比如锚筋桩加工的长度、焊接水平与质量、对中钢筋安装与注浆管设置等,当以上这些均验收合格以后,需要立即进行安装,在锚筋桩加工与安装过程中,施工阶段需要以质量检测人员到现场进行旁站监督与管理,保证焊接安装质量。
锚筋桩于工程施工质量控制中,比较关键的部分当属于锚筋桩注浆密实性,注浆密实性必须要充分满足相关的设计规定,否则必然会促使锚筋桩及岩体无法整体受力,而且可能会导致在孔里面构成空腔,还有桩体钢筋裸露,这样一来会促使锚筋桩钢筋产生锈蚀的情况,这样会给破碎岩体边坡锚筋桩受力情况及其持久性带来不好的影响。本次工程合约规定以物探及声波测试查看锚筋桩注浆密实性,破碎岩体边坡是732锚筋桩120束左右,332锚筋桩70束,因而总共是190束。当本次施工结束七天以后,应当即刻采取无损检测锚筋桩注浆密实性,还有场地。本次场地则需要组织监理工程师进行全面检查,查看比例是10%,而锚杆杆体场地均比设计长度大一些,注浆的密实性超出了80%左右,因而最终的合格率是百分之百的。
结束语
综上所述,此次以某通航建筑物锚筋桩钻孔施工进行探讨,分析使用了高风压CM351钻机展开造孔施工,锚筋桩焊接好以吊车吊运进孔,与此同时使用可靠且合适的注浆施工工艺,确保了本次工程锚筋桩施工质量,保证了破碎岩体边坡的稳定性。除此以外,进行锚筋桩施工时,需要注意的问题:钢筋束需要焊接稳固,同时焊接对中环,其外径需要小于孔径10mm,而一个钢筋束于孔中最少需要有2个对中环;锚筋桩验收依据注浆锚杆检查方式与数目等标准实施;注浆管与排气管需要加固于锚筋桩体上,同时维持畅通。总而言之,锚筋桩施工技术有很多优点,所以对别的相近的工程同样具有良好的借鉴作用,需要相关人员作出一定的努力,进一步探究其技术应用策略。
参考文献:
[1]杨亚平,杨有林,穆玉生.金川矿区深部高应力破碎岩体巷道支护技术研究及应用[J].中国矿业,2018,27(11):99-103.
[2]虞阳.高陡破碎岩体边坡支护安全控制[J].广东水利水电,2018(09):58-60.
[3]寇昊,李宁,郭双枫.地震作用下岩体边坡破坏机制及稳定性研究进展[J].水利水电科技进展,2018,38(04):81-88.
[4]廖廷周,刘韬,曾耀.破碎岩体边坡稳定性分析及治理对策研究[J].中国水运(下半月),2016,16(07):319-321.
[5]谢振华,贾志云,杨栋.露天矿边坡分层多次高压注浆机理研究及应用[J].工业安全与环保,2016,42(01):61-65+95.