孫力虹

(張家口城投路橋工程有限公司)

1 概 述

噴錨網(wǎng)支護(hù)是靠錨桿、鋼筋網(wǎng)和混凝土層共同工作來提高邊坡巖土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗變形剛度,減小巖(土)體側(cè)向變形,增強(qiáng)邊坡的整體穩(wěn)定性。主要適用于巖性較差、強(qiáng)度較低、易于風(fēng)化的巖石邊坡;或雖為堅(jiān)硬巖層,但風(fēng)化嚴(yán)重、節(jié)理發(fā)育、易受自然營力影響、導(dǎo)致大面積碎落,以及局部小型崩塌、落石的巖質(zhì)邊坡;或巖質(zhì)邊坡因爆破施工,造成大量超爆、破壞范圍深入邊坡內(nèi)部,路塹邊坡巖石破碎松散、極易發(fā)生落石、崩塌的邊坡防護(hù)。張家口市城市快速路路段K 5+850～K6+355,因深切路塹,造成左邊坡高達(dá) 20m,右邊坡高 18m的高陡路塹石質(zhì)邊坡。由于施工隊(duì)伍采用大爆破作業(yè),使得左、右邊坡破碎松散,犬牙交錯(cuò),時(shí)有落石現(xiàn)象發(fā)生,嚴(yán)重影響后續(xù)工序的施工和將來的營運(yùn)安全。為了使松散巖石邊坡不出現(xiàn)落石、崩塌現(xiàn)象,確保行車安全,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,決定采用噴錨網(wǎng)支護(hù)方案進(jìn)行防護(hù)。

2 設(shè)計(jì)方案及材料要求

張家口市城市快速路邊坡系采用大型爆破施工形成的,巖層多為塊狀的層間結(jié)合較好的中厚層或厚層石灰?guī)r體結(jié)構(gòu)。由于前期爆破施工未采用將開挖區(qū)和保留區(qū)分開來的預(yù)裂爆破方式,使得巖層受一定的爆破影響,局部有層面張開裂縫,邊坡破碎松散、犬牙交錯(cuò),時(shí)有落石現(xiàn)象發(fā)生;根據(jù)路塹邊坡現(xiàn)狀,將需要加固防護(hù)的邊坡分噴錨掛網(wǎng)防護(hù)和素噴混凝土防護(hù)兩種類型;對(duì)邊坡較高、坡面松散破碎嚴(yán)重,且破碎巖層較厚的地方采用噴錨網(wǎng)防護(hù);而對(duì)那些邊坡較低,只有少量裂縫,破碎不嚴(yán)重的地方則采用素噴混凝土防護(hù),如路線前進(jìn)方向的右側(cè)邊坡因邊坡較低,破碎不嚴(yán)重,大部分采用了速噴混凝土保護(hù) 。

2.1 構(gòu)造設(shè)計(jì)方案

(1)噴射混凝土厚度采用 10 cm,噴射混凝土標(biāo)號(hào)為C20細(xì)石混凝土。

(2)錨桿采用 Φ22鋼筋;錨固深度視邊坡巖層的破碎程度及破碎層的厚度而定,一般取 1.5m。為防止錨桿滑出,錨桿必須置于較好的巖層面以下一定深度;錨桿孔的深度應(yīng)大于錨固深度 20 cm,并用 1∶3～1∶4的水泥砂漿固結(jié);錨桿間距采用 2.0m×2.0m,梅花型布置。

(3)鋼筋網(wǎng)的孔眼尺寸采用 20 cm×20 cm的方孔,鋼筋采用 Φ6。

2.2 材料選擇要求

(1)水泥:應(yīng)優(yōu)先選用 425#普通硅酸鹽水泥;也可選用礦渣硅酸鹽水泥或火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥,水泥標(biāo)號(hào)不得低于325#,性能符合現(xiàn)行水泥標(biāo)準(zhǔn)。

(2)砂:應(yīng)采用堅(jiān)硬耐久的中粗砂,細(xì)度模數(shù)宜大于2.5,含水率值控制在 5%～7%。

(3)骨料:應(yīng)采用堅(jiān)硬耐久的碎石或卵石,粒徑不宜大于 15mm;當(dāng)采用堿性速凝劑時(shí),不得使用含有活性二氧化硅的石材。

(4)外加劑:應(yīng)選用符合質(zhì)量要求的速凝劑,摻速凝劑后的噴射混凝土性能必須滿足設(shè)計(jì)要求。

(5)水:混合水中不應(yīng)含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害物質(zhì),不得使用污水以及pH值小于 4的酸性水。

2.3 混合料的配合比設(shè)計(jì)

(1)水泥與砂石之重量比為 1∶2∶2 ～ 1∶2∶3;

(2)砂率宜為 45%～55%;

(3)水灰比宜為 0.4～0.45;

(4)速凝劑摻量應(yīng)通過試驗(yàn)確定。

3 施工方法及技術(shù)措施

噴錨網(wǎng)支護(hù)的施工程序是搭設(shè)腳手,整修邊坡,制作安裝設(shè)施排水孔,第一次噴射混凝土,錨桿鉆孔、注漿,掛網(wǎng),第二次噴射混凝土,養(yǎng)生,拆除腳手架。

3.1 搭設(shè)腳手架

腳手架搭設(shè)前必須先對(duì)現(xiàn)有邊坡的穩(wěn)定情況進(jìn)行觀察,確定安全后再搭設(shè)腳手架。鋼管支架立柱應(yīng)置于堅(jiān)硬穩(wěn)定的巖石上,不得置于浮渣上;立柱間距 1.5m。架子寬度 1.2～1.5m;橫桿高度 1.8m,以滿足施工操作;搭設(shè)管扣要牢固和穩(wěn)定;鋼架與壁面之間必須楔緊,相鄰鋼架之間應(yīng)連接牢靠,以確保施工安全。

3.2 坡面整修

由于現(xiàn)有的巖石邊坡破碎松散且不平整,故必須將松散的浮石和巖渣清除干凈。處理好光滑巖面;拆除障礙物;用石塊補(bǔ)砌空洞;用高壓水沖洗受噴面;對(duì)邊坡局部不穩(wěn)定處進(jìn)行清刷或支補(bǔ)加固;對(duì)較大的裂縫進(jìn)行灌漿或勾縫處理;在邊坡松散空洞處和坡腳處設(shè)置一定數(shù)量的泄水孔,預(yù)留的長度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)確定布設(shè)。

3.3 噴射混凝土作業(yè)

(1)噴射作業(yè)前必須對(duì)機(jī)械設(shè)備,風(fēng)、水管路和電線等進(jìn)行全面檢查及試運(yùn)轉(zhuǎn)。

(2)噴射混凝土之前,用清水將坡面沖刷干凈,濕潤巖層表面,以確保粘結(jié)良好;采用氣腿式鑿巖機(jī)鉆孔,孔徑50mm;根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況確定錨桿深度一般為 1.0～1.5m,鉆孔要垂直邊坡面。錨桿采用 22mm鋼筋,間排距20 cm,梅花型布置。

(3)如遇巖石過于堅(jiān)硬須采取加水的方式鉆孔,鉆孔時(shí)必須隨機(jī)鉆速度鉆進(jìn),不能強(qiáng)加壓力沖鉆,以免影響邊坡巖石的穩(wěn)定。

(4)采用壓力泵將 1∶1的水泥砂漿注入錨孔。如遇空洞不能加壓太大,要保持 0.1MPa的工作壓力。注漿時(shí)注漿管應(yīng)插至孔底 5～10 cm處,隨砂漿的注入緩慢勻速拔出。注漿要保證砂漿飽滿,不得有里空外滿的現(xiàn)象。

(5)注完漿后,立即插入錨桿,若孔口無砂漿溢出,應(yīng)及時(shí)補(bǔ)注砂漿。

3.4 掛網(wǎng)

(1)先將 Φ6鋼筋調(diào)直,按邊坡形狀尺寸取料加工,按網(wǎng)孔 20 cm×20 cm的規(guī)格編織好鋼筋網(wǎng),分布要均勻,綁扎要牢固。

(2)編好鋼筋網(wǎng)后,與錨桿交接處必須進(jìn)行焊接,以保證噴射混凝土?xí)r鋼筋不晃動(dòng)。

(3)鋼筋網(wǎng)必須緊貼混凝土表面,以保證鋼筋網(wǎng)保護(hù)層厚度。

3.5 養(yǎng)生

(1)當(dāng)最后一次噴射的混凝土終凝 2 h后,立即噴水養(yǎng)護(hù),每天至少噴水四次。養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般不得少于 7 d。

(2)在終凝后第一次噴水養(yǎng)生時(shí),壓力不宜過大,以防止沖壞噴射混凝土防護(hù)層表面。

(3)氣溫低于 5℃時(shí),不得噴水養(yǎng)護(hù)。

(4)在養(yǎng)生過程中如果發(fā)現(xiàn)剝落、外鼓、裂紋、局部潮濕、色澤不均等不良現(xiàn)象,應(yīng)分析原因、采取措施進(jìn)行修補(bǔ),以防后患。

4 現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理與檢測(cè)

4.1 現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理措施

(1)嚴(yán)把鋼筋、水泥、砂石、速凝劑等原材料質(zhì)量關(guān),并嚴(yán)格按配合比施工。

(2)嚴(yán)格操作規(guī)程:根據(jù)生產(chǎn)需要,專門制訂出錨桿施工操作規(guī)程、噴射混凝土操作規(guī)程以及化驗(yàn)制度、機(jī)具測(cè)試維修制度、新工藝和新技術(shù)的推廣制度等,使每一位施工人員都熟悉并掌握操作規(guī)程和技術(shù)要求。要求工人嚴(yán)格按操作規(guī)程施工,加強(qiáng)對(duì)其責(zé)任心的教育。

(3)加強(qiáng)對(duì)操作人員的培訓(xùn)。尤其是噴射手、攪拌人員、噴射機(jī)操作人員,一定要選擇責(zé)任心強(qiáng)、技術(shù)熟練的工人擔(dān)任,以保證噴射混凝土的質(zhì)量。

(4)合理選擇施工設(shè)備、機(jī)具和施工方案。施工前選好設(shè)備、機(jī)具,良好的機(jī)具是保證質(zhì)量的基礎(chǔ)。在選擇施工方案時(shí),要深入調(diào)查,進(jìn)行測(cè)試研究,采用工程類比法,優(yōu)化選擇適合本工程的支護(hù)方式和施工方法。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè)

(1)強(qiáng)度檢測(cè)。噴射混凝土必須做抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),試塊在工程施工中抽樣制取,在噴射作業(yè)面附近,將模具敞開一側(cè)朝下,以 80°(與水平面的夾角)左右置于墻腳:先在模具外的邊墻上噴射,待操作正常后,將噴頭移至模具位置,由下而上,逐層向模具內(nèi)噴滿混凝土。將噴滿混凝土的模具移至安全地方,用三角抹刀刮平混凝土表面。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù) 7 d后,將混凝土加工成邊長為 100mm的立方體試塊。繼續(xù)在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)至 28 d齡期后,進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。本工程共計(jì)試件 30組,經(jīng)測(cè)試,結(jié)果如下:

平均值 f＂cc=22.45MPa;

標(biāo)準(zhǔn)差sn=1.25MPa;

最小值 f＂ccmin=20.5＞0.85 ×20=17MPa。

根據(jù)《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》(GBJ86-85),本工程質(zhì)量合格條件為 f＂cc-kcSn＞0.85 fcc。

即 22.45-1.6×1.25=20.5＞0.85×20=17.0MPa,滿足要求。

(2)厚度檢測(cè)。

用鑿孔法檢測(cè)。根據(jù)《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》,“每個(gè)斷面上,全部檢查孔處的噴層厚度,60%以上不應(yīng)小于設(shè)計(jì)厚度;最小值不應(yīng)小于設(shè)計(jì)厚度的一半;同時(shí),檢查孔處厚度的平均值,不應(yīng)小于設(shè)計(jì)厚度值。”本工程共檢測(cè) 40點(diǎn),結(jié)果如下:

平均值X=10.8 cm＞10 cm;

最小值 Xmin=6.2 cm＞0.5×10=5 cm,符合要求。

(3)錨桿間排距檢測(cè)。

錨桿間排距是錨桿施工質(zhì)量的一項(xiàng)主要考核指標(biāo),是錨桿能否發(fā)揮支護(hù)作用的保證條件之一。本工程中,在錨桿被噴射混凝土覆蓋前,主要采用在工作面用尺直接量測(cè)的方式進(jìn)行檢測(cè),共檢查 15點(diǎn),其中 13點(diǎn)合格,符合《錨噴支護(hù)工程質(zhì)量檢測(cè)規(guī)程》(MT/5015一 96)的規(guī)定要求。

(4)外觀感檢測(cè)。

觀感檢測(cè)一般采用人工觀測(cè)的方法,包括目測(cè)法和實(shí)測(cè)法兩種。工程完工后,該工程坡面平順、線型流暢,無漏噴、離鼓、裂縫、鋼筋網(wǎng)外露現(xiàn)象,地表及坡面排水處理得當(dāng),無漏水現(xiàn)象,符合規(guī)范要求。

5 結(jié)束語

(1)噴錨網(wǎng)支護(hù)可提高高陡邊坡巖土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗變形剛度,增強(qiáng)邊坡的整體穩(wěn)定性。

(2)應(yīng)根據(jù)邊坡巖土體現(xiàn)狀,合理選擇噴射混凝土的支護(hù)措施、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

(3)合理選擇施工程序、工藝和技術(shù)措施是保證噴錨網(wǎng)支護(hù)工程質(zhì)量的關(guān)鍵。

(4)制訂行之有效的現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理措施非常必要。對(duì)噴錨網(wǎng)支護(hù)要對(duì)噴射混凝土強(qiáng)度厚度、錨桿間排距、抗拔力、外觀感等方面進(jìn)行檢測(cè),嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。