范軒華
摘 要:在經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展下,公路建設(shè)取得了非常明顯的進(jìn)步,在國計民生中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)在公路施工中具有非常廣泛的應(yīng)用,能夠有效提高土體的穩(wěn)定性。本文結(jié)合具體的工程案例,對錨索設(shè)計的原理以及在預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)在公路高邊坡施工中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討。
關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù);公路高邊坡;應(yīng)用
隨著我國國民對公路質(zhì)量要求的不斷增高,傳統(tǒng)公路高邊坡防滑技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)今人們?nèi)招略庐惖男枨?,在?dāng)今形勢下需要進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新才能保證施工企業(yè)在激烈市場斗爭中的重要地位,預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)就是在這一嚴(yán)峻形勢下應(yīng)運而生的,其在公路高邊坡施工中的應(yīng)用為公路整體質(zhì)量提供了強有力的保障。
1 工程概況
本文在預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)研究分析中所選取的公路路塹邊坡處于中低山地貌區(qū),整個地形呈斜坡狀分布,地形的相對高度在55 cm上下,地面標(biāo)高的平均范圍在850~950 cm以內(nèi),據(jù)勘察調(diào)查資料顯示,該邊坡最大可開挖的深度應(yīng)控制在52 cm左右。該公路邊坡巖石相對比較軟弱,遭遇雨水天氣易發(fā)生泥化現(xiàn)象,遇風(fēng)則較容易風(fēng)化,邊坡巖體位于滑巖層,因此坡體的穩(wěn)定性較差,在邊坡施工中一定要注意這一問題,并且公路滑坡地段有地下水分布。
2 預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)在公路高邊坡施工中的應(yīng)用意義
預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)在公路高邊坡施工中具有較強的應(yīng)用意義,其貫徹公路高邊坡施工中的多個環(huán)節(jié),例如鉆孔、安防、錨索組裝、灌漿、鎖定以及封錨等施工工藝都需要以預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)為支撐。該公路邊坡高度較大,并且坡度較為陡峭,因此在施工中僅采用適應(yīng)性較強的輕型設(shè)備,本工程在施工中采用的是YG800型的全風(fēng)動潛孔鉆機,該設(shè)備質(zhì)量較輕,能夠?qū)崿F(xiàn)整個機械設(shè)備的提升,并且該設(shè)備在應(yīng)用中隨意性較大,可以隨意調(diào)整鉆機的傾斜角以及方位,滿足了公路高邊坡施工要求,再加上預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)的應(yīng)用,不僅能夠保證公路高邊坡施工質(zhì)量,同時還能夠提升施工進(jìn)度,對施工企業(yè)的發(fā)展具有一定的積極作用。
3 錨索設(shè)計的原理
對于錨索來說,可以將滑動土體所產(chǎn)生的拉力傳遞給公路巖土里面的高邊坡結(jié)構(gòu)。一般情況下,錨索是由錨頭、錨固段和自由段所構(gòu)成的。錨頭作為進(jìn)行錨索張拉固定施工作業(yè)的位置,一般情況下,錨頭是由錨具、墊板和保護(hù)帽組成的。錨固段就是將遠(yuǎn)端拉力傳遞給穩(wěn)定的巖土里面。自由段則是將錨頭拉力傳遞給錨固段中間位置,一般具有注漿塞、防腐結(jié)構(gòu)兩部分組成。除此之外,錨索還具有注漿塞和支架等多種配件結(jié)構(gòu)而成。為了使錨索能夠承受外力的作用,在規(guī)定的工期內(nèi),就可以確保公路高邊坡施工能夠順利的完成,從而可以確保土體的加固性能。
4 預(yù)應(yīng)力錨索施工準(zhǔn)備
4.1 主要施工設(shè)備選擇
(1)成孔設(shè)備選擇
在高速公路施工中,由于需要加固的邊坡具有高度大、陡峭等特點,為了保障施工質(zhì)量,必須選用適應(yīng)性很強的輕型設(shè)施。在實際應(yīng)用中,QZ-120K潛孔鉆機,可以任意調(diào)整機械設(shè)備傾角和方位,從設(shè)計層面來看,它很容易滿足施工要求。由于該鉆機具有很輕的質(zhì)量,1.5到2t的氣動絞車,就能實現(xiàn)整個設(shè)備提升。QZ-120K型鉆機不僅能進(jìn)行人工搬遷,還具有結(jié)構(gòu)簡單的特征。鉆機動力采用的是作業(yè)簡單、移動方便、動力形式單一的全風(fēng)動形式,動力一般隱藏在整個鉆機的孔底,具有鉆孔速度快、效率高,方便高邊坡鉆孔施工的特征。為了保障施工質(zhì)量,在鉆孔設(shè)計時,必須杜絕用水,使用無水鉆進(jìn)工藝的同時,降低施工成本,簡化配套設(shè)施,進(jìn)而不斷提高施工工藝。
(2)動力設(shè)備、張拉設(shè)備
在動力機設(shè)備選擇中,空壓機作為鉆機最主要的動力設(shè)備,對鉆機成孔質(zhì)量以及鉆孔深度具有重要影響。根據(jù)實際施工要求,鉆機耗風(fēng)量一般在9到12立方米左右,通過2臺12立方米的移動式空壓機,協(xié)助2臺鉆機施工。在張拉設(shè)備以及灌漿施工中,由于整個工程單孔式灌漿量較少,通常使用砂漿灌注的方式進(jìn)行施工。張拉設(shè)備一般選用YCD-1500的配套式高壓油泵以及千斤頂。
4.2 預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計
根據(jù)施工需求,在預(yù)應(yīng)力體系中,使用OVM15—4夾片型錨具、低松弛高強鋼線以及膠結(jié)式的錨固段構(gòu)成對應(yīng)的群錨體系,也就是OVM錨固狀態(tài)。在錨索參數(shù)設(shè)置中,預(yù)應(yīng)力根據(jù)施工要求,使用對應(yīng)的低松弛高強鋼絞線,超張拉應(yīng)力為整個噸位設(shè)計的105%,每根錨索噸位設(shè)計為400KN;同時,每根錨索分別由4根鋼絞線構(gòu)成,鋼絞線對應(yīng)的砍斷強度達(dá)到1860MPa。
5 預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)在公路高邊坡工程中的施工工藝研究
5.1 預(yù)應(yīng)力錨索鉆孔施工
預(yù)應(yīng)力錨索鉆孔是公路高邊坡施工中的基礎(chǔ)部分,也是公路高邊坡施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),鉆孔質(zhì)量直接影響公路高邊坡施工整體質(zhì)量。因為預(yù)應(yīng)力錨索鉆孔施工會受地質(zhì)環(huán)境等多種因素的影響,所以在預(yù)應(yīng)力錨索鉆孔施工前應(yīng)對公路高邊坡實際情況進(jìn)行實地勘察,根據(jù)地質(zhì)地形等實況確定鉆孔方法,案例中所選取的公路在鉆孔施工中采用的是回轉(zhuǎn)沖擊干鉆方法。在鉆孔過程中為了保證孔位滿足相關(guān)施工規(guī)范,所以在鉆孔施工前,首先應(yīng)確定高邊坡鉆孔區(qū)域范圍以及鉆孔的大致孔向與角度,其次在腳手架搭建過程中應(yīng)嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行施工操作,需要在腳手架上安裝專用鋼管,并將其固定,而后將鉆孔機安裝在專用鋼管的合理位置上,鉆孔機安裝完畢后利用羅盤確定鉆孔機的具體位置。
5.2 編制錨索與下索施工
在編制錨索之前,需要對材料用量進(jìn)行精確計算,確保計算結(jié)果無誤后再對錨索實施下料操作,那么要保證預(yù)應(yīng)力錨索相關(guān)計算的準(zhǔn)確性,就要按照施工規(guī)范以及相關(guān)計算公式得出錨索編制需要的鋼絞線預(yù)應(yīng)力長度,鋼絞線預(yù)應(yīng)力長度通常用L表示,鋼絞線預(yù)應(yīng)力長度計算公式為:L=Ls+Lf+Lm+Ld+a。公式中的Ls是指錨索深度,Lf是指測力厚度,Lm是指錨具厚度,Ld是指機械設(shè)備的張拉位移程度,a是指對張拉設(shè)備之外長度的調(diào)節(jié)作用。計算出施工中實際需要預(yù)應(yīng)力的長度,結(jié)合施工實際情況進(jìn)行合理施工。在下索施工中,應(yīng)以工程實況為依據(jù),利用一定量的鋼絞線進(jìn)行錨索施工,并利用切割機對已經(jīng)切割好的鋼絞線進(jìn)行有效檢查,在施工中要避免鋼絞線出現(xiàn)松散、銹蝕以及鋼絞線磨損等狀況,對于有質(zhì)量問題的鋼絞線應(yīng)及時更換。
5.3 灌漿、預(yù)應(yīng)力張拉以及封錨施工操作
公路高邊坡灌漿施工可以分為自由段灌漿與錨固段灌漿,灌漿是預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)施工中的重要施工環(huán)節(jié),其質(zhì)量與預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)的穩(wěn)定性有著直接性聯(lián)系。灌漿中常采取的灌漿材料為水泥漿,其具有高強度、易灌注、膨脹性小等優(yōu)勢,并且無腐蝕作用,益于灌漿施工。預(yù)應(yīng)力張拉施工一般應(yīng)選擇在灌漿一周之后,在預(yù)應(yīng)力張拉試驗親,需要對抗拉力進(jìn)行試驗,試驗合格后需要按照相關(guān)施工規(guī)范進(jìn)行操作,張拉施工操作完畢后,為了進(jìn)一步提升預(yù)應(yīng)力錨索施工質(zhì)量,應(yīng)采取封錨施工操作,使巖體內(nèi)部應(yīng)力與施工要求保持一致性,為了保證公路使用壽命,注漿壓力應(yīng)控制在0.1~0.2 MPa范圍內(nèi),利用相應(yīng)的砂漿進(jìn)行封錨操作,為了封錨的順利性,應(yīng)在錨頭外部涂抹潤滑油。
6 總結(jié)
綜上所述,在公路施工中,預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)具有非常重要的應(yīng)用,在一定程度上發(fā)揮了有效的防護(hù)作用。在公路高邊坡施工中,必須結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況,做好成孔設(shè)備、動力設(shè)備、張拉設(shè)備的選擇,提高預(yù)應(yīng)力錨索鉆孔施工、編制錨索與下索施工、灌漿、預(yù)應(yīng)力張拉以及封錨施工的質(zhì)量,通過切實有效的措施,提高公路邊坡的穩(wěn)定性,使公路質(zhì)量得到進(jìn)一步的提高,為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出積極有益的貢獻(xiàn)。
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