锚杆格构梁在边坡支护工程中的应用论文_贾德田

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摘要:深圳市南山区西丽镇南方科技大学校区建设一期I标段边坡治理工程,本工程分体育馆、游泳馆和风雨操场三个单体建筑。由于边坡局部较为陡峭,需对边坡支护加固。边坡支护形式采用了锚杆+格构梁、锚索+抗滑桩+挡土板组合支护结构,坡面格构梁框中采用植草绿化,对校园后期使用起到了边坡防治和美化校园环境的作用。

关键词:边坡锚杆;预应力锚索;格构梁;支护桩;挡土板

前言

锚杆(锚索)与格构梁联合结构是对边坡治理的一种支护方式,此种加固治理技术具有布置灵活、结构形式多样、截面调整方便、与坡面紧密结合、可因坡制宜的显著优点,格构梁内可进行挂网喷护混凝土、植草绿化和防护。经济方面,此治理方式造价低廉,工期短,边坡变形率小、安全系数高,锚杆格构梁在边坡治理工程中被广泛应用。

1.工程概况

南方科技大学校区建设一期I标段位于深圳市南山区西丽镇福光村东北处、福林工作口南侧。总占地面积为2平方公里,I标段总建筑面积为4万平方,分体育馆、游泳馆和风雨操场三块场地边坡治理。其中体育馆北侧采取抗滑桩+锚索,东侧为二级边坡格构梁+锚杆,游泳馆为格构梁+锚杆的支护形式,风雨操场场地东西成S型,分成了三个区,A区为格构梁+锚杆,B区为抗滑桩+锚索+挡土板,C区为格构梁+锚杆的支护形式。边坡总长度为589.4米【231.0米(体育馆)+51.40米(游泳馆)+307米(风雨操场)。

2.工程地质条件

该项目边坡原始地貌为低丘陵,山顶高程为61.89米,山脚高程为37.13~47.04米,相对高差约为14.85~24.76米,自然山坡坡度一般为15~40°,山体被荔枝树林覆盖。因体育馆、游泳馆和风雨操场占地需对边坡进行土方开挖,开挖后对边坡进行支护加固处理。边坡地质按地层分为人工填土层(Qm1)、第四系坡积层(Qdl)、残积土层(Qel),下伏基岩为燕山期花岗岩。

3.边坡治理措施

3.1支护结构

边坡采用格构梁+锚杆的支护形式,框架间采取植草绿化处理。一级边坡坡脚采取1.5米高的毛石混凝土挡土墙,(地面上1米)。锚杆水平间距为2.5米,垂直间距为2.5米,布置在格构梁节点处,锚杆长度为8米、10米和12米三个类型,设计拉力值为100KN预应力锚索长度为22米,锚固长度为12米,锁定值最大为220KN,设计值为300KN。

体育馆、游泳馆和风雨操场格构梁结构形式共同采取了方格型,横梁截面尺寸为300mm×350mm,竖梁截面尺寸为350mm×350mm。压顶梁和基础梁均为300mm×350mm,主筋为4Ф16钢筋,箍筋为Ф8@200,混凝土强度等级为C25,格构梁结构每隔20~25米宽设置一道伸缩缝,缝隙宽为20~30mm。

3.2截、排水系统

边坡排水系统有坡顶截水沟、跌水沟、平台排水沟及坡脚排水沟等几部分组成,将山上的地表水顺势排放到市政排水系统。

4.边坡治理加固处理施工和技术要求

4.1边坡土方开挖

在边坡治理施工前,首先对两馆一场边坡土方分层开挖,边开挖边修整坡面,边支护施工。边坡支护采取格构梁+锚杆的支护形式,格构梁节点处提前打入钢筋锚杆,再进行格构梁钢筋绑扎和模板施工,最后完成混凝土浇筑。

4.2锚杆施工技术要求

(1)锚杆采用Ф28II级钢筋,锚杆每隔1.5米设置一个对中支架,保证了锚杆在孔的中心,锚杆成孔为D130mm,角度为20°,机械干成孔完毕后清理好孔内的碎石余土。

(2)锚杆水平、垂直方向的孔距误差不应大于100mm,孔口定位偏差不宜大于20mm,孔口斜度不应大于2%,钻孔深度超过锚杆设计长度应不小于0.5米。

(3)锚杆注浆管宜与锚杆同时放入孔内,注浆管端头到孔底距离宜为100mm,注浆自下而上连续灌注,且确保从孔内顺利排水、排气。注浆材料为P.0 42.5普通硅酸盐水泥净浆,水灰比为0.45~0.55;浆体材料28d的无侧限抗压强度不应低于25Mpa。注浆孔口溢浆后停止注浆,等浆体初凝前进行锚杆孔内补浆,使得孔口注浆饱满为止。

4.3预应力锚索施工技术要求

(1)预应力锚索采用4×7Ф5锚索,锚索设计拉力值300KN。首次注浆采用水泥浆,水泥强度不低于42.5Mpa,水灰比为0.45~0.55.注浆压力为0.4-0.6Mpa,第二次注入纯水泥浆,注浆压力为2.5~5.0Mpa,浆液固体强度大于30MPa,水泥用量不小于50Kg/m。

(2)锚索成孔水平方向垂直方向的孔距误差不应大于100mm,钻头直径不应小于设计钻孔直径的3mm,钻孔轴线的偏斜率不应大于锚杆长度的2%,锚索钻孔深度不应小于设计长度,也不应大于设计长度的500mm,水泥浆保护层厚度不小于25mm。

(3)预应力锚索须待浆体及混凝土腰梁抗压强度超过75%时方可张拉锁定。

(4)锚固张拉与锚固力:锚索采取分五级张拉,其荷载值分别为设计荷载的25%、50%、75%、100%和110%。张拉每次持续时间为2min~5min,最后一级荷载值稳定观察10min后按设计要求进行锁定,锁定后48H内没有出现应力松弛现象即完成封锚。

4.4预应力锚索及锚杆防腐处理

南方科技大学校区建设边坡为永久性结构,其锚杆和锚索需进行防腐处理,其相关要求如下:

对锚索和锚杆锚固段需进行除锈,水泥浆的保护层不小于25mm,对预应力锚索自由端防锈的处理方法是:除锈---刷沥青船底漆---涂润滑脂后用塑料缠裹后再涂润滑脂---装入塑料套管---套管两端黄油填充---套管两端用工程胶布封闭绑扎牢固。对预应力锚索,其锚头的锚具经除锈、涂防锈漆后采用钢筋网罩,现浇混凝土封闭,混凝土保护层厚度不小于50mm。

4.5钢筋混凝土格构梁施工

工艺流程如下:

5.施工监测

南方科技大学校区建设边坡治理施工采取了边坡位移监测和人工巡视监测,在坡顶和平台处每间隔20m设置一个变形监测点,监测水平位移和垂直沉降位移。监测密度在施工期间要求三天一次,施工完毕后对边坡位移、沉降监测点继续进行监测,竣工后半年内要求每半个月测一次,剩下一年半一个月测一次,在暴雨季节加密监测频率。在使用期间,根据边坡人工巡视的情况,再进行具体的监测要求,异常情况时应增加监测次数。工程竣工后的监测时间不应少于两年。

6.总结

(1)风雨操场边坡施工完毕后,经过几个月的施工监测,边坡及支护结构尚无明显变形,边坡处于稳定状态。

(2)边坡格构梁中间采用植草绿化,起到了美化校园的作用。

(3)锚杆采取干成孔,锚杆和注浆管同时放入孔内,注浆采取二次注浆形式,做到注浆浆体的饱满度。

(4)为保障格构梁混凝土的强度和质量,格构梁混凝土浇筑采用商品混凝土泵送浇筑,人工振捣。一次性浇筑,在施工缝处分块浇筑。

参考文献:

[1]查亮,周存.基于岩土边坡锚杆加固技术的分析[J].低碳世界,2014(19):169.

[2]夏良武.锚固技术及其在边坡治理工程中的应用[J].陕西建筑,2012(06):57.

[3]徐斌.浅析岩土锚固技术在公路边坡治理中的应用[J].价值工程,2013(12):78-79.

论文作者:贾德田

论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期

论文发表时间:2018/5/22

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