民用建筑中超高边坡治理及加固技术研究

(整期优先)网络出版时间:2025-01-22
/ 3

民用建筑中超高边坡治理及加固技术研究

桂加华陆建杰

中建国际投资(浙江)有限公司(浙江杭州310000)

摘要:全粘结锚杆通过孔内全长灌注水泥砂浆,将锚杆体全长与岩体粘结在一起,使锚杆体与岩体共同受力,通过锚杆体穿过岩层的松动圈至弹性圈,实现锚杆对岩层的锚固支护作用;通过全长粘结,实现较好的传力,同时保证了锚杆的防腐。同时锚杆端头与混凝土格构梁进行锚固拉结,有效提高边坡整体稳定性,防止边坡失稳坍塌。

关键词:边坡治理;全粘结性土钉锚杆;格构梁;注浆;截洪沟

AbstractFully bonded anchor rods are grouted with cement mortar throughout the entire length of the hole to bond the entire length of the anchor rod body to the rock mass, so that the anchor rod body and the rock mass are jointly subjected to force. The anchor rod body passes through the loosening ring of the rock layer to the elastic ring, achieving the anchoring support effect of the anchor rod on the rock layer; Through full length bonding, good force transmission is achieved while ensuring the anti-corrosion of the anchor rod. At the same time, the anchor rod end is anchored and tied to the concrete lattice beam, effectively improving the overall stability of the slope and preventing slope instability and collapse.

Keywords: Slope treatment; Fully bonded soil nail anchor rod; Grid beam; Grouting; Flood interception ditch

目前我国边坡工程主要集中在城市公路、市政工程中应用较多,在城市房建项目甚至山体建筑项目中并不多见,尤其是超高边坡工程。相较而言,边坡工程在房建项目中作业空间较小,施工机械单一,工况更加复杂,施工难度更高。本文以杭州某山体建筑项目为依托,分析全粘结性锚杆+格构梁技术在边坡治理中的应用,并结合客土喷播等生态护坡技术保持水土稳定,抗震减灾的同时实现与生态环境形成紧密结合。

一、工程概况

某项目基坑四周毗邻山体,场地东侧、南侧场地整平后存在永久挖方边坡,边坡垂直高一般0.5~13.0m,需要对该段永久边坡进行治理,边坡周长约1200m,边坡安全等级为一级,整段边坡采用格构式锚杆框格梁综合防护措施(图1)。 

 

图1 场地边坡支护平面

二、边坡施工准备

1.边坡施工条件分析

根据边坡区域实际现状,在进行山体边坡治理施工,需提前准备相应作业条件:(1)第一步,靠近边坡一侧遗留结构需加快施工完毕,土方回填至规划路面底标高,以提供施工车辆、机械设备能够进入的条件。(2)第二步,因现场既有边坡顶、底边线与设计边坡顶、底边线并未处于同一位置,尚且存在挡土墙等既有构筑物影响,因此在施工前还需进行边坡修整处理,坡面及顶面与设计要求保持一致。(3)第三步,由于边坡顶底高差多达13m之高,而截水沟、土钉锚杆以及格构梁需由顶至底施工,因此需要先在坡面外侧回填土方,以提供钻机以及脚手架搭设施工的作业面。

2.土方临时道路设置

道路施工完毕后,镐头机、挖机等行驶至临时道路进行边坡多余的基岩破除及边坡修整工作。边坡修整期间,为提高施工效率,修整时同时开挖顶部泄洪沟槽。

三、全粘结性土钉锚杆施工

1.施工工艺流程

截洪沟、坡面修整、多余基岩破除施工完毕→锚杆孔放样定位→锚杆设备布设→锚杆钻孔→清孔→验孔→安放锚杆(含锚杆定位器)→注浆→安装连接件

2.施工方法

(1)定位:锚杆采用φ32钢筋制作,锚杆首先成孔再植入钢筋,成孔孔径不得小于设计孔径(∅110)。成孔深度应大于锚杆深度0.50m,孔位允许偏差为土15mm;土钉孔距误差不超过100mm。(2)钻孔:土钉采用钻孔机钻孔,土钉轴线与边坡面成大角度相交,钻孔要符合要求:钻孔圆而直,钻孔方向尽量与岩层主要结构面垂直;土钉孔径要大于杆体直径15mm。土钉孔深允许偏差为土50mm,钻孔质量和土钉材料质量是土钉施工质量的基础,确保每一根土钉都能发挥支护的作用。(3)清孔:采用高压泵导管送水冲洗,直至出清水为止。(4)砂浆制备 :采用42.5普通硅酸盐水泥浆,按施工配合比配料。(5)土钉准备 :按设计要求截取杆体,并整直、除锈和除油。(6)注浆采用低压注浆工艺,注浆须慢速进行,稳压注浆应持续2分钟以上,确保充盈度,水泥比0.5,注浆15-20kg/m,水泥浆应拌合均匀,做到随拌随用,一次拌合的水泥浆在初凝前用完,注浆孔口压力控制在0.4~0.6Mpa之间。 注浆管要插至距离孔底5~10cm处,随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出,直到注满为止。(7)插土钉:注浆结束后随即迅速将土钉体插入,土钉杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。若孔口无砂浆流出,必须将土钉体拔出重新注浆。

3.施工技术措施

因边坡作业环境现状与开工之初作业环境的不同,坡顶、底标高高差较大,为保证锚杆设备及操作人员具备足够的作业面及作业条件,因此需搭设专用钢管脚手架。考虑锚杆设备的宽度,搭设的架体宽度约在1m到3.5m为宜,搭设高度与最上一层锚杆错开1.5m间距即可,长度随现场实际情况一次性搭设完成或者分段搭设完毕,架体搭设尺寸:立杆排距0.7m,纵距1.4-1.5m之间,水平杆步距1.8m,如图5所示,剪刀撑由底至顶连续设置,并在架体作业层满铺钢筋网片,以留置设备及作业人员。拆除时,架体随锚杆作业进度,自上而下由顶至底逐层拆除。

四、格构梁施工

1.施工工艺流程

测量放线→开挖格构梁基础→钢筋安装制作→模板支设、加固及伸缩缝设置(如需)→验收→浇筑混凝土→养护

2.施工方法

(1)格构梁基础基槽以锚杆为中线进行弹线(横、纵向),采用小型电锤、风镐结合人工用铁锹、铁铲根据测量所放骨架沟槽线开挖,深100mm,宽300mm,再进行格构梁钢筋制作安装。(2)钢筋接头需错开,同一截面钢筋接头数不得超过钢筋总根数的50%,且接头错开间距不小于规范要求。(3)模板安装前,需进行隐蔽验收,验收合格后再进行封模、加固。模板加固可采用钢管、扣件也可用定型化固定夹具进行锚固。(4)根据施工图纸确定格构梁的断面尺寸及横梁分段长度及竖梁长度,横梁间设置伸缩缝,每30m设置一道,纵向格构梁间距调整,伸缩缝宽20mm,采用沥青麻布填塞,在保证弹性变形的前提下防止雨水冲刷。

3.施工技术措施

在土钉施工时,由于土钉施工时架体与坡面距离较近,而设备运行时存在一定振动,因此工人需经常调整锚杆角度,故而架体要求尽量贴合坡面。而进行至格构梁施工阶段时,架体与坡面间距体至少确保1m以上(避开水平格构梁的同时,确保操作空间),因此土钉锚杆施工阶段与格构梁施工阶段的架体并不能合并使用,需分阶段进行二次搭设。

五、排水系统施工

为减小地表水渗入边坡坡体内或流入场区,整体考虑采取坡顶截洪沟+坡底截水沟以及相应的跌水槽、消能井、消力池等组成边坡排水体系,在边坡后缘设置截洪沟截取坡面雨水,坡面设置汇水系统汇集坡面渗水,坡脚沿场区道路部位设置截水沟排除坡面的渗水。

1.排水路线走向

根据山体地形特点,场区边坡地势自东南角方向,沿西南以及西北方向由高至低,因此水流方向跟随地势高度分别由东南截洪沟向西南及西北方向外排

2.节点排水措施

(1)部分节点靠近可设置环保节水措施,顶部截水沟底部设置消能井,上方截水沟侧边开口后设置跌水槽,通过跌水槽将截水沟及消能井进行连接,保持排水路径通畅,同时消能井一侧接入边坡下方场区内景观水池,提供生态用水,既为山体排水分流,同时有效利用水资源为场区内景观水池提供活水。(2)边坡顶截洪沟终点因地势缘故无法直接与市政管井直接连接,中间需设置跌水槽、消能井、地面排洪沟等辅助装置与市政管井进行连接,从而确保山体水流汇入端部后能自上而下流入市政管井排走。

六、坡面生态防护

为了提高护坡整体稳定性,防止水土流失造成边坡坍塌,除格构梁+全粘结性土钉锚杆支护方式外,边坡坡面生态绿化采用格梁内部填充植生袋--铺设柔性防护网--厚层基材喷播的方法进行水土保持。

1.植草绿化

格构梁达到设计强度后,对边坡进行植草绿化,其施工顺序为:平整坡面→坡面浇湿→培土→喷播植草→覆膜养护。填土时应防止格室胀肚现象,在坡面采用人工或机械喷播营养土1-2cm,以覆盖土工格室,从上而下挂铺三维植被网并与土工格室绑扎牢固,将混有草种、灌木籽和肥料等的混合料用液压喷播法均匀喷洒在坡面上,覆盖土工布并及时洒水养护边坡,直至植草成坪。

2.铺设柔性防护网

纵横交错的φ16横向支撑绳和φ12纵向支撑绳与4.5m×4.5m正方形模式布置的锚杆相联结并进行预张拉,支撑绳构成的每个4.5×4.5m(或4.5×2.5m)网格内铺设一张DO/08/300/4×4m(4×2m)型钢丝绳网,每张钢丝绳网与四周支撑绳间用缝合绳缝合联结并拉紧。

七、边坡监测

在边坡施工前,为了有效监测边坡施工过程的动态变形情况,在边坡顶部设置位移、沉降以及相应水位观测点进行观测。通过数据整合,发现变形量最大的边坡顶部裂缝宽度变化量为3.42cm,未超过设计要求的40mm的控制范围,因此可以证明采取上述的边坡治理方法是安全且有效的,

八、结论及建议

对于超高边坡施工技术而言,首先应当结合地质情况以及水文条件选择合理的边坡加固方式,不同的地质所采用的施工方法截然不同。另外,应当结合地形条件以及城市最大降雨量,施工前必须明确边坡整体排水系统思路以及方向,否则即使完成施工也会影响后期运营时排水效果。最后,应当充分利用场区内既有建筑物情况,合理利用水源进行灌溉、绿植浇筑等生态措施,既能实现分流,同时还能减少水资源浪费,保护生态环境。

【作者简介】桂加华(1993.05-),男,汉族,湖北省黄冈市人,本科学历,中建国际投资(浙江)有限公司国家一级建造师

监理工程师中级注册安全工程师主要研究方向:建筑施工技术。