摘要:文章中介紹的錨桿是一種埋入高陡邊坡巖土層深處的受拉桿件,它一端與毛石擋土墻相連,另一端錨固在巖土層中,大大提高了高陡邊坡巖土的結構強度和抗變形剛度,并利用錨桿在巖土中的錨固力承受擋土墻的土壓力、水平力等水平荷載,維持擋土墻的穩(wěn)定性。文章結合消防通道工程的實踐,對錨桿加固擋土墻設計方案、施工要求及質量控制、施工中存在問題及解決措施等進行了探討。

關鍵詞:福建LNG;錨桿加固;擋土墻;工程質量控制;消防通道

中圖分類號:TU476文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2009)21-0167-02

消防通道所在山體屬于中風化花崗巖,經過控制爆破后山體石方出現(xiàn)松動現(xiàn)象,經設計現(xiàn)場踏勘后,為避免山體滑坡,決定采用錨桿支護加固山體巖石,外砌毛石擋土墻,以保證消防通道結構的穩(wěn)定和路面寬度。

該工程錨桿加固處屬于松動的中風化花崗巖,錨桿加固段消防通道長約300米,高8～12.5米,并保證車道路面寬度3.5米。擋土墻平面布置如圖1所示:

一、設計方案

本工程錨桿全部為全長粘結型,錨桿孔徑為120mm,主筋為2根HRB400級Φ28鋼筋, 錨桿軸向拉力設計值為150kN。擋土墻地基持力層為中風化花崗巖,地基承載力特征值為1500kPa,在擋土墻中部設一道厚400 mm C25鋼筋砼加強帶,且擋土墻每隔20米設變形縫一道,并在距變形縫兩側0.5m處各設一排錨桿。

巖石縫隙發(fā)育處采用M30水泥砂漿灌漿處理;道路路面墊層向下2m巖石凹處采用C20毛石混凝土灌填。

錨桿孔傾斜度為20°,采用M30水泥砂漿壓力灌注,錨桿外露錨頭與混凝土橫梁連成一體。

巖石裂縫發(fā)育處錨桿加固處、基底巖石傾斜處的處理方案,如圖所示:

二、施工要求及質量控制

(一)主要材料的選用及要求

1.鋼材:符合(GB50204-2002)要求,不得采用改制鋼材。

2.水泥:注漿和噴射混凝土采用42.5R普通硅酸鹽水泥,錨桿體采用M30水泥漿灌注。

3.焊條:采用E43(Ⅰ級鋼)、E55(Ⅲ級鋼)。

4.錨桿中鋼筋接長:采用機械連接,優(yōu)先采用鋼筋直螺紋套筒接頭,并符合《鋼筋機械連接通用技術規(guī)程》(JGJ107-2003)的規(guī)定。

(二)施工工藝流程

定位、放線→鉆機就位→接鉆桿、校正孔位、調整角度→鉆孔(接鉆桿)→鉆至設計深度→錨桿安放→壓力灌漿→裸露錨桿除銹→上橫梁。

(三)鉆孔

1.錨桿鉆孔采用潛鉆成孔法,鉆孔機械的選擇已綜合考慮鉆孔通過的巖石類型、成孔條件、錨固類型、錨桿長度、施工現(xiàn)場環(huán)境等因素。

2.質量控制要點:(1)孔深誤差控制在50mm之內,錨孔定位偏差控制在20mm之內,錨孔偏斜度控制在5%之內,鉆孔深度超過錨桿設計長度控制在500mm之內;(2)錨桿水平方向孔距誤差控制在50mm之內,垂直方向孔距誤差控制在100mm之內,并保證鉆孔時位置正確(上下、左右及角度),防止高低參差不齊和相互交錯;(3)錨桿孔深比設計深度多鉆進100～200mm,以防止孔深不夠。

(四)錨桿的組裝與安放

錨桿采用HRB400級Φ28鋼筋,長度8～15m。

1.錨桿使用前先平直、除銹,并保證錨固段砂漿保護層厚度大于25mm,錨桿桿端埋入面層混凝土錨固長度大于1000mm。

2.錨桿中鋼筋接長應采用機械連接,優(yōu)先采用鋼筋直螺紋套筒接頭,并符合《鋼筋機械連接通用技術規(guī)程》(JGJ107-2003)的規(guī)定。

3.沿桿體軸線方向每隔2m 設置一個桿筋居中定位器,即撐筋環(huán),由細鋼筋按120°夾角布置。

4.桿體放入鉆孔之前,檢查桿體的質量,確保桿體組裝滿足設計要求;安放桿體時,防止桿體扭壓、彎曲,桿體放入角度與鉆孔角度保持一致,桿體插入孔內深度不應小于錨桿長度的95%。

(五)注漿

1.M30水泥漿壓力灌注,采用孔底返壓一次灌漿法,漿體28d的無側限抗壓強度不小于30 MPa,注漿壓力不小于0.65MPa,根據具體情況壓力可適當提高。

2.水泥漿攪拌均勻,隨攪隨用,一次拌和的水泥漿在初凝前必須用完,并嚴防石塊、雜物混入漿液。

3.錨桿端頭處理,待注漿強度達到手70%后,用高標號水泥砂漿將孔口抹平,錨桿外露部分用防腐漆涂。

(六)錨桿試驗與監(jiān)測

1.在錨桿加固段,隨機抽取3根與該實際工程所用的錨桿材料、結構及施工工藝完全相同的錨桿進行試驗。

2.該工程在施工中和竣工后3年內應進行位移和變形觀測。

(七)錨桿防腐

該工程屬永久性錨桿,保證防腐長期有效,對錨桿錨頭、錨固段部分分別對待。

1.錨固段的桿體采用水泥漿封閉防腐,并保證桿體周圍有20mm厚的保護層。

2.錨頭部分涂瀝青防腐,再采用混凝土密封,并保證外露錨頭保護層厚度不小于25mm。

三、施工中存在的問題及解決措施

局部錨桿加固段,坡面防護與巖石裂隙面之間的空間狹窄(最窄處僅幾十厘米),無法直接采取巖石裂縫發(fā)育處錨桿加固擋土墻的設計方案。

1.采取的解決措施:基底仍采用石砌擋土墻基底巖石傾斜處處理方案,錨桿間距750×750梅花形布置,上部做500×500地梁一道。坡面防護面層采用雙面雙向Φ10@200×200綁扎鋼筋網片并噴射混凝土,面層與巖石之間的縫隙用C20混凝土填充。詳見圖6、圖7:

四、體會

1.錨桿支護加固擋土墻質量控制的關鍵在于:(1)錨桿原材料型號、規(guī)格、品種,以及錨桿各部件質量和技術性能符合設計要求,制成的錨桿在放置和運輸過程中不得有明顯變形;(2)錨桿孔徑、傾斜度、孔位、孔向、孔深及布置形式符合設計、規(guī)范要求,成孔孔壁光滑,并有施工記錄可查;(3)壓力灌漿是錨桿施工中的一個重要工序,施工時將有關數(shù)據記錄在檔,以備將來查用,并注意檢查水泥漿的配合比,水、水泥、外加劑重量比符合設計要求,保證水泥漿強度達到M30,特別要注意補灌漿時的穩(wěn)壓時間和壓力。

2.本工程采用潛鉆成孔法直接在松動的中風化花崗巖上鉆孔,成孔速度較快,孔壁光滑而堅實,孔壁無坍塌和堵塞現(xiàn)象,潛孔沖擊器體形細長,且頭部帶有螺旋狀細槽紋,有較好的導向作用,成孔亦較直。

3.個別錨桿孔位為土層,由于錨桿孔的長細比很大,孔洞較深,孔向易偏斜不易控制其準確方向,孔壁易出現(xiàn)坍塌和松動,在一定程度上直接影響到錨桿桿體安放和錨桿的承載能力。

參考文獻

[1]錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范(GB50086-2001)[S].

[2]土層錨桿設計與施工規(guī)范(CECS22:90)[S].

[3]程良奎.巖土錨固[M].中國建筑工業(yè)出版社,2003.

作者簡介:劉旺兵,供職于中海福建天然氣有限責任公司運行部,研究方向:錨桿加固。