王春明
(中國(guó)水利水電第六工程局,遼寧 丹東 118000)
錨索樁板墻工程位于瀾滄江糯扎渡電站壩址區(qū)上游一側(cè),屬瀾滄江低熱河谷區(qū),夏季炎熱多雨,冬季溫和干旱。根據(jù)出露地質(zhì)條件,樁板墻施工區(qū)巖層表層破碎,風(fēng)化程度較為嚴(yán)重,主要表現(xiàn)為節(jié)理裂隙發(fā)育,且裂隙多張開,并夾有次生泥或泥膜,裂隙壁風(fēng)化劇烈。
錨索樁板墻工程共有6段,計(jì)135根樁,樁板墻累計(jì)長(zhǎng)度為1015 m。錨索樁板墻樁基采用挖孔灌注樁,為C35鋼混結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)樁截面尺寸為2.0 m×3.0 m,樁間中心距8.0 m,樁長(zhǎng) 18.0~44.2 m,懸臂長(zhǎng) 12.0~29.2 m。根據(jù)懸臂段長(zhǎng)度差異,抗滑樁上分別設(shè)置1~2組預(yù)應(yīng)力錨索,預(yù)應(yīng)力錨索長(zhǎng)度35~40 m。在樁背土側(cè)側(cè)向埋深過于薄弱,底座混凝土高度較大等不利條件下,在抗滑樁下部設(shè)置補(bǔ)強(qiáng)錨索。樁板墻樁體為1800 kN級(jí)無粘結(jié)錨索,設(shè)計(jì)鎖定張力為1500 kN,采用12股φj15.24無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線制作,并設(shè)隔離支架制成。樁間設(shè)有擋土板,板長(zhǎng)7.2 m,斷面結(jié)構(gòu)尺寸為40 cm×100 cm和56 cm×100 cm兩種。
錨索樁板墻施工區(qū)位于高、陡、險(xiǎn)峻部位,上下交叉、水平交叉施工,安全隱患突出;由于大部分樁基施工時(shí)段都處在雨季時(shí)期,施工難度大,制約因素多;樁板墻施工區(qū)施工場(chǎng)地狹窄,拌和系統(tǒng)及施工道路布置困難。工程重點(diǎn)是挖孔樁和樁體模板的支撐及預(yù)應(yīng)力錨索施工。
單索樁施工程序?yàn)槭状翁钔林?6.5 m→張拉鎖定頂層錨索→填至設(shè)計(jì)高程;雙索樁施工程序?yàn)槭状翁钔林?6.5 m→張拉鎖定底層錨索→二次填土→張拉鎖定頂層錨索→填至設(shè)計(jì)高程。
預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工流程圖,見圖1。
在坡面上搭設(shè)腳手架,并根據(jù)抗滑樁位置放出錨索孔位,進(jìn)行錨索施工,重點(diǎn)是保證安全措施到位;錨索孔鉆進(jìn)結(jié)束后進(jìn)行洗孔,若錨固段為破碎帶,首先進(jìn)行固結(jié)灌漿然后再掃洗孔,最后將孔口封塞,避免孔內(nèi)進(jìn)入雜物。
錨索孔施工同時(shí)進(jìn)行抗滑樁嵌巖段開挖,作好安全防護(hù)。除在樁與錨索施工平臺(tái)間搭設(shè)攔渣擋板外,還必須對(duì)錨索腳手架進(jìn)行外包防護(hù)網(wǎng)防護(hù),避免落物對(duì)施工人員及設(shè)備造成危害。
抗滑樁施工結(jié)束并一定齡期后,進(jìn)行擋土板安裝及土方回填碾壓。當(dāng)回填高度達(dá)到距錨索孔孔口1.2~1.5 m時(shí),停止回填碾壓并進(jìn)行錨索安裝、灌漿,并對(duì)錨索外露段進(jìn)行妥善保護(hù)。
錨索灌漿結(jié)束后繼續(xù)進(jìn)行土方回填碾壓,與錨索預(yù)埋管安裝協(xié)調(diào)進(jìn)行,避免回填段錨索預(yù)埋管出現(xiàn)軸心偏位現(xiàn)象,預(yù)埋管在必要的情況下可做成約100 cm長(zhǎng)短管,在安裝過程中互相懸緊形成長(zhǎng)管。
根據(jù)施工圖紙?zhí)峁┑淖鴺?biāo),確定樁孔位置及施工范圍。施工前在邊坡處采用φ25錨桿、竹排等設(shè)置1.5 m高擋渣墻,對(duì)施工區(qū)松散危石進(jìn)行撬挖處理。
圖1 預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工流程圖
抗滑樁施工工藝流程:施工放樣→場(chǎng)地平整→放樣復(fù)核→鎖口開挖澆→地表臨時(shí)排水→嵌巖段土方開挖護(hù)→封底及樁底排水→鋼筋制安及鋼管預(yù)埋→懸臂底段模板安裝→下段樁身混凝土→待凝→上段鋼筋制安及預(yù)埋鋼管→頂部懸臂段模板安裝→上樁身混凝土澆→灑水養(yǎng)護(hù)。
4.2.1 抗滑樁開挖及鋼筋施工
因抗滑樁開挖需放坡和支護(hù),樁前坡體采用錨桿及噴錨支護(hù)方式進(jìn)行處理??够瑯堕_挖分段進(jìn)行,采用跳挖法人工開挖,巖石較堅(jiān)硬采用爆破方式進(jìn)行,樁單次開挖深度不大于1 m,巖石較破碎時(shí)適當(dāng)減小開挖深度,并進(jìn)行護(hù)壁處理。護(hù)壁原則為全風(fēng)化層采用鋼筋混凝土,強(qiáng)風(fēng)化層采用噴射C20混凝土,厚度15 cm,弱風(fēng)化巖層不護(hù)壁。
抗滑樁的鋼筋制安,以“分段制安、預(yù)留接頭”為原則,包括樁身鋼筋制安、錨墩鋼筋制安和預(yù)埋錨索孔鋼管。除常規(guī)鋼筋施工外,該工程增進(jìn)三級(jí)鋼筋,采用冷墩粗工藝進(jìn)行鋼筋連接施工,墩粗鋼筋制作工藝流程:切割下料→液壓墩粗→加工螺紋→安裝套筒→調(diào)頭→液壓墩粗→加工螺紋→安裝保護(hù)套→做標(biāo)識(shí)→分類堆放→現(xiàn)場(chǎng)安裝。
對(duì)于可轉(zhuǎn)動(dòng)連接鋼筋,先將套筒預(yù)先部分或全部擰入一個(gè)被連接鋼筋的螺紋內(nèi),而后轉(zhuǎn)動(dòng)連接鋼筋或反擰套筒到預(yù)定位置,最后用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)連接鋼筋,使其相互對(duì)頂,鎖定連接套筒;對(duì)于不可轉(zhuǎn)動(dòng)連接鋼筋,先將鎖定螺母和連接套筒預(yù)先擰入加長(zhǎng)的螺紋內(nèi),再反擰入另一根鋼筋端頭螺紋上,最后用鎖定螺母鎖定連接套筒;或配套應(yīng)用帶有正反絲扣的絲牙和套筒,以便從一個(gè)方向上能松開或擰緊兩根鋼筋。
4.2.2 抗滑樁樁基混凝土灌注
樁基混凝土澆筑前,清理孔內(nèi)虛土、殘?jiān)c積水。澆筑時(shí)采用串桶垂直灌入樁孔內(nèi),連續(xù)分層灌注,下料導(dǎo)管出料口距混凝土澆筑面距離不得大于2 m,每層澆筑厚度不超過0.5 m。
4.2.3 抗滑樁懸臂段
鋼筋制安結(jié)束后,架設(shè)抗滑樁懸臂段模板。采用組合鋼模板,四周用纜風(fēng)繩繃緊加固;澆筑部位用對(duì)拉螺栓緊固;模板接縫用橡膠條封閉。模板拆除時(shí),側(cè)面不承重模板在混凝土強(qiáng)度達(dá)到其表面及棱角不因拆模而損傷時(shí)進(jìn)行;墩、墻和柱部位在其強(qiáng)度不低于3.5 MPa時(shí)進(jìn)行。
懸臂段混凝土采用隔樁法進(jìn)行施工,澆筑前對(duì)混凝土面進(jìn)行處理。以混凝土泵輔以溜槽入倉(cāng)的方式進(jìn)行澆筑,插入式振搗器振搗,連續(xù)澆筑,并進(jìn)行二次復(fù)振,復(fù)振時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。懸臂段較高時(shí),采取分段澆筑的方式,分段位置不低于錨索標(biāo)高1.0 m。其它按常規(guī)混凝土施工工藝進(jìn)行控制。
錨索按1800 kN設(shè)計(jì),1500 kN鎖定。錨索布置于樁身,分別在距樁頂下2~3 m、距樁頂下5~6 m布置,樁底部位置設(shè)置補(bǔ)強(qiáng)錨索。
4.3.1 樁板墻錨索
在巖石錨固段采用YG-80型錨固鉆機(jī)配備普通潛孔錘鉆進(jìn)成孔。巖石錨索施工程序:樁板墻施工→按設(shè)計(jì)高程預(yù)埋錨索鋼管→外錨墩同樁澆注并預(yù)埋錨索張拉平臺(tái)用固定I18工字鋼→樁背回填至坡面錨索孔位高程→錨索施工。
為確保樁板錨索φ180預(yù)埋管在坡面巖石段的安裝固定,采用φ185釬頭開孔1.0 m→設(shè)計(jì)孔徑鉆進(jìn)成孔(在巖層破碎、裂隙、軟弱帶,采取鉆孔固結(jié)灌漿對(duì)巖層固結(jié)后,再鉆進(jìn)成孔)→按施工孔深計(jì)算錨索長(zhǎng)度進(jìn)行錨索體編制→穿索→錨索注漿→引錨索進(jìn)行預(yù)埋管安裝→預(yù)埋管混凝土澆注保護(hù)→錨索預(yù)緊張拉→樁背回填→錨索張拉鎖定→封錨、補(bǔ)灌漿→張拉平臺(tái)撤除。
4.3.2 造孔
測(cè)放孔位,使用紅油漆標(biāo)定孔位,并標(biāo)明孔號(hào),孔口坐標(biāo)誤差±10 cm。在松散體中施工采用偏心跟管鉆進(jìn)工藝進(jìn)行。鉆進(jìn)過程中采用低轉(zhuǎn)速、低鉆壓鉆進(jìn)工藝,并配沖擊器鉆進(jìn)?;鶐r鉆進(jìn)過程中,因破碎段而導(dǎo)致成孔后無法下索,對(duì)其進(jìn)行固壁灌漿處理,灌漿標(biāo)準(zhǔn)為水灰比0.5,水泥強(qiáng)度等級(jí)32.5R。固結(jié)灌漿結(jié)束后待凝一定的時(shí)間,然后進(jìn)行掃孔作業(yè)。
4.3.3 錨索編制
編束時(shí)全束鋼絞線應(yīng)順直排列,將鋼絞線順直排列在加工平臺(tái)上,保持長(zhǎng)度一致不能交叉扭曲。根據(jù)實(shí)際孔深及各段長(zhǎng)度,丈量鋼絞線長(zhǎng)度,使用砂輪切割機(jī)下料。將錨固段長(zhǎng)度剝離鋼絞線PE套,將鋼絞線每一股鋼絲清洗干凈,再纏繞進(jìn)行索體編制,在錨固段與自由段連接部位的鋼絞線PE套端部用膠帶纏封。對(duì)組裝好的錨索按照錨索孔進(jìn)行編號(hào),標(biāo)明錨索編號(hào)、長(zhǎng)度,妥善放置備用。
順直一期注漿管、二期注漿管(排氣管),錨固段按0.75~1.0 m的間距安設(shè)隔離架,張拉段隔離架間距1.5 m。錨固段頂部安裝導(dǎo)向帽,導(dǎo)向帽與鋼絞線捆扎牢固。在內(nèi)錨固段范圍內(nèi)每隔1.0 m放一隔離架,張拉段內(nèi)每隔2.0 m放一個(gè)隔離架,在相臨隔離架間用8號(hào)鉛絲捆扎,使之形成棗核狀。同時(shí)將導(dǎo)向帽、進(jìn)漿管正確安裝,進(jìn)漿管用φ20尼龍管,進(jìn)漿管應(yīng)伸入至距孔底20 cm處,回漿管安放至自由段端口外1 m。
4.3.4 錨索注漿
錨固漿液為水泥凈漿,水泥石強(qiáng)度要求R7d不小于30 MPa。采取全孔一次注漿,張拉鎖定后,進(jìn)行墩頭段補(bǔ)漿及錨頭封閉。
4.3.5 張拉
采取單根循環(huán)預(yù)緊張拉→分級(jí)整體張拉至設(shè)計(jì)鎖定噸位。按照糯扎渡水電站工程預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)要求,錨索張拉分單股預(yù)緊和整束分級(jí)張拉兩個(gè)階段。
單股預(yù)緊張拉:安裝千斤頂→0→30 kN/股→測(cè)量鋼絞線伸長(zhǎng)值→卸千斤頂。整束分級(jí)張拉:預(yù)緊→50%P→75%P→1500 kN穩(wěn)壓鎖定,P為設(shè)計(jì)工作荷載。張拉穩(wěn)壓時(shí)間:除最后一次超張拉穩(wěn)壓持荷持續(xù)30 min外,其余每級(jí)為5 min。張拉各級(jí)加載穩(wěn)壓前后,測(cè)量鋼絞線的伸長(zhǎng)值。
4.3.6 封錨及監(jiān)測(cè)
錨具外的鋼絞線除留存10 cm,其余部分切除。外錨具或鋼絞線端頭,用環(huán)氧樹脂封閉保護(hù),其厚度不小于15 cm。懸臂高度大于16 m的樁,每根樁設(shè)置錨索作為監(jiān)測(cè)錨索,在錨頭安裝相應(yīng)級(jí)別錨索測(cè)力計(jì)。
4.4.1 擋土板基礎(chǔ)處理施工
底腳分臺(tái)開挖,擋土板底座最小厚度不小于1.5 m,在底腳不規(guī)空腔或底座按設(shè)計(jì)設(shè)置錨桿或錨筋樁。錨桿規(guī)格為φ25,L=6 m或4.5 m,@1.5 m ×1.5 m,埋入底座混凝土0.75 m;錨筋樁規(guī)格為 3φ28 mm,L=9 m,@2 m×2 m,埋入底座混凝土1.00 m。
4.4.2 擋土板施工
擋土板為預(yù)制鋼筋混凝土矩形板,預(yù)制時(shí)在板兩端1/4板長(zhǎng)處預(yù)留吊裝孔,同時(shí)作排水孔,孔內(nèi)壁涂抹瀝青。擋土板安裝時(shí),豎向起吊,兩端掛有繩索,便于牽引,對(duì)準(zhǔn)柱兩側(cè)放樣線,將擋土板準(zhǔn)確定位。擋土板為直接搭接柱身的形式,轉(zhuǎn)角空腔與連接處間隙以M20砂漿填塞。
4.4.3 路基填筑和碾壓施工
在擋土板安裝同時(shí)回填路基,注意回填和錨索張拉施工的先后順序?;靥畹纳笆匣蛩槭涟?0 cm層厚攤鋪整平,壓實(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范要求。土方回填碾壓分層進(jìn)行,松鋪厚度控制在30 cm以內(nèi),碾壓密實(shí)度控制在90%以上,路面以下1.5 m壓實(shí)度達(dá)到93%以上。臺(tái)背回填的底部和邊角用人工薄層鋪料,壓實(shí)厚度15 cm。
1)由于水利工程錨索樁板墻施工區(qū)處于高邊坡施工區(qū),坡面存在危石、松散體及崩落體,施工干擾較大,安全隱患突出,建議做好安全防護(hù)及協(xié)調(diào)工作。
2)水利工程道路錨索樁板墻施工進(jìn)度是在正常施工進(jìn)度下安排,由于大部分樁基施工處在雨期,交叉干擾大,不可預(yù)計(jì)因素多,樁板墻整體施工進(jìn)度要受滯。因此,建議進(jìn)度控制同安全質(zhì)量控制一樣放在首位,加大協(xié)調(diào)管理力度,以爭(zhēng)取工期。
3)錨索施工和板墻后側(cè)填筑施工干擾大,填筑質(zhì)量難以保證,建議做好錨索樁板墻的回填質(zhì)量控制工作。
4)對(duì)錨索穿過松散體與破碎帶部分的基巖進(jìn)行固結(jié)灌漿和跟管,以保證錨索張拉應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求,保證錨索施工質(zhì)量。
5)根據(jù)樁基開挖具體地質(zhì)情況,對(duì)于處在弱風(fēng)化巖層中的樁井段,由于巖石的完整性較好,能夠滿足安全要求,可以適當(dāng)取消護(hù)壁混凝土結(jié)構(gòu),以便加快樁井開挖施工進(jìn)度。
[1]王武現(xiàn).預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工技術(shù)[J].西北水電,2002(05).
[2]金愛雄.預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻在高速公路滑坡中的應(yīng)用[J].市政與路橋,2009(19).
[3]吳定略.預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻在高速公路中的應(yīng)用[J].橋涵工程,2006(01).
[4]凌浩平.預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻在廣州華南快速干線二期工程中的應(yīng)用[J].建材與裝飾,2007(07).