在陡坡坡脚处拟建高层住宅工程中, 涉及大量边坡加固工程。特别是近年来降雨量大,山体近处的建筑存在安全隐患,所以需对边坡进行永久性支护。
1· 工程概况
工程场地内拟建16 栋高层住宅,山麓斜坡位于拟建场地北侧,该边坡为岩质边坡,场地平基后将形成长约340 m、高约11.5 ~ 25.5 m 的切坡。场地边坡坡顶为自然风景的山体斜坡,坡度一般为25° 左右,坡脚为拟建高层建筑物。
边坡为人工劈山削坡形成, 坡度为45° ~ 80°,边坡支护处理长度约340 m,边坡支护高度约8 ~25.5 m。浇筑C30 混凝土格构梁,锚杆孔径110 m,锚索孔径90 mm。为保证坡脚拟建高层住宅的安全,对该场地边坡进行永久性支护。
2 ·格构梁预应力锚索锚杆加固体系设计
根据场地边坡的工程地质特征,结合场地边坡的平面布置要求,该边坡采用格构+ 预应力锚杆+ 挂网喷混凝土联合支护体系进行永久性支护。
本边坡加固设计采用动态设计方法,应根据施工反馈的信息进行修改完善。本加固结构设计合理使用年限50 年。护坡立面展开图如图1所示,护坡截面如图2所示。
预应力锚杆孔径为130 mm, 主筋为3×7Φ5(强度设计值fy=210 N/mm2);构造锚杆孔径为90 mm,主筋为1Φ25( 强度设计值fy=300 N/mm2) ,锚杆采用M30 水泥砂浆,注浆压力0.5 MPa。当砂浆强度达到15 MPa 时,锚索方能进行预应力张拉,张拉至设计荷载的1.05 倍,稳定5~10 min 再按0.8 倍设计值作为其锁定荷载锁定。肋柱截面边长400 mm, 主筋6Φ20,箍筋Φ8@150,锚杆范围箍筋加密间距为100mm。锚入强风化片麻岩破裂角内,锚固长度不小于7 000 mm, 锚入中风化片麻岩破裂角内,锚固长度不小于5 000 mm,锚杆锚入肋柱内的长度应不小于35 d。锚索的轴向拉力设计值为300 kN。
3· 混凝土格构加固体系施工
3.1 边坡处理施工
施工顺序为:岩石边坡开挖及坡面清理→ 搭设锚杆及锚索施工作业平台→ 锚杆及锚索施工→ 格构梁及坡面喷射混凝土施工→ 锚索张拉锁定→ 截水沟及排水沟砌筑。
(1) 施工前应将坡面危岩、浮石等清除,清理后边坡不得大于设计角度。
(2) 施工平台搭设须安全、牢固、可靠;本工程考虑到边坡长度大、边坡高度高和作业难度大等诸多因素,采用边坡每延长100 m 为一个作业循环,平台铺设完一层并完成该层钻孔后加高平台到下一个作业面,使工作效率最大化。
(3) 锚索及锚杆钻孔位置准确才能保证格构梁整齐规范。
(4) 施工中做好防雨和排水工作,否则影响工程质量和施工工期。
3.2 边坡加固施工
由于边坡长度大,周边环境较复杂,各边坡的支护处理手段差异很大,施工工期紧张,因此施工中须做到精确定位,合理安排各区段的施工周期。施工流程为:坡面清理→ 测量放点→ 锚杆及锚索钻孔→ 锚杆及锚索灌浆→ 喷射坡面混凝土及格构梁→ 锚索张拉锁定。
采用人工凿岩作业,将岩石边坡表层松动岩石、岩块清除,并将坡面清理到自然平整,以满足设计要求,将清下的碎石及时运走。为保证支护施工的精度,施工前在场区内设置2 或3 个临时坐标控制点,并用全站仪测放出各边坡的坡顶线和坡脚线位置,指导控制清坡工作,确保岩石边坡放坡的角度满足设计图纸要求。
测量放点时,依据设计施工图纸,将锚杆、锚索的位置测放到坡上,并对锚索孔点位设置明确标志。
4· 施工质量控制措施
4.1 格构梁挖槽
由于设计施工图要求格构梁施工在锚杆、锚索钻孔和杆体安放灌浆完成后进行,而格构梁挖槽大部分为在坡上挖岩,挖岩过程中会产生震动,极有可能碰到锚杆和锚索,或对养护期间的锚杆、锚索的质量造成影响,建议格构梁挖槽工作提前到钻孔施工前,以保证锚杆、锚索的质量、方便钻孔定位并保证钻孔施工精度。
钻孔间距及深度严格执行施工图纸要求。钻孔过程中,若遇到岩石风化强烈、破碎情况严重的地段,采用跟管钻进到设计深度,待锚杆或锚索下到孔中并灌浆完成后,再拔出套管。钻孔施工在坡上进行,须搭设承重脚手架, 钻机在脚手架上施工作业。
4.2 锚杆、锚索加工安放及灌浆
锚杆、锚索按施工图加工,锚杆采用Φ25 钢筋,锚杆杆体使用前应平直、除锈、除油,下料长度为设计钻孔深度+0.3 m,锚索采用7Φs5 钢绞线,按设计要求编成3×7Φs5 锚索,注浆管与锚杆体绑扎在一起,下料长度为设计钻孔深度+1 m,锚索自由段表面涂润滑油或防腐漆,然后包裹塑料布,在塑料布面再涂润滑油或防腐漆。
灌浆选用P·O 42.5 普通硅酸盐水泥,掺三乙醇胺早强剂的M30 水泥浆,灌浆选用水泥泵或泥浆泵。锚杆灌浆时将注浆管下到距锚杆孔底50 ~ 100 mm,随水泥浆注入缓慢匀速拔出,锚杆杆体插入后,若无水泥浆溢出,则进行二次补浆。锚杆插入后,外露450 mm。锚索先下到钻孔中,锚索前端距孔底300 ~500 mm,外露1 000 mm,灌浆时一次性灌满锚索孔,待水泥浆初凝前,进行二次灌浆,并将锚索孔口补满水泥浆。锚杆、锚索安装灌浆完成后不得随意敲击。
4.3 混凝土施工
边坡喷射混凝土:脚手架搭好后开始喷射混凝土施工,喷锚施工按两层进行,第一层厚50 mm,第二层厚70 mm。
格构梁为井字形,截面为矩形,截面尺寸为400 mm×400 mm。采用间距1 m 的锚钉固定模板,支好模板后进行泵送混凝土浇筑。
锚索张拉锁定后需对锚杆、锚索进行防腐处理。