岩土工程施工技术的应用探讨
摘要：本文作者对喷锚网支护和粉喷桩的施工技术进行了的一些简述,喷锚网支护是靠锚杆、钢筋网和混凝土层共同工作来提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度,减小岩(土)体侧向变形,增强边坡的整体稳定性。本文还针对目前广东省高速公路建设中大量采用粉喷桩处理软土地基的工程,提高该地区粉喷桩处理软土地基的施工水平并介绍水泥粉喷桩复合地基的特性和应用。
关键词：承载力；水泥粉喷桩；地基；喷锚网
1前言
为了提高岩土工程的施工技术水平和质量的保证问题,粉喷桩处理高等级公路软土地基是当前最常用的方法之一,目前的粉喷桩施工队伍大多属个体私营,一定要加强管理,施工中要加强监理,实行全天候、全方位旁站,以确保施工质量。喷锚网支护是靠锚杆、钢筋网和混凝土层共同工作来提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度,减小岩(土)体侧向变形,增强边坡的整体稳定性。主要适用于岩性较差、强度较低、易于风化的岩石边坡;或虽为坚硬岩层,但风化严重、节理发育、易受自然营力影响、导致大面积碎落,以及局部小型崩塌、落石的岩质边坡;或岩质边坡因爆破施工,造成大量超爆、破坏范围深入边坡内部,路堑边坡岩石破碎松散、极易发生落石、崩塌的边坡防护。如省道1947线(坪石至乳源公路)二期改造工程黑山嘴路段(k61十850～k62＋355),因深切路堑,造成左边坡高达48m,右边坡高18m的高陡路堑岩质边坡。而且由于施工队伍采用大爆破作业,使得左、右边坡破碎松散,犬牙交错,时有落石现象发生,严重影响后续工序的施工和将来的营运安全。为了使松散岩石边坡不出现落石、崩塌现象,确保行车安全,经技术经济比较,决定采用喷锚网支护方案进行防护。
2喷锚网支护施工方法及技术措施
喷锚网支护的施工程序是:搭设脚手——整修边坡——制作安装设施排水孔——第一次喷射混凝土——锚杆钻孔、注浆——钢筋网制作:挂网(第二次喷射混凝土——养护——拆除脚手架。现把各工序的施工方法及技术措施简述如下：
2.1搭设脚手架
脚手架搭设前必须先对现有边坡的稳定情况进行观察,确定安全后再搭设脚手架。钢管支架立柱应置于坚硬稳定的岩石上,不得置于浮渣上;立柱间距1.5m.架子宽度1.2～1.5m;横杆高度1.8m,以满足施工操作;搭设管扣要牢固和稳定;钢架与壁面之间必须楔紧,相邻钢架之间应连接牢靠,以确保施工安全。
2.2坡面整修
由于现有的岩石边坡破碎松散且不平整,故必须将松散的浮石和岩渣清除干净。处理好光滑岩面;拆除障碍物;用石块补砌空洞;用高压水冲洗受喷面;对边坡局部不稳定处进行清刷或支补加固;对较大的裂缝进行灌浆或勾缝处理;在边坡松散空洞处和坡脚处设置一定数量的泄水孔,预留的长度根据现场确定布设。
2.3喷射混凝土作业
(1)喷射作业前必须对机械设备,风、水管路和电线等进行全面检查及试运转。
(2)喷射混凝土之前,用清水将坡面冲刷干净,湿润岩层表面,以确保一层后才进行定位;采用气腿式凿岩机钻孔,孔径50mm;根据现场的情况确定锚杆深度一般为1.0～1.5m,钻孔要垂直边坡面。锚杆采用ф22mm钢筋,间排距20cm,梅花型布置。
(3)如遇岩石过于坚硬须采取加水的方式钻孔,钻孔时必须随机钻速度钻进,不能强加压力冲钻,以免影响边坡岩石的稳定。
(4)采用压力泵将1:1的水泥砂浆注入锚孔。如遇空洞不能加压太大,要保持0.1MPa的工作压力。注浆时注浆管应插至孔底5～10cm处,随砂浆的注入缓慢匀速拔出。注浆要保证砂浆饱满,不得有里空外满的现象。
(5)注完浆后,立即插入锚杆,若孔口无砂浆溢出,应及时补注砂浆。
2.4挂网
(1)先将圆盘钢筋(直径ф6)调直,按边坡形状尺寸取料加工,按网孔20cm×20cm的规格编织好钢筋网,分布要均匀,绑扎要牢固。
(2)编好钢筋网后,与锚杆交接处必须进行焊接,以保证喷射混凝土时钢筋不晃动。
(3)钢筋网必须紧贴混凝土表面,以保证钢筋网保护层厚度。
3粉喷桩的施工观测及工艺方法
3.1沉降观测
路堤施工期:每填两层观测一次,路堤填高超过极限高度之后,每3d观测一次,直至稳定再转入正常观测。预压期:第一个月每7d观测一次,第二个月至第三个月每15d观测一次,从第四个月起每一个月观测一次,直到铺筑路面前。路面结构层施工期:一般分为底基层、基层和面层,各层次的沉降观测每填筑一层至少应观测一次。路面施工结束后,每月观测一次,至交工验收。
3.2侧向位移(稳定)观测
侧向位移桩和基桩设置好以后,采用钢尺量测位移桩与基桩之间的距离,量测钢尺的拉力为5kg,有条件时也可用红外测距仪量测。观测工作在路堤填高超过极限高度时开始,其频率为每天观测一次,直至路堤达到设计的施工标高。
3.3不稳定状态的判断标准
路堤在填筑过程中,若中心日沉降量达到1.5cm/d,或日侧向位移量达到0.5cm/d时,标志着不稳定状态出现,应立即停止加载。
3.4路面铺筑前沉降稳定的判断
当连续三个月观测的沉降量平均不超过5mm时,可以卸载并开始路面铺筑工作。
4施工注意事项
(1)控制钻机下钻深度、喷粉高程及停灰面,确保粉喷桩长度。
(2)严禁没有粉体计量装置的喷粉机投入使用。
(3)定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度。对使用的钻头定期复核检查,其直径磨耗量不得大于2cm。
(4)当钻头提升至地面以下0.5m时,喷粉机应停止喷粉。
(5)当喷粉成桩过程中遇有故障而停止喷粉,在第二次喷粉接桩时,其喷粉重叠长度不得小于1m。
(6)粉喷桩施工时,泵送水泥必须连续,固化材料的用量以及泵送固化材料的时间应有专人记录,其用量误差不得大于±1％。
(7)为保证搅拌机的垂直度。应检查起吊设备的平整度和导向架对地面的垂直度,每工作班检查不少于2次,使垂直度偏差不超过1％。
(8)搅拌机喷粉提升的速度和次数必须符合预定的施工工艺要求,搅拌机每次下沉或提升的时间应有专人记录,深度应达到设计要求,时间误差不得大于5秒,施工前应丈量钻杆长度,并标上明显标志,以便掌握钻入深度,复搅深度。施工中出现问题应及时处理、做好记录。
(9)储灰罐容量应不小于一根桩的用灰量加50kg,如储量不足时,不得对下一根桩开钻施工。
5结语
(1)喷锚网支护可提高高陡边坡岩土的结构强度和抗变形刚度,增强边坡的整体稳定性，合理选择施工程序、工艺和技术措施是保证喷锚网支护工程质量的关键。对喷锚网支护要对喷射混凝土强度、厚度、锚杆间排距、抗拔力、外观感等方面进行检测,严把质量关。
(2)从广东省已建和在建的高速公路来看,粉喷桩处理软土地基是一种行之有效且广泛应用的工艺手段,与其它软基处理手段相比,具有施工方便、工期短、工后沉降小(营运质量高)等显著优点。按照广东省交通厅的规划,“十五”期间该省将再建设1000多公里的高速公路,粉喷桩一定会发挥其应有的作用,并得到广泛应用。
参考文献：
［1］罗建军;砂浆锚杆在潭邵高速公路边坡支护中的应用[J];湖南交通科技;2004年03期
［2］赵诗涛;土工合成材料在公路软基中的应用[J];低温建筑技术;2006年06期
［3］曹传林;湖相沉积软基路堤沉降特性与处理技术研究[D];长安大学;2002年