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中图分类号：TU74文献标识码： A
摘要:本文分析了不良地质段市政道路高边坡存在的隐患,以某市政工程为例对其高边坡的加固施工和相应质量保证措施作了阐述。
1、工程概况
长兴岛16#市政工程为双向六车道城市一级次干道,道路红线宽度70m,其中机动车道的设计行车速度为40km/min,沥青混凝土路面结构。本工程道路高边坡地下水高且水量较丰富、土体黏聚力差、土岩面为潜在滑移面, 容易产生滑坡和边坡失稳,为不良地质路段高边坡。
2、设计措施
由于本工程道路为城市一级次干道,交通较为繁忙,最大边坡高度将近50m,一旦发生边坡事故,极有可能造成重大的生命和财产损失,而且也会给抢险抢修带来较大的困难。因此,本路段边坡按安全等级一级的边坡进行勘察设计。按照《建筑边坡工程技术规范》要求,岩质边坡30m以上、土质边坡15m以上应采用动态设计法进行特殊设计,应提出对施工方案的特殊要求和监测要求,应掌握施工现场的地质状况、施工情况和变形、应力监测的反馈信息,必要时对原设计做校核、修改和补充。按照规范要求,结合本工程的特点,实施阶段按设计单位要求增加勘探点,并根据补充勘探的结果对边坡重新进行了计算。在进行边坡稳定性验算时,按圆弧滑动法计算发现部分边坡达不到《建筑边坡工程技术规范》中一级标坡稳定安全系数应不小于1.30的标准。为此,设计单位进行了设计变更,采取了以下的措施:
第一,对于稳定安全系数小于1.0的边坡, 采取深层锚杆加格构梁进行加固。第二,对于稳定安全系数小于1.30但大于1.0的边坡,采取普通锚杆结合挂网喷射混凝土进行加固。第三,对于稳定安全系数大于1.30的邊坡,采取浆砌块石肋式骨架护坡。第四,为防止地表水和地下水对边坡造成危害,在边坡潜在塌滑区后缘设置截水沟,在边坡表面设置地表排水系统,在坡脚、分级平台和支护结构前设置排水沟,在裂隙发育渗水严重的部位增设泄水孔;对于坡脚位置地下水量较大、坡脚土体易被浸泡且坡脚为软弱地基的边坡,采用搅拌桩对坡脚土体进行加固。第五,明确提出了边坡施工过程中监测点布置和检测要求,以确保及时获取反馈信息并采取对策。对地质勘探、设计和施工的有关数据及时相互校核、修正,整个过程处于一个动态的良性循环中。
3、边坡加固施工
3.1 边坡开挖
原则:边坡开挖应遵循“自上而下、分级施工、跳槽开挖、及时支护”的逆施工法进行。开挖一级防护一级, 及时运走土方;边坡开挖过程中必须保证边坡的稳定性、平整度及坡率;对岩体破碎地段和岩层倾向与坡面呈小夹角地段,要隔断开挖。
开挖方式:为保证施工过程中的边坡稳定和质量安全,本工程石方边坡的开挖采用预裂光面爆破施工,对土夹石等地质复杂地段, 采用小孔径手风钻钻孔、弱松动爆破方式整修成型,平台则采用浅孔爆破方法施工;对土质边坡则采用人工辅助、机械开挖。
排水:边坡开挖前做好山坡截水沟,引走地面水。沿坡顶走向修筑排水沟疏导雨水,采取有效措施防止滑坡。截水沟沟底纵坡陡于1:2时,沟底应增加耳墙,确保稳定。截水沟、排水沟、急流槽等排水设施要衔接顺畅,不能出现积水渗水现象。验收:边坡开挖后,要对边坡设计尺寸、坡度、平整度、半孔残留率等主要质量技术指标进行检查验收;对欠挖和超挖进行修正处理, 最终必须达到设计文件要求。
3.2 锚杆施工
施工工艺:土石方开挖→测量、放线定位→钻机就位→接钻杆→校正孔位→调整角度→钻孔→提钻杆→高压风清孔→插钢筋→压力灌浆→养护。
钻孔:钻孔前应先清除松土覆盖层,精确测定锚杆的位置,并设立牢固的角度支架;根据地质情况和设计要求合理选择钻孔设备;钻孔过程中,应密切观察孔渣变化,如发现与勘探地质不符应立即上报处理,同时要经常检查角度支架并及时纠偏;钻孔完成后,用高压水充分冲洗,然后注入压缩空气吹干孔内积水;钻完第一个孔后,需做压水试验,锚孔内水泥浆漏失应满足规范要求,试验若发现漏浆,可用较稀的水泥浆补充灌注,重新钻孔、做压水试验,直至满足设计要求为止。锚杆就位:锚杆就位前应对锚杆全面检查,质量大的长锚杆需起吊设备,也可以用专门支架使锚杆就位;插入锚杆时注意将注浆管与锚杆要同时放入孔中,锚杆有撑架的一面向下,注浆管距离孔底10cm左右。
灌浆:用一根内径约30mm、外径不大于45mm的钢管或胶皮管作导管,将搅拌好的砂浆注入钻孔底部,自孔底向外灌注;随着砂浆的灌入,应逐步将灌浆管向外拨出至孔口;拨管的过程中应保证管口始终埋在砂浆内,以便将孔中的水和空气全部挤出孔外,确保灌浆质量。锚杆防锈:在锚固段锚杆的外露端、非锚固段锚杆等做好防锈施工,经检查合格后方可填土;填土时应注意不要碰撞防锈层,若碰坏应及时修补。
3.3 挂网喷射混凝土
施工工艺:
搭设脚手架→整修边坡→制作安装设置排水孔→第一次喷射混凝土→钢筋网制作、挂网→第二次喷射混凝土→养护→拆除脚手架。
搭设脚手架:钢管支架立柱应置于平整坚实面层上并做好排水,脚手架跨度、步距、立柱间距必须同时满足设计和构造要求;钢管架与边坡壁面之间必须设置刚性拉结, 确保施工安全。
坡面整修:清除浮石、岩碴,补砌空洞,用高压水冲洗受喷面,加固局部不稳定处,对较大的裂缝进行灌浆或勾缝处理,设置一定数量的泄水孔等。
挂网:将钢筋网与锚杆交接处焊接,以保证喷射混凝土时钢筋不移位。
喷射混凝土施工:第一,坡面的清理和检查。喷射混凝土之前,用清水将坡面冲刷干净,湿润岩层表面,找平。第二,喷射作业。在正式施工前进行试验确定出合理的参数,如水压、风压、喷嘴与受喷面间距离、一次喷射厚度等。喷射混凝土机械安装调试好后,先注水后通风,清通风路及管路,料斗上口设筛网,避免超径骨料进入机内。合理喷射混凝土顺序,喷射时喷头正对受喷面,均匀缓慢地按顺时针方向移动,应保证连续上料、连续喷射。
养护:终凝后第一次喷水养护时,压力不宜过大,以防止冲坏喷射混凝土防护层表面; 在养护过程中如果发现剥落、外鼓、裂纹、局部潮湿、色泽不均等不良现象,应分析原因及时补救,避免留下质量安全隐患。
4、保证工程质量和安全的措施
本工程边坡高度较高,地质条件较为复杂,采用的支护方式多样,在实施过程中除严格遵守有关规范和操作规程外,还特别强调做好以下几点工作:
(1) 本工程的边坡监测项目和指标由设计院提出,业主委托具备资质的第三方专业监测机构进行,主要监测项目有边坡水平位移、沉降、应力等,监测机构及时将有关数据反馈至设计院。为避免勘察资料准确性不足引起的边坡设计缺陷、错误,在实施过程中进行了补充施工勘察。设计院根据补充勘察资料、试验监测数据对原设计不断地进行校核补充和完善,确保工程安全。
(2) 加强施工过程中的管理。由于本工程的特点,决定了在实施中必须强化安全管理工作,否则极易产生重大的质量安全事故。本工程的爆破作业较多,施工现场应加强对炸药的管理和作业方案的审批、爆破实施的警戒监控等;由于脚手架倾角较大,沿水平方向产生较大的水平力,脚手架和边坡( 岩面)之间应设置可靠的刚性连接;因高空作业较多,各专业队组应明确划分安全责任范围,避免交叉作业,尽量避免高处坠落和物体打击事故;做好截排水和其他辅助措施,减少施工期间降水对边坡稳定的影响。
5、结语
不良地质段道路高边坡工程是关系到道路和周边建筑物安全的重点工程,在工程实施中应严格按规定进行地质勘察、动态设计、规范施工,从而达到确保工程质量经济合理、安全适用、造福社会的目的。
摘要:本文分析了不良地质段市政道路高边坡存在的隐患,以某市政工程为例对其高边坡的加固施工和相应质量保证措施作了阐述。
1、工程概况
长兴岛16#市政工程为双向六车道城市一级次干道,道路红线宽度70m,其中机动车道的设计行车速度为40km/min,沥青混凝土路面结构。本工程道路高边坡地下水高且水量较丰富、土体黏聚力差、土岩面为潜在滑移面, 容易产生滑坡和边坡失稳,为不良地质路段高边坡。
2、设计措施
由于本工程道路为城市一级次干道,交通较为繁忙,最大边坡高度将近50m,一旦发生边坡事故,极有可能造成重大的生命和财产损失,而且也会给抢险抢修带来较大的困难。因此,本路段边坡按安全等级一级的边坡进行勘察设计。按照《建筑边坡工程技术规范》要求,岩质边坡30m以上、土质边坡15m以上应采用动态设计法进行特殊设计,应提出对施工方案的特殊要求和监测要求,应掌握施工现场的地质状况、施工情况和变形、应力监测的反馈信息,必要时对原设计做校核、修改和补充。按照规范要求,结合本工程的特点,实施阶段按设计单位要求增加勘探点,并根据补充勘探的结果对边坡重新进行了计算。在进行边坡稳定性验算时,按圆弧滑动法计算发现部分边坡达不到《建筑边坡工程技术规范》中一级标坡稳定安全系数应不小于1.30的标准。为此,设计单位进行了设计变更,采取了以下的措施:
第一,对于稳定安全系数小于1.0的边坡, 采取深层锚杆加格构梁进行加固。第二,对于稳定安全系数小于1.30但大于1.0的边坡,采取普通锚杆结合挂网喷射混凝土进行加固。第三,对于稳定安全系数大于1.30的邊坡,采取浆砌块石肋式骨架护坡。第四,为防止地表水和地下水对边坡造成危害,在边坡潜在塌滑区后缘设置截水沟,在边坡表面设置地表排水系统,在坡脚、分级平台和支护结构前设置排水沟,在裂隙发育渗水严重的部位增设泄水孔;对于坡脚位置地下水量较大、坡脚土体易被浸泡且坡脚为软弱地基的边坡,采用搅拌桩对坡脚土体进行加固。第五,明确提出了边坡施工过程中监测点布置和检测要求,以确保及时获取反馈信息并采取对策。对地质勘探、设计和施工的有关数据及时相互校核、修正,整个过程处于一个动态的良性循环中。
3、边坡加固施工
3.1 边坡开挖
原则:边坡开挖应遵循“自上而下、分级施工、跳槽开挖、及时支护”的逆施工法进行。开挖一级防护一级, 及时运走土方;边坡开挖过程中必须保证边坡的稳定性、平整度及坡率;对岩体破碎地段和岩层倾向与坡面呈小夹角地段,要隔断开挖。
开挖方式:为保证施工过程中的边坡稳定和质量安全,本工程石方边坡的开挖采用预裂光面爆破施工,对土夹石等地质复杂地段, 采用小孔径手风钻钻孔、弱松动爆破方式整修成型,平台则采用浅孔爆破方法施工;对土质边坡则采用人工辅助、机械开挖。
排水:边坡开挖前做好山坡截水沟,引走地面水。沿坡顶走向修筑排水沟疏导雨水,采取有效措施防止滑坡。截水沟沟底纵坡陡于1:2时,沟底应增加耳墙,确保稳定。截水沟、排水沟、急流槽等排水设施要衔接顺畅,不能出现积水渗水现象。验收:边坡开挖后,要对边坡设计尺寸、坡度、平整度、半孔残留率等主要质量技术指标进行检查验收;对欠挖和超挖进行修正处理, 最终必须达到设计文件要求。
3.2 锚杆施工
施工工艺:土石方开挖→测量、放线定位→钻机就位→接钻杆→校正孔位→调整角度→钻孔→提钻杆→高压风清孔→插钢筋→压力灌浆→养护。
钻孔:钻孔前应先清除松土覆盖层,精确测定锚杆的位置,并设立牢固的角度支架;根据地质情况和设计要求合理选择钻孔设备;钻孔过程中,应密切观察孔渣变化,如发现与勘探地质不符应立即上报处理,同时要经常检查角度支架并及时纠偏;钻孔完成后,用高压水充分冲洗,然后注入压缩空气吹干孔内积水;钻完第一个孔后,需做压水试验,锚孔内水泥浆漏失应满足规范要求,试验若发现漏浆,可用较稀的水泥浆补充灌注,重新钻孔、做压水试验,直至满足设计要求为止。锚杆就位:锚杆就位前应对锚杆全面检查,质量大的长锚杆需起吊设备,也可以用专门支架使锚杆就位;插入锚杆时注意将注浆管与锚杆要同时放入孔中,锚杆有撑架的一面向下,注浆管距离孔底10cm左右。
灌浆:用一根内径约30mm、外径不大于45mm的钢管或胶皮管作导管,将搅拌好的砂浆注入钻孔底部,自孔底向外灌注;随着砂浆的灌入,应逐步将灌浆管向外拨出至孔口;拨管的过程中应保证管口始终埋在砂浆内,以便将孔中的水和空气全部挤出孔外,确保灌浆质量。锚杆防锈:在锚固段锚杆的外露端、非锚固段锚杆等做好防锈施工,经检查合格后方可填土;填土时应注意不要碰撞防锈层,若碰坏应及时修补。
3.3 挂网喷射混凝土
施工工艺:
搭设脚手架→整修边坡→制作安装设置排水孔→第一次喷射混凝土→钢筋网制作、挂网→第二次喷射混凝土→养护→拆除脚手架。
搭设脚手架:钢管支架立柱应置于平整坚实面层上并做好排水,脚手架跨度、步距、立柱间距必须同时满足设计和构造要求;钢管架与边坡壁面之间必须设置刚性拉结, 确保施工安全。
坡面整修:清除浮石、岩碴,补砌空洞,用高压水冲洗受喷面,加固局部不稳定处,对较大的裂缝进行灌浆或勾缝处理,设置一定数量的泄水孔等。
挂网:将钢筋网与锚杆交接处焊接,以保证喷射混凝土时钢筋不移位。
喷射混凝土施工:第一,坡面的清理和检查。喷射混凝土之前,用清水将坡面冲刷干净,湿润岩层表面,找平。第二,喷射作业。在正式施工前进行试验确定出合理的参数,如水压、风压、喷嘴与受喷面间距离、一次喷射厚度等。喷射混凝土机械安装调试好后,先注水后通风,清通风路及管路,料斗上口设筛网,避免超径骨料进入机内。合理喷射混凝土顺序,喷射时喷头正对受喷面,均匀缓慢地按顺时针方向移动,应保证连续上料、连续喷射。
养护:终凝后第一次喷水养护时,压力不宜过大,以防止冲坏喷射混凝土防护层表面; 在养护过程中如果发现剥落、外鼓、裂纹、局部潮湿、色泽不均等不良现象,应分析原因及时补救,避免留下质量安全隐患。
4、保证工程质量和安全的措施
本工程边坡高度较高,地质条件较为复杂,采用的支护方式多样,在实施过程中除严格遵守有关规范和操作规程外,还特别强调做好以下几点工作:
(1) 本工程的边坡监测项目和指标由设计院提出,业主委托具备资质的第三方专业监测机构进行,主要监测项目有边坡水平位移、沉降、应力等,监测机构及时将有关数据反馈至设计院。为避免勘察资料准确性不足引起的边坡设计缺陷、错误,在实施过程中进行了补充施工勘察。设计院根据补充勘察资料、试验监测数据对原设计不断地进行校核补充和完善,确保工程安全。
(2) 加强施工过程中的管理。由于本工程的特点,决定了在实施中必须强化安全管理工作,否则极易产生重大的质量安全事故。本工程的爆破作业较多,施工现场应加强对炸药的管理和作业方案的审批、爆破实施的警戒监控等;由于脚手架倾角较大,沿水平方向产生较大的水平力,脚手架和边坡( 岩面)之间应设置可靠的刚性连接;因高空作业较多,各专业队组应明确划分安全责任范围,避免交叉作业,尽量避免高处坠落和物体打击事故;做好截排水和其他辅助措施,减少施工期间降水对边坡稳定的影响。
5、结语
不良地质段道路高边坡工程是关系到道路和周边建筑物安全的重点工程,在工程实施中应严格按规定进行地质勘察、动态设计、规范施工,从而达到确保工程质量经济合理、安全适用、造福社会的目的。