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關鍵詞:錨桿;支護機理;隧道工程
中圖分類號:U45 文獻標識碼:A
1 引言
隧道支護理論經歷了古典壓力理論階段、松散體理論階段和現在的支護與圍巖共同作用理論階段。支護與圍巖共同作用理論認為圍巖與支護同為承載結構,前者是主體,后者是輔助,兩者互不可缺。為了使得隧道施工設計更加科學、合理,同時節省工程造價,因此在隧道支護中應當在保證不出現圍巖失穩的前提下最大限度發揮其自身的承載力。錨桿作為一種柔性支護結構,能與圍巖同步變形,使其在隧道支護工程中被廣泛使用。
錨桿技術由國外發明,最初用于礦山巷道支護加固。19世紀末20世紀初英國、美國率先使用錨桿對礦山邊坡進行加固,錨桿由此得到關注。20世紀50年代到70年代,德國、捷克斯洛伐克、英國、美國將錨桿運用于基坑開挖支護,從此錨桿被各國廣泛應用邊坡穩定的維護。相比于國外,雖然我國錨桿技術的發展起步較晚,但經過近幾十年引進、吸收和消化國外錨桿技術,并通過與工程實踐相結合,我國錨桿技術取得了長足的進步。本文通過對錨桿分類和錨桿支護機理發展的闡述以及錨桿支護機理不足之處的指出,以期為相關研究人員提供些許參考。
2錨桿分類
錨桿是一個抗拉強度高于巖土體的桿體,依靠與周圍巖土體緊密接觸所形成的摩阻力形成對巖土體徑向方向上的約束。
錨桿有多種分類依據:
(1)錨固長度:全長錨固型和端頭錨固型。
(2)錨固方式:機械型、黏結型和混合型。
(3)是否施加預應力:預應力錨桿和非預應力錨桿。
(4)受力狀態:拉力型錨桿和壓力型錨桿。
3錨桿支護機理的發展
20世紀40年代以來,各國研究人員對錨桿支護機理進行了大量理論研究,并在工程中檢驗、推動和完善理論,取得了諸多研究成果。下面對錨桿的支護機理加以綜述:
(1)懸吊理論:該理論由Louis A.Panek于1952~1962年間提出,他認為通過錨桿能夠直接將不穩定巖石懸吊在上部堅硬巖層。
(2)組合梁理論:該理論由Jacobio于1952年提出,其實質是利用錨桿將巖層釘在一起,增大巖層之間的摩擦力,防止其滑移和坍塌。
(3)減跨理論:將錨桿打入隧道周邊圍巖中,相當于在圍巖中增加了支點,從而使得隧道圍巖跨度減小,提高了圍巖的穩定性。
(4)整體加固理論:通過大量錨桿的布設,將隧道周邊松散圍巖錨固在內部穩定圍巖上,使得松散圍巖和穩定圍巖形成一個整體,增大了隧道圍巖的整體穩定性。
4錨桿支護機理的不足
雖然錨桿已應用與工程近一個世紀,但是在錨桿支護機理方面仍存在以下不足:
(1)錨桿橫向效應:通過錨桿支護機理的發展不難得出,各國研究人員對錨桿的研究重心都集中于錨桿軸向效應,對其橫向效應關注度不夠;
(2) 設計理論研究尚不清楚:由于隧道圍巖的復雜性和多樣性等客觀條件,使得目前錨桿支護設計理論和計算方法存在這樣或那樣的不足,造成目前錨桿支護工程中,多采用工程類比法或半理論、半經驗法,無法實現科學設計施工;
(3)錨桿荷載傳遞機理尚無定論:錨桿、灌漿體和孔壁三者之間存在復雜的化學作用,任意兩者之間出現一定相對位移,錨桿支護則會失效。
5結語
近年來,高速公路逐步向西推進,期間伴隨著大量隧道的修建,而隧道的修建離不開錨桿支護,故相關研究人員應抓住這一歷史機遇,將理論與工程實踐相結合,爭取取得更高水平研究成果,為錨桿支護科學設計施工提供理論依據。
參考文獻:
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關鍵詞:預應力錨索;施工;問題;處理措施
Abstract: This paper analyzes some common problems in prestressed anchor and prestressed anchor cable frame beam of some common diseases, and puts forward some measures of treatment for some major problems.
Key words: prestressed anchor; construction; problem; treatment measures
中圖分類號:U416.1文獻標識碼:A 文章編號:
預應力技術發展比較成熟,在各領域應用中都有廣泛的應用。如地下工程圍巖加固、邊坡加固、建筑物基礎加固、結構物內部應力調整、高層建筑物基礎加固等等。應用的部門涉及到水利水電工程、鐵路隧道、公路、橋梁、工業民用建筑等。目前在工程應用上已形成橋梁預應力技術、結構預應力技術、巖土工程預應力技術等三個體系。本文主要圍繞預應力施工應用中的一些常見問題做分析和處理。 一、預應力錨索的主要問題(1)預應力衰減問題。加固松散體的錨索的預應力衰減是有限的、可控的和可彌補的,在規范施工的條件下,對預應力錨索的長期有效性的擔心是不必的。(2)鋼絞線腐蝕問題。對化學腐蝕,由于采用了鋼絞線防腐除銹、塑料套裹護、水泥砂漿裹護三道措施, 問題基本解決。現最關注的是應力腐蝕,即鋼絞線長期處于高拉應力狀態下產生缺損進而組成鋼絞線的鋼絲產生破斷的問題[1]。由于預應力錨索面世僅數十年,作為百年大計的抗滑工程, 尚未全程經受檢驗,因此目前應以加大錨索鋼絞線的安全儲備、規范張拉工藝來應對。(3)錨固段設計問題。錨索設計中以剪應力沿錨固段全長均勻分布,采用平均粘結強度來計算錨固段的長度。但事實上,剪應力在錨固段并非均勻分布,而是呈單峰曲線狀分布,按剪應力均布計算錨固段長度趨于不安全。 (4)錨索施工問題。包括松散體中跟管鉆進問題,深長錨孔鉆進的糾偏問題,擴孔與二次注漿問題,張拉與鎖定工藝問題。
二、預應力錨索框架梁的主要病害
預應力錨索框架梁體系中,將錨索錨固到框架上,錨固力首先作用于框架,然后通過框架傳遞給巖土體,從而在巖土體中產生附加應力,調整巖土體應力環境起到加固邊坡的目的。技術上,預應力錨索可用于加固一般巖土質的邊坡、滑坡和危巖,包括土質滑坡。但在以下條件時, 其應用和功效受到限制: ①當滑動面較陡時, 尤其對陡傾的危巖。 ②當滑體很厚、錨索自由段過長時。 ③當下滑力過大、滑體十分松軟時。 ④當滑床為松軟土體時。 預應力錨固技術的優點是: ①能充分發揮高強鋼材、鋼絲、鋼絞線等材料的良好性能; ②最大限度地利用巖土介質的內在強度和潛力,加強自承和自穩能力; ③主動加載用以改善工程結構的應力狀態,提高受加固體的強度; ④確保工程施工的安全及巖土體的長期持續穩定,約束其變形。
根據預應力錨索框架缺損病害發生部位的不同,可以分為預應力錨索缺損、框架缺損、邊坡地基缺損及坡面防護措施缺損四種[2]。
1.鋼絞線缺損
①施工原因:施工原因導致各股鋼絞線受力不均勻;預應力錨索自由段防腐措施不完善造成鋼絞線銹蝕;預應力錨索錨固段桿體不居中、注漿質量差、漿體開裂等引起鋼絞線銹蝕。 ②設計原因:錨索拉力超過設計錨固力;預應力錨索框架用于以沉降為主的錯落式邊坡病害的治理。 2.錨固端錨固力不足
破壞方式:①預應力錨索注漿體與巖土層面破壞 ②巖土體剪切破壞
病害原因:①錨固力不足的原因是錨固段承載板處灌漿不密實或有空洞,灌漿體的抗壓強度不足或其它原因引起②預應力錨索注漿體與巖土界面破壞可能是施工時注漿質量等缺損導致,也可能是設計不當造成,如實際的錨固力小于設計錨固力。對于錨固段巖土體剪切破壞,大多是設計不當造成。
3.預應力錨索長度不夠 破壞方式:預應力錨索框架整體“坐船”下滑。
病害原因:預應力錨索的錨固段沒有深入到穩定巖體中或者深入到穩定巖體的長度不足,起不到加固邊坡的作用,或者加固效果不好[3]。這種病害除了施工時預應力錨索的長度達不到設計長度外,大多數情況是由于設計人員對邊坡病害體的范圍估計不足或不當。
4.錨頭缺損
病害原因: ①錨頭承壓板破壞 錨頭下的鋼墊板受局部承壓變形,主要原因是墊板厚度不足、剛度不夠、套管孔徑大、墊板下砼表面凹凸不平等,大都是施工質量不合格造成。 ②錨墩破壞 砼墊板受力面積過小、受力過于集中;砼墊板沒有配置鋼筋或配置鋼筋數量不足;墊墩砼養護期較短,砼強度不足,過早張拉預應力錨索而使墊墩砼被壓壞
5.框架梁抗彎能力不足
病害原因:截面最大彎矩處梁的彎矩超過了抗彎能力發生彎曲破壞。
6.框架梁抗剪能力不足 框架梁的剪切破壞主要是由于截面砼的強度和箍筋數量不夠。
7.框架梁裂縫超限 框架梁彎曲裂縫超過允許范圍。
8.框架懸空
病害原因:框架梁底部土體發生變形破壞、框架梁懸空、框架發生下挫變形、下部錨頭失去預應力。
9.框架凹陷 病害原因:土體強度較低或框架截面尺寸偏小,在錨索拉力作用下,框架下地基承載力不足導致土體變形較大,造成框架陷入土體。
10.框架坡面防護措施被雨水沖刷 沒有采取封閉的坡面防護措施,如植草防護等
11.框架內發生局部坍塌 由于地下水、地表水的作用,或坡率較陡,原來坡面防護措施發生局部坍塌或破壞
三、施工中不同問題的處理措施
1.地質復雜、裂隙密集地段處理措施
對于工程地質條件復雜,巖體風化嚴重,構造裂隙發育,巖體破碎,因而在鉆孔過程中,經常出現塌孔、卡鉆的成孔困難現象。為此,可采取了灌漿固壁的方案,邊鉆邊灌,逐步成孔,對個別孔位由于裂隙密集,裂隙延伸距離長的地段,若采用普通灌漿法,灌漿量將非常大,為此可采取施工效果較好的滲加水玻璃、間斷灌漿方法。
2.鉆孔過程遇地下承壓水的處理措施
鉆進過程中出現的承壓水,使得鉆渣變為漿狀物,排渣時無法排出。給鉆進工作帶來了很大困難。為此,我們采取了封堵結合的辦法進行處理,即在鉆孔內高壓注漿,進行封堵,封堵后重新鉆進,對個別出水量較大的孔,除了采取注漿封堵外,在其附近補鉆一排水深孔,排水深度以進入錨索錨固端為宜。
3.對于預應力損失的處理
在進行補償張拉時,對于預應力損失較大的部位,甚至部分錨索預應力損失超過10%的孔位,其主要原因是造孔精度差,增大了摩阻應力損失,錨具及預應力筋徐變引起的預應力損失。針對以上原因,可以通過提高造孔精度,減小孔斜誤差的方式[4],尤其是控制鉆孔入口2m范圍內的誤差,使其不大于2,首先加固鉆孔平臺支架,保證鉆孔過程中不發生晃動;其次鉆頭入孔時,用側斜儀嚴格控制其傾角;徐變引起的損失,采取張拉時每級荷載持荷時間適當放長,尤其是最大一級持荷保證不小于30min。
四、預應力錨索施工安全施工注意事項
預應力錨索施工前,操作人員應經過技術培訓,持證上崗,未經培訓、考核不合格者不得上崗操作。預應力工程施工過程中應認真做好有關施工安全記錄,其主要內容包括: (1)對員工進行安全技術培訓記錄。 (2)施工安全工作會議記錄。 (3)專職安全檢查人員進行例行安全檢查記錄。 (4)安全監理工程師或業主組織的安全檢查記錄。 (5)安全隱患整改記錄。 (6)重大安全事故處理記錄。 預應力工程施工承重排架,應根據現場情況和實際載荷進行設計,并經驗收。 巖體錨固的錨墩混凝土、結構混凝土強度、巖錨的內錨段及張拉段膠結體強度應達到設計要求的強度等級,方能進行錨索張拉。
巖錨施工區域的自然環境比較復雜。應隨時注意觀察巖體可能存在的一些松動塊石和邊坡孤石。必要時應在作業區的上方適當位置設置具有一定抵抗力的擋石排或柔性攔石網,以消除安全隱患。
參考文獻:
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論文關鍵詞:路塹:邊坡防護,類型
1公路防護技術的類型
公路路塹邊坡防護技術大體上可分為2種類型,即植物防護和工程防護。
1.1植物防護
植物防護就是在邊坡上種植草叢或樹木或兩者兼有,以減緩邊坡上的ooo水流速度,利用植物根系固結邊坡表層土壤以減輕沖刷,從而達到保護邊坡的目的。這對于一切適合種植的土質邊坡都是應當首選的防治措施。植物防護還可以綠化環境,和周圍環境相協調,也是一種符合環境要求的防護辦法。草種應就地選用覆蓋率高,根系發達、莖葉低矮、耐寒耐旱且具有匍匐莖的多年生植物品種,也可以引進適應當地土壤氣候的優良草種,如蘭莖冰草、扁穗冰草。
1.1.1 條播法
在整理邊坡時,將草籽與土肥混合料按一定比例間距水平條狀鋪在夯層上,寬約10CM,然后蓋土再夯,并灑水拍實。單播只用一種草籽,混播用幾種草籽混合,使根系植被和出芽率為最優。另外由于草皮在5攝攝氏度以下停止生長,10攝氏度以下基本不發芽,另外高溫季節蒸發太快,草皮生長易于干枯,故在此期間不已播種。
1.1.2密鋪法
老邊坡先要整理坡面,填平細溝坑洼路塹:邊坡防護,新邊坡要經初驗合格灑水浸濕后再平鋪草皮。草皮之間要稍有搭界,塊塊靠攏,不得留有空隙,根部要密貼坡面、每塊拍緊使接茬嚴密才能成活。邊坡陡于1;1.5的就需加釘固定。草皮的切塊尺寸約25CM*40CM,厚5CM左右。1.1.3 植樹
植樹不僅可以加強邊坡的穩固性,防風固沙,減輕冰雪對路面的危害,還可以美化路容,調節小氣候,大量栽樹可以獲得部分木材增加收益。但是高大喬木不能植于公路彎道內側,以免影響視線論文范文。
1.1.4框架內植草護坡
在坡度較陡且易受沖刷的土質和強風化的巖質塹坡上,采用框架內植草護坡。框架制作有多種做法,例如;①漿砌片石框架成45o方格網,凈距2 ~4m,條寬0.3~0.5m,嵌入坡面0.3米
左右;②錨桿框架護坡,預制混凝土框架梁斷面為12cmⅹ16cm,長1.5m,用4根6~ 8mm 鋼筋,兩頭露出5cm,另在桿件的接頭處伸入一根直徑14長3m錨桿,灌注混凝土將接頭固定。錨桿的作用是將框架固定在坡面上,框架尺寸和形狀有具體工程而定,其形狀可設計為正方形、六邊形、拱形等,框架內再種植草類植物。
1.2工程防護
對不適宜植物生長的土質或風化嚴重、節理發育的巖石路塹邊坡,以及碎石土的挖方邊坡等,只能采取工程防護措施即設置人工構造物防護。工程防護的類型很多,有護面墻防護、干砌片石防護、錨桿防護、抗滑樁防護和擋土墻防護。各種防護技術都各有其優、缺點和適用條件,一般說除錨桿、抗滑樁和擋土墻外,其他各種防護結不承受荷載,所以不進行內力分析,直接根據適用條件選擇使用。先簡單介紹如下;
1.2.1 坡面防護
坡面防護包括抹面、捶面、噴漿等形式
⑴抹面防護
對于易風化的軟質巖石,如頁巖、泥灰、千枚巖等材料的路塹邊坡,暴露在大氣中很容易風化剝落而逐漸破壞,因而常在坡面上加設一層耐風化表層,以隔離大氣的影響,防止風化。常用的抹面材料有各種石灰混合料灰漿、水泥砂漿等。抹面厚度一般為3―7cm,可使用6-8年。為防止表面產生微小裂縫影響抹面使用壽命,可在表面涂一層瀝青保護層。
⑵捶面防護
捶面防護與抹面防護相近,其使用材料也大體相同。為便于捶打成型,常用的材料除石灰、水泥混合土外,還有石灰、爐渣、粘土拌合的三合土與再加適量沙粒的四合土。一般厚度10-15cm,捶面厚度較抹面厚度要大,相應強度較高,可抵御較強的雨水沖刷,使用期約8-10年。抹面、捶面是我國公路建設中常用的防護方法路塹:邊坡防護,材料均可就地采用,造價低廉,但強度不高,耐久性差,手工作業,費時費工。
1.2.2砌石防護
砌石防護包括護面墻、干砌片石防護、漿砌片石護坡。
⑴護面墻
護面墻是采用漿砌片石結構,覆蓋在各種軟質巖層和較破碎的挖方邊坡,使之免受大氣影響而修建的墻體,以防止坡面繼續風化。在缺乏石料的地方,也可以采用現澆水泥混凝土或用預制混凝土塊砌筑。護面墻除之自重外,也能增加路塹美觀。所以在巖石甚至在一些土質路塹邊坡也可砌筑一定高度的護面墻,以美化路容。若巖層破碎或在開挖時坡面有嚴重凹陷,應局部采用支補護面墻的方式進行。
⑵干砌片
干砌片石防護適用于土質、軟巖及易風化、破壞較嚴重的填挖方邊坡,以防止雨雪水流沖刷。在砌面防護中,宜首選干砌片石結構,這不僅為了節省投資,而且可以適應邊坡有較大的變形。干砌片石受水流沖擊時,細小土顆粒易被水流沖刷帶走而引起較大的沉陷,為防止坡面土層被水流沖擊和減輕漂浮物的撞擊力,應在干砌防護下面設置碎石或砂礫結構的墊層。干砌片石坡腳應視土質情況設置不同埋深的基礎
⑶ 漿砌片石防護
漿砌片石防護也是公路路塹邊坡防護中常用的工程防護方法。漿砌片石是用水泥砂漿將片石間隙填滿,使砌石成為一個整體,以保護坡面不受外界因素的侵蝕,所以比干砌片石有更高的強度和穩定性。干砌或漿砌片石防護在不適于植物防護或者有大量開山石料可以利用的地段最為適合。砌石防護的優越性是顯而易見的,它堅固耐用,材料易得,施工工藝簡單,防護效果較好,因而在公路的邊坡防護中得到了廣泛的應用。
1.2.3 擋土墻防護
在公路路塹邊坡防護工程中,大量的擋土結構得到了廣泛應用論文范文。擋土墻按斷面的幾何形狀及特點,常見的形式有:重力式、錨桿式、土釘墻、懸臂式、扶臂式、柱板式等。各種擋土墻都有其特點及適用范圍,在處理實際擋土工程時,應對可能提供的一系列擋土體系的可行性作出評價,選取合適的擋土結構形式,做到安全、經濟、可行。現結合工程常用介紹如下形式。
⑴重力式 擋土墻
重力式擋土墻是以擋土墻自生重力來維持其在水土壓力等作用下的穩定。它是我國目前常用的一種結構型式,重力式擋土墻可用磚、石、素混凝土、磚塊等建成,其優點是就地取材、結構簡單、施工方便、經濟效益好;缺點是工程量大,地基沉降大,它適合擋土墻高度在5-6M的小型工程。
⑵錨桿擋土墻
錨桿擋土墻是由鋼筋混凝土面板及錨桿組成的只當結構物。面板起支護邊坡土體并把土體的側壓力傳遞給錨桿的作用,錨桿通過其錨固在穩固土層中的錨固段所提供的拉力;來保證擋土墻的穩定,而一般擋土墻是靠自重來保持其穩定。錨桿擋土墻按其鋼筋混凝土面板的不同,可分為柱板式和板壁式。柱板式擋墻是錨桿連接在肋柱上,肋柱間加當土板;板壁式擋墻是由鋼筋混凝土面板和錨桿組成。
⑶錨釘墻
錨釘墻支護技術有著比單純錨桿支護或土釘支護更廣泛的適用范圍,它可以結合錨桿深部加固和土釘淺部加固的優點路塹:邊坡防護,來對邊坡進行加固處理。工程實際中,錨釘聯合加固支護的形式各異,大體可歸納為兩種: ①強錨弱釘支護體系:該體系以錨桿為邊坡的主要加固手段,抑制基坑邊坡的整體剪切失穩破壞,然后輔以土釘支護,抑制邊坡局部破壞;②強釘弱錨支護體系:即以土釘為邊坡的主要加固手段,形成土釘墻,然后輔以錨桿支護,限制土釘墻及墻后土體的位移。
2結語
公路及其附屬建筑物的邊坡穩定是保證其正常使用的前提條件。邊坡的防護技術類型很多,本文只介紹了一些較常用的類型。從力學角度分析,維護邊坡穩定的方法,一是借助擋墻的自重來平衡墻后巖土體傳來的推力;二是在巖土體中“釘釘子”,如錨桿,利用周圍土體對錨固段的錨固力來維持土體的平衡,從而達到保證邊坡穩定的目的;第三種辦法就是改變土體的性質,通過外加材料而形成強度高、穩定性好的復合土體,這種方法的分析和驗算比較復雜,有的機理還在研究中。在實際工作中,還要強調自然界和人為因素這一外部環境,強調巖土參數的準確性,因地制宜選用上述方法,進行符合實際的施工,達到邊坡防護的目的。
參考文獻:
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⑵湯康民。巖土工程。武漢:武漢工業大學出版社,2000.
1引言
現行《建筑邊坡工程技術規范》(以下簡稱規范)作為一本國標,冒昧地說,編制質量很難稱為上乘。有些內容因地方及個人經驗等原因尚欠推敲,有些內容參考了其他技術標準引用不當,有些內容隨著工程技術的發展進步已經過時需要更新。本文中筆者結合自身工程實踐經驗,就規范使用過程中存在著較大爭議的若干規定談談自己的看法。
2規范適用范圍
規范第1.0.3條規定:本規范適用于……邊坡工程,也適用于巖石基坑工程。實際上,邊坡與基坑在形態及使用條件上存在著很大差別:(1)在形態上,邊坡從地表向上開展,而基坑則向下開展;邊坡大多是有一定坡度的,而基坑大多是垂直開挖的;邊坡平面形狀通常是開放的,呈不規則單邊型,而基坑平面形狀通常是封閉的;邊坡規模可能非常大、高度很高,而基坑規模、深度通常是有限的。(2)基坑工程中受保護的建構筑物、管線等通常位于坡頂,而邊坡工程中大多位于坡腳、部分位于坡頂。(3)基坑幾乎都是臨時性的,使用過后要回填(不回填的一般則視為邊坡),而邊坡大多為永久性的,有些是臨時性的,但使用過后也不需回填,往往被挖除。(4)地下水及地表水的處理對邊坡及基坑來說都非常重要。在基坑開挖范圍內有豐富地下水的地區,基坑支護往往是以處理地下水為核心展開的。在地下水處理方式上,邊坡通常以疏為主,要將坡體內的水排泄出來,通常是從邊坡上面向下方排水;而基坑以堵為主,通常要將地下水攔截于基坑之外,要防止基坑開挖過程中水土流失量過大對周邊環境造成沉降等不良影響,通常是從基坑內向上面排水。(5)邊坡可能是土石方開挖形成的,也可能是土石方填筑形成的,而基坑幾乎都是開挖形成的。(6)邊坡開挖范圍內的巖土層,大多以坡積土、殘積土及風化巖為主,土質較好,而基坑開挖范圍內的土層大多以填土、沉積土及殘積土為主,土質較差;邊坡工程主要處理對象為土和巖石,基坑工程處理對象主要為土。因形態、條件、使用要求及目的不同,邊坡與基坑在支護方法上存在著較大差別,如毛石擋土墻、懸臂式擋墻、扶壁式擋墻、衡重式擋墻、柱板式錨桿擋墻、加筋土擋墻等填方邊坡中常用的擋土形式以及錨桿格構式擋墻、方樁、抗滑樁等,基坑工程中幾乎都用不到,而基坑工程中常用的止水帷幕、內支撐、水泥土重力式擋墻及型鋼水泥土墻、沉井沉箱、地下連續墻、咬合樁等支護方法、構件或工藝,邊坡工程中幾乎也不用。規范是針對邊坡工程編制的,里面的很多條款都不適用于基坑工程,“適用”一詞不合適,宜修改為“可供巖石基坑參考”。規范將適用范圍擴大到巖石基坑似已不妥,而規范正在修編,征求意見稿中擬將其適用于不分巖土類型的基坑,似乎更為不妥。
3邊坡使用年限
規范中把使用年限超過2年的邊坡定義為永久性邊坡,不超過2年的邊坡定義為臨時性邊坡。這條十多年前的規定也許該需要修改了。十多年前的建設規模及邊坡使用要求與現在不可同日而語:(1)現在很多大型山地項目是分多年(很多分為2~5年)分期開發的,工程建設最初的場平階段,將產生大量臨時邊坡,使用期都可能超過2年,隨著不斷開發,這些臨時邊坡在項目建設過程中將逐漸消失;(2)隨著舊城改造范圍的不斷擴大,有些位于邊坡上下的建筑物逐漸要拆遷,邊坡只需要服務幾年;(3)填海造陸工程往往耗時數年,所需填料如采用開山土石方,往往需要在土源區修建道路,道路兩側可能會產生大量邊坡,顯然,這些道路邊坡的使用年限并不會很長;(4)很多超大型及巨型基坑服務期也都可能超過2年。如果這些臨時邊坡都按永久性邊坡處理,有些浪費了。故以2年為永久性邊坡及臨時性邊坡的劃分標準似已過時,建議提高到5年。永久性邊坡與臨時性邊坡的區別主要有:(1)永久性邊坡要增加防腐蝕、防老化、防變形、保持排水暢通等不少耐久性措施,臨時性邊坡通常不需要;(2)永久性邊坡安全系數通常要高一些;(3)永久性邊坡通常要采取一些利于以后檢查維修的措施,以及盡量采取使邊坡觀感美觀一些的作法,臨時性邊坡通常不需要。臨時性邊坡不采取或采取一些簡單的耐久性措施,通常能夠使用五、六年,安全度不會顯著降低,但可顯著降低工程造價,且方便于工程建設。
4幾個術語的定義
規范對有些術語的定義尚需要在語法及遣詞用句上多加推敲,現舉兩例。(1)第2.1.6條對錨桿的定義為:將拉力傳至穩定巖土層的構件。按此定義,抗拔樁也可稱為錨桿?(2)第2.1.25條對坡頂重要建(構)筑物的定義為:位于邊坡坡頂上的破壞后果嚴重的永久性建(構)筑物。那么,位于邊坡坡頂上破壞后果嚴重的臨時性建(構)筑物算不算坡頂重要建(構)筑物?《術語工作原則與方法》[3]規定,術語的選擇與構成應符合6項要求:①單名、單義性,即一個概念只由一個術語來表示、一個術語只表示一個概念;②顧名思義性,即術語應能準確扼要地表達概念的本質特征;③簡明性;④派生性,即術語應便于構詞;⑤穩定性,即使用頻率高、范圍較廣、已經約定俗成的術語,沒有重要原因,即使是有不理想之處,也不宜輕易變更;⑥合乎本族語言習慣。這些原則在本規范中有時沒有得到很好地落實。不僅本規范,別的技術標準中也存在著這種現象。其實,其他相關技術標準中已經定義的術語,如果沒什么大的問題,無需再行定義。
5規范適用高度及邊坡安全等級劃分
規范第1.0.4條規定了本規范適用高度,即巖質邊坡30m以下,土質邊坡15m以下。第3.2.1條制訂了邊坡工程安全等級表,把邊坡安全等級劃分為一、二、三級。該表存在2個缺陷:①高度上限過時了;②表中存在著缺項,如20m高破壞后果不嚴重的III類及Ⅳ類巖質邊坡,或12m高破壞后果不嚴重的土質邊坡,安全等級按該表無法確定。第一個問題以深圳地區為例。近些年,隨著城市建設用地越來越少及高檔住宅項目建設需要,山地住宅項目越來越多,產生大量的高挖方及高填方邊坡,筆者近幾年每年都會接觸到十來個超過上述高度的工程。從公開發表的論文來看,全國很多地區都有這種趨勢。正在修編的《巖土錨固與噴射混凝土支護工程技術規范》已經把上限定為40m,筆者認為比較適合當前形式,建議本規范采用。結合《巖土錨固與噴射混凝土支護工程技術規范》修訂版,筆者建議的安全等級劃分(表略)安全等級按照從一級到三級的優先順序評定。與本規范的安全等級表相比,表1中①把破壞后果的嚴重程度作為最重要的邊坡評級條件,破壞后果很嚴重時,不分邊坡類型及高度,安全等級均定為一級;嚴重時,安全等級除一級外均定為二級;不嚴重時,安全等級除二級外均定為三級;②考慮到了邊坡高度及不同巖土類型;③適用于所有狀況的邊坡。筆者還建議,高度超過不同類型上限高度的邊坡以及破壞后果極嚴重、環境和地質條件特別復雜的邊坡,定義為超一級邊坡,按規范中相關規定處理,如安全系數進一步提高,召開專家論證會等。
6塌滑區范圍估算公式
規范第3.2.3條規定用式(1)估算塌滑區范圍,作為坡頂有重要建筑物時邊坡安全等級確定條件(式略)式中:L為邊坡坡頂塌滑區外緣至坡底邊緣的水平投影距離;H為邊坡高度;θ為邊坡的破裂角,對于土質邊坡可取45°+/2,為土體的內摩擦角。筆者建議取消該公式:①該公式以假定邊坡直立為前提,與大多實際工程不符;②塌滑區范圍應由整體穩定結果估算,式(1)估算結果過于粗略。
7坡率法適用范圍
規范第3.4.4條規定了坡率法不適用于一級邊坡。筆者認為很多一級邊坡,坡率法仍是首選方案。現舉兩例:(1)深圳LNG石巖站邊坡,坡腳到山頂最高約37m,反坡為規劃建筑用地。自然邊坡坡率約1∶1.6,上半部分表層2~3m厚為坡積層,以下為殘積層及風化巖;近坡腳處強風化巖出露。坡積層松散,在雨水作用下,發生過多次局部表層塌滑。設計采用坡率法治理,將坡積層全部挖除,表面設置骨架粱植草綠化。削坡土填筑場地,場地標高提高后邊坡高度降低近2m。削坡后坡率約1∶2,穩定計算結果滿足規范要求。該邊坡如采用支護措施,如錨桿格構或抗滑樁等,費用高,且表層塌滑很難根治。(2)深圳洋疇灣花園為山地住宅項目,東側場地內距離用地紅線15~30m有高12~19m自然邊坡,原設計在紅線處設置擋土墻,在邊坡與紅線之間填11~17m厚土方,在填土上打設工程樁,如采用擋土墻等支護措施,安全性差、費用太高。遂對填土邊坡分級放坡,每級坡率為1∶1.5、坡高6m,坡腳設置2m高護腳墻,坡面綠化,坡面上設置挖孔樁,建筑物采用高樁基礎。整體方案工程造價低且安全可靠。
8黏結強度特征值
規范中表7.2.3給出了巖土體與錨桿錨固體的黏結強度特征值,在條文說明中解釋了特征值是根據地方經驗及參考有關技術標準確定的。筆者一直反對“黏結強度特征值”這一概念,認為其沒有物理意義,錨桿或土釘抗拔力、樁側阻力等所有因構件與巖石或土黏結或摩擦產生的阻力均不存在“特征值”這一概念。本規范是國內最早提出“黏結強度特征值”這一概念的技術標準,但并沒有給出其定義,也沒見其他技術標準中給出過定義。而且,黏結強度特征值是怎么來的,也沒見過有關試驗的報道,工程中通常都是把極限黏結強度標準值除以一定的安全系數得來的,本規范提供的特征值也是同樣方法。如果都是根據極限黏結強度來的,那么直接使用極限黏結強度就好了。本規范修編征求意見稿不再使用這一概念,值得鼓勵。
9邊坡坡率允許值
規范第12.2.1條及12.2.2條規定了不同土質及不同巖體類型在邊坡不同高度時的放坡坡率允許值。這些數據是多年工程經驗的總結,放在規范中用于指導工程實踐似乎無可厚非。但是,如果按表中坡率,邊坡高度不同時安全系數不同,邊坡越高安全系數越低,邊坡較低時安全系數又偏大;全國各地巖土性狀差別極大,表中數據并非在全國各地都適用;邊坡較高時達不到規范第5章要求的穩定驗算安全系數,即與第5章規定相互矛盾。現在,計算機已是日常工具,計算一下整體穩定性是對設計者最基本的要求,各種技術標準及各地區工程建設管理規定也是這么要求的。因此,不管表中數據是否穩妥,這種查表設計方式已經不再適應現代工程建設及工程管理的需要,如果認為這些經驗數據還具有指導意義,可放在條文說明中供使用者參考。
10錨桿錨固長度規范
附錄C.2錨桿基本試驗一節提出:基本試驗主要目的是確定錨固體與巖土層間黏結強度,為使錨固體與地層間首先破壞,可采取減短錨固長度(錨固長度取設計錨固長度的0.4~0.6倍)的措施。這是十分危險的作法。很多技術標準,如《巖土錨桿(索)技術規程》、本規范條文說明等,都已經指出錨桿錨固力是有錨固長度效應的,即黏結應力的分布沿錨固段全長是不均勻的,能夠發揮錨固作用的黏結應力分布長度是有一定限度的,平均黏結應力隨著錨固段長度的增加而減少;較短的錨固段能夠充分調動黏結強度,但隨著錨固段長度的增加,能夠調動的平均黏結強度減少。因此,如果基本試驗中錨固段長度短于設計長度,試驗結果將得到偏高的黏結強度,再用于設計時,會得到偏高的、實際工程達不到的承載力設計值,從而導致工程安全度降低。所以,基本試驗的錨桿錨固段長度是不能低于設計長度的!
11錨桿驗收試驗
規范附錄C.3錨桿驗收試驗章節提出3條:(1)驗收試驗錨桿的數量取每種類型錨桿總數的5%;(2)試驗荷載值對永久性錨桿為1.1ζ2Asfy(ζ2為工作條件系數;As為錨桿桿體截面積;fy為桿體材料抗拉強度設計值);(3)當驗收錨桿不合格時應按錨桿總數的30%重新抽檢,若再有錨桿不合格時應全數進行檢驗。第三條規定直接導致很多地區不敢、也無法使用規范。因規范沒有給出合格標準,按總數5%驗收后,無法判定合格或不合格;按總數30%重新抽檢后(及按全數檢驗后),合格不合格還是不知道,且不合格該如何處理也不清楚。第二條規定不按錨桿設計承載力、卻按錨桿桿體材料強度來檢驗驗收,即使驗收合格,能不能達到錨桿設計承載力要求,還是不知道。如果按通常作法,以試驗結果平均值能否達到設計值作為合格驗收標準,因為第二條規定了最大試驗荷載即為驗收標準,如果有一條錨桿檢測結果達不到驗收標準,則會導致5%、30%及100%數量錨桿的檢驗結果的平均值均達不到,則工程驗收不合格。因此,擴大抽檢30%及100%數量沒有實際意義。而且,按100%數量檢測所花的工程費用,可能還不如重新返工劃算。按《建筑工程施工質量驗收統一標準》、《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》等相關驗收規范及各地政府有關規定,產品應分檢驗批進行檢驗,如果檢驗不合格,應該先按原來的檢測方法或準確度更高的檢測方法擴大比例抽檢,數量一般為原檢驗批檢測不合格數量的1~2倍。如仍不合格,則要求設計者復核能否降低標準使用,即讓步接收,如不能,最后再行返工等處理。本規范應按這些原則編寫。
12其他
(1)規范第7.5.6條規定錨桿張拉控制應力不宜超過0.65倍鋼筋或鋼絞線的強度標準值。這條規定規范沒有解釋其來源,但應該是引自其他技術標準對預應力混凝土的規定。這條規定用在這里的目的是什么?規范又規定了宜按照錨桿設計應力值的1.05~1.10倍超張拉,驗收試驗時試驗荷載值對永久性錨桿為1.1ζ2Asfy,對臨時性錨桿為0.95ζ2Asfy,三者相互矛盾,不知該用哪條。(2)規范第9.3.4條規定,噴射混凝土1d齡期的抗壓強度不應低于5MPa。不知道該規定有沒有工程實踐或理論上的依據,如果不加速凝劑,能做得到嗎?如果添加了速凝劑,又會影響后期強度。推測該規定引自《錨桿噴射混凝土支護技術規范》,該規范中,噴射混凝土是結構構件,要起到支護作用,早期強度高對圍巖穩定有利;而邊坡工程中噴射混凝土通常是起防護作用的,是構造措施,也如此要求,目的是什么?如果不是工程搶險,要求1d的強度這么高可有必要?(3)規范中重力式擋墻施工一節第10.4.1條規定,漿砌塊石、條石擋墻必須采用座漿法。本規范修編征求意見稿中,這條改成了“必須采用擠漿法”。筆者查閱相關技術標準,沒查到座漿法及擠漿法的定義或工藝標準。筆者不明白:①為什么這么嚴格地規定漿砌工藝?②擠漿法及座漿法是不是術語,有沒有標準工藝?如果沒有標準,又如何“必須”呢?③原規范必須要用座漿法,本次修編必須要用擠漿法,都這么嚴格但卻是截然不同?另外,在缺電少水的山區工程建設中,干砌重力式擋墻隨處可見,本節中嚴格規定“嚴禁干砌”,理由可充足?設計者設計為干砌,不可以嗎?(4)規范中重力式擋墻施工一節第10.4.3條規定,墻后填土必須分層夯實。為什么必須要“夯實”、碾壓法壓實或水撼法撼實難道不行嗎?并不是筆者過于摳字眼,發生過因這條規定而修改設計的事情。規范中一個規定或用詞不慎,就可能給實際工程帶來很大麻煩。(5)規范15.1.2條規定:邊坡工程施工嚴禁無序大開挖、大爆破作業。何為“大開挖、大爆破”?又何為“無序”?是不是允許“有序大開挖、大爆破”?筆者查閱相關技術標準,沒有查到“大開挖”的定義或工藝標準,但很多人認為是指沒有支護或防護措施的土方開挖。“大爆破”在《大爆破安全規程》中有定義,指硐室爆破或一次炸藥用量較大的深孔爆破,但該規程已經在2003年被《爆破安全規程》替代,后者明示取消了“大爆破”概念。不管取消與否,該定義似乎與本規范要表達的意思相差甚遠。故筆者推測,本規范中的“大開挖、大爆破”可能是口語,沒有學術定義或工藝標準。如果確實沒有,又如何“嚴禁”呢?而且,如果“大開挖、大爆破”位置距離邊坡足夠遠不影響邊坡穩定,還要“嚴禁”嗎?(6)規范第16.2.3條規定,非預應力錨桿監測數量不宜少于錨桿總數的5%,預應力錨索的應力監測根數不應少于錨索總數的10%,一級邊坡工程竣工后的監測時間不應少于2年。5%及10%的比例太高了,監測費用太高了,工程中很難落實。文獻中規定永久性錨桿的監測數量為總量的5%~10%,臨時性的為3%。結合文獻及筆者自身工程經驗,建議統一修改為3%~5%。另外,建議工后監測時間延長至竣工后5~10年,國內對邊坡的長期監測經驗較少,增加監測時間比增加監測點密度更有意義。
關鍵詞:電氣工程;施工技術;安全管理
隨著我國電氣技術的發展,電氣工程施工管理與人們的生產生活關系日益緊密。高新技術手段的發展有效帶動了電氣技術的發展,電氣工程的施工工藝也全面提升。在提升施工工藝水平的同時,人們對電氣安裝工程的技術措施也提出了更高的要求。在電氣工程的實際施工過程中,我們不僅要加強對施工進度、質量等方面的控制,還要對施工的外部環境進行系統分析,對電氣工程的安全問題進行分析和研究。
1電氣安裝工程技術要求
1.1PVC電線管暗配要求。PVC管的耐腐蝕性非常強,很多腐蝕性強的環境都會采用這種材料,但是該材料的機械強度非常弱,容易變形。設計人員可以針對PVC管的實際特點,在鋪設管線時,盡量減少管線的彎折區域,在選取線路時,盡可能多選擇直線線路。對已經彎曲且存在縫隙的管件,要及時進行處理,一般情況下,彎曲半徑R0是管線中的一項重要技術指標。R0要求大于管外徑的5~6倍,且在彎曲處可以采用彈簧彎管,以保證彎管均勻受力。對于捆綁線管來說,技術人員要保證捆綁的堅固性,這樣才能真正實現電線管暗配的相關要求。1.2鋼管暗配要求。技術人員要保持電線及連接部位時時處于干燥、干凈的環境中,如果施工區域灰塵過多,就需要對電線及其連接部位進行密封處理,將其直接放置在密封裝置中。如果配電箱的電纜需要添加落地保護管,就要保證保護管的排列是整齊的,技術人員還要對保護管的關口進行加高處理,一般加高5~9cm。一般情況下,地下管的管理不能與設備基礎交叉,如果某一區域必須要交叉,需要對交叉區域添加保護管。技術人員在配電箱與分線盒處進行開孔安裝時,一定不能設置腰形孔安裝,要用電鉆開出圓孔,保證孔徑與管徑緊密結合。1.3線槽與橋架的安裝。技術人員在安裝線槽和橋架時,一定要運用支吊架進行拉線安裝,在實際安裝過程中注意支吊架與線槽要始終保持在同一條水平線上,水平槽架在架設過程中要添加相應的防震設施。為達到美觀的安裝效果,橋架支架的距離一定要固定好,一般固定的距離要小于200cm,橋架連接處要運用螺栓對其進行固定。1.4金屬軟管敷設。對金屬軟管進行敷設的目的是對電氣設備及電線設施起到保護作用,在選擇金屬軟管時,最好選擇長度小于200cm的金屬軟管,要保證其松散沒有接頭,作為連接使用時,要使用專業的接頭對其進行連接處理,并對連接部位進行密封,進一步保證設備的穩定性和安全性。1.5防雷接地。電氣工程施工過程中,會受到外部因素的影響,很多正常狀態下的電氣設備表面上并沒有電流通過,但是在某些特殊情況下,電氣設備就會產生電流,技術人員有必要對電氣設備進行防雷、接地處理,以有效保證電氣工程的安全性和可靠性。
2電氣工程安全管理措施
電氣工程的安全管理應以預防為主、安全為先的原則,根據管理實際經驗,進行系統化管理。第一,要不斷加強崗前安全教育培訓力度。對電氣工程施工人員進行崗前培訓,不僅有利于施工人員自身綜合素質的提升,對電氣工程的整體質量也能起到良好的保障作用。電氣工程施工企業在電氣工程施工前,要對所有的施工人員進行全方位、多層面的崗前安全教育。應對新時期電氣工程的特點及工作內容進行系統介紹,還要對施工過程中的相關安全防護、安全技能及安全組織等內容進行講解,保障施工人員能夠遵守電氣工程施工的相關安全規章制度,以保證施工順利進行。對電氣工程施工企業的施工人員進行崗前安全培訓,這對提升電氣工程施工安全意義重大,不僅提高了整個電氣工程的安全系數,還能有效避免施工過程中的安全隱患,保障施工人員的人身安全。第二,監督管理人員要進一步加強對施工材料的控制和管理。電氣施工的材料與設備會直接影響整個電氣工程的進度和最終質量,為了實現安全管理,技術人員在實際施工時,要進一步加強對施工材料及相關設備的監督,施工材料進入現場前,監督管理人員要對施工材料進行嚴格檢查和管理,經過一系列檢查后,合格的施工材料才能進入施工現場。除此之外,為保證施工材料不浪費,安裝單位應提前將施工材料的相關申請提交給監督管理部門。在施工材料進入現場后,安裝單位還要向監督管理部門提交使用審批程序、檢驗、質量報告等,只有得到審批之后,這些施工材料才可以投入到電氣工程施工中。只有保證對施工材料的嚴格控制,才能保證施工安全。第三,進一步落實電氣工程施工安全措施。技術人員為有效防范安全事故的發生,保證電氣工程順利進行,在實際管理過程中,要以施工現場的實際情況為基準,以安全事故為典型范例,對施工人員進行安全教育,提升電氣工程施工人員的安全意識。在實際施工過程中,應根據電氣工程的施工現狀,制定科學合理的安全管理制度,進一步保障安全措施的有效落實。除此之外,要針對電氣工程施工人員進行職責劃分,將安全管理真正落實到實處,安全第一的原則要始終銘記于心,以促進電氣工程安全施工。
3結語
電氣工程是集合工程技術及組織管理于一體的綜合性工作,工程技術與組織管理之間是相互聯系、相互促進的,因此,要求施工人員在實際的電氣工程施工過程中,從電氣施工技術的掌握情況入手,系統了解國家新頒布的電氣工程規定,并在實際工作中鍛煉自我,做好電氣工程的安全管理。安全管理是施工中最重要的部分,安全管理也是電氣工程順利進行的關鍵,安全管理對電氣行業經濟效益的提升具有重要的促進作用。
作者:楊玉婷 單位:哈爾濱市華能集中供熱有限公司
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