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摘要:詳細介紹了利用鋼花管噴漿加固邊坡,以及利用一部分鋼花管進行邊坡內部排水處理的方法,并對施工技術、質量要求和效果以及施工安全監測進行分析,使其對于加固含水量較高的土質邊坡可以達到良好的效果。

關鍵詞:鋼花管;邊坡加固;排水

1鋼花管邊坡支護與排水的原理與方法

1.1鋼花管支護與排水的原理

一般的鋼花管支護基本原理是借助于加固材料在主動區(滑動區)所產生的拉力傳到阻抗區,以增加滑動面上的垂直應力,進而提高土層的抗剪強度;并且在滑動面上加固材料可借助于土層提供的被動土壓力,產生剪力和彎矩以抵抗主動區的滑動,達到加固邊坡的目的。鋼花管的注漿可以使破碎巖體及軟弱土體提高強度,而鋼花管本身留在土體內部也可以起到加筋的作用。如果將一部分鋼花管注漿,而將另一部分不注漿,則不注漿的鋼花管便可用作排水管道,周圍土體的積水可以通過排水孔進入排水鋼花管,再通過排水鋼花管排出,既起到了加筋加固的效果,又可以起到土體內部排水的效果。

1.2鋼花管支護與排水的方法

1.2.1工程地質勘察

工程施工前首先要對該工程的地質情況進行取樣勘探和技術分析,得出地質勘探與分析報告,確定工程地段土體中黏性土、粉沙土、破碎巖體等各類物質的大體分布情況及其性質。同時得到該邊坡地段的地下水位以及降水量等數據,估算大體的排水范圍和排水量大小,從而確定鋼花管用于排水部分的分布。

1.2.2邊坡的大體修整

為了便于各種技術的應用和施工方便,在地質勘察與分析結束后,首先要對邊坡進行一次大體的修整。把過于突出及凹陷處修平并清除坡面虛土,但不能過分整修,否則會影響邊坡的穩定,只要不會對施工過于影響即可。

1.2.3加工管材

選用兩批不同管徑的鋼管,用于灌漿加固的鋼材管徑稍大些,一般采用50mm鋼管;用于排水加固的鋼材管徑稍小些,一般采用40mm鋼管。灌漿加固鋼材采用無縫鋼管,沿軸向每隔5cm開一對直徑為4mm的出漿孔,梅花狀布置。兩截鋼管的連接,采用lOcm長的螺紋套管連接,接縫處采用焊接,保證其強度和封閉性。鋼花管尾部100cm內不設置出漿孔,而鋼花管頭部出漿孔直徑增大,一般采用5-6mm孔徑,并要將頭部削尖,并焊縫密實,便于打管。排水加固鋼材也采用無縫鋼管,沿軸向每隔5cm開一對直徑為3mm的排水孔,梅花狀布置。兩截鋼管的連接,與灌漿管相同,采用lOcm長的螺紋套管連接,接縫處采用焊接,保證其強度和封閉性。鋼花管尾部100cm內不設置排水孔,而鋼花管頭部排水孔直徑略微增大,一般采用4mm孔徑即可,同時也需將頭部削尖,并焊縫密實,便于打管。灌漿鋼花管和排水鋼花管的每個開孔處都需要焊接一小塊角鋼板,構成孔前倒刺以及保護塊,利于灌漿和排水,不讓松散土質被壓入鋼花管內。

1.2.4放線定位

坡面修正檢查合格后,進行放線定錨孔位置。一般在土質邊坡工程中,采用縱距為3m、橫距為2m的壓力注漿鋼花管,由于該方法鋼花管中有一部分是用于排水,并不灌漿,故邊坡工程中的鋼花管分布應當相應縮短間距,采用縱距為2.5m、橫距為1.5m的梅花狀排列。每一排鋼花管采用灌漿鋼花管和排水鋼花管交錯排列。整體布置可看作灌漿鋼花管沿斜線多排分布,也可看作四個排水鋼花管沿斜線多排分布,每一斜排灌漿鋼花管和排水鋼花管交錯有序,兩種鋼花管分布均勻,各自能充分發揮自己的加固作用,從而保證工程的質量。

1.2.5打管

打管時需先打灌漿鋼花管,利用壓力錘擊打管尾,將灌漿鋼花管按設計角度打入指定貫入深度。打灌漿鋼花管時需注意要先用輕錘以一定壓力將管頭部打入一定深度,約為0.5-1米左右,檢查管頭是否發生偏移,確定管頭不發生偏移后再逐漸加大壓力。打管入土時速度應均勻,連續施打,錘間間歇時間不要過長,一根管最好一氣呵成。打管如發現落錘反彈過大,則表示管尖可能遇到障礙,需要換輕錘慢慢錘擊,打過這一段,再換重錘。鋼花管的尾部擊錘處加一個彈性襯墊更好,使錘擊施力更均勻,打管效果更好。如果打管完畢后發現鋼花管打斜了,則對原鋼花管不做特殊處理,而在原鋼花管旁邊再打一根,確保該處加固穩定。

1.2.6壓力灌漿

灌漿鋼花管和排水鋼花管打管質量驗收完畢后,進行灌漿鋼花管的壓力灌漿。其中注漿泵要選用額定壓力6MPa以上的可調控進漿壓力的注漿泵,且泵上的壓力表一定要安裝正確,能正常顯示準確讀數。還要有額定壓力為20MPa的高壓注漿膠管若干米,洗孔用的噴水頭及攪拌池等設備。灌漿前先要對管壁進行洗壁注漿,對鋼花管內壁進行低濃度水泥漿清洗,當管口冒漿濃度與注漿濃度差不多時,則停止洗壁。然后用帶噴頭的洗孔水管插入到鋼花管底部,用高壓水邊沖洗邊上提,沖洗留在鋼花管內的水泥漿,以疏通出漿孔。清洗完畢后開始正式灌漿,灌漿分多次,灌漿壓力依次提高,初始壓力一般控制在0.5MPa左右,每注完一定量(大約10kg/m)的水泥漿,需要休息片刻,然后繼續灌注。一般注5次左右,水泥用量約水泥用量約200kg/m左右,每次灌注完需要休息半小時左右,再用壓力水沖洗管壁,再進行下依次灌漿。

灌漿順序一般采用間隔灌注,但由于本設計中每兩根灌漿鋼花管中均有一根排水鋼花管,所以依次灌注即可。

排水鋼花管雖然不用灌漿,但也需要清洗管內壁,用帶噴頭的洗孔水管插入到排水鋼花管底部,用高壓水邊沖洗邊上提,排出打管時進入管內的雜質,并起到清洗排水孔的作用,利于排水。在施工過程中還需將在邊坡底部修一條排水明溝將邊坡上流下的水排入指定集水坑。

1.2.7掛網和噴漿

鋼花管全部施工完畢并驗收通過后,進行邊坡表面的掛網和噴漿。用Φ6的鋼筋編成@250mm×250mm的網片,并通過插入土中的鋼筋固定,并用加固鋼筋與鋼花管焊接固定,布滿整個邊坡。然后用C20細石混凝土垂直于坡面自下而上噴射,噴射厚度不小于80mm,其中保護層厚度不小于20mm。超級秘書網

2施工監測措施

采用全站儀和水準儀聯合觀測的方法,在坡腳、坡頂埋置足夠的控制點和水準點,進行現場監測。監測內容主要包括坡頂水平移位、垂直位移和坡頂土體變形以及邊坡各部分的傾斜變形等。每完成一道工序都必須確定土體變形具體數據后再進行下一部。噴射的水泥漿和混凝土必須做抗壓強度,確保水泥漿和混凝土的質量,外部噴射完混凝土后要進行外觀檢查,確保無漏噴、離鼓、鋼筋網外露等現象。施工結束后,要對邊坡進行長期的安全監測,一旦發現變形等問題,要及時分析原因,并采取相應的補救措施。

3結語

對于含水量較高的巖土體邊坡支護,采用鋼花管進行噴漿和排水雙用途,可以在對邊坡進行加固的同時,排除內部積水,消除不利因素,大大的提高了邊坡的穩定性。針對不同的工程特點,對鋼花管的布置形式以及施工方法進行略微的改動,可以達到更好的加固效果。

參考文獻

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