论文导读:桩身开挖是施工技术的难点,控制爆破技术最难。
关键词:铁路陡坡路基抗滑桩,施工技术
1.工程概况及特点
本段路堑处在山区,自然坡度为30~450。表层(Q4el+dl)粉质粘土夹碎石;下伏泥质灰岩,解理裂隙发育,岩心破碎;地下水不发育。为保持堑坡稳定,左侧设桩板墙加固。抗滑桩间距5m,桩径2*2.25m,桩长13~23m,桩顶2m以下设上下两排锚索,锚索长17~22m,单根锚索吨位750KN,锚固段长9.5m,孔径130mm。
2.施工方案
1)施工中需要解决以下技术难题:人工挖孔的控制爆破技术、T形桩护壁施工、成孔后护壁处理、钢筋笼加工安装、混凝土的浇筑、锚索安放与张拉技术等。
2)总体施工方案分为6道工序:施工准备、桩孔开挖、护壁施做与处理、钢筋笼加工与吊装、桩身混凝土浇筑、锚索施工与张拉。
3.各工序施工技术
3.1施工准备
①尽量安排在旱季施工,先施工桩,然后开挖土石方,严禁先开挖土石方后做桩,路堑施工前应平整孔口地面。
②测量放样要准确无误,引出护桩。
③要设置对滑坡变形、移动的观测桩。
3.2桩孔开挖
①桩孔采取人工跳桩开挖,分节施工。
②孔内有害气体浓度超标或孔深超过10m时,均应设置通风设备。
③孔内爆破既要保证桩孔自身安全,还要保证周围人员、房屋树木等物品的安全。为此采取以下措施:采用浅眼爆破,炮眼深度,硬岩层不得超过0.4m,软岩层不得超过0.6m;装药量不得超过炮眼深度的1/3,达到使岩层松动即可,尽量不让岩渣飞出,孔口用竹排覆盖,竹排距孔口面要留高度不小于20cm的空隙,为使爆破瞬间的产生大量气体能及时排出。炮眼采取正方形布置,距孔壁不小于35cm,孔与孔间距应为孔深的1.5倍,且不小于60cm。所用炸药应为防水管状炸药,每个炮眼用药量严格限制在1/3管长以内。爆破采用导爆管、导火索、火雷管起爆。每个炮眼放一枚导爆管,然后将孔内所有导爆管汇集成束,引到孔口外面,再用一只(或两只)火雷管配上导火索与成束的导爆管捆在一起,这样在孔口点燃导火索就可以了。经过多次试验,该爆破方案安全可行。炮眼装完炸药后一定要用粘土捣实封牢。
④爆破前,对炮眼附近的支撑应采取防护措施。护壁混凝土强度未达到2.5MPa前,不得进行爆破作业。一个孔内进行爆破作业时,其他孔内不得留有施工作业人员,必须全部撤至安全地带。
⑤挖孔时,能不爆破尽量不爆破,爆破后如有边角部分确有人工无法开挖到位的,可采用微量炸药爆破即可。
3.3护壁施做与处理
①护壁要高出地面20~30cm,采取每节1.0 m的C15混凝土护壁,厚度不小于15cm。
②护壁应安设牢固,滑动面处的护壁应予以加强,承受较大推力的护壁和锁口的混凝土中应增加钢筋。挖孔和护壁必须交替连续作业,以防坍孔。
③护壁模板制作 桩身截面尺寸为:2.0*2.25m,靠路基侧两端另设0.3*0.4m的挡块,因为挡块部分和靠近路基侧的一面要必须是平面的,而另外三面才可以采用适合采用方桩通用模板(上口小下大的结构形式)。在挡块部分要加工成一块倒梯形模板(尺寸为上底宽0.4m、下底宽0.3m、高1.0m)和一块矩形模板(尺寸为0.4*1.0m),在每块模板上部分别预留一个大约0.20*0.20m的开口,在靠路基侧的模板尺寸为1.0*2.6m,在模板上部预留二~三个宽*高=0.25*0.20m的开口。
④安装模板时在底脚要预留一排孔眼,便于固定模板,在模板与孔壁之间要设置临时内支撑(短木棍),在模板之间要设横向支撑。
⑤由于每一节护壁混凝土用量少,采用人工现场拌制混凝土,现拌现浇。分层捣实,收尾时将预留开口处混凝土补平。
⑥护壁浇筑一般安排在下午进行,浇完混凝土后可以有一个晚上的凝固时间。
⑦因为护壁的施工是分节进行的,接缝很多,必须另行处理。分两步进行处理,第一步,对不平的地方进行粗略整平,重点处理接缝;第二步,在需要拆除护壁的部分铺设一层宝丽板,用钢钉固定,接缝处用胶带纸封牢,以防漏浆,达到表面整齐美观的效果。
3.4钢筋笼加工与吊装
①由于钢筋笼太重(最重的达14.3吨),配筋又密,而且护壁有的部分还铺设了宝丽板,这给加工和吊装作业带来了很大的困难。
②钢筋笼加工吊装方案:桩身下部钢筋笼采取在钢筋加工场做,竖向主筋采取三根或两根焊接成束在桩孔内安装,上部钢筋笼采取先在钢筋加工场加工成半成品,在桩孔内进行焊接安装。
③方案优点:可以保证不会破坏铺设的宝丽板保护层厚度,更重要的是钢筋笼不会变形。缺点:桩孔内安装时间较长,吊机使用台班较多,孔内作业环境较小、时间长,焊接时会产生许多有害气体。
④针对该方案的不足处采取以下措施:把必须使用吊机作业的项目尽量集中,尽可能缩短使用吊机时间;采取空压机通风换气,保持孔内空气良好,另外在孔内搭设临时工作平台,定时换人作业,一般连续工作时间不超过2小时。
3.5桩身混凝土浇筑
①浇筑方案:采取集中场拌混凝土,搅拌运输车运输到现场,吊机吊送到桩孔口,串筒辅助下滑到孔内,分层浇筑。
②桩身浇筑前要铺一层厚20~30mm的水泥砂浆,在水泥砂浆凝结前浇筑第一层混凝土。采取容量大约1立方的料斗从运输车接混合料,用吊车吊送到桩孔口,沿着预先设置好的串筒下落到浇筑面。要求串筒出料口距混凝土浇筑面的高度不宜超过1m。采取分层浇筑,层厚不得大于40cm。
③桩身混凝土达到设计强度后应依据有关规范和规程进行无损检测。
3.6锚索施工与张拉
①由于锚固桩上部设有两排锚索,要等上一排锚索施工完成后,方可开挖下一层的桩前土体。开挖土体后,在桩身进行锚索孔放样定位。
②锚索孔采用风动钻进,严禁采用水冲钻进,严格按照设计倾角(15°)、深度、孔径钻进成孔,钻至设计孔深后必须采用高压风吹孔,以清除孔内岩粉余碴。
③成孔后立即安放锚索入孔。在锚固段,每隔1.0m设置一个对中支架,张拉段每隔1.0m用细钢丝绑扎,并将张拉段钢绞线放于内径46mm的波纹塑料软管内,管内注满黄油,以便进行张拉及防止钢绞线锈蚀。
④放入锚索束后应及时注浆,采用孔底返浆法压力注浆,一次注满锚固段和自由段,注浆压力为0.6~0.8MPa,要确保砂浆饱满、密实。
⑤外锚头采用C30钢筋混凝土现浇,锚头顶面必须与锚索轴线垂直。
⑥锚索张拉施工时应先进行抗拔试验,以便取得岩层与砂浆体锚固体间的极限抗拔力,调整锚固段的长度。锚索张拉必须在孔内砂浆、外锚头等混凝土达到设计强度后才能进行,张拉应分级进行,每级按设计值的25%递增。每级稳定5分钟后,下一级才能进行,最后一级张拉120%,并稳定15分钟,间隔6~10天后再进行补偿张拉,然后锁定。
⑦封孔注浆时,注浆管必须插到底,注浆必须饱满。
4.结语
1)桩身开挖是施工技术的难点,控制爆破技术最难。为了解决该技术难题,查阅了许多有关文献资料,反复检算,又经过多次试爆,才定下方案。经过实践验证,所采取的爆破方案安全、高效、可行,达到了预期效果。
2)护壁处理、钢筋笼安装、混凝土浇筑、锚索张拉和封孔等工序也是桩身质量控制的重要工序。宜万铁路这段抗滑桩施工方案严谨可行,施工控制严格,不仅保证了安全、质量和美观的要求,而且提高了效率,该项工程原定十个月的工期,结果只用了八个月就完成了,整整提前了两个月,节约机械台班、人工及管理费等成本大约50万元。现在该工程已经完工好几年了,抗滑桩非常稳定。由于质量优良,外表整齐美观 ,赢得了业主和参观者的多次好评。
【参考文献】
[1]实用土木工程手册.人民交通出版社.
[2]铁路路基支挡结构设计规范.[TB10025-2006].
[3]客货共线铁路路基施工技术指南.[TZ202-2008].
[4]铁路混凝土工程施工技术指南.[TZ210-2005].
[5]客货共线铁路桥涵工程施工技术指南.[TZ203-2008].
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