岩土工程中边坡加固工程施工技术探究

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岩土工程中边坡加固工程施工技术探究

[摘要]经济高速发展背景下,建筑行业进入新发展阶段,且高层建筑数量呈上升态势。但由于工程项目整个施工过程中受地质条件影响,致使岩土工程边坡施工面临较多问题,特别是边坡稳定性。若无法保证边坡施工质量,必定影响整个项目的工程建设。基于此,就岩土工程中边坡加固施工技术展开分析。

[关键词]边坡加固;防渗膜;预应力锚索

岩土工程边坡支护加固,是保证边坡稳定性的重要举措。加大边坡加固工程施工技术研究,有助于保障岩土工程边坡稳定性,从本质层面消除边坡稳定性不利因素。因此,需准确掌握造成边坡失稳的影响因素,精准应用边坡加固施工技术,严控其施工质量,减少因边坡失稳发生的垮塌事故。

1岩土工程中边坡失稳原因

若岩土工程中边坡失去稳定性,会影响整个工程有效实施。想要采取更有针对性的边坡加固技术,需掌握岩土工程边坡失稳的原因,常见原因主要包含以下几方面。(1)地质条件。1)岩体地质性质。岩体力学性能作为直接影响岩土工程边坡稳定性的因素,若岩体自身硬度较高,其发生失稳风险会增加,体现为崩塌或其自身结构失稳;反之,岩体自身硬度较弱,发生失稳多以应力控制失稳为主。根据实际施工实践经验,岩体地质性能自身高低水平与具体施工中稳定性成正相关关系。2)岩体构造。岩土工程施工过程中,岩体结构主要包括2大模块,即结构面与结构体,其中结构面指岩石物质不连续面和分异面,两者具有不同方向形态;结构体主要是由多个不同状态结构面构成的,而岩体虽是由众多独立块体构成,但因不同独立块体稳定性不尽相同,所以结构面走向、倾角等状况在一定程度上影响边坡稳定性。因此,分析岩体结构稳定性影响因素时,需按照实际地形特征,分析对边坡稳定性的影响,如结构面与边坡面结构存在差异性,其稳定性会受到较大影响。(2)人为因素。岩土工程具体施工过程中,若某个区域开发程度较大,会致使周围岩土结构出现失衡,加之土方开挖对边坡稳定性造成一定干扰。譬如,基坑开挖超限影响边坡稳定性,严重状况下会出现塌陷及位移。此外,岩土工程实际施工中,排水也是影响边坡稳定性的重要因素,需对其予以高度重视,做好排水措施,将人为因素对边坡稳定性造成的干扰降至最低。

2岩土工程中边坡加固工程施工技术

2.1HDPE防渗膜护坡加固技术

HDPE防渗膜施工工艺简易、经济性优良,被普遍应用于复杂且破碎边坡的加固工程中。该加固技术核心原理为充分应用防渗膜自身可防水优势,可消除由于雨水持续性渗透,降低边坡岩土物理力学性质,同时可避免边坡出现贯通裂缝,提高边坡稳定性。为进一步提高HDPE防渗膜的应用成效,使用该技术时需注意以下几方面:(1)正式敷设防渗膜之前,需完成边坡平整工作,为避免出现尖凸现象,需覆盖HDPE防渗膜;(2)应按照相关实际要求,严控防渗膜实际铺设厚度,一般状况下将其厚度控制在1.0mm左右,铺设厚度过大或过小均对边坡稳定性造成干扰;(3)HDPE防渗膜覆盖土体时,应选用沟槽锚固法进行固定,将其实际深度控制在0.5m左右,宽度控制在0.6m左右。

2.2预应力锚索加固技术

岩土实际施工过程中,若边坡高度较高、坡体存在潜在破裂面较深时,采用预应力锚索加固为最佳措施,且能取得良好的成效,现已被多项高边坡加固工程应用。高边坡加固工程中,与其他加固措施相比,预应力锚索可发挥多个特征优势:(1)受力具有可靠性;(2)作用力可均匀分布于加固边坡上,对地形、地质条件适应力较强,易满足施工条件要求;(3)主动受力;(4)无需进行放炮开挖,对坡体不会造成较大的干扰及影响,可保证坡体自身力学性能不变;(5)施工效率大幅度提高。预应力锚索实际施工中,最为关键的是锚孔测量控制作业,利用钻机在岩体中完成钻孔,钻具实际规格要根据锚杆实际位置确定,检验锚孔及清孔,待锚杆安装完毕之后,实施注浆操作。为保证边坡加固施工质量,需在正式施工之前完成系统性勘查工作,若发现与施工要求不吻合现象,需及时优化施工设计方案,并根据现场施工实际状况,采取可行性较高的防治措施,以免在后续施工中出现相同问题。施工中,钻孔可用潜孔钻锤,施工之前应完成钻孔清理工作,以免孔中存在石块等,影响正常施工作业,危害施工人员生命安全。锚索安装过程中,为避免出现钢绞线弹出问题,需做好钢绞线固定工作。

2.3框架加固法

框架加固法作为一项预应力锚索加固重要技术,此技术初期制作需预应力混凝土框架,并同时完成钢筋笼实际组装,对于现浇钢筋混凝土锚固护坡层面,可实施现场混凝土喷射,实现对边坡加固的目标。此种边坡加固方式施工简易、周期短,具有良好的加固成效,框架边坡加固法示意如图1所示。

2.4抗滑桩支护加固技术

边坡加固工程中,抗滑桩主要是应用自身多个优势,如良好的抗弯、抗剪和岩土体承载力,充分借助桩身将上部承载的推力均匀分散至桩下部侧向土体中,桩下部侧向阻力承载边坡下推力,能有效提高边坡的稳定性。抗滑排桩型式如图2所示。由于抗滑桩针对浅层和中厚层滑坡工程具有良好应用成效,其能从本质层面约束边坡出现失稳状况,选用抗滑桩支护加固技术,可有效控制坡体实际变形,且整体土方开挖较小,施工周期较短,因此被大力推广及应用。抗滑桩施工过程中,多选用机械或人工完成成孔作业,并进行现场混凝土施工,抗滑桩施工技术要求较高,且多个施工工序具有连续性施工要求,需按照相关施工规程,全面落实各项操作。实际施工过程中包含以下技术要点:(1)抗滑桩孔实际开挖过程中,需遵循由两侧向中间开挖原则实施,禁止出现跳桩;(2)桩位测定需具有一定的精准性,明确桩位之后,需在其中心交叉位置放出桩位;(3)上、下节护壁搭接实际长度应超过50mm,且护壁安装需保证连续性,以确保施工密实度达标,若施工中出现渗水现象,需立即使用速凝剂,并于24h后进行护壁膜拆除工作;(4)孔内混凝土浇筑需严格依照相关标准实施,需保证其施工连续性,以免对抗滑桩安装质量造成干扰。

2.5锚杆加固技术

若边坡坡体破碎或边坡地层软弱时,可按照实际状况,打入一定数量的锚杆,完成边坡加固。锚杆加固核心原理可视为“螺栓作用”,是1种中浅层加固方式。正式施工之前,需按照施工要求完成锚杆防腐、防锈蚀处理工作。根据岩石实际状况和设计要求,明确锚固孔实际位置,控制锚杆实际间距,一般将其控制为3m,将锚杆布设于钻孔中心位置,利用泵环形垫块实现加固。不同锚杆间实际误差应不超过150mm,其钻孔轴线偏差角度不超过3o,若施工现场需布设永久性锚杆,则对其地段质量要求较高。为有效固定保护栏,可选用3根规格及质量相同的钢筋焊接在锚杆上,形成稳定三角形,结构间距控制为3m。防护栏应选取直径约为8mm、长度为2m的钢筋,还应对各锚杆固定成效予以检测,及时纠正及减小存在的误差。

2.6土钉加固技术

若为软质岩石边坡或土质边坡,可根据安装实际状况在土体中打入一定数量的土钉,以对边坡起到加固成效。土钉加固边坡核心原理与群锚加固方式相似,土钉支护加固方式如图3所示。与锚杆加固方式相比,土钉加固方式密实且短小,可作为浅层边坡加固技术,两者施工工艺较为相似,但在设计方面存在较大差异性。土钉加固方式施工过程为。(1)先锚后喷。开挖土方至土钉实际位置,打入土钉之后,开挖第2步土,再打入第2层土钉,如此反复循环直至最后1层土钉施工完成,再喷射第1次混凝土,并立即进行锚固,之后进行第2次混凝土喷射。(2)先喷后锚。挖土至土钉实际位置下一定距离时,铺设相应的钢筋网,并预留搭接长度,当喷射混凝土达到一定强度之后,完成打入土钉;挖至第2层土方至第2层土钉位置一定距离时,与上次钢筋网已形成良好衔接,再喷射混凝土,打入第2层土钉。该施工方式较为简易,施工效率较高,节省施工时间,整体造价较低。

2.7喷凝混凝土加固技术

喷凝混凝土作为岩土工程边坡加固工程常见施工技术,通常包括2种形式,即潮喷和湿喷。为保证喷凝成效,正式施工之前需完成相关准备工作。应按照施工现场实际状况,选取合适的施工方式,通常潮喷应用于基坑较为干燥施工中,实际施工过程中适当应用速凝剂,以提高喷凝速度,获取良好的加固效果。为保证坡面整体性,需保证喷射质量,一次将喷射厚度控制在0.2m左右,有助于挂网粘接性。喷射之前应检查材料与设备性能,做好坡面清洁工作。如基坑内部含水量较大,需选用湿喷法,根据实际状况调配混凝土,以提高喷射质量。施工过程中,初凝工作完成后,需立即进行养护,控制养护时间,采取一定措施减少风力对坡面稳定性产生不良影响。喷射混凝土施工质量与最终施工成效密切相关,因此,应严格检验其原材料,严格控制喷射混凝土强度合格的判定,按照承重构件和非承重构件分别进行检查。例如当同批块组数n≥10时,承重构件加固时喷射混凝土的强度,应满足以下公式要求:式中:m为同一批验收混凝土强度代表值的平均值(N/mm2);s为同一验收批喷射混凝土强度值标准差(N/mm2);f为设计的喷射混凝土强度标准值(N/mm2);λ1,λ2为合格判定系数,应主要按照表1数据取用。

3岩体工程边坡加固工程施工技术质量保证措施

为进一步保障边坡加固施工技术质量,需采取完善的质量控制措施,主要包括以下几方面。(1)按照施工要求完成边坡勘察及设计:边坡加固工程施工质量与最终整个岩土工程施工质量密切相关,需按照相关要求,完成边坡勘察工作,设计单位应以勘察数据为基础,制订合理的边坡支护方案。(2)重视图纸会审及技术交底。图纸会审及技术交底作为施工中重点内容,边坡支护加固工程正式实施之前,需组织工程项目所有参建方完成图纸会审及技术交底工作,以掌握施工中技术难点,了解各工序施工要求。(3)编制完善的施工组织设计及作业指导书:正式施工之前,需按照施工图纸完成施工组织及作业指导书,明确施工工序技术要求、保证措施等,为施工有序推进提供指导。(4)做好现场监理及质量检测。正式施工前,监理工程师应审核施工组织设计方案,严控施工材料质量,对施工各环节进行监督,按照相关规定对支护桩、锚索等进行支护结构质量检测。

4结束语

岩土施工作为我国核心建筑基础工程项目,应选取科学的施工技术及方案,以提高边坡加固施工水平,减少边坡出现失稳现象,保证施工的安全性。实际工程中,应系统性掌握边坡加工施工技术,按照实际项目施工要求,选取可行性较高的施工技术,保证边坡稳定性,提高岩土工程施工质量。

参考文献

[1]程永辉,王满兴,熊勇.伞型锚在鄂北调水工程膨胀土临时边坡加固中的应用[J].长江科学院院报,2019,246(4):75–80.

作者:才永军 单位:吉林省水利水电勘测设计研究院