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关键词:土质边坡支护工程;复杂地质;安全事故;道路工程;建筑工程;城建工程 文献标识码:A
中图分类号:TU418 文章编号:1009-2374(2016)28-0095-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.28.048
土质边坡支护工程是当前道路、建筑、城建施工工程中重要的一项工程,其主要目的是对各项工程涉及的边坡进行硬化处理,达到固定作用。目前针对砂卵石层、松散人工填土、淤泥层、流砂层等土质以及存在水害的边坡,主要方法是利用土钉、锚杆等材料和二次注浆、千斤顶压入钢管土钉等工艺措施,对边坡进行稳定性施工。治理存在水害的边坡首先应查找水源所在,然后根据实际情况进行处理,主要方法有滤、挡、排、堵、抽等。下面本文对几种特殊情况进行逐一分析探讨。
1 边坡支护技术简介
实际上,边坡支护技术既是一门实践性的学科,又是一门经验性的学科,同时多数支护工程属于临时性的,因此需要在成本上采取有效措施达到节约的最好效果。边坡支护技术也有其基本的要求和起码的标准,也就是必须具有安全性、可靠性、经济合理性、施工便利性等。在日常的土木工程建设中,边坡支护技术十分常用,在不同的施工情况下,支护技术也不尽相同,比如要想边坡的侧面更加稳定,我们可以利用水泥土墙作为辅助支护,使用锚杆支护,它较适用于高度在6m以下的基坑;又如在某些特殊环境中,比如在部分特性土质内,我们可以采取土钉支护的方式,值得注意的是,土质内的水位应保持适中位置,不能过高,较适用于高度在12m以下的基坑。
2 土木工程中边坡支护技术的应用
2.1 边坡支护方案探讨
2.1.1 我们要结合土木工程的实际情况制定一个具有可操作性的边坡支护方案,这样才能确保边坡支护技术顺利施工。笔者以A土木工程为例,在此分析边坡支护技术的方案。按照相关技术要求,该工程在支护方面主要采用了土钉支护的方式,并且要求对支护的保护强度必须达到一定的标准,土钉的深度也不能忽视,要求施工人员必须严格按照相关规定进行。
2.1.2 逐一针对成孔的位置进行标记编号,从而有利于快速识别,促进施工效率的提升。
2.1.3 设计拉拔试验。实际上,要想检验土钉打入土内的实际效果如何,我们应当交给第三方来处理,这样才能确保土钉具有较为充足的强度。
2.1.4 对注浆的比例进行科学分析和合理规划,尤其是对外加剂的用量要注意分量,该工程方案中主要采用了重力灌注的方式,有时也可采取补浆的方式。
2.2 基坑开挖
我们知道,基坑开挖是边坡支护的一项基础和前提。这是由于基坑在开挖时容易造成土层的破坏,继而增加了开挖难度,特别是在开挖后期变形、位移等问题就会出现。因此基坑开挖要坚持分区原则,以此来确保分区基坑平衡开挖后能够顺利地进行下一分区的基坑作业。某土木工程就注意到这一点,在基坑开挖开槽后就立即进行了支撑,支撑马上开挖,同时坚持了分区原则,避免超过基坑原本的设计量。
2.3 地质监测
地质监测的主要作用是排除土木工程施工中的不利地质影响,确保土木工程处于稳定的状态,不至于变形。在对基坑进行施工的过程中,更需要强化地质监测,通过地质监测所获得的数据来合理安排边坡支护施工。值得注意的是,这能够使地质监测起到极好的监控作用,使我们的施工人员在最短时间内查看地质变化情况,进而有针对性地提出施工方案改进意见,这样才能真正提高边坡支护技术的水平,使其更快地适应土木工程的环境。
3 土质边坡支护工程中几种特殊情况的处理
笔者在此所讲的特殊情况,主要是指在施工时经常遇到的复杂地质条件以及各种自然灾害问题等情况,下面进行分类介绍:
3.1 复杂地质条件
在我们的土质边坡支护工程中,特殊情况中的复杂地质条件主要包括人工或砂卵石层、机械填土层、流砂层以及淤泥层等问题。对于回填土,它具有土质松散、杂物多、成孔困难、边坡自稳能力差、容易塌孔等问题,在此情况下多数都选择使用锚杆,最后再对局部进行土钉施工。我们都知道,锚杆成孔需通过调整锚杆的长度以及其角度进行解决,并且暂时的边坡支护也须用土钉进行施工。另外,由于土质存在易出现饱含水、松散等情况,以致无法有效进行人工钻机成孔。因此,一方面,我们可以用钢架管或者钢管成孔,此时须注意要在钢管的周边按合理的布置方式钻出排浆用的小孔,接着在小孔上部焊接一些羽翼保护帽,如此一来就可以使钢管在成孔时不被泥土所堵塞;另一方面,我们可在钢管的头部焊接一些有用的锥型头,遇到硬锤无法进入时,我们就可以使用人工方法,用管钳来转动钢管,以达到我们所要求的孔深,此时也许很多人都会产生质疑――这根钢管是否需要拔出?笔者认为,此处的钢管并不需要拔出,我们可以把它直接作为土钉或锚杆体。在开展注浆工作之前,我们可用BW-150/50往复泵对钢管进行冲洗,把所有的注浆孔冲开,然后再用该泵进行高压注浆,此时的浆液会沿着四周的小孔排出,继而挤压进入土体,使得杆体与土体凝结成一个整体。若遇到土体边坡自稳性能较差的现象,我们就需要高度注意,不能采取先修坡面再打入钢管的施工顺序,相反,我们可以在修整坡面之前排管入土,至注浆结束之后把坡面修整到要求的坡角,最后做挂网喷砼工作。这样才能较好地满足支护参数要求,达到快速稳定边坡以及保护边坡稳定安全的目的。
3.1.1 砂卵石层支护处理措施。顾名思义,砂卵石层即土体里面含有诸多卵石,在支护工程中,不容易钻孔,很容易发生坍塌和崩落。砂卵石层的处理方法与人工填土的程序和重点基本一致,倘若遇到钢管无法正常排入的问题,我们应当灵活地借用千斤顶进行压入。
3.1.2 流砂及淤泥质土支护处理措施。该类型土质的主要特点是含有的水量较大,土质相对较软,呈现出流塑或软塑的状态,一般的锚杆或成孔置土钉的方式方法难以有效实施,并且边坡的稳定性非常的差。因此对该类型土质处理的方法也相对复杂,主要包括两种:第一是在钢管中排入成孔注浆,这与上述论述方法基本相同;第二是利用机械钻入用套管保护成孔,当成孔达到足够深度后再对锚杆杆体进行埋置处理,在注浆的过程中我们要坚持七字方针:“边拔套管、边注浆。”这样的注浆方式能使其顺利地从杆体底部排出,有利于套管内的泥水被挤出,确保砂浆保持足够的强度。在实际施工中,因为该类型土质非常容易发生坍塌,一旦拔管则很有可能发生垮孔造成部分区域无砂浆的现象,因而建议实施第二次注浆。需要说明的是,在实施第一次注浆的时候,PVC管的底部应当尽量保持封闭,注浆结束并且套管完全拔出之后,暂停5个小时左右,再实施第二次注浆。倘若短时间内进行第二次注浆,其浆液无法形成足够的压力挤开坍落的土体;相反,如果时间过长也不可行,这是因为浆液发生凝固会产生强度,导致无法进行二次注浆。总地来说,无论水泥浆液内有没有添加剂,都应当按照其终凝结束时再实施第二次注浆时机相对更为合适。
在支护工程中,还应当尽量保持边坡的稳定,主要方法是:在对边坡实施挖掘过程中,应减少每次挖掘的深入,每挖掘1m左右即对已挖的部分进行支护,然后再继续下次挖掘。同时在设计时,也应尽量考虑将挖掘的范围扩大,尽量增大放坡量。另外,遇到处理难度较大的复杂土质时,还可以采取超前支护的措施。
3.2 水害
为什么要强调水害的处理,这是因为水害在引起土体滑坡中占有较大的比重,且也是支护工程中容易忽略的部分。具体而言,就是实施支护工程的锚杆或土钉主要是利用土体受拉反作用力,实现加固功能,但当土体受到水害侵害时,锚杆或土钉与土体的黏结强度就会被削减,造成抗拔力无法抵挡住土体的下滑,造成坍塌,这也是为什么在雨水季节容易发生土体滑坡的原因。
治理水害关键在于治理水源,这是在支护工程领域达成的共同认识。对于水源的查找,一般采取顺藤摸瓜的方式进行,当查找到水源后,应当结合具体情况,对其进行治理。当需要永久固定边坡时,则应当找到水源,堵住去处或引流到其他土体,比如挖掘排水沟,避免流水渗入土体。针对工程施工要求和具体环境实际,采取合理、科学、节俭等措施,对水害进行治理,一般都能够达到止水的目的。
4 注意事项
4.1 方案
在设计施工前应全面对工程涉及区域的土体进行勘察和了解,尽量选择到每一处现场进行调查,掌握第一手资料,并结合实际情况制定施工方案,避免由于前期工作不到位造成的后续施工增加或土体坍塌安全事故。
4.2 监测
土质边坡支护开始施工后,应在附近高点选择几个观测点,对施工过程中的土体进行随时监测,有条件的可采取在土体中放置应变观测器的方式进行监测,一旦发现有任何危险信号,果断采取措施,避免发生安全事故。
4.3 速度
速度要素在土钉或锚杆施工时尤为重要,须快,且要尽量减少边坡土体发生水平位移等不良现象,这样的支护工程稳定性才越好,因此建议首先施工土钉,因为土钉施工速度相对更快。
4.4 质量
严格控制施工程序,该事前试验的必须试验后再施工,尽最大可能减少隐患。
5 结语
综上所述,在支护工程施工中应严格管理设计、施工、监测等各个环节,遇到土质复杂、水害等特殊问题时,根据实际情况及时做出有效处理,避免事故发生。
参考文献
[1] 蒋续平.土质边坡支护工程中几种特殊情况的处理
[J].湖南地质,2002,(1).
关键词:高边坡支护;数值分析;安全系数;有限元计算
Abstract: The high slope support structure safety is a less studied problem, the unreasonable design will bring the geological disasters of landslide. This paper takes a mountain building support for high slope stability as the research object, analysis software for FEM numerical calculation, results of safety factor is greater than the specification and engineering safety requirements, to provide reference for similar engineering design.
Key words: high slope support; numerical analysis; safety factor; finite element method
中图分类号:TU94+2文献标识码:A文章编号:
引言
在山地做建筑施工会出现高边坡支护结构的基坑工程,这种支护结构由于既要承担基坑开挖的土体压力和边坡支护的稳定性要求,有着较为复杂的作用机理。国内对此相关的工程实例设计还不是很充分,常用和传统的岩土工程设计软件由于不能考虑土和结构的接触作用,土的应力和位移分布也做了很大的简化,而有限元数值分析的软件的出现为类似的设计提供了解决方案的基础。本文拟采用有限元数值分析软件进行高边坡支护结构的计算与分析,从而为工程实际提供帮助和参考。
1.工程设计
拟建建筑为1栋25层高层住宅,该地段场地标高南高北低,南侧高差约为30.85m,北侧高差只有11.0m,故南侧将形成一高度达到30.85m的高边坡,并且在边坡顶部9米左右有一栋6层高的民房(天然基础)。根据经验和工程要求,我们岩土工程师初步设计在基坑底部至12米高采用 1.4m@2m支护桩并配合预应力锚索做支护结构,基坑中间12米段采用预应力锚索与喷射混凝土做支护,在顶部6米段存在一现有挡墙,支护结构剖面如图一所示。
图一
由于基础的软件比如理正和启明星以及GEO-SLOPE无法处理支护桩与锚索在一起作用的支护坡面稳定性计算,而本工程中的剖面的设计有必要进行抗滑稳定性计算,所以我们采用有限元数值软件对于此种工况进行分析。
2.计算原理
整体稳定性验算采用圆弧滑动法(瑞典条分法)分析边坡的稳定性。根据土体极限平衡理论,假定破坏沿土体内某一确定的滑裂面滑动。依据滑裂土体的静力平衡条件和摩尔-库伦破坏准则可以计算该滑裂面滑动的可能性,即安全系数的大小,然后选取多个可能的滑动面,用同样方法计算出稳定安全系数最小的滑动面,保证此种情况下土体滑动稳定性满足要求。计算采用水土合算的总应力法计算该圆弧滑动稳定性。相应的土体抗剪强度指标为固结不排水(快)剪指标。同时在开挖之前采取降水和防渗措施,故计算上不考虑水的渗透压力。
整体稳定性验算采用有限元强度折减系数法分析边坡的稳定性。MIDAS/GTS的边坡稳定分析采用了强度折减法,即不断折减剪切强度(c, φ)值直到不收敛。将不收敛时的折减系数作为安全系数。对边坡稳定分析非常有效,并可以为现场监测提供较为准确的结果。
3.数值计算
3.1模型用软件
计算采用的软件为北京MIDAS公司的大型有限元计算程序MIDAS/GTS2.5.0版本。
3.2土力学参数
计算剖面主要为②2粘土和强风化灰岩,所以数值分析中的取值参考下表
3.3 网格划分
岩土材料采用高阶平面应变单元模拟,自由段锚索简化为两端的一对集中力,内锚固段锚索采用梁单元模拟。二维模型有限元网格划分中,为正确模拟锚固体与岩体之间的界面,采用接触弹簧系统来描述锚索、砂浆及岩体之间的相互作用关系。界面材料特性假定为理想弹塑性,采用莫尔-库伦准则作为屈服准则。每个锚单元均允许沿轴向产生变形并发生屈服。锚单元节点与网格节点重合,锚单元与平面应变单元联结成整体,不产生相对位移
3.4 分析条件设置(边界与荷载)
整个模型固定底部的土体约束与左右两边基坑支护结构作用影响线以外的土体约束。其中底部约束整个平面的位移,水平与竖直位移同时约束,左边土体与右边基坑内土体约束水平位移。荷载在基坑九米范围以内取20kp均布荷载,9m-31m有六层建筑物,取荷载90kpa均布荷载作用于土体表面。
4.计算结果
在本次计算过程中最重要的指标是安全系数,观察计算结果图二,我们可以看到安全系数为1.8625大于1.3的标准值。满足规范与施工要求。
图二 水平变形
5. 结语
该工程边坡高度比普通基坑放坡高,因此该边坡工程的设计应考虑特殊设计,在采用经验类比、传统计算方法分析的同时,采用二维数值模拟进行专题论证计算是必要的。
本次有限元计算分析了该工程某剖面二维条件下的稳定安全系数及变形、支挡结构的内力。通过计算得到如下结论,供设计参考。该剖面控制区段,计算表明,二维模型整体的稳定安全系数达到1.8625。本次计算还采用理正软件对该岩质高边坡的稳定性进行了分层验算,与有限元二维计算结果基本一致。证明该设计方案合理可靠。
计算结果表明,本高边坡及支挡结构的水平位移和竖向位移均较大,对于基坑施工控制有较严格要求,施工应注意支挡结构的水平和竖向位移以保证基坑工程的安全。
参考文献
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[关键词]浅谈;水电站;高边坡;扣件式钢管脚手架;施工的安全性
中图分类号:TM 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0111-01
1、引言
近年来,随着我国国民经济的迅速发展,全国各地水电站的发展规模不断扩大,在水电站高边坡施工过程中采用扣件式钢管脚手架可以达到缩短施工工期、提高工作效率、降低劳动强度及提高生产效率的目的。然而由于现场施工的临时性、脚手架受力计算的复杂性及施工过程中危险因素多,容易造成人员伤亡和财产损失。因此,如何保证水电站高边坡扣件式钢管脚手架施工的安全性,是水利工程施工企业应高度重视的问题。
2、水电站高边坡扣件式钢管脚手架施工的安全性定义及特点
2.1、水电站高边坡扣件式钢管脚手架施工的安全性定义
水电站高边坡扣件式钢管脚手架施工的安全性,即在水电站高边坡钻孔插锚杆、喷射混凝土等支护工程施工活动中,采用扣件式钢管脚手架作为操作平台,从脚手架现场搭设、采用脚手架进行施工到拆除脚手架过程中,采取相关安全措施,确保整个施工活动的安全。
2.2、水电站高边坡扣件式钢管脚手架施工的特点
(1) 承载力大。当脚手架搭设的几何尺寸和构造符合扣件式钢管脚手架安全技术规范要求时,一般情况下,脚手架的单根立管承载力可达15-35kN。
(2) 加工、装拆简便。钢管和扣件均有国家标准,加工简单,通用性好,且扣件连接简单,易于操作,装拆灵活,搬运方便。
(3) 搭设灵活,适用范围广。钢管长度易于调整,扣件连接不受高度、角度、方向的限制,因此扣件式钢管脚手架适用于水电站高边坡支护施工活动中。
3、水电站高边坡扣件式钢管脚手架施工安全的重要性
在水电站高边坡扣件式钢管脚手架施工过程中,做好安全工作,保证人民群众的生命和财产安全,是实现水利施工企业可持续发展的前提和保障,是促进社会稳定与创造和谐社会的基础。水电站高边坡脚手架施工安全关系到水利施工企业的各个部门。一方面,关系到现场施工工人的人身安全,还关系到施工现场及其周边人员的人身安全以及财产安全。另一方面,脚手架施工过程中出现安全问题,施工企业要停业整顿,根据发生事故严重的不同程度要赔偿受害人,还要被罚款,以及暂扣或吊销安全生产许可证。因此,水利施工企业要高度重视水电站高边坡扣件式钢管脚手架的安全性,确保脚手架在搭设过程、施工过程及拆除过程中安全处于可控状态。
4、保证水电站高边坡扣件式钢管脚手架施工安全的控制措施
4.1、加强对脚手架扣件、钢管等原材料的检查验收
钢管的力学性能及质量应符合现行国家标准《碳素钢结构钢》(GB-700)中Q235-A级钢的规定。钢管选用外径φ48mm,壁厚3.5mm的焊接钢管,表面应平直光滑,不应有错位、压痕、毛刺、深的划道等质量缺陷,外层钢管应采用红白相间色。扣件的机械性能应符合要求,与钢管的贴面必须能严格整形,保证与钢管接触面良好,表面应涂刷红色防锈漆进行防锈处理。原材料进厂时应严格按照程序检查钢管、扣件的质量,尤其是厂家标识、生产许可证及质量检测合格证明,确保每一批进场的原材料都是合格的。
4.2、水电站高边坡扣件式脚手架安装方案的编制及审批
水利施工企业应严格执行《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)的要求,按照重大安全技术措施管理规定,根据边坡坡度大小、荷载大小、基础情况等条件编制扣件式钢管脚手架施工技术专项方案。施工企业工程技术部将脚手架安装方案编制完成后上报项目总工程师、项目经理逐级进行审批,涉及复杂脚手架安装方案的应邀请有关技术专家对方案进行论证,确保制定出科学的、安全的、切实可行的安装方案。施工企业内部对方案审批完成后上报监理部,监理单位必须按照有关规范标准对脚手架施工技术专项施工方案进行严格审查,并由项目总监理工程师签字负责。
4.3、加强对现场施工人员的的岗前培训及安全教育工作
水电站高边坡支护采用扣件式钢管脚手架进行施工属于高空作业,现场搭设、拆除人员必须通过劳动部门组织的《特种作业安全技术培训考核管理规定》考核,并持有《特种作业人员操作证》。施工企业应首先对施工人员进行三级安全教育,即安全总监对安全部门专职安全人员进行一级安全教育工作,专职安全人员对施工队伍现场负责人进行二级安全教育工作,施工队伍现场负责人对钻工、混凝土喷射工等操作人员进行三级安全教育工作,提高施工人员的安全意识和自我保护能力,杜绝违章作业、违章指挥的现象发生。
4.4、水电站高边坡扣件式钢管脚手架的搭设及验收
水电站高边坡扣件式钢管脚手架搭设要与边坡结构特点相结合,搭设形状视边坡坡面形状、角度及平整度进行调整,且操作平台高度应与施工位置一致。搭设完成的脚手架应具有足够的强度、刚度、稳定性,应根据边坡的高度对其进行检查验收,不符合要求的应迅速整改,连接件应牢固无移动现象。脚手架搭设完毕,应由施工负责人组织有关人员,按照施工方案和规范分段逐项进行检查验收,尤其要检查立杆的基础面是否坐落在结实的基础面上、剪刀撑的布置是否科学合理、连墙件是否布设等,确认符合要求后,方可投入使用。
4.5、水电站高边坡扣件式钢管脚手架施工过程及拆除的安全性
在现场进行喷设混凝土、插锚杆等支护施工生产活动中,应禁止上下层同时作业,上下层确需同时作业时必须有保障人员安全的相关措施。操作人员发现工友没有系安全带时,要及时相互提醒,并努力改正一些操作陋习,确保操作人员处在安全的施工状态下;发现安全隐患时,在保证自己和工友安全的前提下,及时将发生的情况上报现场负责人,情况紧急时可越级上报至项目经理或施工企业项目部主管安全的负责人。工程施工完毕后经全面检查,确认不需要使用脚手架时,方可进行拆除作业。拆除脚手架的高空作业人员戴好安全帽、系好安全带、穿软底鞋后方可进行作业。拆除时必须察看施工现场环境,划分作业区,地面应设专人指挥,禁止非作业人员进入。
5、结语
综上所述,水利工程施工企业应牢固树立“以人为本”的理念,始终坚持“安全第一、预防为主”的方针。只有根据工程实际情况,进行严密的施工组织设计方案,从设计、搭设、施工、拆除等方面综合考虑,提出明确要求,在实施过程中严格按照规范和设计要求进行实施,并定期或不定期进行全面安全检查,及时排除潜在的安全隐患,才能确保脚手架施工的安全性。
参考文献
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关键词:土木工程;边坡支护技术;应用
中图分类号:S969.1 文献标识码:A
引言
在大量的工程实践过程中,大都存在对边坡工程病害特征和性质认识不清,治理工程措施不力等诸多问题,常常会造成边坡工程变形和破坏,或因治理方案过于保守,造成不必要的浪费。作为土木工程基础的基坑施工是整个建筑施工的关键组成部分,土木工程基坑防护施工质量的好坏关系到基坑是否能够发挥其作用,关系到整个建筑基础是否稳固,以及人们的生产生活安全。本文通过阐述边坡支护基坑中的一些应用技术,分析其出现的问题以及合理采取支护措施。
一、边坡支护技术的设计原则
基坑的设计必须由专业能力较强、资质较高的单位承担,以保证设计方案的合理与安全。基坑支护结构与水文地质、工程地质及周边环境密切相关。应根据工程所在的施工工期、当地经验、季节等合理设计。同时,边坡支护技术是一门实践性、经验性强的学科,支护结构是临时性工程,用最少的价格取得最合理的效果。只要能保证达到预期的效果,保证基坑安全,设计人员可以按当地或自己积累的经验进行设计,以达到安全与经济的最佳平衡。经济合理性、安全可靠性、施工便利性和工期保证性构成了边坡支护设计方案的基本技术要求。
二、边坡支护技术的目的、作用和特点
1、边坡支护技术的作用和目的。
边坡支护的作用是挡土、挡水、防止边坡变形。
边坡支护的目的是:确保基础结构施工安全和基坑开挖、顺利;保证环境安全;保证主体工程地基及桩基的安全,防止地面出现塌陷、坑底管涌等现象。
2、边坡支护工程的主要特点
2.1、建筑趋向高层化,基坑向大而深度方向发展。基坑开挖深度在6m—20m很普遍;基坑开挖面积大,这给支撑系统带来很大的难度。
2.2、基坑工程大多是临时性的工程,设计与施工重视不足,风险较大。
2.3、基坑工程对周围环境影响大。在软弱土层中,基坑开挖会产生较大的位移和沉降,对市政设施、周围建筑物和地下管线造成很大影响。降雨、场地狭窄、重物堆放等对基坑稳定性不利,在相邻场地施工中,打桩、降水、挖土及基础浇筑混凝土等会相互制约与影响。
2.4、设计与施工难度较大,基坑工程事故频发。①设计质量不高,方案选择不合理;③监理问题,监理人员思想上麻痹大意。②施工管理混乱,施工中随意更改或减少支护,常常造成工程事故;
3、支护结构的类型及选用条件
3.1、支护工程分类
(1)按开挖方式分。按照土方开挖方式将基坑可分为支护开挖和放坡开挖两大类。
(2)按开挖深度分。基坑开挖深度大于等于5m的称为深基坑;基坑开挖深度小于等于5m的为浅基坑。
(3)按功能用途分。基坑按照功能用途分楼宇基坑、市政工程基坑、地铁站基坑、工业地下厂房基坑等。
三、基坑支护结构的型式
3.1、重力式挡墙
重力式挡土墙,指的是依靠墙身自重抵抗土体侧压力的挡土墙。重力式挡土墙优点是就地取材,施工方便,经济效果好,但是,对于软土地基或松散砂土层,不能采用直接采用锚杆支护时,可采用水泥土墙。在我国铁路、公路、水利、港湾、矿山等工程中得到广泛的应用。其型式在应用的计算如下图:
3.2、扶壁式挡墙
扶壁式挡土墙指的是沿悬臂式挡土墙的立臂,每隔一定距离加一道扶壁,将立壁与踵板连接起来的挡土墙。它由桩墙结构及支护结构两部分组成。桩墙支护是基坑工程应用最多的支护方法,它的主要特点是构造简单、施工方便,墙身断面较小,自身质量轻,可以较好地发挥材料的强度性能,能适应承载力较低的地基。
3.3、悬臂式支护
悬臂式挡土墙指的是由立壁、趾板、踵板三个钢筋混凝土悬臂构件组成的挡土墙。悬臂式挡土墙构造简单,施工方便,能适应较松软的地基。悬臂式支护型式深度计算如下图:
3.4、锚喷支护
由锚杆和喷射混凝土面板组成的支护。可有效地限制围岩变形的自由发展,调整围岩的应力分布,防止岩体松散坠落。它可用作施工过程中的临时支护,在有些情况下,也可以不必再做永久支护或衬砌。
3.5、坡率法
在边坡设计中,如果通过控制边坡的高度和坡度而无须对边坡进行整体加固就能使边坡达到自身稳定的边坡设计方法,通常称之为坡率法,但是坡率法不能用于地下水发育的边坡;稳定性差的边坡。
3.6、组合型支护
对于较深的基坑工程,将两种以上的支护方法组合起来使用,既能保证支护结构的安全又能起到保护的作用。
二、土木工程基坑的边坡支护施工的问题
基坑支护工程的设计与施工,既要保证整个支护结构在施工过程中的安全,又要控制结构和周围土体的变形,以保证周围环境(相邻建筑物和地下公共设施等) 的安全。下面就工程中边坡支护出现的一些问题进行讨论:
1、基坑工程结构选型不合理。分析众多深基坑支护工程事故发生的原因,其中最主要的还是基坑工程结构选型不合理,考虑的因素不够全面。如果支护结构型式选择合理,就可以做到整个基坑以及整个建筑物的安全可靠,还可以带来可观的经济与社会效益;但是如果支护结构型式选择不合理,不但会危急基坑以及整个建筑物的安全,还会影响周边环境,所以今后深基坑工程发展的一个必然趋势就是如何使支护结构选型更加合理。
2、支护结构设计中土体的物理力学参数选择不当。基坑支护结构设计计算包括外力(土压力及地基超载) 和支护结构内力(弯矩和剪力)、支撑体系的设计计算、基坑整体稳定性和局部稳定性、地基承载力、支护结构顶部位移、结构和地面的变形以及软弱土层的局部加固、对相邻建筑的影响等诸方面的计算。深基坑支护结构所承担的土压力大小直接影响其安全度,但由于地质情况多变且十分复杂,要精确地计算土压力目前还十分困难,至今仍在采用库伦公式或朗肯公式。
3、基坑土体的取样具有不完全性。在深基坑支护结构设计之前,必须对地基土层进行取样分析,通过分析推求较符合实际的土质参数,并利用所推求的土质参数再次预测下一施工阶段围护结构及土体的性状,又采集下一施工阶段的相应信息。
4、支护结构设计汁算与实际受力不符。目前,深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论,由于深基坑工程的地质条件复杂多变,支护结构的实际受力并不那么简单。因此,深基坑工程的安全不仅取决于合理的设计、施工,而且取决于贯穿在工程设计、施工全过程的安全监测.安全监测是深基坑工程安全的重要保证条件之一,基坑监测与工程的设计、施工也被称为深基坑工程施工的三大基本要素。
在施工中为保证土木工程基坑的施工顺利进行、保证基坑的施工质量,在土木工程基坑施工中应注意一些问题。首先土方开挖之前,施工人员应确认地下管道、光缆、电缆等设施;开挖之前,地下水的处理是一个难点,因土质与地下水位的差异,基坑开挖施工的方法也随之不同,尤其是在沿海等高水位地区或者表层滞水很丰富的地区,深基坑工程施工中地下水的处理基本是整个工程成败的关键。当新建的建筑物附近有其他建筑物时,应观察该地方的土方是否稳定,采取防护措施防止突防坍塌导致周围建筑物下沉。
结语
随着基坑工程数量和深度的不断增加,基坑工程的设计和施工技术日益更新,高的要求,边坡技术作为土木工程施工初期的一项工程,技术水平的高低对施工安全以及建筑在运行过程中的安全有着重大影响,因此施工单位应在对施工环境充分了解与把握的基础上制定切实可行的边坡支护方案,使施工安全得到有效保障。
参考文献
[1]杨森. 浅谈土木工程中的边坡支护技术[J].门窗,2013,04:309.
关键词:建筑工程;土钉墙;边坡支护;施工质量
1 引言
土钉墙边坡支护工程的复杂性较为突出,在实际的工程项目中应用比较广泛。这种施工技术在实际的应用中具有一定的特殊性。需要施工人员对土钉墙支护的特点进行分析。尽量根据结构的力学强度,依据变土体的荷载量来形成相对比较完整的支护体系。在工程应用的过程中,施工人员还需要充分考虑到嵌固效应来提升支护系统运行的高效性。同时还应该通过喷层的形式来对结构表面的土地进行加固,减少雨水的冲刷。
2 土钉墙边坡支护的机理
土钉墙的加固机理和传统的支护方式之间存在着较大的区别。在土钉墙的范围内出现一个加固区域,土钉墙会产生一定的锚杆作用,同时滑移面不可能出现在加固区域之中。在非加固区域中,只有使得滑移面远离边坡的位置,才能够对边坡进行加固,进而提升边坡加固的稳定性。另外,在加固区之内采取一定的防护促使需要充分考虑到抗滑移的问题。一般情况下,采用增加加固面积的方式来进行,要让锚杆穿过滑移面来解决具体的风问题。土钉墙要通过不同的形式来对边坡的土体进行加固。
2.1 锚固作用
在锚杆和砂浆柱相结合的部位,需要进行锚固,这样可以对周围土体的变形情况进行控制。主要表现在以下几个方面的问题。其中,土钉不需要施加任何的预应力,土体在发生变形之后,需要承受一定的拉力作用。土钉支护的密集程度较高,不仅起到了加筋作用,还提升了土体的强度。由于土钉防护所涉及到的范围比较广,因此,会沿着土体来发挥自身的作用。可见,土钉在发挥支护作用的过程中往往起到锚固作用。
2.2 土钉浆孔对土地的挤密作用
现如今,土钉锚杆的密度相对较大,在挤密作用的影响下,边坡加固区的土体往往会比非加固区的密度要大。而且土钉和土钉之间由于密集程度相对较大,往往形成来了一定结构的符合土体。整体结构和挡土墙没有任何区别。如果个别的土钉出现损坏的现象,并不水直接影响到整体结构的完整性。
2.3 护坡作用
土钉墙的面层部位在受力方面不是主力,其主要作用就是要对土体的稳定性进行保护。在进行公路边坡的治理工作中,土钉墙的面层还会被冲刷,甚至被雨水侵蚀。其稳定性受到严重的影响。采用土钉的支护形式就可以从根本上缓解这一问题。
2.4 土钉受力及规模
通常情况下,锚杆的长度都被控制在30米左右,其直径相对较大,锚杆所承受的荷载量也比较大。一些锚索在荷载力方面可以达到3000KN左右。其端部的构造成分要远远超过土钉结构。面层结构也相对比较简单。采用小尺寸的垫板就可以满足结构的基本要求。
现如今,我国的所采用的土钉支护结构主要在建筑基坑支护的基础上,公路边坡的支护形式比较少见。这和基坑支护的深度之间存在着密切的联系。在山区,由于力学平衡程度受到了严重地影响,产生的滑推力比较大,采用土钉支护的形式基本无法达到要求。但是在一些路堑边坡完全可以采用土钉支护的形式来保证其稳定性。不仅可以减少投资量,还可以有效的缩短工期。这种形式得到了明显的改进,而且工程的稳定性也得到了提升。但是对于土钉支护技术来说,相关的操作人员还需要对其加强研究和开发的力度。
3 土钉墙边坡支护的施工材料及机具
3.1 原材料
土钉钢筋使用前应拉直、除锈、涂油;选用P・032.5普通硅酸盐水泥;采用干净的中粗砂,含泥量小于5%;采用干净的圆砾,粒径2~4mm;使用速凝剂,应做与水泥相容性试验及水泥浆凝结效果试验。
3.2 施工机具
土钉成孔机具根据土质和现场环境条件选用(冲击钻、螺旋钻、风枪或洛阳铲等)能完成设计要求的有效机具;注浆泵选用孔口压力大于0.1MPa的泥浆泵;混凝土喷射机应密封良好,输送连续均匀,输送水平距离不小于60m,垂直距离不小于10m;空压机应满足喷射机工作压和耗风量的要求;搅拌方法采用现场人工拌和或混凝土搅拌机搅拌。
4 土钉墙边坡支护的施工工艺
4.1 开挖整理坡面
土钉支护是分层进行的,因此挖土深度不能超过设计深度,同时要保证坡角达到设计要求的78°~80°,坡面平整光滑,坡角未达到设计要求的则要进行专门修整。
4.2 初喷
为使挖好的坡面不产生垮塌,凡挖好的坡面需立即进行混凝土喷射,以使表层固结。其混凝土材料的配合比为水泥:石子=1.5:1.5,水灰比=0.5~0.6。
4.3 钻孔
采用人工机械一起作用的方法,钻孔下倾角度为15°~25°,采用风钻的方法进行,人工挖工用的是洛阳铲,两人一组。
4.4 插杆与灌浆
成孔后按设计要求插入直径中22mm加筋杆,加筋杆每1.5m焊接直径110mm的扶正环,起导正作用。在插筋的同时,用加筋杆将注浆管(直径1.5in)带进离孔底0.3m的地方,然后进行灌注,注浆材料的配合比为水泥:砂子=1:2。水灰比=0.4~0.5。孔内一定要灌满,不能形成空洞和孔隙。
5 土钉墙边坡支护的施工质量控制
5.1 原材料控制
采购的各种材料必须满足规范及设计要求,必须选择清洁、坚硬、耐久的材料,禁止使用含有达到有害量的废物、泥、盐类、有机物等的不合格材料;选择的混合剂不能对水泥的凝固、水化作用产生有害的影响。
5.2 施工工艺控制
土钉孔眼的位置必须根据受喷面实际情况和设计布置。作土钉用的钢筋,使用前须除锈矫直,安装位置距孔眼中心,钢筋插入深度不得小于设计要求的90%,安装后不得敲击、碰撞。灌浆用的砂浆应拌和均匀,随用随拌,孔眼在灌浆前用风吹净,灌浆时从孔底开始,连续均匀的进行。喷头应连续、缓慢横向移动喷射厚度应均匀。喷射混凝土施工终凝2h后及时进行湿润养护,养护时间不得少于l4天。
结束语
总而言之,采用土钉墙的支护方式可以有效的提升建筑工程结构的稳定性,但是在实际的支护过程中,也会遇到各种不同的问题。施工人员需要结合实际的施工特点来提升工程的高效性。尽量在降低施工成分的基础上,提升施工的效率。
参考文献
[1]高鹏,陈征宙,邵长云,何清雨,刘裕华.结合生态恢复的某工程边坡支护设计[J].高校地质学报,2012(3).
[2]许敏,施养杭.山地建筑的边坡支护与治理[J].科技资讯,2012(6).
【关键词】水利;高边坡支护;应用
中图分类号:TV文献标识码: A
一、前言
水利工程与市民生活息息相关,它对市民生活的有序进行有着直接的意义。近年来,我国在水利施工中的高边坡支护技术上取得了飞速的进步,但依然有发展的空间。所以,在新时期下,我们要加强对高边坡支护施工技术在水利工程中应用的重视。
二、水利工程高边坡开挖与支护施工的必要性
1、水利工程安全影响因素
大多数水利工程所处的位置都比较复杂,地形地势纵横,工程质量极容易受到环境或外力因素的影响,从而降低水利工程施工质量,影响水利工程安全。而高边坡和支护工程作为水利工程项目中的一个重要内容,一旦施工不当,施工质量不保,水利工程整体质量势必会受到连带影响,间接造成水利施工成本增加,既不利于水利施工安全,又无法为相关企业创造效益,所以为了避免施工质量问题,务必要对高边坡开挖及支护工程施工技术进行探讨,同时在施工中做好全面的施工质量控制。
2、水利工程结构布置
高边坡及支护工程的基本作用是保护水利工程结构,提高其结构稳定性,防止结构发生裂缝、渗水、塌陷等问题,导致工程失去治水效用。从这一点来看,高边坡及支护工程施工是极其必要的,若支护工程施工不当,水利工程主体结构便失去保护,难免会在使用中受各种因素影响而发生质量病害。所以说,在现代水利工程施工中,一定要重视高边坡及支护工程的施工,采取有效措施,全面确保支护工程施工质量。
三、高边坡开挖技术
1、开挖工艺流程
水利工程高边坡开挖要遵循以下工艺流程:清除边坡表面植被,保证边坡施工场地的干净、无杂物;随后实施土方开挖或石方开挖;最后做好边坡处理。在边坡开挖过程中,除了要控制开挖质量以外,还要注意开挖顺序,一定要等到土方或石方全部开挖完成后,再进行下一步操作。
2、开挖注意事项
(1)边坡表面的植被清理
边坡开挖之前要先对边坡表面进行清理,将覆盖在边坡表面的植被全部拔除,同时清除掉残留在边坡上的杂物,保持边坡表面的干净。一般情况下,高边坡开挖场地的实际范围在开挖线外5米,即是说,施工场地的设定范围要大于边坡开挖范围,目的是防止杂物掉落到开挖场地中,加大施工人员的杂物清理工作量。
(2)土方开挖和石方开挖
土方开挖顺序为自上而下,依次开挖。这样更能保证边坡排水的有效性,避免施工场地在土方开挖过程中受到雨水冲刷而导致开挖质量不合格,给土方开挖造成困扰。
石方开挖顺序与土方开挖顺序一样,也是性上到下依次开挖。在水利工程施工中,高边坡土方开挖所包含的主要内容有:左岸坝的肩石方开挖、河床的石方开挖和右岸的坝肩石方开挖三部分。
四、高边坡支护技术在水利工程中的应用
1、挡土墙
挡土墙有很多形式,在水利水电工程常用的挡土墙有重力式挡土墙、悬臂式挡土墙以及扶壁式挡土墙等。
重力式挡土墙凭借墙体自身重量来抵抗土体侧压力,可以用各种石料以及预制混凝土块来作为砌体或是采用混凝土来进行整体浇筑。重力式挡土墙通常为梯形,优点是取材与施工比较方便,大部分地区都可以就地取材,经济效果比较好,在我国很多地方的铁路、公路以及水利工程建设的边坡治理中被广泛采用。重力式挡土墙依靠自重来维持土体稳定,因此,体积与重量都比较大,在软弱地基上使用受到限制,此外,若挡土墙高度过高,耗费材料巨大,经济性也会受到影响。但若地基条件好,石料取用方便,挡土墙高度不大,应当优先选用重力式挡土墙。悬臂式与扶壁式挡土墙是钢筋混凝土挡土墙的主要形式,属于轻型支挡结构物。它是依靠墙身的重量及底板以上的填土的重量来维持其平衡,其主要特点是厚度小,自重轻,挡土高度可以很高,而且经济指标也比较好。6m左右用悬臂式;6m以上多用扶壁式。它们适用于缺乏石料、地基承载力低及地震地区。
2、抗滑桩
抗滑桩的主要作用是支挡滑体的滑动力,因其直接穿过滑坡体深入滑床,可以对边坡起到很好的稳定效果,是对边坡实施抗滑处理的主要措施。混凝土抗滑桩在我国高边坡的加固治理中应用广泛,尤其适用于浅层及中厚层的滑坡。混凝土抗滑桩由于施工时对土体扰动较大,对于正在活动的滑坡打桩时,需要慎重对待,避免因为震动而引起边坡滑动。对于该项技术,我国在上世纪经过大量研究实践已达到较高水平,可以对滑坡达到经济有效的治理,尤其是滑动面倾角较缓时,效果最好。
抗滑桩根据材质不同分为多种类型,如木制桩、混凝土桩、钢制桩以及钢筋或是钢轨混凝土桩等。采用哪种类型的桩通常是根据滑坡体厚度、推力大小以及其它一些施工条件来决定的。抗滑桩的抗滑作用主要是利用插入滑坡体滑动面以下的稳定地层来形成对滑动体的阻力,平衡滑坡体的推力使其达到稳定的状态。
抗滑桩的锚固深度与边坡的地质结构有关,通常情况下,土质边坡锚固深度为设计桩长的二分之一,这与土质边坡结构松散有关,只有埋入足够的深度才能产生足够的抗滑作用。软质岩层锚固深度为设计桩长的三分之一,硬质岩层锚固深度为设计桩长的四分之一即可。抗滑桩的布置形式以保证滑动土体不在桩间滑出为基本原则,可以采取相互连接、互相间隔或下部间隔、顶部连接的桩排等,桩柱间距一般取桩径的3~5倍。
3、锚固
预应力锚索施工,就是将锚孔、束体、外锚头三个组件在加固对象中有机组合成为一体的过程。首先要钻凿锚固孔,之后,制作束体并将其放人锚固孔中,固定束体下端,制作外锚头,最后用张拉锁定方法,使束体产生预应力后与外锚头连接,在对锚索进行全面防护后,完成锚索制作。当工程中的所有预应力锚索依照设计图纸施工完毕并验收后,预应力锚索的施工也就结束了预应力锚索是一种可承受拉力的结构体系,它的核心受拉体是高强度预应力筋。预应力锚索的最大特点是尽可能少地扰动被锚固的土体或岩体,并通过锚固措施,合理利用岩体或土体的强度,充分发挥岩体固有承载能力,并可根据岩体的实际情况,有效改造软弱破碎及不稳定岩体,它可以向被加固体主动施加应力,限制其发生有害变形和位移,预应力锚索是合理利用承载能力的最好方法之一,它是一种高效经济和实用的工程技术。它占地面积少,加固后的框架内还可以搞绿化,因此预应力锚索不仅是加固滑坡体最快最有效的措施,还是一种比较环保的施工方法。
4、排水
水是影响边坡变形和稳定性的重要因素,孔隙水压力是影响边坡滑动面上土体抗剪强度的重要因素。在雨季,随着大气降水的急剧增加,地表水下渗进入边坡岩体,增加了水压力及坡体重度,减小了软弱面的抗剪强度,使边坡稳定系数直线下降。这也是雨季滑坡多发的根本原因所在。所以对于边坡的防护治理,最大的问题是解决水的问题。对于地表排水,滑坡体以外的地表水,应予拦截引离;滑坡体上的地表水要注重防渗,并尽快汇集引出。而排除滑坡地下水的工程措施有渗沟、盲洞及平孔等。
五、建议
水利工程在施工过程中,对高边坡进行支护和开挖一定要对质量进行控制,这样才能更好的保证水利工程的质量。在进行设计的时候,要对各个指标进行重视,同时要为实际施工中的爆破和支护奠定基础。水利工程施工中,要采用的施工技术是非常多样的,因此,要对施工技术的科学性和合理性进行必要的分析,同时,要保证高边坡的开挖和支护。在施工中,要保证在预定的时间内完成施工项目,这样能够更好的保证混凝土的施工质量,同时在边坡开挖效果方面也能得到保证。
六、结束语
综上所述,高边坡支护技术是水利施工工程的核心。因此,在后续的水利工程施工中,我们要根据实际情况,制定出合理的高边坡支护施工技术方案。
参考文献
(1)在水利工程应用过程中,边坡开挖支护技术扮演着重要的工作地位,水利工程本身就是事关国计民生的大事,其关乎到人们的日常生活,是我国经济基础体系的重要组成部分。在工程实践中,必须明确到水利水电工程项目的复杂性,其施工规模比较大,在施工过程中,容易出现一系列的施工作业问题,不利于施工稳定性的提升。在水利工程施工实践中,需要根据水利工程的实际施工状况,进行边坡开挖支护技术的优化,确保边施工边调整工作的开展,避免出现施工工期的延误状况,实现施工成本的有效控制.这需要根据边坡工程的实际情况,进行支护开挖技术的开展,实现边坡岩体稳固性的提升,避免其出现顺曾滑塌状况,保证边坡开挖尺寸的科学性、合理性,从而保证水利水电整体工程质量的提升。
在施工作业过程中,实现施工准备体系的健全是必要的,这需要引起相关建筑技术机构及管理机构的重视,做好施工管理、现场管理等的协调工作,要做好工作人员的技术交底工作,确保工程作业管理的有效开展,实现现场管理方案的优化,保证边坡开挖技术环节、图纸设计环节等的协调,这需要引起相关人员的重视,做好技术交底的相关工作,保证技术规范工作的有效开展。
(2)在边坡开挖过程中,做好施工准备工作是必要的,这需要引起相关施工热源的重视,做好技术及设计图纸的相关工作,实现测量放线工作的有效开展,从而满足工程实践的日常要求。在施工过程中,施工人员需要做好开挖断面的实施检测工作,保证其满足工程规范的要求,保证工程实施环节及工程设计环节的有效协调。
在水利工程应用过程中,钻爆模式是边坡开挖施工的主要模式。在这种模式的应用过程中,其主要分为薄层爆破、逐层爆破开挖、台阶式分层开挖等几种方法。在这些爆破方式的应用过程中,必须要做好施工准备工作,进行不同竖井及洞室的开挖,进行炸药的安全方式,做好相关的安全施工工作,这就需要进行洞室炸药安全参数的分析,做好合理的开挖控制工作,进行其欠挖状况的合理控制,做好相关的施工优化策略工作。
在边坡开挖过程中,做好相关的钻爆设计工作是必要的,实现水质岩质边坡施工策略的优化,有效提升开挖施工的整体效率,保证开挖施工质量的提升。技术人员必须针对现场施工状况进行分析,做好岩石结构的分析工作,进行合理化、科学化施工方法的选择,实现爆破性试验爆破参数的有效设置,针对其中不合理的地方进行针对性的修整,从而满足实际工作的要求。在射界钻爆过程中,需要按照相关的起爆顺序,做好爆破药量的合理设置工作,进行合理化措施的应用,保证水利工程边坡开挖支护工作的有效开展。
(3)在边坡开挖支护施工过程中,排水孔、锚杆束是其主要的浅层支护模式。在施工过程中,需要进行钻机型号的良好选择,实现液压钻机钻孔工序的优化,保证全液压钻机钻孔技术体系的健全,保证施工开挖工作的优化,提升钻孔施工的整体效率性。
在排架设设置完毕后,需要进行钻机造孔操作环节的优化,实现锚杆束施工程序的优化,保证岩层施工体系的健全,针对岩层中的坍塌等状况,做好相关的注浆优化工作,提升岩层施工的整体效益,保证施工效益的有效提升。在边坡排水孔钻孔施工过程中,需要进行相关型号的钻机选择,进行相关专业人员的配置,做好相关的安装及清孔施工工作,提升钻孔施工的整体效益。
通过对深层支护技术体系的健全,可以有效提升水利工程的边坡开挖效益。在施工过程中,可以进行锚固钻机的优化应用,提升锚索钻孔的应用效益。在锚索钻孔应用过程中,通过对导向仪的应用,可以实现对偏差及倾斜度的有效纠正,做好钻孔过程中的针对性工作。在深层支护施工过程中,需要进行高压灌浆泵灌浆方案的优化,保证锚墩混凝土凝结工作的有效开展,实现其应用效益的提升。
在实践施工中,必须要做好锚索张拉工作,进行张拉力工序的优化控制,进行相关设备的应用,做好循环张拉施工工作。在施工过程中,要根据工序的应用状况,做好张拉补偿工作,保证锚索封锚施工工作的有效开展。针对比较复杂的地质状况,要做好坡面的灌浆技术优化工作,确保其深层次牢固工作的开展,保证其钢管导向帽连接的稳固性,从而满足实际工作的要求。
(4)在水利项目施工实践中,要在边坡破碎地带进行钢筋网的设置,避免边坡出现塌滑、塌陷等状况,确保水利工程边坡施工的整体稳定性。为了满足这一工作目标,比较要保证喷混凝土工作环节的优化,做好开挖支护的施工工作,实现边坡建基面的封闭。这也需要做好边坡排水孔的施工工作,针对边坡工程的排水问题进行分析,避免其对边坡造成巨大的工程伤害,实现边坡排水孔设置的优化,实现喷混凝土工作效益的提升,保证其内部水压的有效缩减。
2 施工过程中边坡开挖安全监测方案的优化
在边坡工程应用过程中,通过对施工安全监测方案的优化,可以满足开挖地区结构检测工作的要求,熟悉对边坡滑动状况的有效预测,进行边坡变形体动态变化情况的深入分析,进行边坡设计及施工状况的有效检查。通过对边坡施工安全监测体系的优化,有利于提升工程施工的整体安全性,实现对围岩变化及支护受力状况的有效掌握,有利于满足边坡施工设计的工作要求,这需要根据边坡施工的具体状况,做好边坡施工程序的优化工作,从而保证其经济效益的最大化,做好边坡的安全监测工作,实现对边坡滑动状况的有效控制。
为了最大程度的降低边坡的损害程度,必须要做好边坡断面的监测工作。断面的监测一般要选择较差地质条件、较大变形状况的位置,比如断层区域、裂痕区域等可能存在破坏的位置。需要根据地质条件状况、边坡高度、大小状况,做好断面监测工作,要实现监测项目的优化,保证断面监测体系的健全。在监测项目的应用过程中,必须要做好平行布置工作,实现监测成果准确性的控制。在边坡工程安全监测过程中,需要做好仪器量的控制工作,辅以必要的人员应用,实现人工巡查及其仪器量测工作环节的协调,做好仪器量测的人工量测工作要求。
在水利工程开挖支护施工过程中,实现物探分析体系的健全是必要的,从而确保施工质量的有效提升。在水利工程质量的优化过程中,需要在大坝肩边坡上进行长观孔、声波孔等的设置,做好物探监测的工作要求。做好边坡爆破破坏的应用工作,从而满足水利工程质量的控制要求,实现边坡开挖支护方案的优化应用。
关键词:水利水电;工程施工;边坡开挖支护技术;应用分析
前言
水利水电工程是我国至关重要的民生工程之一,为我国经济的发展和人们生活水平的提升做出了极其重大的贡献。在水利水电工程的具体施工过程中经常会应用边坡开挖支护技术,该技术有着十分显著的应用优势,涉及很多方面的专业性内容,所以要对其进行深入细致的探究,并且着重把握该技术在水利水电工程施工过程中的具体应用情况,同时对其进行不断的改良和优化,以此确保整体工程呈现出应有的效益。
1水利水电工程施工中边坡开挖支护技术的主要方法
在水利水电工程的具体施工过程中,最为常用的技术就是边坡开挖支护技术,该技术的应用过程中,主要涉及挂网喷混凝土、锚杆支护方法以及钻爆方法、分层式支护方法等相关内容。其中,挂网喷混凝土方法的根本宗旨是为了使边坡的封闭性进一步加强,这样能够充分规避风化作用而导致稳定性下降的问题。锚杆支护方法主要是通过边坡的锚杆,着重做好边坡的加固处理工作,这是一种特别常见的边坡施工技术。钻爆方法在实践的过程中主要是利用钻爆的方式,有效开挖边坡,在这个过程中,要贯彻落实从上到下的操作原则,进一步逐层推进,有针对性的进行钻爆操作。分层式支护方法更有效的进行边坡浅层支护施工,这样能够呈现出更良好的施工效能。在开挖地质条件比较差的边坡石,在深层支护的过程中,要进一步向里边进行灌浆,以此充分确保边坡的安全性,稳定性。经过灌浆以后,要进一步固定钢绞线,确保其足够牢靠安稳。
2水利水电工程施工中边坡开挖支护技术分析
2.1做好开挖支护前期爆破准备
在水利水电工程的具体施工过程中,要着重做好开挖养护等相关工作,在这样的情况下,就要充分确保施工人员针对爆破位置进行充分的明确,然后实施相对应的开挖支护等后期操作。因为坡体爆破位置的直接影响,使得整体施工工作面临极大的难度。在这个环节,对于施工质量有特别高的要求,针对这样的情况,就需要在基础开挖的过程中针对支护结构进行全面细致的分析和研究。对于开挖支护爆破施工在具体操作过程中,要着重做好以下几方面工作:①从根本上有效落实网控技术工作,在爆破之前,要结合整体工程的具体情况,选择更切实可行的施工技术。通常情况下网控技术主要是尽可能选择非电雷管孔的微差顺序网络。该种爆破网络要从根本上有效控制好具体的时间、单响用量等等相关内容。与此同时,要充分确保单响用量等相关内容和具体情况有效吻合,以此充分确保相关内容控制在科学合理的范围内。在控制单响量的过程中,要对其质点振动速度进行全面细致的分析和计算。②更有效地定位爆破和缓冲口。针对爆破孔和缓冲口进行设计的过程中,要尽可能有效应用液压钻在两孔设置的过程中,要确保其维持在平衡的状态在控制预裂孔距离的过程中,要对其缓冲距离进行严格的控制,确保其维持在1~1.5m范围,在这个过程中要充分调整预裂面和爆破孔的孔底间垂直角度距离。③有针对性的选择相对应的预裂孔位置。预裂孔主要分成两种类别,第一类是破面的预裂孔,另一类是马道水平的顶裂孔。在这个过程中,设计坡面预裂孔的过程中,要有针对性地通过XZ-30潜孔钻,使孔的深度在17.28m之内,在任意两孔间距距离的控制过程中,要使其维持在60~80cm间,同时要针对线装药的密度进行严格的控制。
2.2从根本上有效进行开挖支护中期施工
在边坡开挖支护的具体操作过程中,相关单位和人员要针对开挖和支护工作的具体内容进行全面细致的分析,确保两者能够优势互补,以此为整体质量的提升夯实基础。其开挖支护施工方法在这个阶段主要体现在以下几个方面:①做好边坡开挖施工操作。在具体的边坡开挖环节要贯彻落实从上到下的分层开挖原则,在这个过程中,针对每一层进行开挖时,都要从内到外逐层推进。与此同时,要对于每一块的面积进行科学合理的控制。②在边坡支护施工操作环节要根据边坡的具体特征,有针对性的实现分层支付操作,确保开挖施工质量得到显著提升,并保证两者间有着一致性,然后,在具体的工作面上进行浅层支护操作,在浅层支护过程中要通过相关钻机或者潜孔钻机,在边坡排架上也要有效做好排水孔钻孔工作。施工完毕后要清理现场,以此做好后续安装工作。在使用全液压钻机锚杆束钻孔的过程中,要应用相应施工平台进行钻孔,以此确保整体施工目标有效实现。锚杆束安装结束后,首先要做好注浆,然后再插杆,从根本上确保岩层的全面性完整性。除此之外,要针对岩层特别容易出现损坏,塌孔的位置进行充分明确,并对其进行有效弥补,在深层支护施工过程中,相关人员要严格控制好锚索钻孔的斜度。在实际的操作环节,要控制好导向仪技术,有效测量相关数据,并针对误差进行及时有效的纠正,使其精准性进一步提升。
2.3开挖支护后期施工操作
2.3.1实施锚杆支护施工操作在水利水电工程的具体边坡支护过程中,比较常用的支护技术就包括锚杆支护,在具体的操作过程中主要应用边坡锚杆,以此进行支护施工。在具体的施工过程中,要从根本上确保边坡高度与右坝肩高可以在既定的范围内。
2.3.2钢筋网铺设操作针对钢筋网进行铺设操作,这是该工程中边坡支护体系中十分关键的部分,为了使支护体系更安全稳定,要按照恰当的连接形式和排列顺序进行有效推行,在钢筋翻样操作的过程中,要着重做好技术交底工作,确保技术人员和施工人员能够针对整体工程设计环节进行有效交流,使各项技术交底工作有序推进,充分了解设计意图。结合标准化的施工规范,从根本上有效保证施工过程中进一步突出钢筋间的穿插避让关系,充分明确钢筋的尺寸,绑扎次序等等,以此使施工难度进一步降低,为提升整体工程的边坡支护施工质量奠定基础。
关键词:水利水电;施工;边坡开挖
中图分类号:TV文献标识码: A
引言:
水利水电工程不仅关系到国民经济的发展,还关系到居民的日常生活,所以加强对水利水电工程的技术的研发有助于提高水利水电工程的施工质量,也就能够有效的保证国民经济的快速发展,提高人民的生活水平。
目前来看我国的水利水电工程的施工技术虽然总体上取得了很大的技术进步和提高,但在不同的水利水电工程项目实施时,因边坡复杂多变的特点而给工程作业带来很大的难度,严重阻碍了项目施工的顺利进行。此外,由于耽误施工工期而增加成本造价的问题较为多见,这些都成为了工程单位需要积极思考的问题。这些问题也影响着水利水电工程的质量形成,这种情况下必须要引起有关部门的重视。下文中将对比较常见的水利水电工程施工技术边坡开挖支护技术进行重点分析。
一、边坡开挖的具体操作技术
(一)土质边坡开挖过程中施工标准
在土质边坡开挖的过程中,不仅要实现对水利水电工程的边坡进行自上而下的开挖,还要根据施工的具体操作要求,满足以下施工标准:
1、要在边坡开挖的过程中重视对削坡层的厚度的控制,因为过厚或者过薄都会影响其功能的发挥。
2、在对边坡进行具体的削坡处理的过程中,还应该注意的是要实现对工程的反铲挖掘机的使用,即合理的运用相关的施工机械。
3、实现对边坡的质量控制,有关施工人员应该采用专门的施工技术进行修坡,即要选择具有专门的施工技术和施工工艺的技术人员进行施工操作,并在施工完成后进行严格的技术检查。
(二)岩质边坡开挖过程中的方法
所谓岩质边坡的开挖,采用非线形有限元数值模拟的方法,对岩质边坡开挖进行了数值分析。就是指在边坡开挖的过程中遇到的是岩石材料的边层,在这种情况下,就不能采用相同的土质边坡的开挖工艺,而是要根据实际的岩石的硬度,进行一定的爆破,在爆破的过程中,为了便于施工也应该采用自上而下的方式,才能在实现开挖效率的同时。一般来说,水利水电工程的岩质边坡开挖过程中通常采用的方法有以下几种:
1、开挖逐层爆破方法的应用
所谓开挖逐层爆破,就是指在工程的施工过程中根据不同的岩层的位置采用不同的爆破方式,逐层实现对整个边坡的岩体的爆破,在这个过程中需要根据岩层的高度和角度设置不同的爆破点,并对其进行分层处理,一般来说,水利工程施工中的边坡岩层都比较薄,其分布的爆破点也相对其他工程来距离更大,这种情况下应该重视对其切角的控制。
2、台阶式分层爆破开挖方法
所谓台阶式的分层爆破,指的是在工程的施工中为了避免大面积爆破影响引起边坡稳定性受损的问题,而采用的分层的爆破方式,即将整个边坡视为多个小的爆破工程,而对其进行逐级的爆破施工,这种方法的最大特点是比较安全和稳定。
(三)槽挖的方式
由于每一个水利水电工程的地理位置和地质环境都有所差异,所以在工程的施工过程中应该重视对其地貌导致的工程施工影响的分析,以便更好的根据工程的实际情况,调整槽挖的方法。
通常情况下,水利水电工程施工中会用到的槽挖的方式有:
1、拉槽分层爆破开挖
在对结构没有直接和决定性影响的边坡进行槽挖的过程中,应该注意的是要根据其具体的轮廓制定不同的槽挖方式,即将整体的槽挖工程作为几个小的工程来对待,这样就可以实现对工程的分层的包括和开挖,使得对各个位置选取不同的更加有针对性的爆破点,能够更好的实现质量控制。
对不影响边坡稳定、无轮廓尺寸要求和建基面要求的岩体进行开挖,即对于设计边坡轮廓线12m 以外的岩体采取垂直于河床方向的交错拉槽开挖方法,然后进行扩挖,分层下卧,层厚控制在6m。施工实践证明:这种开挖方法机械化使用程度较高,提高了施工效率。
2、临近建基面的保护层开挖
这种开挖方式的最重要的施工技术控制在于根据基层以及层面的施工质量,对其进行浅度爆破,因为层面的质量直接的影响其采孔的深度,所以为了实现对基层层面的保护,应该对其进行保护层的适度开挖。
(四)钻爆的设计方法
岩质边坡开挖的钻爆设计是很关键的环节,其对于改善开挖质量、加快施工、提高效率等有着重要的意义。设计钻爆时必须根据实际情况进行,在掌握岩石情况时必须做好岩石结构勘察,采取生产性爆破试验及对爆破参数准确调整。此次工程中,岩质边坡的钻爆施工积极采取了微差起爆技术、预裂爆破一次开挖成型技术,有效控制了爆破振动给边坡岩体造成的损坏,维持导流洞工程的合理性。
二、浅析高边坡支护施工的技术
(一)准备工作
1.边坡支护前,应根据地质条件、结构形式、工艺要求、岩体暴露时间等因素编制施工方案,制定详细的施工作业指导书,并向施工作业人员进行交底。
2.作业前,应认真检查施工区的边坡稳定情况,需要时应先进行安全处理。
3.作业人员应根据施工作业指导书的要求,及时进行支护。
4.对不良地质地段的临时支护,应结合永久支护进行,即不拆除或部分拆除临时支护的条件下,进行永久性支护。
(二)锚喷支护施工工作重点
锚喷支护施工时需要做好如下几个方面的工作:
1.施工前,应通过现场试验或依工程类比法,确定合理的锚喷支护参数。
2.喷射机、注浆器等设备,应在使用前进行安全检查。
3.喷射作业面,应采取综合防尘措施降低粉尘浓度,宜采用湿喷混凝土。
4.锚喷作业的机械设备,应布置在安全地段。
5.岩石渗水较强的地段,喷射混凝土之前应设法把渗水集中排出。喷后钻排水孔,防止喷层的脱落伤人。
6.凡锚杆孔的直径大于设计规定的数值时,不得安装锚杆。
(三)预应力锚索施工工作重点
预应力锚索施工时需要做好如下几个方面的工作:
1.设置专职安全检查人员,随时检查安全隐患,发现问题及时解决。
2.当锚索造孔采用潜孔锤风动钻进时,应采取必要的除尘措施。开孔时,对孔口松动岩块应进行清除,以避免冲击钻进时岩体掉块伤人。
3.钢铰线通过特制的放料支架下料,防其弹力将人员弹伤,往孔内安装锚索时,应由专人统一协调指挥。
4.锚索张拉时,在千斤顶伸长端设置警戒线,以防张拉时出现异常伤人。
5.锚索施工时,高压风管、高压油管的接头应连接牢固;造孔、张拉机械的传动与转动部分均需设置完备的防护罩。
结束语:
随着我国经济的快速发展,我国的水利水电工程也取得了较大的发展成就,同时也积累了一些非常宝贵的经验。对边坡开挖支护采取相应的技术措施,既保证了施工工期,也给各项施工都提供有力的支持。因此要加强对其施工中的各种技术的应用控制,才能实现对其质量的有效管理和控制。
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