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      建筑工程高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工方法研究

      2021-01-05 14:37:24鄭高文
      中國建筑金屬結(jié)構(gòu) 2020年12期
      關(guān)鍵詞:錨索預(yù)應(yīng)力承載力

      鄭高文

      為提高高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工的穩(wěn)定承載力,本文在高邊坡施工中設(shè)計(jì)一種新型框架預(yù)應(yīng)力錨索施工方法,致力于從根本上提高高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工穩(wěn)定承載力,進(jìn)而提升框架預(yù)應(yīng)力錨索施工質(zhì)量。

      1.建筑高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工方法

      在本文設(shè)計(jì)的框架預(yù)應(yīng)力錨索施工方法中,本標(biāo)段邊坡支護(hù)約800m,水平向自西向東順序施工。根據(jù)高邊坡施工標(biāo)準(zhǔn),框架錨索是本邊坡工程主要工序,框架錨索豎向自上而下分多段施工,每段最大高度不超過8m。本文設(shè)計(jì)的高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工流程為:首先,在土方開挖前加固錨索影響區(qū)地層;其次,設(shè)置框架預(yù)應(yīng)力錨索施工參數(shù),自上而下分段施工格構(gòu)式框架;再次,通過混凝土噴面,執(zhí)行預(yù)應(yīng)力錨索(桿)施工;最后,通過截、排水溝工程施工,完成高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工。

      1.1 錨索影響區(qū)地層加固

      錨索影響區(qū)地層加固的主要作用是保證自上而下分段施工格構(gòu)式框架錨索時(shí)地層的穩(wěn)定性,將框架區(qū)間設(shè)置為錨索影響區(qū)[1]。通過安置旋噴樁止水帷幕雙管,并在地面進(jìn)入隔水層至少1m處進(jìn)行注漿加固,以此實(shí)現(xiàn)錨索影響區(qū)地層加固。針對錨索處理區(qū)地層加固所需的注漿量,可以根據(jù)注漿量理論建筑空隙表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算。設(shè)加固所需的注漿量為,可得公式(1)。

      公式(1)中,為框架區(qū)間環(huán)寬,單位為m;指的是框架開挖直徑,單位為m;為旋噴樁止水帷幕雙管管片外徑,單位為m。通過公式(1),在得出加固所需注漿量的基礎(chǔ)上,對注漿速度進(jìn)行計(jì)算。設(shè)錨索影響區(qū)地層加固注漿速度為,可得公式(2)。

      公式(2)中,為盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度,單位為mm/min。根據(jù)公式(2)得出的具體數(shù)據(jù),通過錨索影響區(qū)地層加固,為高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工提供良好的土層環(huán)境[2]。現(xiàn)場平臺寬度約1.5m,上級平臺外立桿搭接在下級平臺腳手架外立桿上。現(xiàn)場坡面彎曲,腳手架跟著彎曲時(shí),需在立桿彎曲位置設(shè)置豎向z字支撐增強(qiáng)架體穩(wěn)定性。腳手架搭接,長短立桿搭配使用,避免出現(xiàn)搭接在同一位置現(xiàn)象。

      1.2 設(shè)置框架預(yù)應(yīng)力錨索施工參數(shù)

      根據(jù)加固后的錨索影響區(qū)地層條件,在混凝土噴面過程中設(shè)置框架預(yù)應(yīng)力錨索施工參數(shù)[3]。其中包括:將掘進(jìn)速度控制在15mm~18mm/min;刀盤扭矩為600kN~750kN·m;刀盤轉(zhuǎn)速為1.4r~16r/min;總推力控制在9500kN~10000kN?;炷辆唧w參數(shù),如表1所示。

      表1 混凝土具體參數(shù)

      結(jié)合表1信息,控制混凝土噴面混凝土具體參數(shù),確保各項(xiàng)參數(shù)均在控制范圍內(nèi),施工過程中,在坡面未噴射混凝土前,為確保坡面不受水流沖刷,在坡面覆蓋彩條布或塑料膜。施工順序?yàn)椋喝斯ば奁路啪€定位開挖梁槽鋪砌梁底砂漿調(diào)平層支模板綁扎鋼筋澆砼養(yǎng)護(hù)[4]??蚣芰洪g采用噴射混凝土,噴射砼強(qiáng)度為C25,厚度為16cm。在此基礎(chǔ)上,設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索(桿)。由于設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索(桿)時(shí)很容易造成沉降過大的問題,會對連接部分結(jié)構(gòu)帶來較為不利的影響,降低高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工的穩(wěn)定性。在錨索段施工前通過地表沉降觀測點(diǎn)監(jiān)測,嚴(yán)格按照有關(guān)技術(shù)規(guī)范,將監(jiān)測頻率設(shè)定為3次以上,避免施工中存在的沉降安全隱患。設(shè)施工沉降位移為,可得公式(3)。

      公式(3)中:為施工沉降位移取值范圍,通常以1個(gè)單位為標(biāo)準(zhǔn),為實(shí)數(shù);為監(jiān)控到的施工沉降范圍中的分層數(shù)量;為沉降中的土建單層厚度,計(jì)算單位為mm;為施工中混凝土的凝結(jié)縫隙比,取值為常數(shù)。結(jié)合上述計(jì)算公式,可得出施工沉降的基礎(chǔ)位移,實(shí)現(xiàn)對框架預(yù)應(yīng)力錨索施工參數(shù)的監(jiān)控。

      1.3 完成框架預(yù)應(yīng)力錨索施工

      在截、排水溝工程施工階段,排水孔采用YG28風(fēng)動鉆機(jī)成孔,成孔孔徑φ110mm,按4m×4m等間距布置,斜向上深入坡面20m,傾斜10°的系統(tǒng)排水孔。排水孔內(nèi)置φ75mm軟式透水管,管后端包一層無紡布。錨桿制作好應(yīng)進(jìn)行自檢并經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后方可將索體插入孔中。本文采用液壓切斷進(jìn)行的方式進(jìn)行錨索清理[5]。并且密切關(guān)注排漿泵吸口水壓,將排漿泵吸口水壓控制在0.1-0.2MPa之間。至此,完成高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工。

      2.實(shí)例分析

      2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

      為構(gòu)建實(shí)例分析,實(shí)驗(yàn)對象選取德化縣樂興小區(qū)(樂陶安置地)邊坡工程一標(biāo)段安全專項(xiàng)施工項(xiàng)目,主要機(jī)械設(shè)備計(jì)劃表信息,包括:2臺空壓機(jī),規(guī)格為12 m3~13m3;2臺注漿泵,型號為BW-150;4臺錨桿鉆機(jī),型號為MGY-60;2臺灰漿攪拌機(jī),規(guī)格為300L;2臺液壓千斤頂,型號為YCW15-200;2臺電焊機(jī),型號為11KVA;2臺切割機(jī),規(guī)格為3.5Kw;3輛自卸汽車,規(guī)格為8-15T;1臺反鏟挖掘機(jī),型號為CAT-200B。首先使用本文設(shè)計(jì)施工方法,在高邊坡施工中執(zhí)行框架預(yù)應(yīng)力錨索施工,通過黑盒工具 QAcenter測得施工穩(wěn)定承載力,記為實(shí)驗(yàn)組;再使用傳統(tǒng)施工方法,在高邊坡施工中執(zhí)行框架預(yù)應(yīng)力錨索施工,同樣通過黑盒工具 QAcenter測得施工穩(wěn)定承載力,記為對照組。實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容為測試兩種施工方法的施工穩(wěn)定承載力,施工穩(wěn)定承載力越高證明施工安全性越高。針對黑盒工具 QAcenter測得的施工穩(wěn)定承載力,記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

      2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與結(jié)論

      施工穩(wěn)定承載力對比結(jié)果,如表2所示。

      表2 施工穩(wěn)定承載力對比結(jié)果

      通過表2可知:本文設(shè)計(jì)的施工方法施工穩(wěn)定承載力最高為880.52Mpa,實(shí)驗(yàn)對照組為468.12Mpa。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,所設(shè)計(jì)的施工方法施工安全性更高,具有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值。

      3.結(jié)束語

      通過高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工方法研究,能夠取得一定的研究成果,解決傳統(tǒng)高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工存在的問題。由此可見,本文設(shè)計(jì)的方法是具有現(xiàn)實(shí)意義的,能夠指導(dǎo)高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工方法優(yōu)化。在后期的發(fā)展中,應(yīng)加大本文設(shè)計(jì)方法在框架預(yù)應(yīng)力錨索施工中的應(yīng)用力度。截至目前,國內(nèi)外針對高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工方法研究仍存在一些問題,在日后的研究中還需不斷引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),進(jìn)一步對高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工方法進(jìn)行優(yōu)化,對設(shè)計(jì)提出深入研究。

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