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边坡支护技术在土木工程施工中的运用分析

2021-03-31贠娟山东省地矿局八一水文地质工程地质大队山东济南250014

砖瓦 2021年10期
关键词:土钉坡面施工现场

贠娟(山东省地矿局八〇一水文地质工程地质大队,山东济南250014)

在我国工程建设领域,土木工程占据着不可替代的地位,土木工程建设质量直接关系着建筑行业的稳定发展。在土木工程施工过程中,最为关键的就是边坡支护技术的应用,对于保证工程质量稳定性和安全性发挥重要的作用。因此,在土木工程施工阶段,应当加大边坡支护技术的应用和重视程度,结合工程实际情况,综合分析各种影响因素,进而选择出最适合的边坡支护方法,加强施工质量控制,保证土木工程整体建设质量。

1 边坡支护技术内涵

所谓边坡支护技术即是在土木工程施工中,对边坡采取针对性的加固、支挡以及防护手段,从而保证边坡质量稳定性和环境安全。在实际施工过程中,诸多因素会影响到边坡支护的性能,比如工程施工周期、边坡周边堆放荷载、振动及降水等。边坡支护工程主要包括护坡墙体结构、支撑系统、基坑开挖及加固、地下水监测控制、环境保护等多方面内容。在施工过程中边坡支护在挡水、挡土,及避免边坡变形等方面发挥着重要作用。通过边坡支护能够保证基坑等基础结构施工安全性和施工现场周边环境安全性,不会由于施工对周边的管线、建筑等稳定性带来影响。此外,还能够保证工程地基和桩基的安全,避免出现地基基础地面塌陷、坑底管涌等问题。

2 土木工程施工中边坡支护技术的常见类型

2.1 地下连续墙支护

地下连续墙支护在土木工程施工边坡支护过程中是很关键的一项技术手段,其应用原理为:先挖掘出符合设计要求的沟槽,再向沟槽内灌注混凝土材料或者水泥砂浆材料,在灌注材料的作用下,使土木工程地下局部空间形成一个坚固且连续的墙体,发挥出稳固牢靠的支护作用,同时在抗洪减灾方面也能发挥出一定的作用。借助于地下连续墙支护技术,不仅能够使土木工程结构更加稳固,还能使工程项目具有较强的抵御灾害能力。近些年来,在洪水灾害多发地区的工程施工中,地下连续墙支护技术得到了广泛应用。应用这一支护技术,不会对地下管线敷设带来影响,即使在地质环境较复杂的区域进行施工,也只会对周边环境带来较小的影响。

2.2 锚杆支护

锚杆支护技术是边坡支护过程中应用的最基本的技术之一,利用拦土墙和土锚杆实现边坡支护。在土锚杆的作用下,将地基结构和墙结构充分结合在一起,通过结构上的特有构造,对结构的侧应力、支力、拉力进行分散。另外,也可以应用螺栓支护结构,在实际应用过程中,施工人员应当对螺栓的受力强度和作业条件有一定的了解,通过对施工现场勘察、分析,找到最适合设置螺栓结构的受力点,从而充分发挥螺栓的支护作用,保证施工结构稳定性,从而保证土木工程项目有序实施。

2.3 基坑开挖

在土木工程施工过程中,如果基坑开挖和支护不能同步进行操作,将对于施工现场工作人员的生命安全产生直接影响,进而影响到后期施工的有序进行,甚至会导致基坑变形,基坑结构稳定性难以满足土木工程施工设计要求。基于此,在土木工程基坑开挖过程中,应当合理运用基坑开挖技术。遵循分层、均匀、对称、平衡以及先支后挖的施工原则,从而保证基坑结构稳定性。在基坑开挖过程中,严格遵循基坑开挖施工计划和施工流程,始终将土木工程的施工质量和施工安全放在首位,强化施工现场质量监督管理,及时发现施工过程所存在的问题,推进项目建设,保证基坑土体稳定性,避免边坡土体不稳定对土木工程建设质量产生影响。

2.4 土钉墙支护

在土木工程边坡支护技术中,土钉墙支护是施工成本相对较低的一项技术方法。在土木工程施工中应用土钉墙支护技术时不仅能够达到预期支护效果,并且造价成本较低,更加适用于预算相对较低的施工项目中。顾名思义,土钉墙支护利用土钉对墙体进行支撑,保证支撑结构的稳固性,从而起到良好的支护效果。相比于锚杆支护和地下连续墙支护,为了尽量减少流水侵蚀损害整体支护结构,使支护结构的稳定性和可靠性得到保障,在实际应用过程中应当设置排水网。虽然在实际运用过程中,土钉墙支护技术具有一定经济性,但其对于施工条件却有着较高的要求。应用土钉墙结构施工,基坑的深度应当在12m以内,一旦超过了12m,土钉墙的支护效果就难以保证,从而降低支护结构稳定性,甚至失去支护功能[1]。在土木工程施工过程中,若初步决定边坡支护采用土钉墙支护技术,则应当对施工现场进行全面勘查,对所有存在的客观因素进行分析,使各项施工条件满足土钉墙支护技术的运用。

3 土木工程施工中边坡支护技术的运用分析

3.1 工程概况

某土木工程项目,主体结构为剪力墙结构,施工场地周边没有其他建筑物和构筑物存在,经过对施工现场实地勘察和地质勘查结果显示,现场的土质以粉土、细砂、粉质黏土为主,基坑深度为6m。通过对现场实际情况和地质勘查资料进行分析,初步拟定采用土钉喷射支护技术对土木工程基坑边坡进行支护施工。

3.2 边坡支护技术的应用工艺流程

在开始边坡支护施工前,首先应当组织现场施工人员落实一系列准备工作,通过人工方式对坡面进行修整,顺着基坑的坡面采用人工或者机械的方式成孔,孔直径为130mm、倾斜角度在15°左右的孔洞,同时做好基坑内部的降水、排水工作。待混凝土初喷完成之后再进行孔洞的钻进工作。在案例工程中所采用的混凝土强度为C20,厚度控制在80mm左右,同时布置规格为ϕ6@200X200的钢筋网,对于一些坡面没有土钉的情况,可以向坡面打入长度为1m的钢筋用来固定面网,进而保证成孔质量。之后安装土钉和灌浆,待钢筋网定位准确后,随即复喷混凝土并进行混凝土养护[2]。另外,在所有坡面上均应当设置两排排水管,距基坑的最底部距离分别为1m和3m,两个排水管的水平间距控制在3m,排水管可采用PVC材质,沿着管身均匀钻孔,并设置过滤层,避免排水管堵塞。

3.3 边坡开挖

在案例工程边坡开挖过程中,采用分段分层开挖原则,将每一层的厚度控制在1.5m到2m之间,每段的长度控制在15m到20m之间。在实际施工过程中,加强现场监管,严格遵循规范标准进行施工,保证边坡开挖工作的有序进行,协调好边坡开挖和边坡支护工作。在边坡开挖过程中,需要保证上层结构面浆体的强度符合工程设计要求后方能进行下一层的基坑开挖工序。基坑开挖作为重大危险项目,在开挖阶段应当有专业监理人员在现场旁站监督指导,避免出现超挖、漏挖等现象[3]。同时,为避免出现超挖、漏挖现象,在距离边坡位置可以预留30cm距离,通过人工对边坡进行修整。此外,还应当高度关注坡面的坡度和平整度,为后期边坡支护工作奠定强有力的基础。

3.4 钻孔

在钻孔前,首先应当结合设计方案标记出钻孔位置;保证钻孔施工面平整,完善排水设置;根据施工现场土质情况,选择地质钻机或者锚杆钻机进行钻孔;采用岩心钻进法,同时应配备足够数量且长度在0.1m左右的套管来配合根管钻进。在钻孔过程中严格落实标准,掌握钻进速度,避免卡钻、埋钻等不良现象发生;在钻孔结束后,用清水冲洗孔底,直至没有浑浊液体留出。

3.5 灌注施工

灌注施工应注重连续性,一次完成。灌浆前对孔洞内部进行彻底清理,插进导管,与孔底保持25cm~50cm距离。在孔口的合适位置设置排气孔和止浆装置,在低压条件下进行浆液的持续性灌注,灌注压力控制在0.5MPa即可。随着注浆操作的进行,应当向上缓慢提升导管,把握好尺度,始终将导管的最下端保持在浆液的液面下。注浆所用的浆液水灰比控制在0.5为宜,保证浆液充盈,若发现浆液硬化不能有效密实,应及时补浆,实际注浆量要始终大于计算量,将充盈系数控制在1.2。在外拔套管环节,应高度关注钢筋的状态,避免钢筋被一起带出,否则需要将钢筋压入不能被带出的位置,再继续进行抜套管操作。在注浆结束之后,及时对外露的钢筋等部件进行清理,落实保养维护措施。

3.6 钢筋挂网及混凝土喷射施工

待土钉施工结束后,依据施工图纸在坡面上铺设铁丝网,保证土钉钢筋和网筋连接牢靠,再利用混凝土喷射机再次喷射强度C20的混凝土,确保坡面施工质量符合规范标准要求。在整平坡面后,进行细石混凝土的喷射施工。根据施工要求确定混合料的配比和速凝剂的加入量。在搅拌混凝土时,若通过人工搅拌则至少应当搅拌3次,尽量做好随拌随用。如果混凝土中加入了速凝剂,应在20min内使用完;若没有加入速凝剂,则可在2h内使用完。在喷射混凝土前,应仔细检查机械设备和水路管线等设施,坡面有水时因先做好导水排水工作。

在混凝土喷射施工过程中,应遵循先送风,启动设备,最后再给料的流程。喷射结束时,待混合料全部喷射完毕再送风。向喷射机供应混凝土料时应当做到连贯且均匀,保证在喷射过程中料斗中始终有混凝土料。在喷头位置应将压力控制在0.1MPa,同时严格控制混凝土料的水灰比,保证混凝土面层平整且有光泽,禁止出现混凝土干裂、滑移、流淌的现象。将喷射的混凝土回弹率控制在0.15以下,喷头与坡面呈90°,间距控制在0.1m以内。为保证混凝土喷射施工质量,喷射过程应呈螺旋状进行。

3.7 复喷混凝土施工

混凝土面层强度检验符合施工设计标准后,即可进行混凝土的复喷工序,在复喷过程的操作流程、规范标准遵循初喷即可[4]。调节喷头和坡面的距离控制在0.6m~1.0m之间。在复喷过程中,同样需高度重视混凝土料水灰比的控制,保证喷射后的面层平整度符合施工规范要求。

3.8 设置排水设施

在土木工程边坡支护施工结束之后,应彻底清理施工现场,并保证排水设施设置的合理性。为了避免地表水向地下渗透,可利用混凝土材料对地面进行硬化处理。另外,还可以在距离边坡顶部1m左右位置砌筑挡水墙,最大程度降低地下水、地表水对边坡支护结构稳定性产生的影响。

4 结语

综上所述,在土木工程施工过程中,边坡支护是非常关键的一项施工环节。边坡支护施工质量直接决定着土木工程质量的稳定性和安全性。因此,在施工过程中应高度重视边坡支护,结合工程现状,综合分析各个边坡支护施工技术优缺点,选择最适合的边坡支护施工技术,强化边坡支护技术应用规范性,为土木工程质量建设奠定坚实基础。

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