道路桥梁挡土墙设计和施工要点探析谭明杰

道路桥梁挡土墙设计和施工要点探析谭明杰

广东粤能工程管理有限公司东莞分公司

摘要:道路桥梁施工中广泛使用挡土墙,确保道路桥梁正常使用与道路寿命。文章中以挡土墙作用及类型为切入点,简单分析挡土墙设计施工要点,结合具体道路桥梁案例,详细阐述锚杆挡土墙施工技术的设计应用,以供同行借鉴。

关键词:道路桥梁;挡土墙设计;施工要点

引言

挡土墙作为道路桥梁中的重要组成部分,对所建公路的质量与稳定性有着十分重要的影响。挡土墙最重要的作用就是防止土体的塌方,在公路建设中主要用于支撑路垫边坡、桥台及隧道洞口等一系列复杂的地势。同时挡土墙还能够减少相关的占地面积及土石方工程的使用数量,为道路桥梁的发展打下坚实的基础。

1、挡土墙概述

挡土墙在日常的公路桥梁施工中应用十分广泛,其主要是在山坡坡度较大或者是存在风化岩石的路垫边坡路段,同时还在土质比较疏松且边坡及其不稳定的路段等等。进而能够对这些路段的路基进行稳固,减少对周边农田的占用面积,进而达到保护周边生态环境的目的与作用。挡土墙的类型多种多样,其能够依据不同的地形而创造出不同类型的挡土墙。依据相关的位置分布情况可以将挡土墙划分为路堤挡墙、路垫挡墙、山坡挡墙以及路肩挡墙这几种类型;而依据挡土墙构成的结构构造不同可以将其分为半重式、衡中式、重力式、扶壁式等多种不同的构造形式;同时依据挡土墙墙体的材料来进行划分又可以划分为石砌挡墙、钢筋混凝土挡墙、砖砌挡墙、混净土挡墙等等。

2、挡土墙设计和施工要点

2.1工程概况

本工程为某公路施工建设项目,其中施工路段CK0+410~CK0+520是由泥质页岩层构成,半固结黏土颗粒为主,这种颗粒一旦遇水就会发生泥化、崩解,即使是在天然状态下也会导致风化剥落,具有较差的抗剪强度。原有路基是按照1∶0.5比例设计边坡。由于开挖路堑后会有爆破施工和卸荷裂缝产生,可能会导致边坡坡面滑动、倾倒性坍塌问题,从而影响到边坡稳定,本工程采取柱板式锚杆挡土墙对路垫进行防护。

2.2方案设计

本工程采取具有不超过0.9m弯转部分的3φ20螺纹钢摩擦型注浆锚杆。点焊处理锚杆钢筋,其中锚杆按照1.5~2m间隔对支架进行固定。按照超出0.5m锚固深度标准进行控制锚孔的深度,并注入使用M30水泥砂浆。

施工中使用35cm宽度、40cm厚度C20钢筋混凝土的肋柱,并按照2m间距布设肋柱,主筋和箍筋分别使用φ20螺纹钢和φ8钢筋。

施工中使用10cm厚度的C20钢筋混凝土墙面板;按照20×20cm规格布置φ8筋网并布设泄水管。

2.3施工环节

2.3.1施工准备

①本工程所使用的锚杆是按照0.11∶0.53∶0.98∶1的膨胀剂∶水∶砂∶水泥比例进行配置而成的M30水泥砂浆进行注浆。其中水泥、砂分别是使用P.O32.5#水泥和具有0.7~1.5细度模数的特细砂。

②按照0.03∶0.41∶4.0∶1.36∶1的速凝剂∶水∶碎石∶砂∶水泥比例配置水泥锚及面板C20喷射混凝土,其中水泥、砂和粗骨料分别是使用P.O32.5#水泥、具有2.2~3.0细度模数的坚硬中粗砂以及粒径在15mm以下的碎石。

③外加剂:为了确保混凝土性能能够满足规范要求,需要在浆液中加入符合质量要求的速凝剂。

④水:施工中一般使用饮用水。

2.3.2锚杆施工

(1)钻孔。按照2×2m方型设计要求进行布孔。在确定出孔位后就可以进行钻孔,钻孔过程中可以用XK300液压钻机,平稳就位钻机之后,按照同一轴线上标准进行保持立轴和钻杆倾角、导杆一致性。为了避免钻机对岩体结构造成一定的损失,从而导致扩大岩层裂隙问题,需要在钻进速度和钻进参数都合理掌握的前提下,集中精神进行钻进。

(2)锚杆制作与安放。φ20螺纹钢3根需要按照设计要求点焊成束,按照2m间隔将锚杆固定支架安装在锚杆杆体上,在锚杆安放过程中尽量顺直放置杆体,避免扭曲、压弯杆体问题,并用塑料布包扎钢体的自由段。在孔内一起放入锚杆和注浆管,其中需要按照50~100mm标准控制管端距离孔底的距离,为了确保安好锚杆,需要和钻孔倾角相一致角度方向放入杆体,这样可以确保杆体能够一直位于钻孔中心。

(3)注浆。连续完成一个孔的钻孔、锚杆安放、注浆,这是一个工作单元。由于锚杆的锚固能力受到注浆施工工艺的影响。所以在注浆前需要对孔壁用水冲洗,并使用1∶3比例的水泥砂浆封闭好50cm内的孔口范围。按照随搅随用原则进行充分搅拌和过筛浆液,由于浆液硬化后无法将锚固体充满,因此需要在初凝前用完浆液。如果不能使用完则需要进行注浆补浆。

2.3.3锚肋和喷射混凝土面板施工

完成锚杆注浆之后,清除干净松散的岩渣浮石。光滑岩面处理好后用浆砌片石补砌空洞。清刷、加固不稳定边坡区域,灌浆较大的裂缝。按照图纸的设计尺寸标准划出锚肋处,并按照35×40cm的设计尺寸使用手持式风镐对肋柱基槽进行清理。

肋柱钢筋和混凝土面板钢筋网绑扎需要严格按照设计图纸要求进行制作并焊接好锚杆交接处,这样能够在保证钢筋网保护层厚度和不摇动钢筋网的前提下对混凝土进行喷射。

由于喷射混凝土时可能会对泄水孔造成一定堵塞,因此需要按照10cm长度设计图纸要求设置泄水孔,确保孔口能够和坡面紧贴。

受喷面在受喷混凝土之前需要保证其是新鲜潮湿的,所以要对其使用高压水进行冲洗。在喷射混凝土前严格按照C20的施工配合比制备混凝土,然后进行试喷,对回弹量进行相应调整,选取晴天内分段、分片从下往上喷射进行混凝土喷射。正式施工时按照送风→开机→给料的顺序连续均匀供料给喷射机,在确保料斗内具有足够的存料之后才可以正常运转机器;按照0.1MPa左右的压力控制喷射机的喷头处工作风压,在进行喷射时为了确保能够均匀喷射混凝土厚度、确保其密实度,需要按照和受喷面成90°并和地面保持0.6~1.0m的距离来保持喷头;按照每10~12m就需要设置一道伸缩缝标准、1∶0.5以内标准控制边坡坡比。

3、提升挡土墙安全性的措施

3.1挡土墙的基础加固

对挡土墙的基础进行加固,能够有效减少挡土墙基础的压力,同时增加其相关的稳定性,使其在使用中不会轻易倒塌。由此就可以在挡土墙的底部延伸出一层台阶,能够达到拓展挡土墙基地的效果。一般而言,这个台阶的宽度不小于20cm,其高度需要与宽度形成一定的比例。而当地基的土层较软时,可以通过使用砂石、矿渣等来对土层进行填换,进而来有效扩散地基的压力,提升挡土墙的稳定性。在进行挡土墙类型的选择与应用时,需要进行全方位综合性考虑。

3.2排水设施

对于浆砌石挡土墙而言,需要在建设的过程中在地面上层设置相应的排水孔。对于墙体较高的挡土墙来说,还可以在墙上加设排水孔。通常情况下,排水孔采用的都是方形孔或者是圆形孔,两孔之间的距离为3m左右,上下排水孔需要错开设置。排水孔中的进水孔采用反滤材料,同时还需要使用水泥板来进行相关进水孔的封堵,进而避免山间的小动物对其形成破坏,造成路肩的塌陷。

3.3沉降缝与伸缩缝的设置

在建筑挡土墙时,为了能够有效避免由于地基发生不均匀沉降而引起墙身开裂的情况。需要依据墙高以及相关地基的性质来合理设置沉降缝。同时,为了能够有效减少墙体因相关的收缩硬化以及由于温度变化而产生的裂缝,需要对其进行伸缩量的设置。由此,将沉降缝与伸缩缝进行结合,就会在挡土墙的墙体上形成很多的裂缝。因此就需要使用沥青麻絮、沥青竹絮等富有较强弹性的材料来进行裂缝的填充。

4、结语

在公路工程的施工过程中,挡土墙能够对路基进行有效防护,是公路防护的有效组成部分。因此在挡土墙的设计过程中,需要提前对其进行全面调查与检测,并依据检测的结果来进行合理设计与规划。进而增强其稳定性、保证挡土墙的安全。

参考文献:

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[2]李敬博.公路挡土墙施工技术及加固措施[J].交通世界.2017(12):114-116.

[3]沈中超;燕俊松;沈军辉;唐宁.川汶公路某路堤挡土墙失稳原因及加固方案评价[J].中外公路.2017(02):78.

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