浅谈塌方区及裂缝的抢险处理技术及关键工艺

发布时间：2022-10-05 10:06 热度：

　　摘要：通过岩土工程的角度，针对南平铝业有限公司110KV开关站北侧边坡防护工程，浅谈锚喷支护及预应力锚索湿法成孔工艺在塌方区的抢险处理的应用以及裂缝的控制措施。

　　关键词：预应力 湿法成孔 监测 注浆

　　正文：

　　一、 引言

　　110KV开关站北侧边坡防护工程位于福建省南平铝业有限公司拟在其厂区东面建设的熔铸技改(一期)厂房场地的东北侧，为一斜坡，边坡高度为20.82-26.91m，边坡土体以粘性土为主，部分有素填土，填料以粘性土为主，局部含少量植物根茎，堆填时间约5年。为保证该边坡的稳定性，满足坡脚建筑物正常使用要求，需设置挡墙，挡墙总长约47m。边坡施工采用分层开挖，逐层支护。在开挖第一层时，发生塌方，塌方区长约15m，成垂直状态上部高5.7m，坡顶塌进约2m。塌方后形成垂直坡有再次发生塌方的可能，且发现在该处坡顶线外15～20m处(目测)有2～3mm裂缝(裂缝与坡顶线接近平行)，需要进行抢险治理。

　　二、 塌方及裂缝产生因素分析

　　经判断，塌方是连续下雨，雨水渗透至边坡土体，且该处边坡土质为素填土，坡顶未形成有效的排水系统，使水无序排放，渗透浸泡土体产生塌方。裂缝发展与雨水有关，据附近的居民反映，该裂缝处下方及周边是填土，后方山体的水基本往该处走，雨水引起的坡体位移及沉降。该段边坡的土质比预想的要差，土层参数偏低，边坡比较高(裂缝平台离场地约33m高)，也比较陡(坡率1：0.35)。

　　三、 临时措施

　　1、为了保证安全，工程停工两天动态观察边坡的发展情况，在裂缝位置用砂浆标识，以便观察裂缝是否继续发展，组织人力进行坡顶临时排水的牵引，经业主及设计单位同意采用锚喷方案进行临时支护，并组织委托第三方加密布置监测孔，对边坡进行位移及沉降观测跟踪，以便预警。

　　2、在确认无再次塌方的情况下，项目部于2010年11月2日派挖掘机对塌方区的坡面进行修坡，并锚喷临时支护。

　　在施工过程中，为了让临时支护尽快发挥作用，注浆及喷射混凝土过程都添加早强剂，提高早期强度。

　　四、 塌方区永久支护

　　永久支护采用预应力锚索+框架梁进行支护，框架梁内砌筑混凝土小型空心砌块，适当布置泄水孔。该区域为填土层且土体含水量丰富，锚索钻孔过程中传统的干法钻孔工艺成孔率低，孔内泥浆滞留造成水泥注浆体强度降低，注浆无法注入或是少于理论水泥用量的现象，难以保证质量，经现场试验，改为湿法成孔。湿法成孔工艺较干法成孔增加了成孔过程中水泥浆护壁及洗孔，改工序具体如下：

　　1、成孔

　　①钻机成孔时，水平方向位移偏差不大于50mm, 垂直度偏差不大于1%，钻具直径为Φ150mm。

　　②钻孔过程中全段采用水泥浆护壁，水泥用量约为25kg/m。钻孔中所遇到的土层应作适当的描述，必要时修改设计。

　　③钻孔深度应大于设计深度2.0m。

　　④钻机就位开孔时，应由技术人员进行位置、垂直度复核，满足设计要求，且确认后方可钻孔。

　　2、洗孔、下锚索

　　①成孔完成后，应立即进行洗孔，洗孔时应先用清水洗孔，必要时，可送入高压空气，以保证孔内泥浆排出，直到出现较稀泥浆为止。

　　②高压空气洗孔，水泥浆置换：为了保证孔内泥浆较彻底洗净，且破坏孔壁上浓度，在清水洗孔后应采用高压空气洗孔，高压气管应伸至孔底，气管底端封死，底部500mm范围内布置4~5排出气孔，底部气管的直径应在Φ10mm以上。洗孔时，应慢慢来回动出气管，从孔底洗起转动的同时并缓慢拔出气管，气管拔出的同时应通过注浆管从孔底注入水泥浆，水泥浆的水灰比为1.5：1，比重为1.3~1.4之间，水泥用量约为50kg/m。气管的拔出速度应控制在1m/min之内，每根锚索洗孔时间不小于10min(可根据现场实际情况进行调整)。

　　③当水泥浆从孔口溢出时，即可停止注浆，并拔出注浆管和气管。

　　④水泥浆置换完成之后，应立即下锚索。

　　3、锚索孔口采用快硬水泥封口(1.5m)，预留补浆管3m。

　　4、施工过程中的应急措施：钻孔过程中遇强风化岩破碎带而卡钻时，应立即停止钻进，拔出钻具，进行固壁注浆。

　　五、裂缝的处理措施

　　鉴于裂缝基本在锚索自由段部分，从锚索注浆工艺进行改善土层，加大二次注浆量，在自由段及临近锚固段增设一条注浆管，改善自由段的注浆效果。另外改变施工顺序，先施工下部二排混凝土梁、柱，在混凝土龄期三天后对锚索进行40%预紧，锚索预紧后再进行上一排锚索孔钻孔施工，在混凝土强度达到85%时再进行110%张拉锁定，提高整个边坡的稳定性。

　　六、结束语：

　　1、塌方区采用锚喷临时支护，工期短，成本低，效果明显，保证后期永久支护正常进行。

　　2、湿法成孔在钻孔过程中，解决了原来干法成孔无法成孔的问题，基本上可以保证成孔;水泥浆护壁，成孔概率更高，效果更好，防止了塌孔的发生概率。洗孔工艺解决了原来孔内泥浆滞留造成水泥浆体强度降低，注浆无法注入或是少于理论水泥用量的现象，洗孔之后注浆效果基本上能达到设计要求的水泥用量;锚索张拉结果显示，锚索拉拔力及伸长率符合要求，湿法成孔对土层的扰动或是物理参数及土层的摩阻力的影响在原预期范围内。实践表明，湿法成孔对含水量丰富的土层施工有重要作用。

　　3、裂缝处理过程中，关键控制施工顺序，把关关键工艺，张拉前做好水泥浆体及砼试块强度检测，控制张拉工艺，加强监测，防止裂缝继续发展。

　　参考文献：

　　[1] 工程建设标准化协会标准《基坑土钉支护技术规程》(CECS96:97)，1997年12月.

　　[2] <注浆技术规程>(YSJ211-92，YBJ44-92).

　　[3]《建筑边坡工程技术规范》(GB50330—2002).

　　[4]《土层锚杆设计与施工规范》(CECS：90).