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關鍵詞:膨脹土;邊坡;失穩;加固
中圖分類號:U416.1+67文獻標識碼: A
引語
膨脹土邊坡一般具有“濕時塑性很強,干燥時裂隙發育,裂面比較光滑,邊坡易坍塌”的特性。土地的整體性被膨脹土體的裂隙性所破壞,進而為水浸入土中和土中水分蒸發打開了方便之門,土中含水量的波動和漲縮現象交替反復,進一步導致裂隙擴展并且呈現出向土層深部發育的特點,使得膨脹土邊坡土體強度大幅下降。膨脹土邊坡極易受氣候影響,因其土體濕脹干縮效應較為明顯,黏聚力和相應的抗剪強度變化大,因此,失穩是膨脹土邊坡斜坡變形的一種常見現象。目前對于膨脹土邊坡穩定的計算分析還沒有成熟有效的方法,所以需要在對膨脹土邊坡失穩特點和規律認識把握的基礎上,對其進行整治設計以及采取相應的加固措施。
一、膨脹土危害成因
具有較強的吸水性,吸水后出現顯著膨脹,而失水后顯著收縮,這樣的高液限粘土被稱為膨脹土。膨脹土性質極不穩定,具有吸水膨脹、失水收縮和反復漲縮變形、浸水承載力衰減、干縮裂隙發育等特性。蒙脫石是膨脹土的礦物主要成分,承載力較高,具有高度可塑性。膨脹土的種種特性使得建筑物容易出現豎向或水平不均勻的脹縮變形,導致建筑物群出現位移、開裂、傾斜乃至破壞,造成的破壞性極大。
膨脹土一直是巖土工程界避不開的重大工程問題困擾。 膨脹土對工業民用建筑、水利、鐵道、公路等工程建設和運用的強大的破壞力來自于其遇水膨脹、失水收縮的變性特質以及膨脹土邊坡進水強度衰減特征,雖然近年來我國巖土工程學界對于膨脹土微觀結構特征和工程性質研究中取得了豐碩成果,但是由于膨脹土自身的干縮濕脹、多裂隙、崩解、易風化等特征,其破壞作用仍不可低估。而且由于膨脹土邊坡帶來的破壞往往是不容易修復的,為了保證工程安全,必須設法解決膨脹土邊坡存在的安全隱患,在分析膨脹土邊坡失穩規律基礎上,科學分析,采取加固措施,未雨綢繆,防患未然。
二、膨脹土邊坡失穩的主要特點及其規律
不用于其他土質的滑坡,膨脹土邊坡的失穩形式有著明顯的特點和特殊的規律。分析國內礦山、公路和其他建筑的膨脹土邊坡的失穩滑動現象,通過開挖后的科學數據,得出其基本特征和共同規律。
2.1 淺層性
同裂隙發育深度及周圍氣候影響范圍基本保持一致,膨脹土邊坡的發育深度一般在3~6m以內。
2.2 逐級牽引性
膨脹土邊破失穩一般從坡腳局部開始破壞,進而向上牽引而逐步發展,最終形成多層次的滑動面或拉裂面。
2.3 季節性
膨脹土邊坡失穩的主要外部誘發因素是將于,由于降雨使得非飽和土體飽和,膨脹土邊坡的抗剪強度指標值出現大幅下降,因此變坡失穩現象絕大部分出現在雨季,季節性特征顯著。
2.4 緩坡滑動
相比一般土質的邊坡,膨脹土邊坡的穩定坡腳較緩,但是在未進行任何加固措施的膨脹土邊坡中,即使坡比在1:6的條件下仍然大面積發生滑坡。
2.5 緩慢性與間歇性
滑體滑坡速度非常緩慢,蠕動并不是一直產生,而是失穩后,移動主要在降雨期間或是降雨一段時間后產生。
2.6 膨脹力較大
膨脹性由礦物成分所決定,而膨脹性本身決定了膨脹力。眾多案例中,失穩的膨脹土邊坡雖然采取了加固措施,但是膨脹力在幾十至一百多千帕,仍然出現抗滑樁被推斷、傾倒或擋墻整體被外推等現象。
2.7 開挖后穩定時間較長
膨脹土邊坡一般在穩定一年或數年數年后才會失穩。
綜上,膨脹土邊坡設計方法不能簡單模仿采用一般土質邊坡的設計方法,適合膨脹土邊坡的特點的設計方法仍然處于探索中,膨脹土邊坡整治失效的例子俯拾皆是,而由于膨脹土邊坡失穩滑坡帶來的損失往往是巨大的。所以,總結膨脹土邊坡失穩特點和規律,深刻認識其特性,可以更有針對性地設計膨脹土邊坡整治方法,減少過度加固帶來的人力物力浪費,最大限度降低加固不足帶來的損失。
三、膨脹土邊坡失穩滑坡階段
3.1 物理化學風化弱變形階段
由于應力狀態的改變,受風化的作用影響,開挖初期,膨脹土內在的多烈性和脹縮性被誘發,產生了復雜的物理化學效應,出現剝落和沖蝕類型的初期變化。
3.2 局部蠕變張裂變形階段
土體結構的松弛往往使水分更容易滲入,這時結構面的強度大幅衰減,導致膨脹土邊坡局部的剪應力超過土體抗剪強度,產生膨脹、溜塌的局部蠕變性破壞,拉張裂縫平行于膨脹土邊坡出現。
3.3 整體滑動強變形階段
局部變形和張拉裂縫的出現使得膨脹土邊坡的整體滑動成為可能,從而滑坡開始出現以入編為主,后緣拉裂。
四、膨脹土邊坡滑坡破壞機理
連續破壞滑動面的形成和土體抗剪強度的衰減是膨脹土邊坡滑坡的主要過程。連續破壞滑動面的形成過程需要同時具備三個條件:其一,抗滑力矩小于下滑力矩或是抗滑阻力小于邊坡土體下滑力;其二,邊坡土體具備了滑移空間;其三,滑體必須是沿一定方向的路徑滑移。而土體抗剪強度的衰減過程同樣需要同時具備三個條件:其一,邊坡側向內應力能夠造成集中應力,形成滑動面之前,局部剪應力超過峰值強度,且隨著土體強度的衰減,破壞區也隨著剪應力與強度比值的增加而逐漸擴展。其二,土體沿著滑動方向含有足夠的可復應變能量,使破壞區內的土體發生變形。其三,隨著變形的增加衰減明顯的土體強度,其殘余強度遠低于峰值強度。
五、膨脹土邊坡失穩后加固
5.1 加固治理基本原則
(1)防治膨脹土邊坡當中本著“制坡先制水,防滑先防水”,在治理方法中采用“宜檔不宜清、宜排不宜堵”的原則。
(2)膨脹土邊坡失穩的主要原因就是水,必須重視防滲和排水有疏導相結合的支撐滲溝、滲水井等的設計與施工。
(3)邊坡的工程防護有表水防護、坡面防護和支擋防護。在實際工程中土邊坡一般為三者結合使用。
(4)通過改良靠近邊坡外側部位的土質,減少坡面的膨脹變形,可以起到對邊坡的防護作用。
5.2 膨脹土邊坡加固具體措施
(1)削坡放緩
將坡體放緩至1:2.5,在坡腳處設置矮短墻,防止邊溝雨水下滲,雨水軟化坡腳導致膨脹土滑坡,及時在坡面上進行植生防護,減少坡體由于雨水的滲透、軟化,臺階為漿砌片石砂漿抹面,臺階內側設置小排水溝。
(2)抗滑樁加固
在第一級坡的中部設置1.2m*1.2m的方形或是圓形抗滑樁,設置4m的樁距,在樁頂設置聯系梁,是各樁共同受力,樁長為8m,將6m埋入路基下。整個抗滑樁埋入坡面下,便于種植草灌。
(3)錨桿加固
在坡面設置錨桿,錨桿間排距各為2.5m,設置錨桿長度為3.5—6.0m,布置為梅花形,用鋼筋混凝土骨架將錨桿連接成整體,使其對坡面進行整體加固。在臺階上用漿砌片石砂漿抹面,設置小排水溝在臺階內側,坡面采用噴混植生進行坡面防護。
(4)抗滑擋土墻加固
在坡腳設置抗滑擋墻,對擋土墻的截面尺寸,需考慮膨脹土的膨脹力及邊坡下滑力對土墻的綜合作用力。
擋土墻在考慮自然條件下對膨脹土的影響深度的條件下確定埋深,根據調查和類比資料,對膨脹土的影響深度一般為1-3m。施工擋土墻時為避免雨水對擋墻基底浸泡,在地步設置砂漿封底層,擋土墻背后用黏土封堵避免雨水下滲軟化擋墻基底,坡表面為1:2—1:2.25的坡比到坡頂,采用噴混植草灌護坡。
結束語
本文研究并結合工程現場長期觀察膨脹土邊坡失穩規律和特點,進一步認識了膨脹土邊坡的工程危害性、整治重要性及重要部位治理的針對性,避免由于認識不足而產生加固失效或過于保守造成重大邊坡滑塌。
參考文獻:
[1] 袁從華,周建,楊明亮等. 高速公路膨脹土邊坡整治[J]. 巖石力學與工程學報, 2007,7(26): 3073-3078.
[關鍵詞] 古裝歷史題材影片;價值觀念;暴力場面
基金項目:本文系河北省教育廳人文社會科學研究項目“新世紀歷史題材影視作品對高校學生歷史認知影響的研究”(項目編號:sz128017)。
2001年,張藝謀的《英雄》開啟了中國電影的“大片”時代。電影的故事脫胎于《史記·刺客列傳》中的荊軻刺秦。自此,從《英雄》到《赤壁》,從《趙氏孤兒》到《滿城盡帶黃金甲》,中國“大片”沿著古裝歷史題材一路狂奔。這種選擇,對于中國電影人和電影觀眾,也許并非偶然,究其原因,大抵有以下幾方面:(1)中國幾千年的漫長歷史提供了豐富的敘事素材,及悠久的將歷史故事化的民間傳統;(2)相較現實主義題材,古裝歷史題材的創作所受限制較少;(3)古裝歷史題材容易營造具有東方特點的視覺奇觀,可以給觀眾提供視聽享受;(4)古裝歷史題材在某種程度上滿足了從官方至民間對歷史上曾經的“天朝大國”的集體想象。
在過去的十幾年間,在市場效益的強力驅使下,古裝歷史題材影片不斷花樣翻新,逐漸形成以明星、大場面、特技效果為營銷重點的市場發展戰略。但是古裝歷史題材影片作為一個獨特的片種,與歷史的關聯既既是其優勢也是限制,優勢在于歷史不但為影片提供了豐富的戲劇性素材,而且在一定程度上成為影片真實性的依據。限制就是雖然影片作為藝術作品不能也不需要還原歷史,但是也不能刻意扭曲歷史邏輯。由此古裝歷史題材影片由于歷史天然的親緣關系,除了承擔娛樂—審美功能以外,還承擔認知功能和道德功能。這里所說的認知功能并非強調以寫實手法反映歷史的本來面貌,而且,即便對于歷史研究與教學,這也幾乎是個不可能完成的任務。筆者所認為的認識—道德功能主要是指古裝歷史題材影片借由歷史的客觀真實性傳達的價值觀念。
電影作為具象化的符號系統,并非像理論文字那樣直接對抽象的價值觀念進行言說,而是將其包裹在由影像與聲音構成的故事體系內,然后通過影像閱讀對受眾的思想產生潛移默化的影響。
從敘事角度來說,電影主要通過以下幾種方式傳達觀念,首先是對主人公的選擇。主人公是影片所傳遞的價值觀念的主要載體,這對于古裝歷史題材影片來說,體現為選擇哪些歷史人物來表達所承載的價值,受歷史客觀性所限,歷史人物的文化價值在相當大的程度上是固定的,不能任由創作者曲扭更改。縱觀過去十幾年的古裝歷史題材影片,創作者往往“鏡頭向上”,緊盯帝王將相。從《英雄》中戰國的秦王,到《滿城盡帶黃金甲》中唐代的梁王,從《趙氏孤兒》的戰國大夫屠岸賈,到《赤壁》中孫、劉、曹三家軍閥,從《銅雀臺》的魏王曹操,到《夜宴》中語焉不詳的五代某國國君。這些人物有一個共同的突出特點,即他們是巨大權力、強大暴力和巨額財富的擁有者。在對于他們的關注和贊美中,影片傳遞的是對于權力的崇拜,對暴力的迷狂和對于物質財富的貪欲。如果說歷史(文本)本身就是對于權力、暴力和財富的集中匯錄,除此之外再無其他,創作者也可以通過對人物與事件的評價展現價值取向。
我們選擇幾部講述相同歷史事件或歷史人物的影片進行簡要對比,去探尋20世紀最后十年影片價值觀的變化的軌跡。從20世紀到本世紀初,中國電影界在十年間,三次將刺秦故事搬上銀幕,分別是《秦頌》(周曉文,1991年),《荊軻刺秦王》(陳凱歌,1993年)、《英雄》(張藝謀,2001年)。篇幅所限,我們只對比一下三部影片中行刺秦王的段落。三部中最早的《秦頌》真正的主角是樂師高漸離,在行刺失敗后服毒自殺,臨死前說:“歷史將記載,在始皇帝祭天大典上,仍然有人企圖刺殺他。”這個人物身上承載的是個體對于權力和暴力永不妥協的態度,而從影片原名《血筑》(筑是高漸離行刺的工具),也可以看出創作者對于高漸離的行為持肯定態度。《荊軻刺秦王》中荊軻行刺失敗被殺,臨死前對秦王說:“你不如他(樊於期)守信用”。言辭中流露出嘲笑的味道,導演陳凱歌力圖在影片中探討權力和暴力對于人的異化與傷害,不只是作用于匍匐在權力腳下的受害者,而且同樣用于手握權柄的加害者。影片中的秦王在追逐權力的道路上逼死生父,殺死兄弟,趕走朋友,與母親反目成仇,心愛的女人也投入他人懷抱。影片反思也許缺乏深度,但導演對于威權暴力始終懷有一絲警覺。而到了張藝謀的《英雄》,這份警覺徹底褪變為對于權力無條件地服從與維護,刺客無名將刺向秦王的劍鋒換成了劍柄,并宣稱“這一劍刺了,很多人會死,但大王會活著”。我們可以看到,在這三部影片中,借由刺殺行為的不同,影片所傳遞的價值觀念的流變,從對于權力的行為上的抗拒,到意識上的警醒,再退至徹底的服從。而沉淀于傳統文化中的皇權崇拜與迷戀,正是百年前五·四先賢們極力掃除的內容,將此等與文明社會發展方向背道而馳的價值體系灌注于人物的行為邏輯中,在移情于影片人物的過程中勢必引發價值判斷的錯亂。
以上三部影片是對于同一歷史事件的演繹,我們再選擇另外三部表現同一歷史人物的影片進行比較,也會發現類似的問題。《赤壁》《關云長》和《銅雀臺》三部影片中,曹操都作為主要或是重要角色出現。受統一史觀的影響,自20世紀初,文學及影視作品便多將曹操塑造為亂世“能臣”,這不過是藉由其行為結果(統一)的合法性,反推其行為動機的合理性。但這三部影片卻均未在曹操的統一訴求上花費太多筆墨,反而將曹操所有行為動機表述為對權力、財富及望的追求,影片《赤壁》中曹操發動這場《三國演義》中最大規模戰爭的一個重要目的是為了奪取周瑜的妻子小喬,《關云長》中曹操把關云長的死亡作為增加名望的籌碼,對權力與欲望的迷戀在《銅雀臺》中走到了極端,影片通篇敘述曹操與漢獻帝及伏氏家族爭奪中央權力以及曹操與假扮宮女的女刺客靈睢的曖昧關系。影片《銅雀臺》甚至用“權謀與欲望”用為影片的廣告語。如果說追逐性權力、財富在一定程度上屬于人的正當需求,為主流意識形態所容許甚至鼓勵,也作為影視作品凸顯“人性”的重要手段,但是影片中主人公的追求目的與過程必須同時具有合倫理性,即儒家所倡導的“君子愛財,取之有道”,因為在人物成功達成目的的路徑中,蘊含著影片所傳導的價值。在《赤壁》中,曹操欲望的對象是他人的妻子,其目的本身已缺乏合倫理性,且在其通過暴力手段(興兵伐吳)實現目的的過程中明顯帶有恃強凌弱的成分。而影片《關云長》和《銅雀臺》中,曹操為得名望、權力,耍陰謀、用詭計。《關云長》中曹操為阻止關云長離開,竟然用這種為人所不齒的手段;《銅雀臺》中曹操對政敵殘酷斗爭、無情打擊,即便這是三國時代政客真實的性格特征,在文明社會也不值得推崇贊賞;反倒是作為曹操對手的伏氏父女身上體現出諸如勇氣、忍耐、關愛互助等理想品格,伏完在刺殺曹操的計劃失敗后一人攬下所有責任,其女伏皇后在《三國演義》中原本是軟弱可欺的弱女子,《銅雀臺》卻將其塑造成為救父不惜生啖熊肉(吃生肉本來是猛士樊噲的專利),慷慨赴死的女中豪杰。如此處理,難免使觀眾產生認同傾斜。
內地古裝歷史題材影視作品中,暴力對抗構成的動作性是一個重要的元素。正如匈牙利電影美學作家伊芙特·皮洛指出的:“任何影片都是一個有意義的動作的再現,無論這個動作多么離奇,多么怪異。這個敘事原則是普遍有效的,即便貌似矛盾,因為最抽象的概念,論題或判斷也只能體現在一段故事的表現中,即直接的動作系列中”。古裝歷史題材影視作品的觀眾群中有相當一部分是抱著看武打動作設計與表演(俗稱看打架)的目的走進影院或坐在電視機前的,這類影視作品中的武打場面經常作為影像奇觀展示給觀眾,特別是歷史題材慣常附帶的冷冰器時代背景,其間刀光劍影,拳腳相搏,其精彩程度,遠非火器時代的槍戰爆破可比,乃至于如好萊塢大片《黑客帝國》系列也請香港武術指導操刀設計武打動作。但是眾多國產歷史題材影視作品在用極具視覺沖擊的打斗場面吸引觀眾時,卻經常有意無意地突出打斗的暴力特征,同時淡化其倫理色彩和價值判斷。因此,這些打斗場面往往呈現出一種“空心化”狀態,即暴力失去了意義的支撐,淪為單純的拍攝技巧和特技效果的展示。
暴力場面對于影視作品來說,一直是一把雙刃劍,基于商業訴求,電影電視需要它吸引觀眾,而慮及意識形態宣傳功能,又必須對其破壞、毀滅的本質保持警醒與批判態度。中國傳統文化強調“美善合一”,突出藝術的倫理教化功能,因此絕大多數為人們熟悉并樂見的暴力沖突都可以轉化為含有倫理意味的善惡對立、正邪之爭。歷史小說《三國演義》曹操與劉備兩個軍事集團的對立,《楊家將》《岳飛傳》中原漢民族與北方游牧民族的對立,《雍正劍俠圖》中,雍正與呂四娘之間的個人恩怨,都是如此。而近年來的歷史題材影視作品,特別是古裝歷史“大片”中的暴力段落中,卻難以找到代表善良、正義的一方。影片《英雄》中,打斗場面很多是游戲式的“比武”,《十面埋伏》中暴力的目的是爭風吃醋,《滿城盡帶黃金甲》每一場打斗都出于欲望和野心,《夜宴》棒殺段落將屠殺與虐待以極度儀式化的方式展現在銀幕上,體現出對于暴力近乎病態的迷戀。
也許有人會說,這些影視作品所講述的那個時代,其詭詐血腥的程度遠超作品本身。而影視作品的功能,從來不是機械地記錄發生過的事件,而是傳達對事件的思考,人們在影像的洪流中尋找生命的意義與度過一生的方式。歷史題材的影視作品因其與歷史天然的親緣關系被賦予了更多真實色彩,因此它有更大的責任引領觀眾的精神向更高境界騰飛,而非誘導他們沉淪于物欲。
[參考文獻]
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關鍵詞:偏壓隧道 邊坡預加固樁 錨索
中圖分類號:U45文獻標識碼: A
一、概述:
待建工程為地方鐵路,線下按照國鐵II級次重型鐵路設計。
工點起訖里程:D4K1+110.00~D4K1+274.50,長度164.50m。
工點位于山西省興縣瓦塘鎮境內省道218東側山體梁峁上,線路以暗做隧道形式通過。邊坡最大高度約26.5m。該段地形起伏,坡面陡立,地形較破碎。
工點范圍內出露地層巖性為第四系上更新統風積(Q3eol)砂質黃土,中更新統(Q2pl)卵石土,三疊系下統(T1Ss+Ms)砂巖夾泥巖。
工點范圍內無地下水出露。地震動峰值加速度為0.05g,對應地震基本烈度為六度。最大凍結深度為140cm。
二、設計依據及主要技術標準
1.因該段隧道處于偏壓位置,為防止隧道明挖施工中對山體產生擾動,同時為保證隧道穩定及運營安全,在隧道開挖前于線路右側設置預錨固樁對邊坡進行預加固。
2.采用規范:《鐵路路基支擋結構設計規范》(TB10025-2006)、《混凝土結構設計規范》 (GB50010-2010)。
3.本段土壓力計算采用指標如下:γ=18KN/m3,φ=42°。
4.錨固樁設計:地基系數:砂質黃土地基抗力系數m=2000kPa/m2;卵石土地基抗力系數m=10000kPa/m2、K=50000kPa/m;砂巖夾泥巖地基抗力系數K=100000kPa/m。樁身混凝土采用C30混凝土,其彈性模量E=30000000kPa,受彎、受剪安全系數取1.05。
三、工程措施
1.于D4K1+110.00~D4K1+274.5段右側距離線路中心4.5m處設置錨固樁,樁身距離隧道拱壁外側凈距為0.1m。D4K1+110.00~D4K1+142.5(1#~6#)段錨固樁樁長37m(I型樁)、D4K1+152.00~D4K1+166.5(8#~10#)段錨固樁樁長24m(II型樁)、 D4K1+147.25處及D4K1+170.00~D4K1+274.5(7#及11#~28#)段錨固樁樁長29m(III型樁),樁截面尺寸均為2.5×3.5m,樁間距6m,采用C30鋼筋混凝土澆筑。
2.D4K1+110.00~D4K1+142.5(1#~6#)段I型樁每根樁上布設4根錨索,分兩排布設。第一排距樁頂1.0m,第二排距樁頂2.5m,均由4束φ15.2mm鋼絞線組成,錨索長度均為34m。錨索張拉段長度2.0m、自由段長度18.0m ,錨固段長度14.0m。
3.錨索錨固樁錨索均由4根φ15.2mm的鋼絞線組成,強度級別1860MPa,每孔錨索的設計拉力R=520KN。計算每孔錨索鋼絞線根數的安全系數取1.9,永久性錨固拉拔安全系數取2.5,鋼絞線與水泥砂漿的極限粘結應力取3400kPa,錨孔壁對砂漿的極限剪應力取200kPa。
4.錨固樁施工過程中土質部分均設鋼筋混凝土護壁。樁頂以上樁孔采用原土回填夯實封閉。
圖1 工點平面圖
四、施工注意事項
1.施工前應對現場進行調查,應確保附近的煤層氣管道、光纜、電纜等設施安全。對施工中新發現的以上設施,應立刻停止施工,并及時上報有關部門。
2.施工前應先做好永久或臨時排水系統,防止地表水流入路基施工范圍。
3.錨固樁施工:
1)樁孔開挖前在井口上搭設臨時風雨棚,井口四周做好臨時排水設施。
2)樁身施工時,每開挖一段應及時進行巖性登錄,仔細核對地層情況。
3)樁孔開挖過程中應及時澆筑混凝土護壁,護壁采用C20鋼筋混凝土。一般開挖1.0~1.5m設置護壁一節,護壁厚0.2m。護壁后的樁孔應保持垂直光滑。
4)開挖到一定深度后,設應急軟梯,并為防止掉塊采取相應安全措施。樁井深度大于10m時須考慮井下通風。
5)樁井施工時應間隔兩樁跳槽開挖。樁井應采用人工開挖,嚴禁爆破。待錨固樁強度達到85%及以上時,進行本段隧道開挖。
6)施工期間應隨時檢測坡體的位移變化,若出現異常情況,應及時終止施工,以確保安全。
7)抗滑樁樁體、鎖口護壁的鋼筋等級不得降低。
4.錨索施工:
1)預應力錨索注漿水泥采用普通硅酸鹽水泥,其強度不應低于42.5MPa,水泥齡期應不超過一個月。拌合水為干凈水,不應含有影響水泥正常凝結和硬化的物質,不得使用污水。硫酸鹽含量按SO2-/4計算超1%,氯鹽含量超過水重量的0.1%、含有糖分或懸浮有機物的水不得使用。
2)預應力錨索采用高強度低松弛鋼絞線制作。鋼絞線由7根鋼絲構成,鋼絞線直徑為15.2mm,強度級別為1860MPa,極限張拉荷載為259kN。鋼絞線必須符合《預應力混凝土用鋼絞線》(GB/T 5224-2003)的規定。
3)預應力錨索所用錨具應符合《預應力筋用錨具、夾具和連接器應用技術規程》(JGJ85-2002)的規定,設計采用OVM15-5型錨具。
5.錨索施工前請注意待建寶興隧道位置,需保證第二排錨索與寶興隧道拱頂最小距離大于1.5m。
6.施工期間應隨時檢測坡體的位移變化,若出現異常情況,應及時終止施工,以確保安全。
7.嚴禁在施工過程中坡腳處形成積水洼地,盡量匯向中線附近,沿縱向排出。
8.隧道基底換填時應采用分段跳槽開挖并及時回填夯實,嚴禁大拉槽施工。
9.隧道明挖施工完成后應及時回填,使地形恢復原狀。
10.施工中如發現地質情況、橫斷面等方面與設計有較大出入時,請及時與設計、監理駐現場人員聯系解決。
11.其余未盡事宜,按相關規范要求進行施工。
參考文獻:
[1] TB 10025-2006 《鐵路路基支擋結構設計規范》.北京:中國鐵道出版社,2006
[2] GB 50010-2010《混凝土結構設計規范》. 北京:中國建筑工業出版社,2010
【關鍵詞】路基骨架護坡質量控制
中圖分類號:O213文獻標識碼: A
中國水電三局有限公司承建京滬高速鐵路土建三標段五工區(2)管段范圍內的施工任務,起訖里程:DK496+265.27~D514+786.04,全長18.52Km。路基邊坡防護包括:路塹邊坡防護和路堤邊坡防護。路堤高度小于3m,填料為細粒土、粗粒土或易風化的軟巖石時,邊坡采用斜鋪三維立體網并種植紫穗槐防護。路堤高度大于3m時,邊坡采用帶截水槽的M10水泥砂漿砌片石拱型骨架防護(主骨架間距3.0m),骨架內種植紫穗槐。
管段內路堤邊坡采用帶截水槽的拱型骨架防護共計61869 m3,通過對路基防護工程施工過程的控制,筆者對拱型骨架護坡施工的質量控制總結有以下幾點:
1 施工前準備工作
施工前工程管理部做好技術交底工作,現場技術管理人員應充分掌握骨架施工的各項技術指標。架子隊作業人員應掌握拱型骨架護坡的大小尺寸,圖形樣式等基本要求以及采用擠漿法的施工工藝,拱型骨架護坡的具體要求如下:
拱型骨架呈城門洞型,頂部為半徑為1.5m的半圓。拱架凈距3m×3m,拱部骨架寬0.6m,護坡頂向內嵌入邊坡0.6m,外露截水槽0.1m。截水骨架L型,主骨架U型,寬0.6m,底厚0.6m,兩側邊槽寬0.1m,高0.1m。骨架以M10水泥砂漿砌片石砌筑,截水槽部分采用C15素混凝土預制塊砌筑,其尺寸為0.3×0.25×0.1m。地面以上沿坡面1m范圍內采用M10水泥砂漿砌片石護坡防護,厚度0.3m。
2 砌體施工工藝
(1)材料質量控制
根據工點設計圖紙要求,分別選擇石塊或六邊形混凝土預制塊等材料砌筑。
砌體工程的石料應質地堅硬、不易風化,無裂紋。石料表面的污漬應予清除。
片石:形狀不受限制,中部厚度不得小于15cm。用作鑲面的片石表面應平整、尺寸較大,邊緣厚度不得小于15cm。
塊石:形狀大致方正,無鋒棱凸角,頂面及底面大致平整,厚度不得小于20cm,長度和寬度不得小于其厚度。用作鑲面的塊石外露面應稍加修鑿,凹入深度不得大于2cm;由外露面向內修鑿的進深不得小于7cm,但尾部的寬度和厚度不得大于修鑿部分。鑲面丁石的長度不得小于順石寬度的1.5倍。
粗料石:厚度不得小于20cm,且不小于長度的1/3;寬度不得小于厚度;長度不得小于寬度的1.5倍。丁石長度應比相鄰順石寬度大15cm。
砂漿:采用M10水泥砂漿。砂漿用原材料均應符合設計及規范要求,嚴格控制所用材料質量。砂漿采用拌和站統一拌和,砂漿應隨拌隨用,已凝結的砂漿不得使用。
(2)砌筑
每段護坡施工前技術人員應做好規劃,根據現場實際情況初步規劃拱圈的位置和數量等,請測量人員放樣,核對無誤后開始開挖骨架溝槽及基礎,先清刷浮土、石塊、填補坑凹。掛線放樣,開挖骨架溝槽及基礎完成后及時請監理工程師驗收掛架溝槽的深度是否達到設計的60cm,監理工程師驗槽合格后方可砌筑。
骨架護坡施工自上向下布置,最下一拱至護腳頂面不應大于4.9m。
沿設計體型放出輪廓線,然后掛線砌筑。采用擠漿法分層、分段砌筑,坐漿飽滿。砌縫錯開,不得有通縫和空縫,表面平順整齊。
拱形骨架護坡截水埂C15混凝土預制塊與漿砌片石骨架一同砌筑。兩相鄰段的砌筑高差不得大于120cm,分層水平砌縫應大致水平。各砌層應采用定型的拱圈先砌外圈定位砌塊,并與里層砌塊交錯連成一體。定位砌塊選用表面較平整且尺寸較大的石料,定位砌縫應滿鋪砂漿,不得鑲嵌小石塊。定位砌塊表面砌縫的寬度不得大于4cm。定位砌塊砌完后,應先在圈內底部鋪一層砂漿,其厚度應使石料在擠壓按砌時能緊密連接,且砌縫砂漿密實、飽滿。
骨架砌筑時要保證C15混凝土預制塊與漿砌骨架的牢固,以防滲水沖刷邊坡。砌筑腹石時,石料間的砌縫應相互交錯、咬搭,砂漿密實。石料不得無砂漿直接接觸,也不得干填石料后鋪灌砂漿。石料應大小搭配,較大的石料應大面為底,較寬的砌縫可用小石塊擠塞。兩層間的錯縫不得小于8cm,每砌筑120cm高度以內應找平一次。
塊石砌筑可不按同一厚度分層,但每砌筑70~120cm的高度后應找平一次。兩層之間的錯縫不得小于8cm。鑲面石一用一順一丁或兩順一丁方式砌筑,砌縫寬度不得大于3cm。
漿砌片石砌筑要同步施作伸縮縫,每14.5m,設寬2cm伸縮縫一道,填塞瀝青麻筋,深度不小于20cm。
外露面砌縫均用M10砂漿勾凹縫,縫寬1.0~2.0cm,深8~10mm。勾縫前修鑿2cm深的空隙,洗凈灰縫,用水潤濕,抹入砂漿,壓緊成型。勾縫時保持砌塊表面潔凈。
勾縫可采用凹縫或平縫。勾縫前必須對縫槽進行剔鑿,深度不小于2cm,縫槽寬度2cm,嚴禁不剔縫槽直接在砌體上用砂漿勾縫。勾縫完成后,必須覆蓋澆水養護,尤其夏季,必須保持濕潤狀態,養護時間不小于7天。
3 質量控制措施
(1)人員質量控制
建立健全質量保證體系,實施三檢責任制度及質量巡查制度,對巡查發現的施工中問題以質量問題通知書的形式限期進行整改,實行質量與相關責任人經濟效益掛鉤,提高現場管理者的積極性。
在工程施工中隨時檢查施工管理人員和作業人員的現場施工管理和施工作業情況,如果發現現場管理能力差和責任心不強的人員,及時教育或撤換。項目部使用懂技術會管理的施工人員和操作能手,加強施工技術的培訓,不斷提高施工人員素質和施工工藝水平,通過對施工人員素質的控制,促使施工人員提高工作質量,以確保工程質量。
(2)原材料質量控制
原材料是影響工程質量的根源所在,因此要加強所用原材料的檢驗和檢測,這就要求在原材料進場前和進場后都要不間斷的進行抽樣試驗和檢測,一旦發現不合格就要拒其進場,將影響質量的隱患扼殺在萌芽狀態。為了保證施工原材料質量穩定可靠,特別是片石、河砂等地材,質檢員、試驗員、材料員一起對施工準備選用的石材、河沙的產地、性能進行詳盡的調查了解,做到量材使用,在施工中,要求施工方盡量選擇石料儲量大的采石場和質量均勻供應充足的砂場廠家的產品。
①.片石備料時,應選用符合設計和驗標規定的砌體工程所用石料的類別、規格和質量要求,砌體工程石料應質地堅硬,不易風化,無裂紋,無水銹。石料表面水銹污漬應清除干凈。片石表面平整、尺寸較大,中部和邊緣厚度、最小塊徑均不得小于15cm,片石的強度等級不小于MU30,按滿足砌筑工藝要求以及大小兼備的原則,準備40~50%數量的平毛石搭配使用,并應準備足夠的拉結石。做到量材使用,同產地的片石取樣一組試件進行抗壓強度檢驗。
②.水泥進場必須按批對其品種、級別、包裝、袋裝質量、出廠日期批號進行驗收,檢查全部產品合格證、出廠檢驗報告,并按同廠家、同批號、同品種、同強度等級、同出廠日期連續進場200T水泥一批現場見證取樣對其強度、凝結時間、安定性進行試驗,質量必須符合現行國家標準規定。
(3)砂漿質量控制
砌體工程是由石材和砂漿砌筑而成,一般石材強度較高,砂漿強度等級將起決定性作用。砂漿強度等級應符合設計要求,砂漿配合比根據原材料性能、砂漿技術條件和設計要求由試驗室通過試驗確定配制強度。砌筑砂漿是漿砌片石砌體的組成材料之一,砂漿配合比的確定,應結合現場的材質情況,在滿足砂漿和易性的條件下,通過試驗合理控制砂漿強度。水灰比是決定砂漿強度的主要因素,水灰比是砂漿中用水量與水泥用量之間的比例關系,水灰比的大小表現為砂漿的稠度。若水泥用量一定,用水量越小,砂漿強度越高,但用水量過小,會使砂漿流動性變差,施工不便,易造成結構質量不良。相反,如果隨意多加水,而不增加水泥用量,會使水泥漿變稀而失去粘結力,不能起到應有的膠合作用,使砂漿硬化的密度大大降低,砌體耐久性也很難達到設計標準。砂漿稠度掌握不當易造成砌體密實度差,砂漿不飽滿,在搗實立縫砂漿過程中,砂漿容易從灰縫中流消擠出。過稀的砂漿鋪在表面不平的片石上,一般會形成水窗,容易沉實干縮,造成與石塊部分脫離。所以砂漿水灰比要適當減少,以半干硬為主,一般稠度控制在20~50mm,以砂漿稠度儀測定的下沉度表示,輔以直觀法檢查,用手將砂漿捏成小團,以指縫不出漿,松手后不松散為度。按一批同類型、同強度等級每100立方米砌體在攪拌機出料口隨機抽樣制作砂漿強度試件。
拌制砂漿應有計劃性,應采用機械集中攪拌。采用機械集中攪拌是保證砂漿均勻性的重要措施,每日拌制量現場技術人員應根據所砌筑的部位來決定,盡量做到隨拌隨用,當在運輸或儲存過程中發生離析、泌水現象時,砌筑前應人工重新拌和。砂漿的使用時間與氣溫條件有關,一般氣溫條件下,嚴格控制在3~4小時內用完;氣溫較高時,可控制在2~3小時內用完;已凝結的砂漿不得使用,嚴格杜絕使用隔日砂漿。
(4)現場質量控制
加強現場施工質量控制,具體要強化現場施工員及質檢員的責任意識和質量意識,現場技術人員配備必要的小錘子及鋼卷尺等工具,以便能隨時隨地檢查骨架尺寸、厚度等指標,實行工程質量與個人經濟效益相掛鉤,對控制質量較好的單位和個人給予物質獎勵,對巡查中發現質量問題的堅決要求拆除返工,并對相關責任人員進行處罰。對砌筑完成的拱型骨架護坡按照規范要求進行破損檢驗,以檢驗工程實體質量,通過現場管控、質量巡查以及破損檢驗等方法可以大大提高路基邊坡防護工程的質量,使京滬高速鐵路工程質量達到世界一流水平。
關鍵字:噴錨加固技術; 邊坡工程; 應用
Abstract: the spray anchor reinforcement technique is a fine performance and application in the practical work, a wide range of road slope engineering support technology. This paper mainly discussed the spray anchor reinforcement technique in road slope engineering application, and many problems puts forward corresponding measures.
Keyword: spray anchor reinforcement technique; slope engineering; application
中圖分類號: U416.1+4 文獻標識碼: A 文章編號:
一、緒論
錨桿支護技術充分利用了原位土體自穩能力的支護技術,用噴射機快速噴向巖石或結構物表面以達到速凝,使其防護作用大大增強。錨桿支護技術由原位土體、設置在土中的錨桿與噴射混凝土面板三個部分組成,其工作原理是錨桿、面板與原狀土體二者相互作用,形成以主動制約為基礎的復合體,這一技術的應用明顯提高了邊坡土體的結構強度和變形能力,減少了土體側向變形,達到了增強整體穩定性的作用。
二、噴錨支護施工方法及要點
1、噴錨支護的施工程序
搭腳手架——修整邊坡——初噴坡面——定孔——成孔——清孔——設置錨桿——注漿——鋼筋網制作、安裝——終噴坡面——養護——拆腳手架。
2、搭腳手架
腳手架搭設前必須對現有邊坡情況進行觀察,確定好位置后搭設腳手架。腳手架必須置于堅硬穩定的地基上,立柱間距1.5m,橫桿高度1.8m,架子寬度1.2m至1.5m,鋪設木板以滿足施工操作的需要。鋼管搭接處的管扣要牢固穩定,腳手架與坡面之間必須楔緊,防止晃動。
3、修整邊坡
修整邊坡應采用人工修坡,對邊坡不穩定處進行清刷,用石塊補砌空洞處,在邊坡松散空洞處和坡腳設置泄水孔,使修整后的坡面光滑平整,易于掛鋼筋網和噴射混凝土。
4、噴射混凝土
①噴射作業前必須對機械設備、風、水、電等管路、管線進行全面的檢查。②噴射混凝土前要用清水將坡面沖刷干凈,濕潤邊坡表面,以確保噴射混凝土與邊坡表面的良好粘結。③設置標尺,控制噴射混凝土的厚度;噴射應分段分片進行作業,按照自上而下的順序,根據地形和風向從左至右或從右至左進行。④第一層混凝土應在邊坡修整后立即噴射,使暴露的土體巖層及時封閉,厚度為3到4cm,然后確定錨桿位置,鉆孔,設置錨桿,掛鋼筋網;第二層混凝土應在第一層混凝土終凝后進行。噴射前先用水清洗混凝土表面,噴射時必須保證厚度和混凝土表面的光感,并在24小時后灑水養護。⑤噴射混凝土時噴頭要與受噴面垂直,保持0.6至1.Om的距離,掌握好噴射時的風壓和混凝土的用水量,使噴射混凝土的回彈量減至最小;噴射應保持混凝土表面平整,濕潤光澤,無干斑、滑移流淌或裂縫現象。
5、鉆孔及注漿
①第一層混凝土噴射后要立即進行錨孔定位,24小時后方可開始鉆孔,采用氣腿式鑿巖機鉆孔,孔徑、角度要符合設計。錨桿上每隔1.5至2.Om要設一組穩中架,穩中架呈120度布置,使錨桿居于錨孔中心位置。②鉆孔按設計的孔位、孔徑、孔深及傾斜度施工,孔層間距、水平間距誤差應不大于10cm,傾角小于2度,孔深不小于設計深度。錨孔內的粉塵,先用清水在鉆孔內充分沖洗后用壓縮空氣將孔內積水吹干。③采用壓力泵將1:1的水泥砂漿注入錨孔,保持O.1Mpa的工作壓力。注漿管要插至孔底5至10厘米處,隨砂漿的注入緩慢勻速拔出,當水泥砂漿從孔內溢出后要立即插入錨桿。若錨桿插入后孔洞無砂漿溢出,應及時補注砂漿。錨體水泥砂漿比例為水泥:砂=1:1,水灰比為0.45,為增加漿液的和易性和水泥砂漿的早期強度可在漿液中摻入適量的外加劑。
6、設置護墻和伸縮縫
漿砌片石護墻在混凝土面板噴射后砌筑,勾縫及抹面采用M10水泥砂漿。按設計位置預留泄水孔,泄水管按設計要求設置。伸縮縫采用瀝青麻絮填塞,嚴格按設計的縫寬和位置設置。噴錨混凝土面板伸縮縫與漿砌片石護墻伸縮縫對應。
三、噴錨支護質量管理與檢測
1、噴錨支護質量管理
①嚴把鋼筋、水泥、砂、石等原材料質量關,嚴格按配合比施工。
②噴射混凝土的原材料要求:
水泥:選用優秀水泥廠的325#復合硅酸鹽水泥,性能符合現行水泥標準;砂:采用中細砂,細度模數大于25mm,含泥量小于2%,使用前過篩;骨料:采用堅硬耐久的青碎石,粒徑小大于10mm;水:清水,PH值=7,
③混凝土的配合比設計: C20水泥:砂:碎石:水—1:2.25:1.9:0.45,
④砂漿配合比設計:
M30砂漿,水泥:砂:水—1:1.6: 0.48 ;
M10砂漿,水泥:砂:水—1:3.6: 0.7;
M75砂漿,水泥:砂:水—1: 4.0: 0.7[砂漿標號和配比是否有問題? 經確認 沒有問題] ,
2、噴錨支護質量檢測
①強度檢測噴射混凝土必須做抗壓強度試驗,試塊在工程施工中抽樣制取,采用100x 100x 100mm混凝土試模。將試模放在噴射作業而附近,按邊坡坡度放好,先在邊坡上噴射,待操作正常后,將噴頭移至試模,分層向試模內噴滿混凝土。將噴滿混凝土的試模移至安全地方,刮平混凝土表面,在標準養護條件下養護28天,進行抗壓強度試驗。
②厚度檢測采用鑿孔的方法檢測,嚴格按照錨桿噴射混凝土支護技術規范進行檢測。
③錨桿間距檢測,錨桿間距是錨桿能否發揮支護作用的主要保證條件。用鋼尺直接量測錨桿間距,要符合錨噴支護工程質量檢測規程的規定要求。
④外觀檢測一般采取目測和實測的方法。
施工技術措施及注意事項
1、混凝土的振動棒施工時應快插、慢拔并嚴格控制振動時間、深度,以免出現空洞、蜂窩麻面。混凝土澆注完畢后,加強7天的養護期;井字梁C 25鋼筋混凝土施工作業和錨固段灌入M 35特種水泥砂漿分別達到各自設計強度后,為錨索張拉作準備。
2、錨墊板必須與錨索垂直,張拉時每根鋼絞線最大張拉控制力為95kN,每根錨索為6 x 95kN。張拉分兩個階段進行,張拉和補償張拉。補償張拉應在前次張拉整個完成后一個星期進行。補償張拉拉應力有變化應將張拉應力補足,并且在前次張拉和補償張拉時,隨時觀察錨索位置變化情況,施加預應力完畢后,切除外露的多余鋼絞線;自由段為張拉孔道壁與鉆孔壁整體注漿防腐;錨索張拉段在張拉鎖定后立即進行封孔灌漿,注漿管從預留孔道插入,采用低壓注漿,壓力為0.1MPa到0.2MPa的范圍之間。
3、施工要求整個預應力錨固作業連貫一次性完成,盡量縮短預應力錨索的施工周期,及早對巖體施加預應力,充分發揮其性能;錨索張拉時必須嚴格控制實際伸長量,如果大于理論伸長量,則需暫停施工,分析原因,以便采取補救措施;錨噴混凝土在條件允許情況下,加強養護。
五、結語
鑒于噴錨技術的諸多優點,噴錨技術在我國道路邊坡工程施工中應用很廣泛,其重要性不言而喻。為了更好地提高道路的穩定性,尤其是道路邊坡的穩定性。我們必須在實踐工作中提高噴錨加固工藝的施工效果,不斷對其進行探討和技術創新。
關鍵詞:大粒徑碎石樁;抗剪強度;超軟弱河堤邊坡;現場試驗
用碎石樁加固軟弱地基的方法自30年代提出以來,我國從1976年開始進行用此方法加固軟土地基的應用研究,在成功加固了多個軟土地基后,編寫了振沖碎石樁法規范[1]。規范規定振沖碎石樁法適用于不排水抗剪強度大于20 kPa的軟土地基,碎石粒徑為2~5cm,不得大于8cm。
1 大粒徑碎石樁的施工方法及主要控制參數
軟土層天然含水量普遍在50%以上,經常有高于80%的情況;天然孔隙比在1.2~2.0的范圍;不排水抗剪強度在5~15kPa左右。這種超軟弱地基若使用規范規定的碎石粒徑進行碎石樁施工成樁困難、碎石樁承載力低、密實電流達不到50A。為此,試驗了大粒徑碎石樁的方案。大粒徑碎石樁的碎石主導粒徑為5~15cm,最大粒徑控制在20cm,一般要求碎石有一定的級配。碎石樁設計樁徑大部分為1.0m,也有部分設計樁徑為0.8m和1.2m的。碎石樁的施工采用振動水沖法,要求水壓0.4~0.6MPa,主要步驟:按設計樁長清孔,提起振沖器至地面,各方向均勻添加碎石,慢速邊振動邊下沉到預定深度,留振5~15s,待該深度范圍內碎石樁密實,上提50~80cm,進行下一段碎石樁施工。否則將振沖器提出地面,添加碎石,振沖器邊振動邊下沉到預定的還未密實的深度,再留振5~15s,重新由振動電流判斷密實情況。這樣自下向上分段施工。施工過程中,記錄每一段碎石用量,密實電流,留振時間等參數。要求每一根樁、每一段的碎石用量基本一致。
2 碎石樁的質量檢測
軟土地基加固后的復合地基承載力、抗剪強度、變形特性與加固方法和施工質量關系密切,因此施工過程中和施工后質量檢測對工程建設的成敗至關重要。用振動水沖法形成的碎石樁復合地基的質量檢測主要包括以下內容。
2.1 碎石樁樁長檢測
碎石樁的樁長關系到地基處理深度和復合地基承載力。施工期樁長檢測是工程質量控制的重要環節。常用于小粒徑碎石樁樁長檢測的動力貫入法[2,3]對于大粒徑碎石樁不適用,貫入時錐頭遇塊石后,不易貫入,或偏出樁體。我國已有成功使用表面波速法快速測試碎石樁復合地基平均樁長的報道。
2.2 碎石樁樁徑檢測
橫坑裁彎工程試驗了用地質雷達和表面波法測試樁徑,但從測試的原始記錄看,測試精度很低,解釋的任意性較大。目前,采用施工過程中填料量控制加完工后部分開挖檢測的方法結合載荷試驗較為可靠。
2.3 碎石樁樁體中含泥量檢測
樁體內含泥量對碎石樁單樁和碎石樁復合地基的抗剪強度影響很大。一般要求碎石樁含泥量小于10%.施工期結合樁徑量測,在開挖的樁體中可直接量測含泥量。
2.4 碎石樁單樁和復合地基承載力檢測
對于用碎石樁加固地基以提高地基承載力的工程,在試驗性碎石樁施工或正式碎石樁施工后,須用載荷試驗現場實測碎石樁單樁和復合地基的承載力,用于評價地基處理質量和判斷復合地基是否達到設計要求。載荷試驗優點是成果可靠、可直接應用于設計,但費用較高、時間較長。
2.5 碎石樁單樁和復合地基的抗剪強度檢測
大粒徑碎石樁復合地基的抗剪強度較天然地基提高幅度較大。采用大粒徑碎石樁法提高土體抗剪強度是一種有效的方法。目前,碎石樁單樁和復合地基的抗剪強度資料積累較少,大多數工程設計將碎石樁單樁抗剪強度用砂或碎石室內抗剪強度試驗值或經驗值,復合地基抗剪強度采用面積平均方法由碎石抗剪強度和天然土的抗剪強度加權平均得到。
結論表明:大粒徑碎石樁單樁和復合地基的抗剪強度很高,單樁抗剪強度比砂和小碎石大得多,復合地基抗剪強度隨著施工質量、置換率、樁體含泥量、碎石粒徑和級配等因素的變化在較大范圍內變化。
3 大粒徑碎石樁及其復合地基有關參數變化規律
由于現場對大粒徑碎石樁和碎石樁復合地基的各項檢測費用較高,為了對設計人員提供初步參考數據,將我們進行過的現場測試有關數據進行統計分析:
3.1 實測樁徑與計量充盈系數的關系
充盈系數定義為每根碎石樁實際灌入碎石量與設計樁徑和樁長計算理論碎石樁體積的比值。碎石樁規范建議充盈系數為1.1到1.2。在現場通過碎石樁施工過程中較精確的碎石計量和施工后的現場開挖實測碎石樁直徑,統計出10根碎石樁實測樁徑與實測充盈系數的關系,見圖1所示。由圖1可見,當設計碎石樁樁徑等于1.0m時,保證實測碎石樁樁徑不小于1.0m,充盈系數達到1.51左右。
3.2 留振時間和密實電流與樁徑的關系
留振時間對樁徑和樁身密度的影響比密實電流更大。橫坑裁彎工程兩次試驗的留振時間、密實電流與充盈系數關系統計值見表1和表2所示。由表1和表2可見,碎石樁樁徑受密實電流和留振時間兩個因素控制,增加密實電流或留振時間均能增加樁徑。
3.3 碎石級配與成樁情況
粒徑小于5cm碎石含量較高時,不能成樁或成樁困難,見表3所示。最后選擇粗粒組最多的第4組為正式碎石樁的碎石級配。
3.4 復合地基置換率與抗剪強度指標間的關系
單樁直剪試驗試樣直徑同設計樁徑,復合地基試樣直徑同每根樁控制面積(如樁距2.0m正三角形布置時,試樣直徑2.0m).1999年進行的兩次5組試驗在不同置換率時,復合地基的凝聚力和內摩擦角與置換率的關系見圖2和圖3所示。圖中置換率為0的點即天然地基的強度指標,數字為碎石樁試驗區取土快剪試驗結果,凝聚力因為制樁擾動比天然土明顯減小。
4 用碎石樁加固人工河堤岸坡穩定性分析
橫坑裁彎取直工程是世界銀行貸款項目 西江航道整治工程的重點。設計河道邊坡坡比1∶3,見圖4所示。邊坡處于淤泥質土和淤泥層中,典型土層分布如下:0.0m~-2.3m,淤泥質粘土,c=18.9 kPa,φ=5.5°;-2.3m~-15.0m,淤泥,c=7.8 kPa,φ=4.5°;-15.0m~21.0m,粉質粘土,c=20.2 kPa,φ=12.1°。為了河道邊坡能夠穩定,設計采用大粒徑碎石樁加固方法。通過兩次現場試驗,設計碎石樁樁距2.0m、樁徑1.0m,復合地基抗剪強度指標:c=8 kPa,φ=22°。布置8排碎石樁。用瑞典條分法計算得到施工期最危險滑弧如圖4所示,安全系數為1.20,滿足規范安全系數k>1.15的要求。
5 結論和問題
通過試驗論證了幾種碎石樁質量檢測方法的實用性,獲得了充盈系數、抗剪強度的變化規律。同時發現了在今后設計和施工中應注意的幾個問題:(1)三次碎石樁現場試驗均在正式施工前進行,碎石樁質量經過了嚴格控制,碎石用量進行了較精確計量。如何在大面積施工中貫徹由試驗結果提出的控制指標是工程質量的關鍵。(2)碎石樁復合地基抗剪強度受碎石級配、碎石樁密度、實際樁徑、含泥量等控制。
關鍵詞:邊坡加固;卵石層;跟管鉆進;預應力錨索
中圖分類號:U213.1+3 文獻標識碼:A
1 工程概況
蘭州市南山路西固煤場高架設計起點位于南山路道路主線 K32+680處,終點在K34+308處與西柳溝立交相連,高架長度為1628m。該合同段內部分路段穿越山體,按設計需進行邊坡開挖與加固。為保證施工過程中及高架橋路運營期間的安全,對該坡體采用預應力錨索格構梁加固措施。但由于邊坡地層開挖后主要為砂卵石層,普通鉆孔設備無法成孔,這給預應力錨索施工造成了極大的困難。為解決該問題,采用了跟管鉆進技術進行預應力錨索施工。
1.1 工程地質條件
蘭州市地區的地形以黃土丘陵為主,次為黃土梁峁,階地與干溝發育。在地貌單元上屬黃河南岸Ⅳ級階地,地形起伏較大。道路沿線地層結構主要為粉土、砂卵石層、泥質砂巖等。地層巖性分述如下:
(1)粉土:褐黃色~黃色,粉粒為主,土質較純,具孔隙,含白色鹽質斑點及鈣質條紋,局部夾薄層砂,含個別角礫,厚度11.00~33.50m,稍密~中密,稍濕~濕。
(2)卵石層:雜色,主要成分花崗巖、砂巖等。夾塊石,含粉土、細砂薄夾層。初見時碎石粒徑較小,隨深度增加,粒徑變大,密實度提高,骨架顆粒約占60%以上,砂、土填充,沖積~洪積形成,厚度5.8~17.5m,稍密~中密~密實,稍濕~濕。
(3)泥質砂巖(N):新近系,磚紅色。細粒結構,厚層狀構造,泥質膠結,巖體較完整,巖芯呈短柱狀或長柱狀,巖質軟弱,易分化,手搬易斷。干燥時錘擊易碎,呈碎塊,碎屑狀;遇水易軟化崩解呈散沙狀。頂部2—3m為強分化層,結構構造基本破壞,巖體破碎,巖芯多呈碎塊、短柱狀。該層分布連續穩定,厚度較大。層面埋深9.9~17.3m。
邊坡開挖后呈現的實際地層狀況如下圖1、圖2所示。
圖1 邊坡開挖后卵石層粒徑狀況
圖2邊坡開挖后卵石地層滑塌現象
1.2 工程設計概況
采用預應力錨索格構梁加固,錨索長度18m,間距3.0m,孔徑130 mm,傾角15o。錨索采用3根15.24 mm高強度低松弛鋼絞線,錨固段長度12 m,設計荷載400kN,鎖定荷載200kN。格構梁截面為400×400mm。預應力錨索格構梁設計斷面圖如下圖3所示。
圖3 預應力錨索格構梁設計斷面圖
2 成孔工藝及施工難點
2.1成孔工藝
鉆孔穿過地層主要為松散砂卵石層,為減小施工外因對坡體穩定性的影響,成孔采用以高壓空氣為介質的干法成孔。對于該類地層采用風動潛孔錘接偏心擴孔鉆頭跟管鉆進。
2.2施工難點
錨索成孔環節在整個工程中有著非常重要的作用,要使得錨索錨固力達到設計要求,關鍵是保證錨索的成孔質量;同時,成孔速度的快慢,又制約著后續工作的進度,因此,成孔工作為本工程的難點之一。
本工程邊坡面錨索穿過的主要區段為砂卵石層,這種地層巖質松散,膠結力差或者無膠結力,鉆進過程中漏風嚴重,鉆渣難以排出孔外,鉆進過程中極易發生卡鉆和埋鉆事故,易出現孔內坍塌現象。砂卵石層內鵝卵石含量較多且分布不均,鉆進過程中因地層軟硬不均勻容易造成鉆孔偏離原來的方向,增大了鉆桿與孔壁的摩阻力,所以在砂卵石及軟硬不均地層中成孔又是本邊坡加固工程的重要難題。
3配套設備與鉆具
3.1 鉆機
采用成都產M70型動力頭式跟管鉆機,該鉆機最大扭矩3570N,最大起拔力40kN,行程2500 mm,功率18kW,具有扭矩大、行程大、體積小、安裝就位方便等優點。工程中為了提高效率,采用的潛孔鉆車安裝跟管鉆機動力頭進行成孔施工,提高了鉆機移動效率,操控性強。施工過程中設備使用情況如下圖4所示。
圖4 跟管鉆機現場施工作業圖
3.2 空壓機
該工程選用中風壓鉆進,結合場地的實際地層情況和孔深、孔徑等因素,選用移動螺桿式空壓機,該空壓機風壓可達10MPa,風量12m3/min,滿足1臺鉆機成孔需要。
3.3鉆具和鉆桿
選用成都產SMW110型沖擊器配同心擴孔鉆頭鉆進,跟進127mm套管,套管采用左螺旋連接,每根長1.5m。成孔所用鉆桿均為89mm外平厚壁鉆桿,每根長1.5m,長度與鉆機行程相匹配。所選套管與鉆桿等長,做到加接套管與加接鉆桿同時進行,可減小鉆進過程中因套管與鉆桿不等長而分別加接所產生的輔助時間。采用外平厚壁鉆桿,可減少鉆桿斷裂事故的發生。
3.4鉆進參數
鉆進參數的選擇主要取決于地層條件和所采用的鉆進工藝。采用風動潛孔錘接同心擴孔鉆頭在砂卵石層內跟管沖擊成孔時,風量控制在10~12m3/min之間,風壓為017~018MPa,轉速為20~30r/min。
4技術措施
(1)施工前檢查設備狀態是否良好。對組合好的鉆具套管應檢查絲扣連接是否緊密,偏心鉆頭是否收張自如。
(2)鉆孔時,先定位,后下入套管準備跟管鉆進。開鉆前,在孔口位置搭設限位支架,以限制跟管鉆進過程中套管和鉆桿晃動太大;同時,在保證套管與鉆桿同軸的前提下,在套管與孔壁之間填入粘土并擠實,防止套管轉動,偏離軸線位置。
(3)鉆進過程中遇到較大卵石時,應減小鉆壓,降低轉速,防止鉆孔因地層不均勻而偏移。
(4)鉆進超過10m以后,孔內排渣極為困難,每進尺1m左右,應將鉆頭提離孔底并收入套管內,開強風排渣,待孔內鉆桿與套管內壁間的環狀間隙間碎渣吹干凈后,再繼續下鉆鉆進,嚴禁長時間不提鉆排渣盲目鉆進,以防止偏心鉆頭的回轉部分被鉆渣卡住,導致沖擊器及偏心鉆頭工作不正常現象出現。
(5)加接套管時,應保證套管的絲扣連接牢靠,并盡量在絲扣上少涂黃油。鉆進過程中,應密切注意套管的異常情況,若發現套管連接絲扣松動或套管隨鉆桿一起轉動,應及時停鉆采取措施。
(6)為保證錨索的注漿效果,在安裝錨索時,將注漿管固定于4根鋼絞線中間隨錨索一同下入孔內,采用由孔底向外壓注的辦法,保證錨索孔內漿液連續。
5 結束語
偏心跟管鉆進技術的在本工程中的應用,成功解決了本工程砂卵石層內成孔困難及鉆進效率低的問題,既保證了工程質量,又縮短了工期,值得在邊坡加固、地質災害治理等工程的復雜層鉆進中大力推廣。針對施工中遇到的不同復雜地層,采取以上不同的技術措施,基本保障了工程的正常開展。但是施工控制過程中仍存在若干工序需要優化解決。如在起拔套管時,拔管機的移動效率較低,造成套管不能即時周轉使用,從而備用套管需求量較大,造成了一定的經濟損失,這類問題有待進一步加以解決。
參考文獻:
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我的故事有很多,其中一個成長的故事讓我難以忘記。
有一次,我在麻園路學英語,因為身上的鑰匙不見了,所以只好到外婆家。可是,我身上身無分文。沒辦法,只好跟著公交車走。我還以為大公告成,一想不到的事情發生了。我大吃一驚,大叫著說:天哪,難道這就是通往外婆家的第二難關嗎?這些車輛奔流不息,一點讓人走的道路都沒有,我灰心喪氣,準備返回到回家的防盜門外。當我沒有信心的時候,突然堵車了,全部的車輛慢慢地停了下來。當機會來了的時候,我快速地沖過了第二關。我高興地跳起來,可是不知道離外婆家還有多遠!
這就是我的故事。
一、魯四老爺是將祥林嫂置于死地的罪魁禍首
他是封建禮教和封建道德秩序的化身,從他家中所藏《康熙字典》《近思錄集注》《四書襯》等“典籍”來看,他是一個非常頑固守舊,維護封建禮教的臭學究,對祥林嫂違背三從四德,先后兩次逃出婆家,力圖用自己勤勞雙手改變命運的做法嗤之以鼻,百般刁難。如祥林嫂第一次逃離婆家到他家做工時,祥林嫂的勤快能干雖然暫得他的信任,但當聽說祥林嫂是死了丈夫偷跑出來時,頓時兇相畢露,大罵祥林嫂“可惡”。當祥林嫂被婆家人五花大綁地搶走時,魯四老爺自私而殘忍的本性又暴露無遺,他認為婆家人太“可惡”了。當祥林嫂第二次因遭受家庭變故而再一次逃到魯鎮時,魯四老爺鑒于一時雇不到比祥林嫂更熟悉家務的雇工時,暫時收留了她。但這回祥林嫂的境遇就完全不同了,祥林嫂因為先后兩次死了丈夫,孩子阿毛被狼吃了的悲慘遭遇的折磨,干活的神情舉動大不如以前了,動作不利索了,魯四老爺不但沒了憐憫之心,反而變本加厲地鄙視她,只讓祥林嫂干些淘米、洗菜、燒火之類的粗活,而祭祀祖宗的活都不讓她接觸,生怕她的臟手褻瀆了祖宗的神靈。魯四老爺的封建迷信思想完全摧跨了祥林嫂為命運抗爭的精神力量,她頓時覺得人格沒了尊嚴,生活沒了希望,精神沒了寄托,可見魯四老爺的封建禮教思想是造成祥林嫂悲劇命運的劊子手。
二、魯四嬸是造成祥林嫂悲劇命運的踐行者
四嬸是魯四老爺的老婆,魯四老爺在家中的各種清規戒律要順利實施,當然最合適的人選莫過于四嬸,作為大戶人家的闊太太,最熟知家里的各種風俗和講究。比如,當祥林嫂興致勃勃地要參與到做過年的祝福禮時,四嬸總是說“祥林嫂,你放著吧,我來做”,祥林嫂幼稚地認為,自己已經在土地廟捐過門檻贖過罪了,就可以和其他人一樣理直氣壯地參與做祝福禮了,沒想到四嬸仍然不讓她做祝福禮的一句話,如五雷轟頂一般徹底擊碎了她生活的勇氣和希望。祥林嫂在飽受了身體和心理的雙重打擊后,做工不麻利了,言語也遲緩了,最后被逐出魯家自然是水到渠成,順理成章的事了。因此,四嬸是造成祥林嫂悲劇命運的實際踐行者。
三、衛老婆子和柳媽是造成祥林嫂悲劇命運的幫兇
這兩位老太婆都和祥林嫂一樣,是生活在社會最低層,主要靠拉掮客、打短工為生的下層農村勞動婦女,她們對屢遭不幸的祥林嫂不但沒有惻隱之心,反而為了自己的一點蠅頭小利和無聊快樂置祥林嫂于不幸之中。如衛老婆子先是幫助祥林嫂在魯四老爺家尋得一份做雇工的差事,緊接著又暗地里幫助祥林嫂的婆家人五花大綁地將祥林嫂從魯家搶回去。當祥林嫂被第二個婆家人趕出門時,又是衛老婆子做掮客,將她介紹給了魯家,衛老婆子為了賺得幾個中介費,真是煞費苦心,是她先后兩次把祥林嫂介紹給了魯家,她當然對祥林嫂的悲劇難辭其咎。柳媽也是靠打短工,做雇工為生的老年婦女,她不時地拿祥林嫂入洞房時因不從而致額頭上留下的傷疤取樂,表現了她的無聊和無情。柳媽也是深受封建迷信思想毒害的人,是她出點子讓祥林嫂拿出所有的積蓄買塊門檻捐在土地廟上,讓千人踩、萬人踏,為她的來生贖罪,祥林嫂照柳媽的說法虔誠地贖罪了,但四嬸仍然不讓她做祭祀品,祥林嫂結果落得個錢財兩空,靈魂又一次受到無情的打擊,衛老婆子和柳媽各自所謂的一番“好意”,卻變成了摧殺祥林嫂身心的一濟毒藥。看來,兩位老太婆由于自己的愚昧,客觀上扮演了戕害祥林嫂幫兇的角色。
四、魯鎮的社會環境是滋生祥林嫂悲劇命運的溫床