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边坡锚杆试验施工报告
2021-06-10 19:56:15 来源: 作者: 【 】 浏览:18次 评论:0

边坡锚杆试验施工报告

一、施工依据

根据《右岸重件运输道路及右岸岸坡防护工程施工组织设计》总进度计划;《金沙江向家坝水电站右岸岸坡防护工程混凝土挡墙、护坡面板、灌注桩施工技术要求》、《边坡锚杆生产性试验方案》、《监理长向监理辅字[2007]-1-10号方案的批复》、《监理周协调例会会议纪要》等的要求,进行砂浆锚杆生产性试验。

二、试验区域

根据现场情况,由业主、设计、监理和施工四方会商后确定具有代表性的部位作为试验区。试验区域选在0+343~0+385m段边坡上,此段挡墙顶部标高272~274.0m,其上边坡按口字形和2×2m间距可布置锚杆9层,共22列,共194根。

考虑汛期施工受江水位影响严重,此试验段分为2段施工,每段各22m,第一段已施工完毕,现继续施工第二段。试验施工顺序原则为自下向上、逐层上移。

三、试验施工情况

我部边坡锚杆试验于2007年6月28日开始至9月25日结束,历时90天。其中因汛期水位上涨的原因影响施工,试验停工30余天。

本次试验共完成Φ36锚杆施工92根,拉拔试验检测孔10根,累计覆盖层钻孔1321.24m,总注浆量137.776m3。分别进行了孔口封闭常规注浆、全孔土工布套注浆、6+9土工布套注浆、灰浆膏浆注浆及砂浆膏浆注浆共5种注浆方法试验。见表3-1。

3-1边坡锚杆生产性试验完成情况统计表

锚杆施工工艺

施工

根数

钻孔进尺(m)

Φ36钢筋(kg)

Φ6钢筋(kg)

套筒(个)

注浆量(L)

弃浆量(L)

水泥用量(kg)

用砂量(kg)

平均单根注浆量(L)

孔口封闭常规注浆

9

132.27

1173.6

25.58

18

35326.95

16.53

27846.02

31826.73

3925.22

全孔布套注浆

10

148.32

1304

28.42

20

10090.87

115.22

7835.85

8400.19

1009.09

6+9土工布套注浆

57

782.71

7432.8

161.99

114

78345.97

404.79

65909.98

79861.41

1374.49

灰浆膏浆注浆

6

81.73

782.4

16.92

12

5355.36

59.50

6339.57

1934.58

889.2

砂浆膏浆注浆

10

142.21

1304.0

28.2

20

8156.87

116.14

9453.52

3875.98

815.68

拉拔实验孔

10

26.0

268

1.16

2330.10

62.78

2146.59

1648.11

233.01

合计

102

1321.24

12264.8

262.62

184

137775.90

751.61

117416.22

126679.70

1472.24

四、试验资源配置

根据《边坡锚杆生产性试验方案》及《监理长向监理辅字[2007]-1-10号方案的批复》及各次现场协调会要求,本次锚杆试验用设备、人员配置情况如表4-1、4-2。

4-1              施工设备配置表

机械设备名称

型号

单位

数量

锚固工程钻机

YXZ-70

4

注浆泵

SNS100/10

1

注浆泵

HBW180

1

千斤顶

YCW-100

4

空压机

20 m3/min

2

高速搅拌机

TTP-400/7.5KW

1

膏浆搅拌机

定制

台/套

1

膏浆灌浆泵

3SNS

台/套

1

膏浆灌浆泵

GGB50

台/套

1

搅拌机

TTJ-300A/3.0 KW

1

拔管机

台套

2

注浆记录仪

西易

台套

1

电焊机

2

4-2             施工人员表

 

   

人员(人)

 

1

锚杆钻工

32

砂浆锚杆

2

注浆工

7

3

制浆工

7

4

钢筋工

3

5

架子工

3

前期准备工作和中间检查

6

现场管理人员、技术人员

8

合计

 

60

 

五、试验施工工艺

锚杆长度为16.3m,锚杆入坡深度为15.0m,锚杆外露1.3m。地层为松散覆盖层,含孤石及松散碎石夹泥层。试验流程见图5-1。


1、 锚杆钻孔

1.1钻孔施工

钻孔采用锚杆钻机、风动潜孔锤跟管钻进的方法,钻孔孔径为不小于Φ110mm。经统计平均纯钻功效为2.1 m/小时。

1.2地层情况

根据砂浆锚杆现场实际施工情况确定:坡面0~1米为浆砌石及覆盖土回填,1~4.5米为岩石破碎及卵石夹泥,个别地方会出现孤石及松散卵石夹泥,4.5~9米为松散卵石夹泥及大量孤石,9~15米为卵石、孤石堆积架空层。

1.3钻孔技术要求

①一般要求

锚杆钻孔孔位偏差不大于20cm,钻孔方向偏差不超过3%,孔深偏差不超过100mm。锚杆孔孔轴方向满足设计图纸要求。

②孔径、孔深及孔向

先安装锚杆后注浆法施工,套管直径为不小于φ110mm,钻孔超深不大于100mm;采用专用锚杆量角器量测套管方向,使孔向符合设计要求。

③钻孔方法

在覆盖层中,采用锚杆钻机、风动潜孔锤跟管钻进的方法。

④孔斜控制

采用合理的钻进方法和工艺技术参数,包括准确定向、控制机械钻速、不使用弯曲、瘪陷的钢套管等;

根据钻孔情况,进行适当测斜,及时了解钻孔轨迹;一旦发现钻孔超偏,及时采取措施予以处理,直至满足孔斜要求。

2.锚杆制作与安装

锚杆选用Φ36mm螺纹钢筋;钢筋连接采用Φ36mm直螺纹钢套筒连接,因坡面外露L型弯钩阻碍套管起拔,采用先加工好螺纹,留在后期施工贴坡混凝土时采用钢套筒连接。锚杆对中定位器采用Φ6mm钢筋制成船型支架,与锚杆成品字型焊接成一体,每隔2.0m设置一道,最大外径定位Φ80mm。

在进行锚杆注浆施工前,人工首先将加工好的杆体运至施工作业平台上,校核锚杆长度并在锚杆上标明外露部分位置,绑扎好注浆管然后再进行锚杆下设;注浆管采用直径Φ30mmPE管,内径为25 mm;绑扎位置为距离不大于锚杆钢筋底部10cm处。锚杆安装后立即进行注浆。

3.套管起拔

在锚杆和注浆管下入孔底后,采用75t液压拔管机分节起拔套管,直至底部钢管靴脱离孔口。因管靴的内径比外径小30mm,为防止内口较小的管靴将锚杆带离孔底,起拔套管时由专人负责检查锚筋的活动性。

六、锚杆注浆试验

1.水泥砂浆注浆

1.1水泥砂浆材料

水泥:注浆锚杆的水泥砂浆采用华新牌P.O 42.5的普通硅酸盐水泥;

:采用最大粒径小于2.5mm的中细砂;

水泥砂浆:砂浆标号必须满足施工图纸的要求,注浆锚杆水泥砂浆的强度等级30MPa;

外加剂:按施工图纸要求,在注浆锚杆水泥砂浆中添加NOF-1C干粉减水剂。

1.2. 水泥砂浆试验配合比

M30砂浆配合比采用葛洲坝试验室试验提供的施工配合比,见下表6-1。

2.注浆试验内容及方法

因本次锚杆试验属松散覆盖层内锚杆生产性试验,完全不同于基岩锚杆,在向家坝水电站施工历史上并无现有经验。在本次试验过程中根据实际情况和各方协商结果,先后进行了下述注浆工艺:

5-1                      M30砂浆配合比表

强度等级

水:水泥:天然砂

减水剂(%)

稠度(mm)

材料用量(kg/m3)

抗压强度(MPa)

备注

用水量

水泥用量

天然砂

减水剂

M30

0.40:1:1

0.3

110

345

864

864

2.59

7d

43.2

M30

0.40:1:2

41

240

602

1204

1.81

7d

35.0

M30

0.45:1:1

137

371

825

825

2.48

7d

38.5

M30

0.45:1:1.2

--

347

772

926

2.32

--

--

现场调整

M30

0.45:1:1.4

--

323

718

1005

2.15

--

--

现场调整

M30

0.45:1:2

62

267

594

1188

1.78

7d

32.4

M30

0.45:1:1.3

0.4

51

360

800

1040

3.20

7d

34.6

8月份调整

:其中0.45:1:1.2、0.45:1:1.4为现场逐级增加砂的调整配合比,0.45:1:1.3及0.45:1:1.5水泥砂浆配合比为2007年8月份委托葛洲坝试验室调整后的配合比,后期水泥砂浆灌浆施工均采用0.45:1:1.3比级

2.1孔口封闭常规灌浆及压力试验

根据锚杆生产性试验方案采用泵压、0.5MPa、1.0MPa和1.5MPa等四种压力进行注浆试验的要求,注浆开始前对孔口封闭进行常规灌浆。

(1)试验开始在274、286、290三个不同高程各选取1孔进行孔口封闭常规灌浆试验。灌浆时逐级增加压力的方式进行,因时地层裂隙分布不均匀,孔口回浆管无回浆,无法正常升压,灌浆压力基本为泵压,灌浆无法达到正常结束标准。

(2)砂浆配合比调整试验

根据葛洲坝试验室试验提供的施工配合比,常规灌浆试验施工时采用四个不同配合比进行现场浆液搅拌试验,选择有利于施工的浆液进行注浆。浆液配比采用0.45:1:1、0.45:1:1.2、0.45:1:1.4三个比级,其中0.45:1:1.2、0.45:1:1.4为现场逐级增加砂量的调整配合比。

(3)冒浆处理

常规灌浆试验施工时发生边坡缝隙冒浆,采取嵌缝封堵等措施。同时在浆液灌注在开始注入30min后即采取限流和间歇注浆的措施,间歇时间不得过长,不超过30min,以保证注浆管路不堵塞。

孔口封闭常规注浆锚杆施工9根,灌入水泥砂浆35.327m3,平均单根锚杆注浆3.925m3,平均单位注浆为267.028 L/m,灌浆流量均为30~35 L/min。见表 6-2。

6-2               孔口封闭常规注浆锚杆施工统计表

孔号

孔深(m)

注浆日期

配合比

注浆量

L

结束注入率
(L/min)

灌浆压力
(MPa)

注入水泥(kg)

废弃水泥(kg)

注入砂(kg)

单位注
浆量
(L/m)

灌浆

时间

S1-15

15.00

07.09.24

0.45:1:1.3

2698.307

1.780

0.495

2230.485

8.266

2899.630

179.887

2:18

S1-16

15.00

07.09.24

0.45:1:1.3

4618.208

2.444

0.215

3817.520

8.266

4962.777

307.881

3:15

S1-17

15.00

07.07.11

0.45:1:1

8271.020

43.548

0.043

6237.250

0.000

6237.250

551.401

7:23

S3-22

15.00

07.07.13

0.45:1:1

7038.408

15.616

0.115

5555.558

0.000

5555.558

469.227

8:29

S5-20

13.88

07.09.07

0.45:1:1

2037.380

3.551

0.289

1684.147

0.000

2189.391

146.785

3:09

S5-21

13.20

07.09.08

0.45:1:1

1058.789

1.156

0.440

875.220

0.000

1137.786

80.211

1:31

S9-10

15.00

07.07.12

0.45:1:1

4275.632

3.071

0.131

3652.785

0.000

3652.785

285.042

3:00

S9-18

15.00

07.07.20

0.45:1:1.4

2049.552

8.116

0.243

1433.527

0.000

2005.835

136.637

1:23

S9-20

15.19

07.07.20

0.45:1:1.4

3279.654

4.008

0.333

2359.525

0.000

3185.717

215.909

1:48

合计

132.27

0.00

0

35326.950

 

27846.017

16.533

31826.73

267.028 

 

2.2全孔土工布套锚杆注浆试验

根据监理协调会要求,采用土工布套锚杆进行注浆试验。注浆时孔口外露土工布套部分绑扎密封,采用0.45:1:1比级浆液灌注。

锚杆安装要求:加工土工布套直径为Φ150 mm,布袋三边密封;锚杆安装时土工布套住锚杆下至孔底。

注浆管绑扎要求:锚杆杆体绑扎1根注浆管并在孔口处帮扎1根排气管。注浆管绑扎在离孔底不大于20cm处,排气管绑扎在离孔口2m处,套管起拔时不得将锚杆钢筋及注浆管路带出;注浆前进行孔口封闭。

注浆前先对封闭布套进行压力压水试验,压力为0.06 MPa时土工布套瞬时压破。

全孔土工布套注浆锚杆施工10根,注入水泥砂浆10.091m3,平均单根锚杆注浆1.009m3,平均单位注浆为68.03 L/m,灌浆流量均为20~36 L/min。见表6-3。


6-3全孔土工布套锚杆注浆施工统计表

孔号

孔深(m)

注浆日期

配合比

注浆量L

结束注入率
(L/min)

灌浆压力
(MPa)

注入水泥(kg)

注入砂(kg)

单位注
浆量
(L/m)

灌浆时间

S3-21

15.00

07.07.15

0.45:1:1

328.941

7.831

0.403

271.376

271.376

21.929

0:57

S9-11

14.90

07.07.18

0.45:1:1

464.703

0.777

0.353

377.773

377.773

31.188

0:22

S9-12

14.95

07.07.17

0.45:1:1

439.212

36.582

0.197

345.697

345.697

29.379

0:15

S9-13

15.00

07.07.17

0.45:1:1

4005.628

29.226

0.018

3152.764

3152.764

267.042

2:16

S9-14

15.00

07.07.17

0.45:1:1

852.250

8.634

0.184

670.792

670.792

56.817

0:47

S9-15

15.00

07.07.17

0.45:1:1

779.713

7.894

0.241

629.441

629.441

51.981

0:30

S9-16

15.19

07.07.17

0.45:1:1

927.140

34.245

0.069

729.739

729.739

61.036

0:34

S9-17

15.00

07.07.17

0.45:1:1

304.367

0.023

0.636

247.430

247.430

20.291

0:25

S9-21

13.46

07.07.20

0.45:1:1.4

1563.284

3.478

0.345

1108.916

1552.483

116.143

0:50

S9-22

14.82

07.07.21

0.45:1:1.4

425.634

11.774

0.210

301.924

422.694

28.720

0:38

合计

148.32

0.00

0.00

10090.87

 

 

7835.85

8400.19

68.03

 

2.3 6m锚固端、9m自由端土工布套锚杆注浆试验

根据协调会要求,依照所提出的6m锚固端、9m自由端土工布套进行注浆试验。

(1)基本要求

锚杆安装时根据设计要求:锚杆底部6m为不包裹土工布,锚杆上部9m采用土工布套锚杆;土工布套直径为Φ150 mm,布袋三边密封。

(2)注浆管绑扎

锚杆杆体绑扎2根注浆管及2根排气管。锚杆底部锚固端注浆管绑扎在离孔底不大于20cm处,锚固端排气管绑扎在6m处土工布外;锚杆上部布袋内注浆管绑扎在离布袋底部不大于50cm处,布袋内排气管绑扎在孔口0.5~1m处。套管起拔时不得将锚杆钢筋及注浆管路带出。

(3)土工布套绑扎

土工布套应在锚杆底部锚固端6m处及孔口分别绑扎,采用铁丝绕6~8道,绑扎要求密实,注浆时绑扎头不得漏浆。

(4)注浆试验及结束标准

注浆为水泥砂浆灌注,先灌注土工布套内,布套内灌浆至排气管回浆,升高压力为0.2MPa,注浆流量为小于4 L / min,屏浆10~15min改注布套外(后经调整为注满土工布套,适当增加压力即可结束布套内注浆)。布套外注浆须排气管回浆,注浆压力为0.3MPa,注浆流量为小于4L / min,屏浆10~15min灌浆结束。

6m锚固端、9m自由端土工布套注浆锚杆施工57根,注入水泥砂浆78.346m3,平均单根锚杆注浆1.375m3,平均单位注浆为100.1 L/m灌浆平均压力为0.38 MPa,详见表 6-4。

6-4            6+9工布套锚杆注浆施工统计表

孔号

孔深(m)

注浆日期

配合比

注浆量L

结束注入率
(L/min)

灌浆压力
(MPa)

注入水泥(kg)

废弃水泥(kg)

注入砂(kg)

单位注
浆量
(L/m)

灌浆时间

S1-20

14.80

07.09.22

0.45:1:1.3

3256.091

1.969

0.273

2691.562

16.532

3499.031

181.862

4:25

S1-21

14.80

07.09.21

0.45:1:1.3

2258.810

0.135

0.424

1867.186

8.266

2427.343

126.161

4:03

S1-22

14.80

07.09.21

0.45:1:1.3

3410.365

1.407

0.389

2819.089

8.266

3664.815

190.479

4:00

S2-18

14.12

07.09.12

0.45:1:1.3

1905.431

2.723

0.213

1575.075

8.266

2047.597

111.549

1:27

S2-19

14.15

07.09.14

0.45:1:1.3

1615.490

0.882

0.213

1335.403

8.266

1736.023

94.375

1:54

S2-20

14.76

07.09.12

0.45:1:1.3

1567.651

0.647

0.201

1295.857

8.266

1684.614

87.795

1:44

S2-21

14.80

07.09.12

0.45:1:1.3

1451.898

0.184

0.420

1200.173

8.266

1560.226

81.093

2:04

S3-13

14.13

07.09.11

0.45:1:1.3

882.977

0.190

0.129

729.890

8.266

948.856

51.655

1:20

S3-14

14.13

07.08.25

0.45:1:1

552.074

2.453

0.672

495.953

8.983

495.953

35.099

1:55

S3-15

14.13

07.08.27

0.45:1:1

2364.205

2.980

0.280

2114.679

8.012

2244.663

149.659

3:01

S3-16

14.13

07.09.11

0.45:1:1.3

952.504

1.209

0.231

787.362

8.266

1023.571

56.482

1:27

S3-17

13.94

07.09.12

0.45:1:1.3

1143.015

0.040

0.274

944.843

8.266

1228.296

67.779

1:14

S3-18

14.71

07.09.12

0.45:1:1.3

997.499

1.352

0.221

824.557

8.266

1071.924

56.054

1:06

S3-19

14.62

07.09.12

0.45:1:1.3

1026.828

1.046

0.278

848.801

8.266

1103.441

58.058

0:57

S3-20

15.00

07.09.12

0.45:1:1.3

1023.576

1.375

0.216

846.112

8.266

1099.946

56.407

1:01

S4-12

14.50

07.09.05

0.45:1:1

980.257

1.072

0.319

810.304

0.000

1053.395

55.883

1:57

S4-13

14.50

07.09.08

0.45:1:1

1051.002

0.000

0.372

868.783

0.000

1129.418

59.916

1:47

S4-14

13.24

07.09.05

0.45:1:1.3

1039.656

1.082

0.184

859.405

0.000

1117.226

64.910

1:11

S4-15

13.06

07.09.09

0.45:1:1

1166.148

2.343

0.734

963.965

0.000

1253.155

73.810

1:42

S4-16

14.29

07.09.10

0.45:1:1.3

815.739

0.425

0.210

674.309

8.266

876.602

47.187

1:13

S4-17

13.77

07.09.10

0.45:1:1.3

839.160

0.964

0.234

693.670

8.266

901.770

50.375

0:57

S4-18

14.23

07.09.10

0.45:1:1.3

1056.458

1.534

0.258

873.293

8.266

1135.281

61.370

1:02

S4-19

14.93

07.09.10

0.45:1:1.3

896.914

1.118

0.292

741.410

8.266

963.834

49.659

0:43

S4-20

15.37

07.09.10

0.45:1:1.3

773.633

0.134

0.209

639.503

8.266

831.354

41.607

1:03

S4-21

13.98

07.09.10

0.45:1:1.3

858.242

0.324

0.240

709.443

8.266

922.276

50.747

1:06

S5-13

13.20

07.09.05

0.45:1:1

776.129

0.027

0.327

641.567

8.266

834.037

48.604

1:17

S5-14

13.20

07.09.06

0.45:1:1

1092.708

0.226

0.292

903.259

8.266

1174.236

68.429

1:52

S5-15

13.24

07.09.06

0.45:1:1

953.036

0.155

0.330

787.802

0.000

1024.143

59.502

2:13

S5-16

13.24

07.09.06

0.45:1:1

1048.676

3.742

0.297

866.860

0.000

1126.919

65.473

1:13

S5-17

13.24

07.09.07

0.45:1:1

1099.942

0.000

0.239

909.238

0.000

1182.010

68.674

1:25

S5-18

13.20

07.09.07

0.45:1:1

981.454

0.000

0.313

811.293

0.000

1054.681

61.462

1:44

S5-19

13.20

07.09.07

0.45:1:1

1157.461

0.000

0.266

956.785

0.000

1243.820

72.484

1:07

S5-22

13.85

07.09.08

0.45:1:1

1122.170

0.200

0.258

927.612

0.000

1205.896

66.976

1:51

S6-12

13.24

07.08.27

0.45:1:1

1817.141

1.222

0.286

1660.467

27.414

1660.467

125.413

0:41

S6-13

13.24

07.09.05

0.45:1:1.3

1185.729

0.059

0.227

980.152

0.000

1274.197

74.030

1:25

S6-14

13.24

07.09.05

0.45:1:1.3

1039.656

1.082

0.184

859.405

0.000

1117.226

64.910

1:40

S6-15

13.24

07.09.05

0.45:1:1.3

1223.372

0.051

0.104

1011.268

0.000

1314.648

76.380

1:37

S6-16

13.24

07.09.04

0.45:1:1.3

890.068

6.911

0.137

735.751

8.266

956.477

55.570

1:24

S6-17

13.24

07.09.04

0.45:1:1

939.356

1.343

0.292

858.365

9.138

858.365

64.831

1:06

S6-18

13.24

07.09.04

0.45:1:1.3

1196.134

0.069

0.349

988.753

8.266

1285.379

74.679

1:13

S6-19

13.24

07.09.04

0.45:1:1.3

2590.196

3.581

0.308

2141.117

8.266

2783.454

161.716

2:44

S6-20

13.24

07.08.13

0.45:1:1

3482.118

5.108

0.196

2780.646

0.000

3088.991

210.019

2:58

S6-21

13.24

07.09.04

0.45:1:1.3

512.879

3.600

0.173

393.513

7.673

511.567

29.722

1:16

S7-13

13.03

07.08.27

0.45:1:1

833.431

0.255

0.291

761.573

9.138

761.573

58.448

1:36

S7-14

13.03

07.08.23

0.45:1:1

751.586

1.102

0.295

686.784

9.138

686.784

52.708

1:46

S7-15

13.03

07.08.23

0.45:1:1

1100.922

1.023

0.319

1006.000

9.138

1006.000

77.206

1:52

S7-16

13.03

07.08.23

0.45:1:1

483.222

0.318

0.196

441.559

9.138

441.559

33.888

1:27

S7-19

13.03

07.08.20

0.45:1:1

1467.501

0.510

0.455

1314.180

8.955

1314.180

100.858

3:03

S7-20

13.03

07.08.19

0.45:1:1

3618.360

3.898

0.372

3070.409

7.833

3544.751

235.642

2:12

S7-21

13.03

07.08.19

0.45:1:1

2050.083

3.047

0.396

1789.528

8.357

1918.969

137.339

1:48

S7-22

12.84

07.08.20

0.45:1:1

756.007

0.394

0.379

681.247

9.011

681.247

53.057

1:37

S8-14

13.42

07.08.17

0.45:1:1

4104.101

4.318

0.412

3392.656

15.751

4240.491

252.806

3:15

S8-15

13.38

07.08.18

0.45:1:1

1474.740

3.541

0.287

1260.084

8.357

1429.198

94.177

1:29

S8-17

13.59

07.08.18

0.45:1:1

1686.045

4.628

0.322

1509.891

8.955

1509.891

111.103

1:38

S8-18

13.99

07.08.18

0.45:1:1

1215.610

4.424

0.348

1074.973

8.357

1113.033

76.839

1:27

S8-20

13.38

07.08.11

0.45:1:1

939.935

5.943

0.281

776.972

0.000

776.972

58.070

0:38

S8-21

13.24

07.08.10

0.45:1:1

870.578

5.781

0.221

719.640

24.799

719.640

54.353

3:06

上部9m

小计

440.71

29981.50

68.03

下部6m

小计

342.00

48364.47

141.412

合计

782.71

0.00

0.00

78345.97

 

 

65909.98

404.80

79861.41

100.10

 

3.膏浆注浆试验

根据监理协调会议的要求,分别采用膏浆及掺加不同比例砂进行注浆试验。

3.1、膏状浆液特点

膏状浆液灌浆对大空隙地层具有良好的控制性,使用膏状浆液在块石架空的复杂地层中浆液流失范围小,有利于以最少浆量较好充填锚杆外周,提高密实性。

3.2浆液材料

水泥:注浆锚杆的水泥砂浆应采用华新牌P.O 42.5的普通硅酸盐水泥;

:采用最大粒径小于1.5mm的细砂;掺量为水泥用量的1015%。

粉煤灰:采用华能珞璜牌一级粉煤灰,掺量为水泥用量的2030%

膨润土:采用湖南澧县生产的Ⅰ级膨润土,掺量为水泥用量的35%

外加剂:在浆液中添加具有增粘与减水效果的材料和外加剂(1%)。

3.3 配合比

灌浆试验施工时采用0.43:1:0.340.47:1:0.440.43:1:0.410.41:1:0.45(水:水泥:粉煤灰+膨润土+砂)四个不同配合比进行现场浆液搅拌试验,最后选择最稠、强度能达到要求的配合比为:0.41:1:0.45,见表6-5

6-5                 膏浆配合比表

水胶比

水:水泥:其它

外加剂(%)

材料用量(kg/m3)

备注

用水量

水泥用量

天然砂

粉煤灰

增黏料

外加剂

0.30:1

0.41:1:0.45

1%

455

1120

112

280

112

11.2

掺砂10%

3.4浆液制备

制浆设备为专用膏浆搅拌设备,转速为200~500r/min。浆液搅拌时间不少于3min。搅拌时先根据配合比加水,再加水泥,待水泥完全搅拌均匀后加入其它材料。

灌浆设备为3SNS灌浆泵及CE50型膏浆泵。

3.5锚杆安装与注浆

①基本要求

锚杆安装要求:注浆工艺要求边注浆边拔管,锚杆安装后不进行套管拔除,在注浆过程中起拔套管。注浆时套管即做为注浆管,在套管外露部分设盖头,注浆管经过套管向孔内挤压浆液。

②注浆过程及结束标准

膏浆注浆通过增加注浆压力把浆液挤压入孔内,注浆开始将套管内填满浆液,在通过升高压力向孔内注浆,注浆压力为0.3MPa,注浆流量为小于4 L/min,屏浆10~15min即可起拔一根套管,重复上述灌浆直至孔口。

现场分别采用了边拔套管边注浆、膏浆常规注浆、膏浆掺砂等工艺试验。边拔钢套管边注浆试验2孔,灌浆平均压力为0.43MPa,平均单位注浆量为57.63 L/m;

膏浆常规注浆为先拔完钢套管,锚杆带注浆管注浆,且在膏浆内加入水泥重量10%的细砂,试验2孔,灌浆平均压力为0.4MPa,平均单位注浆量为44.1 L/m;膏浆加15%的细砂试验2孔,灌浆平均压力为0.24MPa,平均单位注浆量为96.63L/m。

考虑到先期施工所用设备为灌注砂浆的专用设备,难以灌注膏浆,后新购一套膏浆专用灌浆泵并采用砂浆膏浆配比再灌注10孔,均采用边拔管边注浆工艺施工。注入水泥砂浆81.56m3,平均单根锚杆注浆0.816m3,平均单位注浆为57.36 L/m,灌浆平均压力为0.48MPa。详见表6-6。

6-6             膏浆注浆施工统计表

孔号

孔深(m)

注浆日期

配合比

注浆量L

结束注入率(L/min)

灌浆压力
(MPa)

水泥(kg)

注入砂(kg)

单位注
浆量
(L/m)

灌浆时间

S8-16

13.19

07.08.14

0.43:1:0.34

629.000

6.894

0.495

792.020

153.523

58.197

1:46

S8-19

13.58

07.08.14

0.44:1:0.27

913.778

0.000

0.370

1154.447

209.315

85.011

1:56

S8-12

14.45

07.08.17

0.47:1:0.44

577.606

6.272

0.355

677.022

203.107

46.853

1:22

S8-13

14.45

07.08.17

0.47:1:0.44

696.853

6.616

0.451

800.369

236.714

54.605

1:10

S7-17

13.03

07.08.22

0.43:1:0.41

1501.041

1.537

0.256

1755.663

715.058

133.848

3:11

S7-18

13.03

07.08.21

0.43:1:0.41

1017.079

3.960

0.231

1219.548

416.867

92.663

2:43

小计

81.73

5335.36

6399.070

1934.58

65.28

S1-13

15.00

07.09.24

0.41:1:0.45

866.635

1.181

0.411

970.631

97.063

67.512

2:18

S1-14

15.00

07.09.24

0.41:1:0.45

943.597

2.302

0.455

1056.829

105.683

73.508

1:48

S1-18

14.80

07.09.24

0.41:1:0.45

630.984

1.280

0.497

706.702

70.670

50.310

1:35

S1-19

14.80

07.09.24

0.41:1:0.45

836.497

0.949

0.701

936.877

93.688

66.045

1:44

S2-12

13.84

07.09.22

0.41:1:0.45

623.688

0.182

0.312

698.531

69.853

53.177

1:39

S2-13

13.84

07.09.22

0.41:1:0.45

912.215

2.703

0.377

1021.681

102.168

74.307

2:11

S2-14

13.84

07.09.22

0.41:1:0.45

913.989

2.147

0.323

1023.668

102.367

74.451

1:38

S2-15

13.62

07.09.22

0.41:1:0.45

797.530

2.951

0.333

893.234

89.323

69.153

1:38

S2-16

13.35

07.09.23

0.41:1:0.45

1132.267

1.824

0.377

1268.139

126.814

97.070

2:15

S2-17

14.12

07.09.23

0.41:1:0.45

499.463

0.004

1.014

559.399

55.940

41.334

1:11

小计

142.21

8156.87

15534.76

2848.15

57.36

七、试验检测

1.拉拔试验检测

(1)土工布套锚杆水泥砂浆

根据设计、监理要求增加施工L=4m、L=2m拉拔检测孔,考虑到汛期水位上涨较快的情况,拉拔试验孔布置在第S3排往上0.5m位置处;注浆工艺采用土工布套锚杆水泥砂浆注浆。

锚杆拉拔试验共选取2组,L=2m为4根;L=4m为2根,检测成果表7-1。

7-1              水泥砂浆注浆拉拔试验检测成果表

序号

锚杆编号

埋设日期

龄期(天)

锚杆埋深(m)

设计

拉拔力

(KN)

实测拉拔力KN

(KN)

破坏程度

备注

1

S3+1

2007.07.21

15

2

70

240

锚杆拔出

土工布套锚杆注浆

2

S3+2

2007.07.18

17

2

70

140

锚杆拔出

土工布套锚杆注浆

3

S3+3

2007.07.18

17

4

140

220

锚杆未损坏

土工布套锚杆注浆

4

S3+4

2007.07.18

17

2

70

240

锚杆未损坏

土工布套锚杆注浆

5

S3+5

2007.07.17

18

4

140

190

锚杆拔出

土工布套锚杆注浆

6

S3+7

2007.07.18

17

2

70

190

锚杆拔出

土工布套锚杆注浆

(2)膏浆注浆

根据设计、监理要求增加膏浆注浆施工L=4m拉拔检测孔,拉拔试验孔布置在第S2排往上0.5m位置处;注浆工艺采用膏浆边拔管边注浆。

锚杆拉拔试验L=2m为4根;检测成果表7-2。

7-2           膏浆注浆锚杆拉拔试验检测成果表

序号

锚杆编号

埋设日期

龄期(天)

锚杆埋深(m)

实测拉拔力

(KN)

破坏程度

备注

1

S2+1

2007.09.23

8

2

240

锚杆完好

膏浆注浆

2

S2+2

2007.09.23

8

2

240

锚杆完好

膏浆注浆

3

S2+3

2007.09.23

8

2

拉拔力达到140KN时混凝土底座被移动,检测未完成

膏浆注浆

4

S2+4

2007.09.23

8

2

205

锚杆破坏

膏浆注浆

2. 密实度无损检测

2.1 采用全孔土工布套锚杆注浆共10孔,检测2孔,检测率为20%,合格率为100%;孔口封闭常规注浆9孔,检测3孔,检测率为66.7%,合格率为0%;膏浆注浆16孔,检测16孔,检测率为100%,合格率为66.6%;6+9m土工布套注浆16孔,检测14孔,检测率为87.5%,合格率为85.7%。

检测成果见表7-3。


7-3密实度检测成果表

孔号

孔深(m)

注浆日期

注浆量L

灌浆压力
(MPa)

单位注
入量
(L/m)

灌浆时间

检测密实度%

备注

S9-10

15.00

07.07.12

4275.632

0.131

285.042

3:00

78%

孔口封闭,常规注浆

S9-18

15.00

07.07.20

2049.552

0.243

136.637

1:23

66%

孔口封闭,常规注浆

S3-22

15.00

07.07.13

7038.408

0.115

469.227

8:29

77%

孔口封闭,常规注浆

S9-15

15.00

07.07.17

779.713

0.241

51.981

0:30

88%

全孔布套注浆

S3-21

15.00

07.07.15

328.941

0.403

21.929

0:57

85%

全孔布套注浆

S8-16

13.19

07.08.14

629.000

0.495

47.688

1:46

72%

膏浆注浆,边拔管边注浆

S8-19

13.58

07.08.14

913.778

0.37

67.289

1:56

83%

膏浆注浆,边拔管边注浆

S8-12

14.45

07.08.17

577.606

0.355

46.853

1:22

94%

膏浆加砂10%,先拔管后注浆

S8-13

14.45

07.08.17

696.853

0.451

54.605

1:10

98%

膏浆加砂10%,先拔管后注浆

S7-18

13.03

07.08.21

1017.079

0.231

92.663

2:43

77%

膏浆加砂15%,边拔管边注浆

S7-17

13.03

07.08.22

1501.041

0.256

133.848

3:11

89%

膏浆加砂15%,边拔管边注浆

S6-20

13.24

07.08.13

3482.118

0.196

263.000

2:58

91%

6+9布袋注浆

S8-21

13.24

07.08.10

870.578

0.221

65.754

3:06

89%

6+9布袋注浆

S8-20

13.38

07.08.11

939.935

0.281

70.249

0:38

88%

6+9布袋注浆

S8-14

13.42

07.08.17

4104.101

0.412

252.806

3:15

87%

6+9布袋注浆

S8-15

13.38

07.08.18

1474.740

0.287

94.177

1:29

93%

6+9布袋注浆

S8-17

13.59

07.08.18

1686.045

0.322

111.103

1:38

92%

6+9布袋注浆

S8-18

13.99

07.08.18

1215.610

0.348

76.839

1:27

85%

6+9布袋注浆

S7-20

13.03

07.08.19

3618.360

0.372

235.642

2:12

96%

6+9布袋注浆

S7-21

13.03

07.08.19

2050.083

0.396

137.339

1:48

93%

6+9布袋注浆

S7-19

13.03

07.08.20

1467.501

0.455

100.858

3:03

86%

6+9布袋注浆

S7-14

13.03

07.08.23

751.586

0.295

52.708

1:46

85%

6+9布袋注浆

S7-15

13.03

07.08.23

1100.922

0.319

77.206

1:52

96%

6+9布袋注浆

S7-16

13.03

07.08.23

483.222

0.196

33.888

1:27

78%

6+9布袋注浆

S7-22

12.84

07.08.20

756.007

0.379

53.057

1:37

78%

6+9布袋注浆

S1-21

14.8

07.09.21

2258.81

0.424

152.622

4:03

88%

6+9布袋注浆

S1-19

14.8

07.09.24

836.497

0.701

56.5201

1:44

97%

膏浆,边拔管边注浆

S1-18

14.8

07.09.24

630.984

0.497

42.6341

1:35

95%

膏浆,边拔管边注浆

S1-14

15.0

07.09.24

943.597

0.455

62.9065

1:48

85%

膏浆,边拔管边注浆

S1-13

15.0

07.09.24

866.635

0.411

57.7757

2:18

90%

膏浆,边拔管边注浆

S2-12

13.84

07.09.22

623.688

0.312

45.0642

1:39

78%

膏浆,边拔管边注浆

S2-13

13.84

07.09.22

912.215

0.377

65.9115

2:11

78%

膏浆,边拔管边注浆

S2-14

13.84

07.09.22

913.989

0.323

66.0397

1:38

86%

膏浆,边拔管边注浆

S2-15

13.62

07.09.22

797.53

0.333

58.5558

1:38

91%

膏浆,边拔管边注浆

S2-16

13.35

07.09.23

1132.267

0.377

84.814

2:15

85%

膏浆,边拔管边注浆

S2-17

14.12

07.09.23

499.463

1.014

35.3727

1:11

95%

膏浆,边拔管边注浆

S2-18

14.12

07.09.12

1905.431

0.213

134.946

1:27

93%

6+9布袋注浆

S2-21

14.8

07.09.12

1451.898

0.42

98.1012

2:04

95%

6+9布袋注浆

S3-18

14.71

07.09.12

997.499

0.221

67.8109

1:06

88%

6+9布袋注浆

S4-19

14.93

07.09.10

896.914

0.292

60.0746

0:43

93%

6+9布袋注浆

S4-20

15.37

07.09.10

773.633

0.209

50.334

1:03

96%

6+9布袋注浆

S5-20

13.88

07.09.07

2037.38

0.289

146.785

3:09

94%

孔口封闭,常规注浆

S5-21

13.2

07.09.08

1058.789

0.44

80.2113

1:31

88%

孔口封闭,常规注浆


八、试验成果分析及施工建议

本次锚杆生产性试验共完成Φ36锚杆施工92根,拉拔试验检测孔10根,覆盖层累计钻孔1321.24m,孔口封闭常规注浆锚杆9根, 全孔土工布套注浆锚杆施工10根,6+9土工布套注浆锚杆施工57根,膏浆注浆锚杆施工16根。

(1) 孔口封闭常规注浆,灌注流量较大,难以达到灌浆结束标准,灌浆过程中压力无回升,单孔灌浆时间较长为3~4h/孔,灌浆量大为3.925m3/孔;且密实度检测结果不能满足设计要求。

(2) 全孔土工布套注浆,灌浆压力受土工布承受力限制,灌浆压力稍有增加或不稳定时土工布套即破裂,虽然检测结果表明锚杆杆体密实度较好,但仅在土工布套内灌浆的不能形成锚筋与周围土层良好粘结,影响锚杆锚固作用的发挥。

(3) 6+9土工布套注浆时,土工布套内灌浆,压力受土工布承受力限制,灌浆压力稍有增加或不稳定时土工布套即破裂,土工布套内的灌浆不能形成锚筋与周围土层粘结,此9m段密实度、锚固效果同上(2)说明;土工布套外注浆:此段长度为6m,根据密实度无损检测成果分析,密实度的缺陷应分布在该段,此6m段的注浆与孔口封闭常规注浆方法的性质相同,同上(1)说明,在较大裂隙处的灌浆难以控制,密实度无法保障且灌浆量大。

(4) 膏浆注浆时,因膏浆流动性很差,在压力的作用下对空洞进行挤密充填,自行漏失量较小,能较好均匀包裹锚杆体。根据膏浆锚杆灌浆成果,其平均单根(15m长)注浆量仅为843.26L,是整体平均注浆量的(1472.24L)57.3%。膏浆密实度检测合格率平均为93.8%,拉拔力检测也能满足设计要求。

(5) 综合比较各种注浆方法的材料成本和施工费用(见附件二),虽膏浆浆液单方价格较高(617.48元/m3),但因单位注入量较小,毋须采用土工布袋和注浆管,锚杆注浆综合材料成本稍低,膏浆注浆施工费用高,但注浆锚杆的整体密实度、拉拔力检测均可满足设计要求,我部建议本工程边坡锚杆施工采用掺砂的膏浆锚杆施工方法。


Tags:边坡 试验 施工 报告 责任编辑:巴山一民
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