渝怀线施工技术研究..docVIP

渝怀线施工技术研究 江北客站锚索桩及土钉格子梁墙复合结构施工技术研究应用成果 中铁一局桥梁处渝怀指挥部 2003年10月10日 江北客站预应力锚索桩及土钉格子梁墙复合结构 施工技术研究应用成果 1工程概况： 江北客站预应力锚索桩及土钉格子梁墙复合结构位于DIK20+185～DIK20+330线路左侧。由于该段线路路堑顶上的地方道路，经改移后跨越铁路，铁路路堑开挖后受顺层不利构造面的影响, 需采取有效加固措施，因此在线路左侧设置锚固桩和锚索桩，桩间距为6m，桩间采用土钉格子梁墙防护。其中7#桩～11#桩为锚索桩，每根锚索桩均设置2孔锚索，每孔锚索均用6ф15.2mm高强度低松弛钢铰线制作,锚索长度为27.5m～42.5m。桩间原设计采用土钉墙进行防护，但为了实现铁路路基绿色防护工程示范线的工作目标，作为全线唯一的一个试点，原设计改为土钉格子梁墙进行防护。 2地质描述： 渝怀铁路江北客站地形属浅丘地貌，丘包与沟槽及洼地相间，地形呈坡状，自然横坡15～45°，相对高差50～150m，地表上覆第四系坡残积砂粘土，下伏基岩为砂泥岩互层。其中DIK20+185～+330线路左侧为顺层路基，岩层走向与线路近于平行，视倾角19～23°。 3作用机理： 锚索是一种主要承受拉力的杆状构件，它是通过钻孔将钢绞线固定于深部稳定的地层中，并在被加固体表面通过张拉产生预应力，从而达到使被加固体稳定和限制其变形的目地。土钉格子梁墙是近年来发展起来的用于土体开挖和边坡稳定的的一种新型绿色挡护形式，其实质为土钉墙的一个变种。一方面它保留了土钉墙的基本结构外，又增设了格子梁构造，从而进一步提高了路堑的挡护能力；另一方面，格子梁内种植厚层基材，使坡面全部绿化，克服了传统防护破坏自然环境的缺点，真正实现了生态防护。两者的结合，改善了原结构的受力，并带来了新的抗滑结构，加大了施工中的安全保障，更有利于环境的保护。 3.1锚索的构造 锚索由锚固段、自由段、张拉段三部分构成，如图1所示。 锚固段：为锚索伸入钻孔底部的稳定岩层内的孔段，设计长度为10m，用以提供锚固力，采用胶结形式锚固，通过注浆使锚孔与孔壁结成整体，多采用枣核状结构。当锚索张拉时每根钢绞线企图调直，对周围砂浆和岩壁产生挤压力，发生磨擦效应，从而增加锚索锚固力。 自由段：锚索穿过被加固岩体的孔段，锚索可在护套内自由伸缩，起传递力的作用，在施加预应力后，可使自由段的岩体双面受压而得以加固。 张拉段：由混凝土锚墩、钢垫板、锚具组成，是锚固段反力的承载体。锚索设有GMS锚索测力计用以观测、监控工程质量。 该结构的构造和受力分析如下： 图2 预应力锚索桩结构示意图 图3 预应力锚索桩受力简图 图中：qc—滑坡推力 T—锚索张拉力 qb—被动土压力 qz—土体对桩嵌入段的土压力 3.2土钉格子梁墙的构造 土钉格子梁墙由被加固土、放置于原位土体中的细长金属杆件（土钉）、喷射混凝土面层及附着于面层的整体钢筋混凝土格子梁、绿化植物组成，形成一个类似重力式的挡土墙，以此来抵抗墙后传来的土压力和其它作用力，从而使开挖坡面稳定。其结构详见图4、图5。 土钉：采用钻孔注浆钉，即先在土中钻孔，置入Ф25 钢筋，然后沿全长注浆。为使土钉钢筋处于孔的中心位置，周围有足够的浆体保护层，需沿钉长每隔2~3m设对中支架。土钉外露端作成螺纹，并通过螺母、钢垫板与格子梁相连。土钉长度为6m，间距为1.2m。 喷射混凝土面层：由8cm厚的喷射混凝土和中间一层间距为20×20cm的Ф8钢筋网组成。 钢筋混凝土格子梁：由C20钢筋混凝土框架组成，断面尺寸为15cm（宽）×18cm(高)，间距为1.2m，格子梁内的箍筋与面层钢筋网连接，土钉的螺母、钢垫板位于格子梁的节点上。 绿化植物：格子梁内设置Ф200 mm袋装厚层基材植草，整个坡面挂设土工格栅进行防护。 图4 土钉墙立面图 图5 格子梁节点详图 3.3土钉格子梁墙的结构分析 以江北客站土钉格子梁墙复合结构为例： 4施工流程： 4.1锚索桩施工施工流程 （框图1） 4.2土钉格子梁墙的施工流程 （框图2） 框图1 框图2 4.3主要施工设备的选择 4.3.1 成孔设备 预应力锚索施工中，成孔是整个工程的关键工序，因为地质情况的好坏对成孔效率有很大的制约性，因此在采用成孔设备时，因以轻便、灵活、实用为原则，本工程采用两台QZJ-100型全风动潜孔钻机，该机灵活，重只有200kg，钻进的角度可以随意调整，同时整机可解体人工搬迁，钻机的动力是全风动，动力单一、移动方便、操作简