CN112709230A - 一种路基边坡预应力锚索框架梁拆除方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种路基边坡预应力锚索框架梁拆除方法，在既有路基边坡的预应力锚索框架梁复合支护结构拆除时，通过在边坡顶部向下逐层开挖纵向土槽和横向土槽，将路基拓宽要挖除的边坡土体沿纵向、横向划分为多个相互独立的区域，利用土体的弹性变形释放预应力锚索的有效内应力，再进行框架梁的破除，以及拓宽路基的边坡土体开挖和清运，再割除预应力锚索。本发明可保证预应力锚索框架梁拆除作业的安全性，施工工艺简单，操作简便，不需要专业、大型的钻凿设备和专业施工作业队伍，成本低廉，施工进度快，其埋置在土体内已经释放有效内应力的锚索，仍可对拓宽后路基的边坡起到一定的加固作用。

Description

一种路基边坡预应力锚索框架梁拆除方法

技术领域

本发明涉及公路路基拓宽改建工程技术领域，具体涉及一种路基边坡预应力锚索框架梁拆除方法。

技术背景

随着国家经济社会的快速发展，道路交通的需求量迅速增长，相当一部分原有的各级公路己不能适应新的需求，需要改建和扩建。对原有旧路进行拓宽改建升级，既能够降低造价、缩短工期，又可以少占用土地，有利于环境保护。针对高边坡路段，在路基拓宽改建过程中，原有的边坡防护措施必须拆除后重新施作。预应力锚索框架梁是由预应力锚索和混凝土框架梁组成的复合支护结构，广泛应用于道路工程边坡加固防护中。在路基拓宽改建过程中，预应力锚索框架梁的拆除比单独的预应力锚索或单独的框架梁拆除都要麻烦，其中最关键的是在破除框架梁之前，必须释放预应力锚索的内应力。

针对预应力锚索的拆除，现有的主要方法是采用专用的锚索钻凿钻机进行拆除，由专业施工队伍利用该钻凿钻机，对包括锚具在内的整束锚索进行全孔深钻进，使整束预应力锚索包裹在钻杆内，预应力锚索的有效内应力在钻进过程中逐步释放，最后整束预应力锚索随钻杆整体取出，完成拆除。针对预应力锚索框架梁，由于框架梁的存在，若采用锚索钻凿钻机进行拆除，必须首先破除框架梁才能施钻，且工艺流程极为复杂，施工成本高昂，进度缓慢；而由于预应力锚索的存在，若不首先释放锚索有效内应力，则框架梁破除作业时安全风险极高。故现有方法不适用于公路路基拓宽改建施工。实际上，在公路拓宽改建工程中，预应力锚索框架梁中的预应力锚索不需完整拆除，只需将影响拓宽后边坡施工的部分拆除即可；另一方面，在既有预应力锚索框架梁拆除过程中，往往不能中断既有道路的交通运行，因此，有必要开发简单、适用、安全、经济的拆除方法。

发明内容

为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供一种路基边坡预应力锚索框架梁拆除方法，在框架梁破除前释放预应力锚索的有效内应力，保证框架梁破除作业的安全性，并简化工艺、降低成本、加快进度。

技术方案包括以下步骤：

S1、施工准备，测量人员根据拓宽后的路基边坡线，在坡顶放出内边界线，平整既有路基边坡顶部的场地形成作业区，并在平整后的作业区内标识预应力锚索的纵向里程位置；

S2、在既有路基边坡框架梁以内80cm～100cm挂线，作为纵向土槽开挖边界标识线，根据纵向土槽开挖边界标识线，开挖平行于道路方向的纵向土槽；

S3、沿纵向土槽，每8m～12m开挖垂直于道路方向的横向土槽；

S4、当纵向土槽开挖贯通且至少两道相邻的横向土槽开挖完成后，破除相邻两道横向土槽之间的框架梁；

S5、框架梁破除完成后，开挖边坡剩余土体，同步开挖下一层纵向土槽，并及时清运；

S6、人工沿拓宽后的路基边坡线割除已出露的预应力锚索；

S7、重复S2至S6，继续拆除下一层预应力锚索框架梁，挖除下一层边坡土体，重新施作拓宽后路基的边坡支护结构。

进一步的，步骤S1中，在预应力锚索的封头端上方覆盖防护罩，所述防护罩采用10mm～20mm厚的钢板制作。

进一步的，步骤S2中，所述纵向土槽的宽度为1.0m，深度为相应的预应力锚索以下0.5m，开挖方向为从路基边坡的一端往另一端进行。

进一步的，所述纵向土槽外侧的土体厚度不小于1.0m。

进一步的，步骤S3中，所述横向土槽位于相邻两束预应力锚索之间，所述横向土槽自拓宽后的路基边坡线贯通至既有路基边坡的表面。

进一步的，所述横向土槽靠近框架梁的伸缩缝。

进一步的，步骤S4中，破坏框架梁时，施加向既有路基边坡内部锤击的作用力。

进一步的，步骤S5中，所述边坡剩余土体，包括纵向土槽和相邻横向土槽之间的剩余土体，以及纵向土槽和拓宽后的路基边坡线之间的剩余土体。

进一步的，步骤S6中，割除时需将预应力锚索周边的土体向内清除10cm～15cm，再沿清除后的土体表面割除外露部分。

有益效果：

1、在本发明中，将既有路基边坡支护结构拆除和拓宽后的路基边坡开挖相结合，通过在边坡顶部向下逐层开挖纵向土槽和横向土槽，将路基拓宽要挖除的边坡土体沿纵向、横向划分为多个相互独立的区域的设置，可以利用土体的弹性变形释放预应力锚索的有效内应力，再进行框架梁的破除，以及拓宽路基的边坡土体开挖和清运，再割除预应力锚索；可保证预应力锚索框架梁拆除作业的安全性，施工工艺简单，操作简便，不需要专业、大型的钻凿设备和专业施工作业队伍，成本低廉，施工进度快；另一方面其埋置在土体内已经释放有效内应力的锚索，仍可对拓宽后路基的边坡起到一定的加固作用。

2、在本发明中，通过纵向土槽开挖宽度为1.0m的设置，使其与挖掘机的挖斗宽度相等，可以提高挖掘效率，通过深度的设置，能够确保对预应力锚索中内应力的有效释放；另外通过纵向土槽外侧的土体厚度不小于1.0m的设置，能够确保挖掘的安全。

3、在本发明中，通过横向土槽位于相邻两束预应力锚索之间，所述横向土槽自拓宽后的路基边坡线贯通至既有路基边坡的表面的设置，能够避免挖断钢绞线，确保安全，同时能够有效释放锚索内应力；另外通过横向土槽位于框架梁的伸缩缝位置的设置，能够提高挖掘效率，降低挖掘难度。

4、在本发明中，通过破坏框架梁时，施加向既有路基边坡内部锤击的作用力的设置，可以避免框架梁断成大块掉下边坡，对坡下正在运行的高速公路产生安全隐患。

5、在本发明中，通过割除时将预应力锚索周边的土体向内清除10cm～15cm的设置，可以避免锚索露在新防护结构体系外，影响外观质量。

附图说明

图1为本发明的施工工艺流程图；

图2为本发明的拓宽后路基边坡线位置示意图；

图3为本发明所述既有路基边坡支护结构立面示意图；

图4为本发明的纵向土槽位置示意图；

图5为本发明的横向土槽位置示意图；

图6为本发明所述割除第一层预应力锚索后的横断面示意图。

图中：1、预应力锚索；1-1、锚索锚固段；1-2、锚索自由段；2、框架梁；2-1、框架梁横梁；2-2、框架梁竖梁；3、封头端；4、伸缩缝；5、拓宽后的路基边坡线；6、纵向土槽；7、横向土槽。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在公路路基拓宽改建过程中，如图2、图3所示，预应力锚索框架梁的拆除要解决的一个关键问题，是在破除框架梁2之前，必须释放预应力锚索1的内应力。现有的专门针对预应力锚索的拆除方法和专门针对框架梁的拆除方法，均不能直接用于拓宽改建工程中预应力锚索框架梁的拆除。

如图2和图3所示，原路基边坡采用预应力锚索框架梁复合支护结构，预应力锚索1的总长度一般为10m～40m，本实施例中原路基边坡预应力锚索1最大埋深有26米，本次路基单侧加宽7.5米，故大部分锚索钢束还在边坡墙体里面，还可以起加筋作用，预应力锚索1由锚索锚固段1-1和锚索自由段1-2组成，在预应力锚索1与框架梁2连接的部位设置锚具和封头端3，框架梁2包括沿边坡斜度方向的框架梁横梁2-1和平行于道路方向的框架梁竖梁2-2，框架梁横梁2-1上往往还会设置伸缩缝4。在路基拓宽改建施工过程中，必须将既有边坡支护结构全部拆除，并将拓宽后的路基边坡线5外侧的土体挖除，再重新施作拓宽后路基的边坡支护结构。

实施例1

本发明提供一种路基边坡预应力锚索框架梁拆除方法，如图1至图6所示，包括将既有路基边坡支护结构拆除和拓宽后的路基边坡开挖相结合，通过在既有路基边坡顶部向下逐层开挖纵向土槽6和横向土槽7，将路基拓宽要挖除的边坡土体沿纵向、横向划分为多个相互独立的区域，利用土体的弹性变形释放预应力锚索1的有效内应力，从而保证预应力锚索框架梁拆除作业的安全性，具体包括以下步骤：

S1、施工准备，测量人员根据拓宽后的路基边坡线5，在坡顶放出内边界线，平整既有路基边坡顶部的场地形成作业区，并在平整后的作业区内标识预应力锚索1的纵向里程位置；

S2、在既有路基边坡框架梁2以内80cm～100cm挂线，作为纵向土槽开挖边界标识线，

根据纵向土槽开挖边界标识线，开挖平行于道路方向的纵向土槽6；

S3、当纵向土槽6开挖达到一定长度后，按纵向间距每8m～12m一段，开挖垂直于道路方向的横向土槽7；

S4、当纵向土槽6开挖贯通且至少两道相邻的横向土槽7开挖完成后，分段破除相邻两道横向土槽7之间的框架梁2；

S5、框架梁2破除完成后，开挖边坡剩余土体，同步开挖下一层纵向土槽6，并及时清运；

S6、人工沿拓宽后的路基边坡线5割除已出露的预应力锚索1；

S7、重复S2至S6，继续拆除下一层预应力锚索框架梁，挖除下一层边坡土体，重新施作拓宽后路基的边坡支护结构。

在本实施例中，将既有路基边坡支护结构拆除和拓宽后的路基边坡开挖相结合，通过在边坡顶部向下逐层开挖纵向土槽6和横向土槽7，将路基拓宽要挖除的边坡土体沿纵向、横向划分为多个相互独立的区域的设置，可以利用土体的弹性变形释放预应力锚索的有效内应力，再进行框架梁2的破除，以及拓宽路基的边坡土体开挖和清运，再割除预应力锚索1；可保证预应力锚索框架梁拆除作业的安全性，施工工艺简单，操作简便，不需要专业、大型的钻凿设备和专业施工作业队伍，成本低廉，施工进度快；另一方面其埋置在土体内已经释放有效内应力的锚索，仍可对拓宽后路基的边坡起到一定的加固作用。

在本实施例中，优选的，如图2所示，步骤S1中，在预应力锚索的封头端3上方覆盖防护罩，所述防护罩采用10mm～20mm厚的钢板制作。

在本实施例中，通过在预应力锚索1的封头端3上方覆盖防护罩的设置，能够预防预应力锚索1个别夹片出现意外弹飞的现象，确保安全；另外通过所述防护罩采用10mm～20mm厚的钢板制作，可以提高防护的安全性能。

在本实施例中，优选的，如图4、图6所示，步骤S2中，所述纵向土槽6的宽度为1.0m，深度为相应的预应力锚索1以下0.5m，开挖方向为从路基边坡的一端往另一端进行。

在本实施例中，通过纵向土槽6开挖宽度为1.0m的设置，使其与挖掘机的挖斗宽度相等，可以提高挖掘效率，通过深度的设置，能够露出预应力锚索1，确保对预应力锚索1中内应力的有效释放。

在本实施例中，优选的，如图4所示，所述纵向土槽6外侧，即纵向土槽6距靠近道路的一侧的土体厚度不小于1.0m。

在本实施例中，通过纵向土槽6外侧的土体厚度不小于1.0m的设置，能够确保挖掘的安全。

在本实施例中，优选的，如图5所示，步骤S3中，所述横向土槽7位于相邻两束预应力锚索1之间，所述横向土槽7自拓宽后的路基边坡线5贯通至既有路基边坡的表面。

在本实施例中，通过横向土槽7位于相邻两束预应力锚索1之间，所述横向土槽1自拓宽后的路基边坡线5贯通至既有路基边坡的表面的设置，能够避免挖断钢绞线，确保安全，同时能够有效释放预应力锚索1的内应力；

在本实施例中，优选的，如图5所示，所述横向土槽7位于框架梁2的伸缩缝4位置。

在本实施例中，通过横向土槽7靠近框架梁2的伸缩缝4，能够提高挖掘效率，降低挖掘难度。

在本实施例中，优选的，如图5所示，步骤S4中，破坏框架梁2时，施加向既有路基边坡内部锤击的作用力。

在本实施例中，通过破坏框架梁2时，施加向既有路基边坡内部锤击的作用力的设置，可以避免框架梁2断成大块掉下边坡，对坡下正在运行的高速公路产生安全隐患。

在本实施例中，优选的，如图5、图6所示，步骤S5中，所述边坡剩余土体，包括纵向土槽6和相邻横向土槽7之间的剩余土体，以及纵向土槽6和拓宽后的路基边坡线5之间的剩余土体。

在本实施例中，优选的，如图6所示，步骤S6中，割除时需将预应力锚索1周边的土体向内清除10cm～15cm，再沿清除后的土体表面割除外露部分。

在本实施例中，通过割除时将预应力锚索1周边的土体向内清除10cm～15cm的设置，可以避免锚索露在新防护结构体系外，影响外观质量。

实施例2

如图1至图6所示，在本实施例中：

步骤S1、施工准备，具体为测量人员根据拓宽后的路基边坡线5，在坡顶放出内边界线，修建施工便道，采用挖掘机把内边界线刷好；从坡顶内边界线向外平整既有路基边坡顶部的场地，形成作业区，并在平整后的作业区内标识预应力锚索1的纵向里程位置，其中纵向里程位置具体指第一层预应力锚索1沿道路方向的间隔距离；为预防预应力锚索1的锚具夹片意外弹飞，在预应力锚索1的封头端3上方覆盖防护罩，所述防护罩采用20mm厚的钢板制作。

步骤S2、具体为在既有路基边坡框架梁竖梁2-2以内100cm左右挂线，作为纵向土槽开挖边界标识线，根据纵向土槽开挖边界标识线，开挖平行于道路方向的第一层纵向土槽6，纵向土槽6的宽度为1.0m左右，深度为相应的第一层预应力锚索1以下0.5m左右，从而露出第一层预应力锚索1，开挖方向为从边坡的一端往另一端进行，要特别注意不能挖断预应力锚索1，第一层纵向土槽6开挖完成后，纵向土槽6外侧的土体最小厚度不小于1.0m。

此时，第一层纵向土槽6外侧的边坡土体在预应力锚索1的有效内应力作用下向内变形，预应力锚索1的有效内应力完成第一次释放；而由于预应力锚索1仍然与框架梁2连接成整体，不会因为边坡土体的变形而发生锚具夹片自由飞出的现象。

步骤S3、具体为当第一层纵向土槽6开挖达到一定长度后，按纵向间距每10m一段，开挖垂直于道路方向的第一层横向土槽7，为防止挖断钢绞线，所述横向土槽7必须在相邻两束预应力锚索1之间开挖，且应尽量在框架梁横梁2-1的伸缩缝4位置开挖，横向土槽7自拓宽后的路基边坡线5贯通至既有路基边坡的表面。

通过开挖横向土槽7，将纵向土槽6外侧的边坡土体分割成了相互独立的区域，从而解除预应力锚索框架梁的整体约束，进一步释放预应力锚索1的有效内应力。此时，预应力锚索1中的大部分有效内应力已经释放，由于预应力锚索1仍然与框架梁2连接成整体，也不会发生锚具夹片自由飞出的现象。

步骤S4、具体为当纵向土槽6开挖贯通且至少两道相邻的横向土槽7开挖完成后，分段破除相邻两道横向土槽7之间的第一层框架梁2。

此时，预应力锚索1中的有效内应力已经释放完毕；破除框架梁2时，必须施加向内锤击的作用力，不能施加向外拖拽的作用力，以防止框架梁2破除后的碎块坠落。

步骤S5、具体为第一层框架梁2破除完成后，开挖第一层边坡剩余土体，包括第一层纵向土槽6、第一层横向土槽7之间的剩余土体，以及第一层纵向土槽6和拓宽后的路基边坡线5之间的剩余土体，并及时清运；同步开挖第二层纵向土槽6，以释放第二层预应力锚索1的有效内应力。

步骤S6、具体为当第一层边坡剩余土体完成清运，且第二层纵向土槽6开挖完成时，为了便于施作拓宽后路基新的边坡支护结构，避免预应力锚索1伸出新的支护结构之外影响外观效果，人工沿拓宽后的路基边坡线5将已出露的预应力锚索1周边的土体向内清除15cm，再沿清除后的土体表面割除第一层预应力锚索1的外露部分；预应力锚索1未割除的部分继续埋置在边坡体内，起加筋作用。

步骤S7、具体为当第一层预应力锚索框架梁拆除完毕后，参照上述步骤S2至S6，继续拆除下一层预应力锚索框架梁，挖除下一层边坡土体，重新施作拓宽后路基的边坡支护结构。

在本实施例中，通过上述设置可保证预应力锚索框架梁拆除作业的安全性，施工工艺简单，操作简便，不需要专业、大型的钻凿设备和专业施工作业队伍，成本低廉，施工进度快，其埋置在土体内已经释放有效内应力的锚索，仍可对拓宽后路基的边坡起到一定的加固作用。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种路基边坡预应力锚索框架梁拆除方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、施工准备，测量人员根据拓宽后的路基边坡线(5)，在坡顶放出内边界线，平整既有路基边坡顶部的场地形成作业区，并在平整后的作业区内标识预应力锚索(1)的纵向里程位置；

S2、在既有路基边坡框架梁(2)以内80cm～100cm挂线，作为纵向土槽开挖边界标识线，根据纵向土槽开挖边界标识线，开挖平行于道路方向的纵向土槽(6)；

S3、沿纵向土槽(6)，每8m～12m开挖垂直于道路方向的横向土槽(7)；

S4、当纵向土槽(6)开挖贯通且至少两道相邻的横向土槽(7)开挖完成后，破除相邻两道横向土槽(7)之间的框架梁(2)；

S5、框架梁(2)破除完成后，开挖边坡剩余土体，同步开挖下一层纵向土槽(6)，并及时清运；

S6、人工沿拓宽后的路基边坡线(5)割除已出露的预应力锚索(1)；

S7、重复S2至S6，继续拆除下一层预应力锚索框架梁，挖除下一层边坡土体，重新施作拓宽后路基的边坡支护结构。

2.根据权利要求1所述的一种路基边坡预应力锚索框架梁拆除方法，其特征在于，步骤S1中，在预应力锚索(1)的封头端(3)上方覆盖防护罩，所述防护罩采用10mm～20mm厚的钢板制作。

3.根据权利要求1所述的一种路基边坡预应力锚索框架梁拆除方法，其特征在于，步骤S2中，所述纵向土槽(6)的宽度为1.0m，深度为相应的预应力锚索(1)以下0.5m，开挖方向为从路基边坡的一端往另一端进行。

4.根据权利要求3所述的一种路基边坡预应力锚索框架梁拆除方法，其特征在于，所述纵向土槽(6)外侧的土体厚度不小于1.0m。

5.根据权利要求1所述的一种路基边坡预应力锚索框架梁拆除方法，其特征在于，步骤S3中，所述横向土槽(7)位于相邻两束预应力锚索(1)之间，所述横向土槽(7)自拓宽后的路基边坡线(5)贯通至既有路基边坡的表面。

6.根据权利要求5所述的一种路基边坡预应力锚索框架梁拆除方法，其特征在于，所述横向土槽(7)靠近框架梁(2)的伸缩缝(4)。

7.根据权利要求1所述的一种路基边坡预应力锚索框架梁拆除方法，其特征在于，步骤S4中，破坏框架梁(2)时，施加向既有路基边坡内部锤击的作用力。

8.根据权利要求1所述的一种路基边坡预应力锚索框架梁拆除方法，其特征在于，步骤S5中，所述边坡剩余土体，包括纵向土槽(6)和相邻横向土槽(7)之间的剩余土体，以及纵向土槽(6)和拓宽后的路基边坡线(5)之间的剩余土体。

9.根据权利要求1所述的一种路基边坡预应力锚索框架梁拆除方法，其特征在于，步骤S6中，割除时需将预应力锚索(1)周边的土体向内清除10cm～15cm，再沿清除后的土体表面割除外露部分。

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