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(二)挖方路基施工

路堑开挖前将地表腐植土、草皮、树根等不合格料清除干净,在坡顶5米外开挖施工排水天沟、截水沟,并同临时排水设施相连。

图5-1土质路堑开挖施工工艺流程图

1.土质路堑开挖

土方开挖及运输采用机械化作业,自上而下分台阶开挖。

高边坡路堑开挖自上而下,严格按设计图纸分级进行,开挖坡面一次性成形,并做到开挖一级防护一级,根据测设的边桩位置。

当机械开挖至靠近边坡0.1~0.2m时,改为人工修坡。

不设圬工防护的边坡,每10m边坡范围插杆挂线人工刷

 

全线路基土石方调配详见表5-1(A3横放)

坡,有防护地段并及时做好防护。

边坡上由于孤石等造成的坑穴、凹槽,采用挖台阶浆砌片石嵌补。

当开挖接近路基面标高时,鉴别核对土石状况,土质路堑要调查核对基床范围内土质是否满足技术要求,必要时进行补充勘探。

检验基床范围地基允许承载力是否满足设计要求,如满足设计要求,测设基床表层断面和标高,按每10m间距挂线,人工

开挖基床表层,并按规范要求进行碎石层找补整修;

如不满足设计要求,需对基床底层进行改良或加固处理后,再分层填筑到设计标高。

土质路堑开挖施工工艺流程详见图5-2。

2.岩石路堑开挖

a)施工方法

对无法采用挖掘机和大马力推土机开挖的石质路堑,采用梯段松动控制爆破方法施工,靠近边坡采用预裂爆破或采用预留光爆层法,实施光面爆破。

路基面和侧沟采用浅孔控制爆破。

b)施工工艺标准

①、硬质岩石基床,将路基面做成平面,施工时采用控制爆破,做到路基面平顺,肩棱整齐,发现凹凸不平处用渗水土补平,并加强碾压。

②、硬质岩石路堑边坡采用预裂爆破或预留光爆层法,光面爆破施工,使边坡平顺美观。

③、在侧沟平台上开挖信号、电力电缆槽,不得破坏堑坡坡脚。

必须保证侧沟和侧沟平台完整,如有破坏,采用原加固材料补齐。

c)爆破方案

对于无法采用挖掘机或大马力推土机开挖的石质路堑,采用梯段松动控制爆破方法施工。

采用光面或预裂爆破时,应按设计线装药,将炸药和导爆索用细绳捆绑在竹片上装入孔中,并将竹片未绑炸药一侧置于保护岩层一侧。

①、对于开挖深度大于6.0m,且石方数量较大的工点,采用小型潜孔钻机钻孔,实施梯段松动控制爆破。

②、对于开挖深度小于6.0m,且石方数量较小的工点,采用风枪钻孔,实施梯段松动控制爆破。

③、为提高破碎效果,降低大块率,并降低爆破震动效应,采用宽孔距、小排距梅花形布孔,并采用导爆管毫秒雷管实施逐排微差挤压爆破。

④、为确保边坡稳定、美观,路堑边坡可采用预留光爆层法进行光面爆破或进行预裂爆破。

采用潜孔钻机钻孔进行爆破的工点,采用潜孔钻机沿边坡钻孔进行光面爆破或预裂爆破,如边坡设计有平台,可分平台进行光爆。

如设计坡面无平台时,可从堑顶沿坡面钻孔,一次钻到坡脚进行光爆或预裂。

采用风枪钻孔进行光面爆破,因受钻孔深度限制,可采用小台阶式光面爆破。

无论采用何种光爆方法,确保眼痕率达到80%以上。

⑤、为确保基底平整坚实,不论采用潜孔钻机还是风枪钻孔进行爆破,到最底层2.0m时,均用风枪钻孔进行爆破,并严格控制钻孔深度和孔底标高,适当缩小孔距和排距,采用逐排微差起爆方法。

⑥、采用深孔梯段爆破的炮眼布置、装药结构、起爆网路布置情况详见图5-3、5-4、5-5、5-6、5-7。

图5-3宽孔距小排距梅花形半路堑横向爆破炮孔平面布置

低挖深地段(一般为6~8m)

H

光爆孔

2.0

高挖深地段(一般挖深超过10m)

图5-4全路堑开挖横断面图

宽孔距小排距梅花形全路堑开挖纵断面布孔图

图5-5宽孔距小排距梅花形全路堑开挖平面布孔图

图5-6宽孔距小排距孔内延期微差挤压爆破网络

6

主爆孔间隔装药结构示意图

1——雷管脚线_2——堵塞段,一般不小于0.75W1

3——上部装药,一般为总装药量的1/3~1/4

4——间隔段,可采用钻碴5——底部装药

6——雷管

注:

只有在大直径炮孔φ>150mm和高梯段H>10m时,才有可能需要间隔装药。

光面爆破或预裂爆破连续装药结构示意图

光面爆破或预裂爆破间隔装药结构示意图

1——导爆索2——堵塞段

3——正常装药段4——底部增强装药段

注:

只有药卷直径太粗,单位长度装药量大于设计线装药密度太多时,才间隔装药。

图5-7装药结构示意图

说明:

A、上述起爆网路示意图中1、2、3、4、5……为起爆序号,内装塑料导爆管毫秒延期雷管,为确保每排间隔时间大于50ms,一般按起爆序号采用:

即1、4、6、8段等或2、5、7、9段等,每次起爆约3~5排。

B、图中a代表炮孔间距;

b代表炮孔排距;

a'代表预裂孔或光爆孔间距;

W1代表底盘抵抗线;

H代表梯段高度。

C、计算爆破孔单孔装药量:

梯段高度H一般取6~12m;

底盘抵抗线W1=b,φ=80时,w1≈1.5,φ=100时,w1≈2.0,φ=120时,w1≈2.8,φ=150时,w1≈3.0。

炮孔间距a=mW1,式中m为密集系数,一般取3;

第一排孔单孔装药量Q=q×

W1×

式中q根据开挖岩石的地质情况,通过爆破试验来选定。

没有条件的地方可通过下表选定:

表5-3单位炸药消耗量q值表

岩石坚固性系数

0.8-2

3-4

≥12

q值(Kg/m3)

0.40

0.43

0.46

0.50

0.53

0.56

0.60

多排爆破时,从第二排起,以后各排孔的每孔装药量按下式计算:

Q=K×

式中:

K值表示受前面各排孔的岩石阻力作用的系数,一般取1.1~1.2其余符号同前。

D、开挖时为确保边坡成型质量,拟采用预裂爆破或光面爆破。

在光面爆破和预裂爆破中,间距a'与线装药密度Q线根据孔径、孔深以及岩石的性质确定。

用Φ80~Φ100钻机钻孔,一般取a'为1.0~1.2m。

线装药密度Q线根据下列计算式得出:

Q线=0.127〔σ〕0.5〔a'〕0.84〔d/2〕0.24

在施工中,a'、Q线一般根据试验确定。

岩石路堑开挖时,尽可能采取潜孔钻施工,在距坡面3~5m时采用光面爆破,严禁采用大中型爆破法及掏底法施工。

深挖路堑段的边坡开挖,严格按照从上至下的顺序逐级开挖,逐级加固,待上级边坡防护结束后方可进行下级边坡的土石方开挖作业。

石方爆破开挖施工工艺流程详见图5-8。

边沟开挖

路堑高边坡监测详见本章第(四)部分。

图5-8石质路堑开挖施工工艺流程图

(二)填方路基施工

1.前期准备:

(1)土工试验:

施工前应对沿线取土场,挖方利用地段的地质做颗粒分析及液塑性指数、击实试验、最佳含水量、CBR强度等试验,以试验数据指导现场施工,不合格的土质杜绝用于现场

(2)施工前做好伐树、除根和表层土处理、回填、压实,原地面压实度≥90%。

⑶ 基底自然坡面坡度大于1:

5时,将坡面做成不小于2m台阶,台阶向内倾斜4%-6%。

⑷ 开工报告审批;

在路堤填筑施工前,应向监理工程师提交分部,分项工程开工报告,包括施工方案、施工计划、测量放样资料、试验资料和机具、设备、人员投入情况等,经监理工程师批准同意开工后组织施工。

2.路基试验段

路基施工前,不同类型填方路基各选取100m长路基段进行路基填筑试验。

填土试验段选在K168+080-K168+180段,填石试验段选在YK173+510-YK173+620段,路基土石方施工方法是否科学、机械组合是否合理、质量控制是否有效准确是保证施工质量的关键,试验段施工在监理工程师的监督下,严格按施工规范、技术规范要求进行路基填筑,以确定对不同土质、不同石料进行摊铺、碾压施工时所能达到设计密实度要求而需要机械设备的吨位型号、合理组合、压实方法、压实遍数、松铺系数、最佳含水量、填石粒径和级配等有关参数,并确定填石路基的质量检测方法,将试验检测数据呈报给监理工程师审核批准后组织大面积施工。

3.施工程序

填筑工艺标准程序为三阶段、四区段、八流程。

即:

三阶段为:

准备阶段→施工阶段→竣工阶段。

四区段为:

填筑区→整平区→碾压区→检验区。

八流程为:

施工准备→基底处理→分层填筑→摊铺整平→洒水或晾晒→机械碾压→检验签证→面层整修。

4.基地处理:

填方路堤基底视地形、土质、地下水位、填方边坡高度等不同情况进行相应处理。

对一般路堤,则清除路基范围内的树木、青苗、垃圾,以及各种建筑物和表层腐植土等,清除厚度一般不小于20cm,并对原地面进行碾压,其压实度应≥85%;

对小于路床厚度(80cm)的低填路堤或原地面潮湿的路堤,应采取翻挖至少深30cm回填夯实或换填等工程措施,保证相应压实度不小于95%,并在路堤两侧护道外的正式排水沟的设计位置处开挖临时纵向排水沟,将路基范围内的地表水及原有的水引入到临时纵向排水沟内,并引流到附近的河道或低洼处,同时起降低地下水作用;

当原地面横坡或纵坡陡于1:

5时,填前应将原地面挖成宽度不小于2.5m、向内倾斜2%的台阶;

软土地基路段,按设计挖除不良土质后,换填透水性材料。

5、分层填筑控制

土方填筑采用机械化流水作业施工,即推土机集土、装载机装土、自卸车拉运、推土机推平、平地机整平、压路机碾压、密实度检测等施工工序。

填土作业必需全断面、全宽度纵向分层回填,且由低处向高处、由两边向中心填筑;

分层填筑松铺厚度由试验段施工确定,一般不大于30cm、不小于10cm,施工中要严加控制,太厚的要推薄、太薄的要加厚;

为确保路堤边缘有足够的压实度,每边要比设计宽度超填30cm以上,以便压路机能碾压到位,待路基填至一定高度后,再按设计宽度和坡率要求将超宽边坡用反铲配以人工刷整到位,刷出来的边坡土方可重新利用于路基填筑;

分层填筑时,要按设计要求控制横坡,以利层面排水,雨季施工要适当加大横坡,避免积水。

施工时要勤测填土含水量,一般含水量控制在最佳含水量的±

2%以内,土质太干时用水车洒水湿润,太湿时要在取土场或填筑现场翻填晾晒。

6、路基压实

压实采用重型振动式压路机碾压。

压实前,对填土层的分层厚度、平整度和含水量进行检查,确认符合要求并经监理工程师同意后方可进行碾压。

碾压遍数由实验路段提供的参数确定,碾压顺序从两侧逐渐向中间,每次碾压轮迹重叠15-20cm,避免漏压;

碾压过程中要控制压路机行驶速度不大于2km/h;

完成压实后的表面应无空鼓、轮迹和无隆起、裂纹、起皮、松散等现象,如压实过程中含水量不够应洒水,如含水量超过最佳含水量应翻晒后再进行平整碾压。

压实结束后应及时进行密实度检测,密实度不够要继续碾压。

为保证路基填方的密实度,准备采用冲击压路机碾压。

碾压设备为最大瞬间冲击功率大于等于25KJ,轮重16T,动力不小于400马力,行走时速不小于12公里;

冲击路段要求填土高度大于2米,填土平面长或宽大于60米,且冲击碾压深度2米内无涵洞;

冲击频率为每填高2米冲击碾压一次,路基95区(挖石路段除外)顶面倒数第二层全线冲击一次;

冲击碾压前须做100米的试验段,以总结冲碾遍数,冲击速度。

7、施工检测

做好路堤填筑中线、标高、宽度和路拱,以及碾压密实度的检测控制,每填两层进行一次水平和方向检测,并标出其宽度和标高,由技术人员随时向施工人员交底,做到人人清楚,以确保路基填筑的方向、标高、坡率等准确无误;

每层压实后及时进行密实度的检测,采用核子密湿度仪和灌砂筒相结合的方式检测,并做好记录,经监理工程师抽查合格同意后方可继续回填上一层。

8、路基压实标准

本标段路堤填方以利用路堑路段的挖方为主,填料以坡残积土和弱风化花岗岩或强一全风化花岗岩为主,路基压实采用重型压实标准,路基填料最小CBR值、填料最大粒径及压实度指标应符合下表规定的要求,否则应采取必要措施,满足相关要求后方可使用。

高路堤施工,在基底填前压实度不小于90%。

路堤高度大于20米时压实度需比正常路堤压实度提高2个百分点。

表5-4土质路堤(土石路堤)压实度标准

填挖类型

路面底面计起深度范围(cm)

最小CBR值

(%)

压实度

填料最大粒径

填方路基

上路床

0-30

≥95

下路床

30-80

上路堤

80-150

≥93

15

下路堤

150以下

≥90

零填及路堑路床

9、路基成型整修

路基填到设计标高后,恢复中线和水平控制线,按设计宽度、坡率、台阶对路基边坡进行修整,先用反铲刷除超填部分,并预留10-20cm宽待人工修整、拍压,使边坡顺直、平整、密实;

同时用推土机、平地机、压路机对路基基床进行整平、碾压,使其达到设计及验收规范要求。

路堤整形后,应及时安排路堤防护施工,以免边坡冲刷。

土方路基填筑施工工艺见附表5工艺框图部分。

10.填石路堤

填石路堤的施工方法及填料要求,应按照福建省高速公路建设总指挥部下发《填石路堤施工技术要领》执行。

①填石路堤所用的石料使用前应进行鉴别和试验,严重风化的软岩和强度低于20Mpa的岩石均不得使用,最大粒径不应超过压实层厚的2/3,超限石块应进行人工或机械破碎,填石路堤均应分层填筑;

分层填筑厚度根据试验路段确定,一般为不大于50cm、路床底面30cm厚度内不得采用石块填筑,而改用具适当级配碎石料铺填,最大粒径不得超过10cm。

不同岩性的石料应分段分层填筑。

②石方填筑时应安排好运行路线,专人指挥,应按水平分层,先低后高、先侧后中卸料;

石块应大面向下、小面向上摆平放稳、靠紧密实,填石空隙用小石块或碎石屑填满铺平;

碾压时要先低后高、先两侧后中央,并采用大型推土机整平,个别不平处应配合人工找平。

③填石路堤的压实采用25t以上重型振动压路机进行分层碾压,压实遍数根据试验路段压实试验确定,并经监理工程师检验批准。

压实过程出现缝隙时要随时用小石块或石屑填满,直到在重轮下不出现石块转动并达到表面平整均匀、层面稳定不再下沉为止,压实质量检测按照试验路段压实沉降差的方法来测定。

同时,为确保路基填筑质量,除按有关技术规范要求进行分层碾压外,另要求每填高1.5m,用冲击式振动压路机碾压一次,每次20遍。

④石方填筑压实质量检测采用压实沉降差来确定,在压实后的填石路堤表面用油漆或其他醒目标注标记测点,用水准仪检测碾压前后测点高程,用净重15吨以上振动压路机先作静压而后来回碾压(速度2-4km/h,频率30HZ),当碾压前后无明显轮迹出现,且沉降差平均值小于5mm、标准差小于3mm时,即认为达到压实标准。

检测频率为每2000m2测12点,压实面积小于200m2时检测4点。

⑤填石路堤的边坡必须进行人工码砌,各层的码砌工作应在填石料倾填前进行。

当填石高度小于4米时,边坡码砌厚度不小于0.5米,填高4-10米时,码砌厚度不小于1.0米,填高大于10米时,码砌厚度采用2-3米。

码砌石块粒径大于30cm,石块应尽量规则,码砌时石块尽量紧贴,密实,无明显空洞,松动现象。

码砌间承力接触面应微微向内倾斜,码砌表面平顺。

填石路堤施工工艺详见附表5工艺框图部分。

11.冲碾补压

为保证路基填方的密实度,对于填高大于6m的路堤,采用自行冲击式压路机进行冲碾补压,碾压设备为最大瞬间冲击功率大于等于25KJ,轮重16T,动力不小于400马力,行走时速不小于12公里;

冲击频率为每填高2米冲击碾压一次,对填土路基,冲碾后应对表层30㎝厚范围内进行重新洒水整平碾压,压实度应符合要求。

路基95区(挖石路段除外)顶面倒数第二层全线冲击一次;

(四)特殊路基施工

1.过渡段路基施工

a.路基填挖结合部位施工,作为路基施工中关键环节,必须高度重视并作好衔接,要严格按规定要求清除表面的有机土和草皮等植被。

开挖台阶,特别是地面坡度陡于1:

5的斜坡地段,将原地面开挖成2m的宽台阶,并作成2-4%的向内倾坡然后分层填筑压实,在台阶角部压路机无法压实的用小型夯实机械压实。

在路基填土部分的基底处理和路堑开挖的准备工作就绪后派专职质检员作严格的监控和检测。

b.当路基填筑分几个作业段施工时,两个相邻段交接处不在同一时间填筑,则先填段施工时将按1:

1坡度分层留台阶,如两段同时施工,则要分层相互交叠衔接,其搭接长度不得小于2m。

c.当在路堤范围内修筑便道时,该便道不做为路堤填筑的部分,最后再重新填筑成符合规定要求的新路堤。

填挖交界(纵横)地段路基施工工艺详见附表5工艺框图部分。

2.结构物处回填施工

(1)结构物的填土按每层不超过15cm分层填筑,与路堤交界处挖成不小于1m宽的台阶。

图5-9结构物处回填施工流程图

(2)梁式桥的轻型桥台台背填土,在梁体安装完成后,在两侧平衡地进行;

柱、肋式桥台台背填土,在台帽施工前,柱、肋侧对称、平衡地进行。

(3)涵洞顶面填土压实厚度大于50㎝时,方可通过重型机械和汽车。

(4)在涵洞两侧缺口填土未完成前,不得进行涵顶标高以上的填方施工。

结构物处回填施工工艺流程见图5-9。

3.挖除换填、抛石挤淤

(1)按图纸要求,在原地面的一定深度和范围内的淤泥挖除,换填符合规定要求的材料,填筑压实等同于土方压实。

(2)抛石挤淤片石强度不低于20MPa,从路堤中部向两侧对称地抛填,使泥沼或软土向两侧挤出。

待抛石填出水面后,应用较小石块塞垫平、压实并在其上铺设滤层。

二、涵洞及通道施工

本标段共有钢筋砼盖涵8座,通道11处,其中利用桥下通过5处,钢筋砼盖板通道6座,盖板涵基坑采用机械开挖,人工清底,机械拌和砂浆,盖板采用现场立钢管支架现浇,每隔4~6m左右设置一道沉降缝,盖板涵施工工艺详见图5-10。

进出口施工

图5-10盖板涵施工流程图

三、排水工程施工

本标段排水结构主要为:

浆砌片石边沟、排水沟、截水沟等,简要施工方法如下:

1.边沟、排水沟、截水沟的开挖采用机械辅以人工的方法进行。

2.各种水沟边坡必须平整、稳定,严禁贴坡;

纵坡严格按图施工,沟底平整,排水畅通,无阻水现象。

3.水沟浆砌做到咬扣紧密,嵌缝饱满、密实,勾缝平顺无脱落,缝宽大体一致,压顶强度高,线条流畅,均匀设置伸缩缝,砂浆采用机械搅拌,严格按配合比随拌随用。

四、防护工程施工方法、工艺

本标段路基防护主要类型有拱形骨架护坡、护面墙墙、挡土墙、三维网植草、厚层基材喷射植被护坡(TBS)及高边坡预应力锚索、杆防护,主要施工方法及工艺分述如下:

1.拱形骨架护坡施工

(1)按1:

1放样挂线,开挖砌槽,骨架浆砌砂浆饱满。

(2)骨架内填耕植土满铺草皮,使草皮和骨架密贴。

(3)框格坡面必要时人工夯实。

(4)施工顺序:

自下而上进行,逐条砌至骨架结合处,然后砌筑其它部分骨架。

2.护面墙施工

护面墙采用7.5#浆砌片、块石结构,基底采用机械辅以控制爆破的方法进行,砌筑时拉线,采用坐浆、挤浆法砌筑,砌筑顺序按自下而上,做到灰缝均匀,砂浆饱满,严禁出现空洞、瞎缝和死缝,严格按设计要求设置反滤层、泄水孔和沉降缝。

3.挡土墙施工

(1)基坑开挖和检验

先测量定位并标出开挖线,开挖完成后,进行基坑承载力检测。

(2)挡土墙基础

挡土墙基础施工前,做好场地临时排水,对土质基坑保持干燥,雨天施工坑内积水随时排除;

采用倾斜地基时,按设计倾斜挖凿。

(3)挡土墙身

图5-11浆砌挡土墙施工工艺流图

挡土墙砌筑时立杆或样板挂线,外面线应顺直整齐,逐层收坡,风外线大致适顺;

砌体分段进行,分层坐浆砌筑,在进水孔墙背作好反滤隔水设施,第一排泄水孔高于沟底30cm;

砼体石块应互相咬接。

(4)挡土墙施工工艺流程图详见图5-11。

4.三维植被网防护施工

三维植被网播草籽防护施工工艺为:

坡表处理→挂网→固定→回填土→喷播草籽→揭膜。

5.厚层基材喷射植被护坡(TBS)施工

(1)清理、平整坡面:

清除坡面浮石、浮根,平整坡面。

(2)钻孔:

放样布孔,用风钻钻孔。

(3)安装锚杆:

采用水泥砂浆填充锚孔并捣实,人工安设锚杆锚杆。

(4)铺设、固定网:

网间搭接宽度不小于5cm,每隔30cm用铁丝绑扎。

(5)拌和基材混合物:

基材混合物搅拌时间不小于1min。

(6)上料:

采用人工上料,将基材混合物倒入混凝土喷射机。

(7)喷射:

喷射应分两次进行,先喷射不含种子的基材混合物,再喷射含种子的基材混合物,含种子层厚度为2cm。

(8)前期养护:

前期养护应持续45天左右,每天养护两次,早晚各一次。

6.高边坡预应力锚索、杆防护

本标段共有六处高边坡预应力锚索、杆防护:

其中第三级K167+746~853段、第三级K168+213~264段两处为预应力锚索防护;

第三级K169+336~391段、第三级YK170+100~132段、第三级ZK2171+652.968~720段、第三级YK171+661~740段共四处为预应力锚杆防护,高边坡锚索、杆防护是本标段的重点工程,其结构及施工方法、工艺分述如下:

(1)结构

预应力锚杆结构详见图5-12,预应力锚索结构详见图5-13。

(2)施工工序

浇注砼梁垫墩、安装锚具

预应力锚索、杆施工的内容包括施工准备、锚孔钻造、锚筋制安、锚孔注浆、锚孔张位锁定与验收封锚等工艺流程,其施工流程见图5-14。

(3)主要施工步骤

①施工准备

图5-12预应力锚杆结构示意图

施工前做好施工组织设计,并进行坡面验收、锚索(杆)的基本试验以及施工场地整理、搭设工作平台等工作。

②锚孔钻造

钻孔前搭设稳固的脚手架,并准确放样,采用锚杆钻机无水干钻冲击钻孔,在岩层破碎或松软饱水地层采用跟管钻进技术,钻进达到设计深度后,再稳钻1~2分钟,再用高压空气清孔。

③锚筋制安

锚筋下料应整齐准确,对钢绞线不同单元进行醒目可靠的标记。

钢绞线采用机械切割下料,挤压头的组装、挤压套、挤压弹簧安装准确,挤压顶推进应均匀充分。

④锚孔注浆

锚索注浆采用水灰比0.4~0.5的纯水泥浆,其中锚固段遇土质或砂土状强风化岩层

且富水时应采用二次高压劈裂注浆。

浆液按照配合比搅拌均匀,随拌随用。

锚孔注浆采用孔底返浆方法(注浆压力一般为2.0Mpa),直至孔口溢出新鲜浆液。

全长粘结型预应力锚杆注浆采用两次注浆,即第一次为锚固段注浆,第二次为张拉注浆,第二次在张拉锁定完成后进行。

⑤锚筋张拉锁定

在注浆浆体与台座混凝土强度达到设计强度的80%以上时,进行张拉锁定作业。

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