高邊坡預應(yīng)力錨索框架的應(yīng)用施工與施工工藝

摘要：預應(yīng)力錨索架結(jié)構(gòu)是高邊坡支護加固最為常用的一種有效結(jié)構(gòu)，也是對高邊坡支護進行加固的重要方式，隨著工程項目的迅速發(fā)展和施工需要，尤其在近幾年內(nèi)該結(jié)構(gòu)方式逐漸廣泛地運用于工程施工中。本文結(jié)合了工程中的實際情況，對預應(yīng)力錨索架在高邊坡的應(yīng)用施工和施工工藝等一系列問題進行了探討。

關(guān)鍵詞：高邊坡 預應(yīng)力錨索架 應(yīng)用施工 施工工藝

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）09（c）-0122-02

預應(yīng)力錨索架就是通常我們說的框架梁式預應(yīng)力錨索，它主要是由地梁和錨索兩個部分組成的，是利用預應(yīng)力錨索發(fā)出的預應(yīng)力將測定具有滑動性的巖體與穩(wěn)固性好的巖體緊密地連接在一起，以達到提高巖層的抗滑力，使得邊坡穩(wěn)固。近年來，我國經(jīng)濟迅發(fā)展速帶動了交通運輸業(yè)的發(fā)展，刺激了交通運輸業(yè)的繁華，使得公路建設(shè)更加緊鑼密鼓地進行。由于部分地區(qū)的地質(zhì)特征，因此許多地段的高邊坡都需要加固，否則就會引發(fā)不同程度的災(zāi)害而導致經(jīng)濟損失，所以預應(yīng)力錨索架這一技術(shù)便成了防止高邊坡滑動的有效防治方法。

雖然這一結(jié)構(gòu)方法在預防高邊坡滑動具有很好的防控作用，但在很多方面依然存在缺陷，且隱藏的風險性高，并且現(xiàn)行技術(shù)也無法測定其效果，因此研究預應(yīng)力錨索架在高邊坡的應(yīng)用施工以及施工工藝，具有一定的重要意義。

1 預應(yīng)力錨索架的特點和工作原理

1.1 工作原理

預應(yīng)力錨索架主要是由預應(yīng)力錨索和錨桿兩個部分組成。它主要是將錨筋打入巖體內(nèi)部進行預加應(yīng)力的施工技術(shù)，從而牽引巖體主體結(jié)構(gòu)的支護應(yīng)力到深層穩(wěn)定巖層的主動支護方式。因此，在預應(yīng)力的作用下，將力傳遞給框架梁，并且經(jīng)過錨索框架與具有滑動的邊坡相互連成一體，以提高巖體之間的正壓力和摩擦阻力，加大其抗滑動能力，把結(jié)構(gòu)和周圍的巖體相互組成一個共同的復合體，使之被結(jié)構(gòu)錨固的巖體能夠更加有效地承受滑動巖層產(chǎn)生的拉力和剪切力，達到限制不穩(wěn)定坡體繼續(xù)形成的作用。

1.2 特點

該結(jié)構(gòu)方式具有以下幾個特點：

1）施工方便，在一定程度上改善了人力施工的勞動條件；2）穩(wěn)定邊坡作用明顯，對下級開挖不具備任何副作用；3）施工適應(yīng)環(huán)境性強，能因地制宜以不同方式進行穩(wěn)固邊坡的施工；4）不具破壞性，不會影響到巖體整體特點和具有的功能，改善了巖體的力學功能，減少了工程中路基挖方的工程量，減少了資金的投入；5）有利于環(huán)境的保護，和控制水土流失；6）施工操作方便，且不需要大量的人力。

2 預應(yīng)力錨索施工設(shè)計

2.1 錨索架框架設(shè)計

布設(shè)錨索架框架梁，主要是通過錨索對滑動坡體進行增大預應(yīng)力，使滑動巖層與主體的穩(wěn)固巖層相互貫穿為一體，從而防治和調(diào)整外層邊坡變形，并保證抗滑基樁狀體本身的安全開挖，使得在后期與其基樁共同發(fā)生效力，以增強巖層坡體的穩(wěn)固性。

錨索框架梁的布置是在K142+725～

K142+950之間的路基左則，坡率是1：1.5的2級邊坡，長度共為225m?？蚣芰簷M向要與坡面的走向要保持一致，并且縱向與橫向之間要相互垂直。而框架節(jié)點之間距離平均要達到3m左右，每個節(jié)點之間均要設(shè)置毛鎖孔，采用9根符合規(guī)格的預應(yīng)力鋼絞線組成一束，長度要求在31～37m之間。錨具的選擇要選用OVM15—9的型號，單束錨索的張拉力度的應(yīng)力為1000kN。

框架梁材料的選擇主要是采用C30的鋼筋混凝土，梁寬為100cm，厚為80cm，其下端30cm要嵌入坡體內(nèi)。待錨索施工完畢后，還要對框架內(nèi)回填種植土，并相應(yīng)地種植低矮的綠化植物。

2.2 抗滑樁的設(shè)計

該樁體的布置位置是在滑坡路段路基邊坡的一級平臺上。樁的尺寸要求為17.8～21m之間，嵌入穩(wěn)定基巖8m。其中K142+730—K142+850段布置3m×2m的抗滑基樁，樁與樁之間的距離為8m，總數(shù)為15根；K142+850—K142+940段采用3.5m×2.5m的抗滑樁，間距為10m，總數(shù)為10根。

2.3 錨索施工設(shè)計

預應(yīng)力錨索的應(yīng)用范圍比較廣闊，在工程施工中一般都是運用于地質(zhì)比較疏松，且滑坡巖體較大，地質(zhì)比較復雜的高邊坡。由于預應(yīng)力錨索架在加固高邊坡的施工中，比較方便簡潔，但是為了更加有效地對高邊坡進行加固，我們必須得做好施工前的各個環(huán)節(jié)。

2.4 對地質(zhì)進行勘察

首先在施工之前就要做好對加固邊坡的地質(zhì)進行詳細的勘察，并掌握有關(guān)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息，從而根據(jù)有關(guān)測量分析該坡體的厚度、滑動趨向和特征，以及如何進行錨索加固施工等前期基礎(chǔ)工作。

2.5 計算滑動坡體的力度

對滑動坡體的計算有利于后期施工制定加固標準，同時在進行錨索施工時還應(yīng)考慮其他因素的阻力和影響，比如通常情況下常見的暴雨使坡體附帶的壓力以及地下水作用等。

按照有關(guān)標準和準則進行預應(yīng)力錨索的抗拔除實驗，為了使錨索結(jié)構(gòu)對滑動坡體產(chǎn)生有效的加固能力，防止后期出現(xiàn)錨索后期錨索松動拉力不足而造成坡體滑坡的現(xiàn)象，并確定預應(yīng)力錨索的采用規(guī)格，土體或錨固體粘連強度的實驗。

2.6 錨固端孔徑變徑

錨固端成孔要造成變截面，且成孔要造成喇叭形，使分段增大的矩形或球形，這樣才有利于錨索錨固。然而統(tǒng)一截面孔徑的錨索，通常情況下都會因灌漿后巖體吸收水分而容易軟化，從而降低了土體與錨固之間的粘連度，使得高估效果達不到一定的使用標準。

3 預應(yīng)力錨索架的施工準備工作

3.1 技術(shù)交底以及施工人員的技術(shù)培訓

這一培訓由該項目工程的總工程師主持，對每一位參與施工的人員進行相關(guān)的施工工藝流程和施工機械設(shè)備性能的培訓教育，從而提高管理工作人員和施工操作人員的安全和質(zhì)量意識，以及相關(guān)的職業(yè)道德水平。

3.2 施工組織設(shè)計

這一工作主要是由項目技術(shù)設(shè)計師召集有關(guān)的管理人員和施工人員進行現(xiàn)場勘查，檢驗此項目工程的設(shè)計圖紙是否符合標準，是否完善和是否與實際相符合，同時還應(yīng)編制詳細的施工組織設(shè)計方案，將工期進度、材料、設(shè)備、有關(guān)人員以及質(zhì)量監(jiān)督等做出詳細的統(tǒng)籌安排。

4 施工工藝

4.1 工藝流程

修整坡面——鉆機就位——鉆孔——清孔——制作、安裝錨索——錨孔孔內(nèi)注漿——框架梁施工——錨索張拉及錨固——封錨——回填綠化。

施工之前，施工人員要配合相關(guān)機械設(shè)備進行修整邊坡工作，清除施工區(qū)域坡面上錨孔附近松動的石塊、危石和平整施工場地等。

坡面清理施工結(jié)束后，將QZJ—100B型的鉆機擺放到需要鉆孔的區(qū)域。

為了保證施工區(qū)域滑動邊坡的穩(wěn)固性，施工中嚴禁給水鉆進。鉆孔過程中如果遇到滑坡擠壓變形破碎帶時，一般情況下都會發(fā)生坍孔，發(fā)生這種情況我們可以采取固壁灌漿的方法進行處理，通常做法就是采用注漿泵壓入水泥漿，等到水泥砂漿凝固后繼續(xù)鉆進，在操作進行中要注意根據(jù)實際鉆進情況采取相應(yīng)的鉆孔方式。

清孔處理。由于裂隙發(fā)育，泥巖碰到水就會慢慢軟化，水逐漸滲入到裂縫會導致巖石的內(nèi)摩擦阻力降低，從而不利于邊坡的穩(wěn)定，因此我們可以選擇相應(yīng)的孔壓機來進行處理。對錨固段采用少量和高壓風聯(lián)進行沖洗，確?？變?nèi)干凈干燥使錨固達到一定的效果，對自由伸長的段位則應(yīng)采用高壓風來進行清孔處理。

錨索的長度要考慮到預留張拉千斤頂以及夾板的實際長度。錨固段錨索，每50cm要分別設(shè)置定位環(huán)和隔離架，這樣做的好處是保證其受力均勻而不偏重于任何一方，在錨索前端加導向帽，可以便于錨索的安裝。在安裝過程中，普遍方法是采用吊車提升，以及人工輔助機械配合進行，當錨索送入孔底后，向外拉出30cm左右，以確保錨索垂直，使注漿管暢通便于灌漿澆筑。

錨孔注漿施工。注漿采用的水泥漿要求采用42.5級的華新牌水泥，黏稠度要達到14～18s，并且要在水泥漿里面要加入早強型的減水劑。進行漿液攪拌時要注意使?jié){液混合均勻、過篩，施工澆筑過程中要注意經(jīng)常保持澆筑通道通暢。

漿液采用注漿泵通過注漿管注入錨孔內(nèi)，注漿管要隨著漿液的注入慢慢往上提升，直至漿液注滿錨孔方可。

錨索框架梁施工。在施工前清理坡面時，工人要綁扎鋼筋，預埋錨具螺旋筋、錨墊板安裝螺栓以及土壓力盒等應(yīng)力監(jiān)測原件。并安裝好澆筑模板。

錨索張拉。錨斜托臺座的承壓面平整，要與錨筋的軸線方向垂直；錨具的安裝要與錨墊板和千斤頂密切進行，使千斤頂軸線與錨孔錨筋體的軸線在同一條平行線上，以確保承載均勻同軸；錨固體與臺座混凝土強度均要達到設(shè)計強度，才可以進行張拉測試；錨筋的張拉要按照一定的程序進行，此外，錨筋張拉還要考慮周圍錨孔之間的相互影響；對于錨筋張拉控制應(yīng)力應(yīng)該不超過其極限應(yīng)力值的0.6倍以上，臨時錨筋張拉控制應(yīng)力則不超過極限應(yīng)力的0.65倍。

錨筋鎖定。錨筋張拉到設(shè)定的荷載后，要繼續(xù)張拉并持續(xù)10min以上，然后再進行卸荷至鎖定荷載并進行鎖定作業(yè)。鎖定使用錨具和夾片符合技術(shù)標準與質(zhì)量要求。如果在進行中發(fā)現(xiàn)有預應(yīng)力損失的情況，要及時進行補償張拉。

封錨。錨筋鎖定后，用機械切割機切掉露出的多余錨筋，但是嚴禁電弧燒割。同時在割除鋼筋的同時還要留出5～10cm左右的錨筋，以防止拽滑。最后用水泥漿注滿錨墊板以及錨頭的各部分空隙，并按照最初的設(shè)計圖紙進行封錨處理，以防止錨筋受雨水沖淋銹蝕和達到美觀的效果。

5 結(jié)語

據(jù)相關(guān)實踐證明，預應(yīng)力框架體系在各工程項目的高邊坡防護施工中具有良好的防控作用，比如永寧高速的高邊坡治理就取得了良好的效益。然而，預應(yīng)力框架體系是目前對高邊坡進行防護最為有效的措施，在成本上它在減少資金投入的同時也為實際施工提供了很大的方便，并且擁有實際的社會和經(jīng)濟效益。但是，這一工程也是一項復雜的工程，因為邊坡錨固施工也會受到地質(zhì)條件等因素的影響，這就使得施工工作人員在施工中要注意隨時進行專業(yè)的指導和監(jiān)督，并且按照相關(guān)規(guī)定和程序進行邊坡防護施工，從而更好地突出其在高邊坡防護的實質(zhì)性作用。

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