高邊坡錨索框架施工

李德勝

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

高邊坡錨索框架施工

李德勝

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

結(jié)合大思高速公路某段的左側(cè)邊坡治理，介紹了高邊坡治理工程中預(yù)應(yīng)力錨索的應(yīng)用，闡明預(yù)應(yīng)力錨索在邊坡加固中的原理和破壞形式，對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索框架的施工工藝做了闡述。

高邊坡;錨索框架;施工工藝;防護(hù)

1 高邊坡防護(hù)工程概況

某段左側(cè)路基挖方最大開挖高度為56 m，巖體為中—強(qiáng)風(fēng)化碳質(zhì)頁巖，裂隙發(fā)育、巖石破碎，遇水易軟化，開挖邊坡引起邊坡失穩(wěn)。邊坡治理設(shè)計(jì)分為五級(jí)邊坡防護(hù)，第一級(jí)邊坡設(shè)置錨拉樁且兩端為上擋墻支擋，擋墻高度5.5～9 m;第二～四級(jí)邊坡設(shè)井字形框架錨索進(jìn)行錨固，錨索長(zhǎng)度為25 m，錨索間距6.3 m×3.5 m，第五級(jí)直立巖體采用錨索十字板防護(hù)，錨索長(zhǎng)30 m，并對(duì)該段坡面采用錨噴網(wǎng)封閉。

2 錨索框架防護(hù)原理

在高邊坡防護(hù)中，利用預(yù)應(yīng)力錨索框架技術(shù)是一項(xiàng)較為有效的措施。它的防護(hù)原理是利用框架結(jié)構(gòu)，將錨索錨固在框架結(jié)構(gòu)上后產(chǎn)生的錨固力作用到巖體上，再通過這種作用力給巖體帶來附加應(yīng)力，從而改變巖體內(nèi)應(yīng)力環(huán)境，以達(dá)到防護(hù)目的。這一技術(shù)將預(yù)應(yīng)力錨索的優(yōu)點(diǎn)與框架結(jié)構(gòu)融合在了一起，既保留了預(yù)應(yīng)力錨索防護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，又用框架結(jié)構(gòu)彌補(bǔ)了其缺點(diǎn)。當(dāng)只利用預(yù)應(yīng)力錨索時(shí)，由于作用面較小，錨索可能會(huì)造成邊坡的表層變形，較大的變形又會(huì)反作用于錨索，造成錨索預(yù)應(yīng)力損失。但是利用框架結(jié)構(gòu)之后，框架會(huì)起到錨墩的作用。此時(shí)，框架與坡面的有效接觸面積變大，從而可以有效的控制由于錨索作用導(dǎo)致的坡體變形情況。

3 施工技術(shù)

高邊坡錨索框架施工主要包括鉆孔、錨索制安以及注漿三個(gè)流程。

3.1 錨孔試驗(yàn)

在錨索框架的施工前要進(jìn)行錨孔試驗(yàn)。利用這一工序可以有效的驗(yàn)證將要采取的錨索的性能以及設(shè)計(jì)階段所確定的施工技藝、安全技術(shù)等是否實(shí)用、有效。此外，還可以為施工時(shí)會(huì)遇到的一些實(shí)際問題，如搬運(yùn)、儲(chǔ)存等提供參考。試驗(yàn)錨孔位置的選擇應(yīng)該依據(jù)工程的實(shí)際來確定。

3.2 鉆孔

鉆孔工序是高邊坡錨索框架施工中的一個(gè)重點(diǎn)，首先要確定出錨孔的位置。也就是計(jì)算錨孔坐標(biāo)，將錨孔位置準(zhǔn)確測(cè)放在坡面上。其次要為鉆孔選擇合適的設(shè)備。鉆孔的設(shè)備應(yīng)該按照錨固地層等工程實(shí)況來進(jìn)行科學(xué)的選擇。通常情況下，為了提高鉆孔效率以及鉆孔的質(zhì)量，會(huì)選擇采用潛孔沖擊式鉆機(jī)。

(1)鉆進(jìn)方式

在高邊坡防護(hù)工程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力錨索框架技術(shù)對(duì)邊坡進(jìn)行加固，確保有關(guān)工程邊坡巖體的穩(wěn)定。因此，在鉆進(jìn)時(shí)必須要注意避免對(duì)邊坡巖體造成影響，否則會(huì)造成邊坡巖體地質(zhì)條件惡化，達(dá)到與目的相反的效果。一般而言，錨索孔的鉆進(jìn)方式宜使用干鉆的方法，應(yīng)嚴(yán)格杜絕水沖。

(2)鉆進(jìn)過程

鉆進(jìn)過程中，首先要注意的是鉆進(jìn)的速度，以避免錨孔鉆完后出現(xiàn)扭曲或者變徑的現(xiàn)象。鉆進(jìn)速度要按照鉆機(jī)性能、錨固地層等工程實(shí)際情況來進(jìn)行掌控。其次，鉆孔時(shí)，要加強(qiáng)檢測(cè)，盡量確保鉆桿與錨桿方向一致。如兩者方向出現(xiàn)偏離，則要采取一定的措施進(jìn)行糾偏，最終確保錨索孔的鉆進(jìn)能夠符合規(guī)范。第三，還要加強(qiáng)鉆進(jìn)過程的質(zhì)量管理與控制，對(duì)鉆進(jìn)過程進(jìn)行仔細(xì)的記錄。當(dāng)鉆進(jìn)過程遇到難題時(shí)，必須要能夠及時(shí)提出應(yīng)急策略，及時(shí)解決，保證鉆進(jìn)質(zhì)量。

(3)孔徑孔深

錨孔的直徑以及深度是影響錨孔鉆進(jìn)質(zhì)量的一個(gè)重要因素。實(shí)際鉆進(jìn)過程中，必須要確?？讖娇咨畹膮?shù)符合規(guī)范。例如，成孔的深度以大于設(shè)計(jì)孔深0.5 m左右為宜，而孔徑的控制也要盡量大于設(shè)計(jì)值。

(4)錨孔清理

在鉆孔達(dá)到一定的深度后，就可以將鉆桿以及鉆具取下，進(jìn)入到錨索孔的清理過程。清理工作的要求就是要將錨孔孔壁內(nèi)的沉渣以及水體清除出去，確保水泥砂漿與孔壁巖體能夠有效的粘合。清理時(shí)，一般可以借助高壓空氣，風(fēng)壓一般要控制0.2～0.4 MPa之間。此外，實(shí)際的清理工作還要根據(jù)實(shí)際情況，選用合適的方法。例如，遇到孔內(nèi)積水時(shí)，采用灌漿封堵二次鉆進(jìn)方法進(jìn)行處理。

3.3 錨索制作

本工程中使用6根Φs15.24 mm鋼絞線制作錨索。鋼絞線沿錨索體軸線方向每2 m設(shè)置一道架線環(huán)，確保錨索體保護(hù)層厚度大于2 cm。錨索體采用人工安裝，安裝時(shí)緩緩將錨索體放入孔內(nèi)，用鋼尺量出孔外露出的鋼絞線長(zhǎng)度，計(jì)算孔內(nèi)錨索長(zhǎng)度，確定錨固長(zhǎng)度。然后，依據(jù)要求長(zhǎng)度對(duì)鋼絞線進(jìn)行切割，用冷彎?rùn)C(jī)將無粘結(jié)鋼絞線彎曲成U型并固定在承載體上，然后按設(shè)計(jì)荷載體間距組裝完成整個(gè)錨索體。

3.4 錨索安裝

錨索的安裝可以分為下傾錨索安裝、上傾錨索安裝以及水平錨索安裝三類。下傾錨索的安裝較為簡(jiǎn)單，但是上傾錨索以及水平錨索的安裝過程中錨索較長(zhǎng)、較重，且邊坡高，因此，下錨入孔應(yīng)盡量慢，要保持錨索在孔內(nèi)平直不扭。錨桿安裝后，不得敲擊、搖動(dòng)、不得在錨桿上懸掛重物。

3.5 注漿

錨索注漿是錨索框架施工中的關(guān)鍵工序之一，它會(huì)對(duì)錨索的錨固能力以及永久性產(chǎn)生直接的影響。依據(jù)工程實(shí)際以及設(shè)計(jì)要求，為本工程選擇排氣注漿法進(jìn)行注漿，選用的注漿材料為M35砂漿。另外，工程在設(shè)計(jì)階段對(duì)注漿的實(shí)際參數(shù)提出了明確的要求，即要求注漿體強(qiáng)度高于35 MPa，注漿的壓力要大于0.3 MPa。實(shí)際注漿時(shí)，為了達(dá)到設(shè)計(jì)要求，對(duì)砂漿的配比以及材料的摻加進(jìn)行了試驗(yàn)，最后確定水灰比為0.4～0.5，在材料中加入了一定量的減水劑以及早強(qiáng)劑。注漿時(shí)，將注漿管插入孔底，砂漿從孔底進(jìn)入，空氣從錨索孔排出;上傾或者水平錨孔，砂漿由孔口進(jìn)入，空氣由孔底進(jìn)入排氣管排出孔外，當(dāng)排氣孔不排氣時(shí)，表明砂漿注滿。但是不能立即停止注漿，要待孔口溢漿且持續(xù)2 min以后，才可停止。

3.6 混凝土框架梁施工

框架梁是預(yù)應(yīng)力錨索框架施工中的一個(gè)重要部分，它起到了限制坡體變形的作用。因此，其施工要嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行，確保施工質(zhì)量。首先，要對(duì)框架梁施工部位的坡面進(jìn)行清理，清理干凈之后，利用人工綁扎鋼筋并將模板支牢，安裝定向筋、定位管以及錨墊板。本工程中混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，封錨混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。實(shí)際采用的是分段澆筑混凝土方法。

3.7 錨索的張拉

砂漿以及框架梁結(jié)構(gòu)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)度之后，可實(shí)施錨索張拉工序。這道工序也是高邊坡錨索框架施工的最后一個(gè)步驟。本工程錨索設(shè)計(jì)張拉力為750 kN，通過現(xiàn)場(chǎng)張拉試驗(yàn)，為工程確定實(shí)施工藝。

錨索張拉時(shí)嚴(yán)格按照規(guī)范分四級(jí)進(jìn)行，將分級(jí)循環(huán)張拉力張拉到110%的設(shè)計(jì)值。張拉工序采用“雙控法”控制，以張拉油壓為主，校核伸長(zhǎng)值。在設(shè)計(jì)張拉完成6～10 d后再進(jìn)行一次補(bǔ)償張拉，最后加以鎖定。

4 結(jié)束語

采用錨索框架梁對(duì)挖方高邊坡進(jìn)行防護(hù)，能夠起到很好的效果。同時(shí)還能夠節(jié)省工程材料和工程造價(jià)。在今后的高速公路項(xiàng)目中要推廣使用錨索框架施工技術(shù)，以發(fā)揮出更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

［1］王文輝.預(yù)應(yīng)力錨索框架施工工藝和方法的研究［J］.西部探礦工程，2006，(10).

［2］白偉峰.高邊坡預(yù)應(yīng)力錨索框架的應(yīng)用施工及施工工藝［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012，(27).

［3］何正文.預(yù)應(yīng)力錨索框架的試驗(yàn)研究［J］.鐵道建筑，2008，(12).

U418.9

C

1008-3383(2014)03-0028-01

2013-10-16

李德勝(1982-)，男，重慶江津人，工程師，主要從事公路橋梁施工研究。