預(yù)應(yīng)力錨索高邊坡加固施工質(zhì)量控制

王彥光

摘 要：預(yù)應(yīng)力錨索是近幾年高邊坡防護(hù)應(yīng)用較多的施工工藝之一，高邊坡預(yù)應(yīng)力錨索施工能有效縮短工期，節(jié)約投資。文章對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索高邊坡加固施工質(zhì)量控制進(jìn)行了詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力錨索；質(zhì)量控制；高邊坡

隨著人們對(duì)環(huán)境要求的提高，高速公路項(xiàng)目中傳統(tǒng)的高邊坡防護(hù)已無(wú)法滿足要求，但預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)的日益成熟，解決了這一難題。預(yù)應(yīng)力錨索使巖體結(jié)構(gòu)面呈壓緊狀態(tài)，改變滑動(dòng)面的抗滑力，提高巖體的整體性，使邊坡得以加固、穩(wěn)定。

1 工程概況

山西省某一級(jí)公路路塹高邊坡全長(zhǎng)252m，最大坡高46m，自下而上每8m分為一級(jí)，共6級(jí)。該邊坡強(qiáng)風(fēng)化層較厚，巖體破碎不穩(wěn)定，地質(zhì)構(gòu)造作用強(qiáng)烈，可見(jiàn)貫穿整個(gè)坡面的擠壓破碎帶，地層錯(cuò)動(dòng)10～100cm不等，斷層帶內(nèi)巖體破碎，擠壓錯(cuò)動(dòng)痕跡明顯。根據(jù)邊坡動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則，其中第三、四級(jí)采用壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索加固，每級(jí)兩排，上下排各兩束錨索與框架共同組成錨固結(jié)構(gòu)體，每束錨索設(shè)計(jì)拉力為700kN，錨固段12～13.5m，自由段8～16.5m，設(shè)計(jì)孔深20～30m，孔徑13cm，總共施工錨索80根。

2 預(yù)應(yīng)力錨索的工作原理

2.1 預(yù)應(yīng)力錨索的作用機(jī)理

預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)最大的特點(diǎn)是能夠充分利用巖土體自身強(qiáng)度和自承能力，大大減輕結(jié)構(gòu)自重，節(jié)省工程材料，是一種高效和經(jīng)濟(jì)的加固技術(shù)。預(yù)應(yīng)力錨索防護(hù)是利用一定強(qiáng)度的水泥砂漿在有效深度的錨孔底端與周邊巖石形成具有一定強(qiáng)度的錨固體，而后在預(yù)應(yīng)力作用下，將不穩(wěn)定的山體與穩(wěn)定山體組成整體，確保邊坡的穩(wěn)定，不使滑移體裂隙進(jìn)一步發(fā)展，從而達(dá)到防護(hù)的目的。預(yù)應(yīng)力錨索預(yù)先主動(dòng)對(duì)邊坡松散巖層施加正應(yīng)力，增大滑動(dòng)面的正應(yīng)力，從而增加抗滑力，使坡體趨于穩(wěn)定。

2.2 預(yù)應(yīng)力錨索的結(jié)構(gòu)

錨固段：錨固段為錨索通過(guò)破裂面伸入穩(wěn)定巖土體內(nèi)的孔段，依靠砂漿與鋼絞線及孔壁的固結(jié)，增加摩阻力，使孔周巖體成為承受預(yù)應(yīng)力的載體。

自由段：自由段是錨索穿過(guò)被穩(wěn)定破裂土體，連接錨固段和張拉段的索體部分。自由段錨索的鋼絞線必須能夠自由伸縮，通過(guò)對(duì)錨索的張拉，使自由段鋼絞線產(chǎn)生彈性變形，從而產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力并傳遞到錨固段。

張拉段：張拉段是錨索實(shí)現(xiàn)張拉和鎖定的部位，包括斜托、鋼絞線、錨具和封頭，是錨索反力的承載體。通過(guò)錨索的鎖定，使自由段鋼絞線產(chǎn)生彈性變形，從而將預(yù)應(yīng)力傳遞到錨固段。

2.3 預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝及質(zhì)量控制

2.3.1 邊坡開挖。邊坡開挖施工應(yīng)該遵循“逐級(jí)開挖，逐級(jí)支護(hù)”的原則，也就是邊開挖邊加固，開挖一級(jí)防護(hù)一級(jí)，不得一次開挖到底。開挖一級(jí)后用人工及時(shí)修整坡面，盡量保持邊坡壁面的平整。

2.3.2 鉆孔。鉆孔是錨固工程費(fèi)用最高、控制工期的作業(yè)，因此，它是影響錨固工程經(jīng)濟(jì)效益的主要因素。鉆孔是錨固工程費(fèi)用最高、控制工期的作業(yè)，因此，它是影響錨固工程經(jīng)濟(jì)效益的主要因素。在鉆孔前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和底層條件，確定出孔位并做好標(biāo)記，如遇坡面不平順或者特殊困難場(chǎng)地時(shí)，需經(jīng)設(shè)計(jì)監(jiān)理單位認(rèn)可，在確保坡體穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)安全的前提下，適當(dāng)放寬定位精度或調(diào)整錨孔定位。鉆孔機(jī)具的選擇應(yīng)根據(jù)錨固底層的類別、孔徑、錨孔深度以及施工場(chǎng)地條件等來(lái)選擇鉆孔設(shè)備。鉆孔要求干鉆，禁止采用水鉆，確保錨索施工不影響邊坡巖體的工程地質(zhì)條件并保證孔壁的粘結(jié)性能。

2.3.3 清孔。鉆孔孔壁不得有沉碴及水體粘滯，必須清理干凈，在鉆孔完成后，使用高壓空氣（風(fēng)壓0.2～0.4MPa）將孔內(nèi)巖粉及水體全部清除出孔外，以免降低水泥砂漿與孔壁巖土體的粘結(jié)強(qiáng)度。除相對(duì)堅(jiān)硬完整之巖體錨固外，不得采用高壓水沖洗。若遇錨孔中有承壓水流出，待水壓、水量變小后方可下安錨筋與注漿，必要時(shí)在周圍適當(dāng)部位設(shè)置排水孔處理。如果設(shè)計(jì)要求處理錨孔內(nèi)部積聚水體，一般采用灌漿封堵二次鉆進(jìn)等方法處理。

2.3.4 注漿。注漿質(zhì)量的好壞，直接影響到錨索的抗拔力，也對(duì)日后錨索應(yīng)力的保持起到關(guān)鍵的作用。錨索的注漿液必須達(dá)到規(guī)定的稠度和均勻性。該工程設(shè)計(jì)水泥砂漿的灰砂比為l：1，水灰比為0.4～0.45。采用的方法是孔底返漿法（注漿管不拔出），當(dāng)孔口出現(xiàn)水泥砂漿時(shí)停止注漿。注漿后觀察漿液的回落情況，若有回落應(yīng)及時(shí)補(bǔ)漿。實(shí)際注漿量不少于設(shè)計(jì)錨索的理論計(jì)算量，即注漿充盈系數(shù)不小于1.0。在注漿過(guò)程中應(yīng)該做好注漿記錄，同時(shí)對(duì)每批注漿采樣進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)。

2.3.5 澆筑框格梁?？蚋窳菏┕で?，需要對(duì)部分邊坡進(jìn)行修整，土質(zhì)邊坡用人工開挖地梁槽，石質(zhì)邊坡用風(fēng)鎬開鑿地梁槽?？蚋窳旱氖┕ひ话銘?yīng)當(dāng)在錨索注漿7d后開始施工。鋼筋骨架的安裝平整后，開始立模和混凝土的澆筑。安裝模板時(shí)要注意保護(hù)層的控制和模板的加固牢靠，用短錨桿固定在邊坡上，澆筑時(shí)注意混凝土的振搗和豎梁尺寸的控制。尤其是在孔周圍，應(yīng)該仔細(xì)振搗，保證質(zhì)量。

2.3.6 錨索張拉。錨索張拉前必須確保張拉設(shè)備已經(jīng)標(biāo)定校核過(guò)，錨索的張拉砂漿強(qiáng)度達(dá)到100%，框格梁的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度85以上才可以進(jìn)行。張拉分級(jí)進(jìn)行，不得一次張拉到設(shè)計(jì)荷載，預(yù)應(yīng)力錨索的張拉按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。本工程張拉分30%、60%、100%、110%、4級(jí)進(jìn)行，存在10%的超張拉防止預(yù)應(yīng)力損失。前三級(jí)穩(wěn)定10min，后一級(jí)穩(wěn)定5min。

2.3.7 封錨。在張拉完成后應(yīng)該立即封錨，錨具外應(yīng)預(yù)留10cm的鋼絞線，其他多余的預(yù)應(yīng)力錨索要使用機(jī)械的方法切割，然后，用與框格梁相同標(biāo)號(hào)的混凝土將錨頭封閉，以防風(fēng)化侵蝕。

3 預(yù)應(yīng)力錨索施工中的注意事項(xiàng)及控制方法

邊坡開挖時(shí)要做好排水設(shè)施的挖設(shè)，因?yàn)樗畬?duì)邊坡工程的危害是相當(dāng)嚴(yán)重的，本文所提到的這個(gè)工程，就是在雨水過(guò)后出現(xiàn)的邊坡部分垮塌。邊坡開挖要遵循開挖一級(jí)支護(hù)一級(jí)，同時(shí)，也要避免開挖暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使邊坡松弛范圍變大，造成新病害。

鉆孔的好壞關(guān)系整個(gè)預(yù)應(yīng)力錨索框架防護(hù)工程的防護(hù)效果，這一步驟要特別注意。在下錨之前要復(fù)查錨孔孔位、傾角和方位，全部錨孔施工分項(xiàng)工作合格后，即可認(rèn)為錨孔鉆造檢驗(yàn)合格。

編制預(yù)應(yīng)力錨索的時(shí)候要在搭設(shè)的制作平臺(tái)上進(jìn)行，嚴(yán)禁在地面上直接進(jìn)行編索。鋼絞線在存放時(shí)要避免直接露天，造成鋼絞線被雨水澆淋和氧化銹蝕。錨索的切割嚴(yán)禁使用電弧燒割，應(yīng)該使用機(jī)械切割。

在注漿和張拉的過(guò)程中做好現(xiàn)場(chǎng)施工的記錄，保證孔道注漿飽滿，并且在注漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的100，框格梁的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的80以后才可以進(jìn)行張拉。張拉采用雙控法，以油表讀數(shù)為主，以實(shí)際伸長(zhǎng)量為驗(yàn)算指標(biāo)。若出現(xiàn)過(guò)大偏差，應(yīng)找出問(wèn)題并解決后再繼續(xù)進(jìn)行張拉。

由于預(yù)應(yīng)力錨索是一種隱蔽工程，在現(xiàn)實(shí)的施工過(guò)程中容易出現(xiàn)問(wèn)題，需要加強(qiáng)監(jiān)督和管理，可以引入第三方檢測(cè)制度，對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索的灌漿密實(shí)度，預(yù)應(yīng)力錨索的下料長(zhǎng)度以及預(yù)應(yīng)力損失進(jìn)行檢測(cè)。這樣，可以提高施工單位的責(zé)任意識(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中存在的問(wèn)題，采取措施進(jìn)行補(bǔ)救。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，預(yù)應(yīng)力錨索在高速公路高邊坡上的應(yīng)用，較好地解決了高邊坡施工周期長(zhǎng)、穩(wěn)定性差的問(wèn)題，縮短了施工周期，減少了施工干擾。

參考文獻(xiàn)

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