預(yù)應(yīng)力錨索框架梁在深路塹路基邊坡的應(yīng)用

薛恩波

摘要：預(yù)應(yīng)力錨索框架梁加固技術(shù)，施工簡(jiǎn)便，隨邊坡開挖逐次分段實(shí)施作業(yè)，自上而下分層施工，不占或少占單獨(dú)作業(yè)時(shí)間，施工效率高。這一點(diǎn)對(duì)順層邊坡尤其重要，對(duì)邊坡的保護(hù)也非常有利。尤其是施工場(chǎng)地狹小、放坡困難或大型施工機(jī)械不能進(jìn)場(chǎng)時(shí)，該技術(shù)更能顯示其優(yōu)越性。本文分析了預(yù)應(yīng)力錨索與框架梁結(jié)合施工工藝及其注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力錨索;鋼筋混凝土框架梁;施工方法工藝

一、預(yù)應(yīng)力錨索框架梁加固邊坡原理

預(yù)應(yīng)力錨索是通過對(duì)錨索體的張拉，在邊坡體上施加應(yīng)力，使之在可能的滑動(dòng)面上產(chǎn)生正壓力和切向抗力，借此平衡順層下滑力，以提高軟弱結(jié)構(gòu)面上的物理力學(xué)性能。巖體坡面以框架梁與錨索連成整體?？蚣芰旱脑O(shè)計(jì)原理與路塹邊坡框架梁的原理基本相同，即將固定框架梁的錨桿嵌入邊坡體，從而使加固邊坡形成嵌固效應(yīng)。

二、錨索施工

1.錨索施工施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備包括施工前的技術(shù)資料準(zhǔn)備和現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)械設(shè)備兩部分。技術(shù)資料準(zhǔn)備主要為技術(shù)交底，機(jī)械設(shè)備有風(fēng)動(dòng)潛孔錘沖擊鉆機(jī)2臺(tái)（100D鉆機(jī)）、空壓機(jī)2臺(tái)（每臺(tái)空氣壓塑量為13m3）、UB3C型灰漿泵2臺(tái)，YCN25—200穿心式千斤頂2臺(tái)，OVM15—4型錨具706套，電焊、氧氣、張拉設(shè)備各2套。

2.預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)及工藝

2.1 邊坡土石方開挖。邊坡土石方開挖是錨索框架施工最關(guān)鍵的工序之一直接影響到邊坡的穩(wěn)定與安全，也控制著框架梁的施工進(jìn)度和質(zhì)量。在開挖過程中按照分層、分段開挖、分級(jí)支護(hù)原則，同時(shí)做好坡面排水施工。

2.2 鉆孔。錨索孔的鉆鑿，根據(jù)設(shè)計(jì)要求的里程、標(biāo)高定出孔位，鉆機(jī)就位后重新復(fù)核孔位，孔位誤差不得超過±0.2m。同時(shí)，用羅盤定出鉆孔傾斜角度，在本工程中傾角a為20度，誤差控制在±2度。鉆孔深度為：12.5+0.2米 。鉆孔采用風(fēng)動(dòng)施工法，錨孔鉆進(jìn)宜采用無水干鉆，以確保錨索施工不至于惡化邊坡巖體的工程地質(zhì)條件，并保證孔壁的粘結(jié)性能。

3.施工過程特殊處理

3.1 塌孔與卡鉆處理。解決此問題主要采取跟套管的鉆進(jìn)技術(shù)。由于雙管同步推進(jìn)，鉆具外有保護(hù)管，可以有效地防止因孔壁坍塌而造成的卡鉆事故。由于雙管鉆進(jìn)，高壓風(fēng)以正循環(huán)的方式從內(nèi)管進(jìn)入，由內(nèi)管外管之間的環(huán)行空間排出，大大減少了沿地層裂隙“跑風(fēng)”的現(xiàn)象。加上反向排風(fēng)清孔器，可完全清除孔內(nèi)滯留的巖渣，確保錨固段孔壁干凈清潔，孔內(nèi)不滯留巖渣。

3.2 鉆孔完成后，必須使用高壓風(fēng)將孔中巖粉及水全部清除出孔外，以免降低水泥漿與孔壁巖體的粘結(jié)強(qiáng)度。

4.錨索制安

鋼絞線的下料、綁扎編束、導(dǎo)向頭焊接按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，同時(shí)將加工好的錨索統(tǒng)一編號(hào)，掛上標(biāo)識(shí)牌，放置在硬化地面上，防止泥水污漬、生銹，并加蓋保護(hù)，防止塑料管破損。鉆孔成孔并確認(rèn)達(dá)到設(shè)計(jì)深度后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)主管級(jí)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理檢測(cè)后即進(jìn)行錨索安裝。安裝時(shí)，預(yù)留錨索張拉工作長(zhǎng)度，盡量保證錨索在軸線位置。

三、注漿

注漿質(zhì)量的好壞直接影響整個(gè)錨索能否達(dá)到設(shè)計(jì)承載力，設(shè)計(jì)采用M40水泥砂漿灌注，使用PO42.5及以上普通硅酸鹽水泥。漿液的拌合成分、質(zhì)量和注漿方式在很大程度上決定了錨索的粘結(jié)強(qiáng)度和防腐效果。本段錨索注漿采用孔底返漿法一次性注漿，一次注漿的配合比將拌合好的漿液貯存在泥漿池中備用，利用高壓注漿管將水泥漿從一次注漿管注入孔底，漿液從孔底向上反向孔口灌注，水泥漿將孔內(nèi)的泥漿和水排擠出來，待孔口溢出正常的漿液后暫停注漿。注漿壓力保持在0.3～0.6 MPa之間。

四、框架梁施工

框架梁施工與一般鋼筋混凝土施工工序大致相同?？蚣芰菏┕で皯?yīng)整平坡面，使之平整、順適，以保證框架梁充分發(fā)揮作用。施工時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整平臺(tái)附近框架梁長(zhǎng)度，使錨索、錨桿框架梁?jiǎn)卧幱诿考?jí)邊坡中央。沉降縫與伸縮縫在一起，間距8m，縫寬為2 cm?？蚣芰簯?yīng)做得順直、美觀，框架梁施工完畢要及時(shí)澆注錨墩。

緊固頭由斜托（墊墩）、鋼墊板和錨具組成。斜托由C30混凝土制作，并在距其頂面5 cm處加一層 8mm的鋼筋網(wǎng)。網(wǎng)的鋼筋間距為16 cm，并不與預(yù)留孔相沖突。斜托頂面與鉆孔軸線必須垂直，確保埋設(shè)張拉時(shí)千斤頂?shù)膹埨εc錨索在同一軸線上。錨具應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JGJ 85—2002）的規(guī)定。

五、錨索張拉鎖定

錨索張拉是對(duì)錨索施加預(yù)應(yīng)力的一項(xiàng)工序，同時(shí)檢驗(yàn)施工錨索能否達(dá)到設(shè)計(jì)抗拔力的要求。對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索的張拉要求，也不能等同于預(yù)應(yīng)力混凝土施工。錨固段注漿和外錨墩澆注養(yǎng)護(hù)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70% （一般為15～20 d）后，方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉錨固。為避免相鄰錨索張拉的應(yīng)力損失，可采用“跳張法”，即隔一拉一的方法。當(dāng)采用“跳張法”時(shí)，超張拉力宜為設(shè)計(jì)張拉力值的1.1倍，以確保前期預(yù)應(yīng)力值。

1.錨具采用OVM15-4錨具，為國(guó)家技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督局檢驗(yàn)考核的定點(diǎn)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的錨具，并經(jīng)檢驗(yàn)合格。

2.對(duì)張拉設(shè)備的要求：千斤頂選用YCW100B型、油泵，選用精度為0.5級(jí)，表盤最大讀數(shù)為50Mpa的油壓表、穿心千斤頂、油壓表按檢定周期校驗(yàn)，千斤頂校正系數(shù)不大于1.05。

3.鋼絞線張拉：框架梁的混凝土強(qiáng)度，孔內(nèi)錨固段注漿的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)方可進(jìn)行張拉，并通過檢驗(yàn)后的鋼絞線的彈性模量來計(jì)算各束錨索的伸長(zhǎng)值。

4.張拉采用單端張拉，張拉程序：0—25%P —50%P—75%P—100%P—110%P—回油、錨固。

5.為避免發(fā)生安全事故，使預(yù)應(yīng)力錨索張拉作業(yè)不受到干擾，在進(jìn)行錨索張拉的全過程中，作業(yè)區(qū)范圍內(nèi)所有與張拉操作無關(guān)的材料、設(shè)備進(jìn)行撤離。同時(shí)與張拉作業(yè)有干擾的其他施工項(xiàng)目也停止施工，以確保錨索張拉工作順利進(jìn)行。

六、頂板鋼絞線伸長(zhǎng)值有關(guān)技術(shù)參數(shù)的計(jì)算

預(yù)應(yīng)力管道成形為鋼波紋管，試驗(yàn)檢測(cè)管道摩擦系數(shù)μ=0.14，管道偏差系數(shù)Κ=0.0008/m。設(shè)計(jì)張拉控制應(yīng)力，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%時(shí)，方可張拉。預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)噸位402KN，即單束錨索（四根鋼絞線）的控制為：P=σk×Ag×1/1000=402KN，單束錨索的張拉力402 KN/9.8=41t。千斤頂選用YCW100B型。鋼絞線的彈性模量E=1.95×105Mpa（根據(jù)該批鋼絞線實(shí)際試驗(yàn)數(shù)據(jù)求平均值） 單根鋼絞線的截面積A=140mm2。

七、封錨

張拉鎖定結(jié)束后，錨頭外留置8-10cm的防滑端，其余鋼絞線用切割機(jī)切除，用鋼絲刷除錨具、鋼絞線、鋼墊板上的銹跡，按設(shè)計(jì)尺寸用C30混凝土將錨頭澆筑密封。

八、結(jié)束語

合武客運(yùn)專線自2009年4月1日運(yùn)行以來，通過觀測(cè)，邊坡穩(wěn)定，預(yù)應(yīng)力錨索框架梁起到了設(shè)計(jì)應(yīng)有的效果。因其具有工程效果好、施工靈活和經(jīng)濟(jì)合理等優(yōu)點(diǎn)，因此被越來越多地應(yīng)用在特殊條件下巖土工程地質(zhì)病害問題的處理中。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊志慶，虞黎均，諸葛盛世.預(yù)應(yīng)力錨索+框架梁結(jié)構(gòu)在邊坡防治中的應(yīng)用[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2005（2）.