高邊坡壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索施工研究

姜 婷

（廣州市市政職業(yè)學(xué)校， 廣東 廣州 510650）

1 工程概況

本文以某高速公路第十七合同段K81+635～K82+000 為背景，其路塹左右兩側(cè)分別是以35～42°為主的自然坡陡傾山體及溝谷和山間河流。一半挖方一半填方是這條路段的特征，坡度的最高值約為90m 左右，邊坡具有相當(dāng)復(fù)雜的地質(zhì)條件，節(jié)理裂縫和小斷層構(gòu)造也非常發(fā)育。

2 壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索施工特點(diǎn)

（1）采用壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索，其最主要的目的是分散壓力，使各處壓力平衡，固定邊坡地段的公路[1]，同時(shí)減少索錨的損耗，延長其使用壽命，因此，其首要的特點(diǎn)是具有合理性。

（2）該施工能夠提升承載板的承載力，對(duì)承載板進(jìn)行固定，并且其施工難度要求較低，可以有更多的精力去研究控制其他的不可控因素，提升整體設(shè)計(jì)的可靠性。

（3）使用該施工方式可以節(jié)省材料，一方面縮短錨索的長度，另一方面提升此后工序的完成率，如注漿工序，在一定程度是縮短工期的有效方法。

（4）該施工往往由多個(gè)部分構(gòu)成，且各部分緊密結(jié)合，能提升錨索的抗拉力，轉(zhuǎn)移部分拉力，保障錨索的穩(wěn)定性。

3 預(yù)應(yīng)力錨索施工

3.1 鉆孔

為了使作業(yè)設(shè)備及工藝適應(yīng)施工要求，前期使用多根錨索進(jìn)行測試。先進(jìn)行鉆孔作業(yè)，其次注漿試驗(yàn)，當(dāng)完成前兩步后測試張拉值與鎖定值。錨索施工中工程量比重偏大的鉆孔作業(yè)，其是作為主要因素影響著施工工期和費(fèi)用。因此，應(yīng)該按照設(shè)計(jì)要求中的技術(shù)參數(shù)和地質(zhì)構(gòu)造類型，在鉆孔施工中選擇合適的施工設(shè)備與工藝流程。

鉆孔施工安全須知：

①在鉆井之前，充分依據(jù)設(shè)計(jì)要求和土壤條件，確定并標(biāo)記鉆孔位置。

③鉆孔的孔洞偏差和底部的偏斜尺寸分別在±2.5°以內(nèi)和低于錨索長度的1/30。

④確定錨索孔深一般依據(jù)錨索的類型、地質(zhì)條件、鉆孔的角度來定，孔深應(yīng)≥設(shè)計(jì)長度，但不應(yīng)過大，在較好地質(zhì)或較差地質(zhì)鉆孔時(shí)，要求分別是20～40cm和≤80cm 為宜。

⑤錨索鉆孔完成后清孔，緊接著進(jìn)行錨索安裝和注漿。注意濕式鉆孔需要邊向孔口注水邊清洗，而干式鉆孔是在保證注漿體和孔壁的高度粘接前提下，孔內(nèi)粉碴被高力度風(fēng)壓將其吹出。

3.2 鉆孔機(jī)械

在復(fù)雜土壤結(jié)構(gòu)下作業(yè)，選擇作業(yè)機(jī)械受各種因素影響，例如鉆孔精準(zhǔn)度、地層類型等。在巖石中可優(yōu)選潛孔鉆機(jī)，因?yàn)榇算@機(jī)形成的鉆孔內(nèi)壁很粗糙，非常適合錨固的固定。旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)及使用導(dǎo)管的鉆機(jī)適合松散的巖石，在這類巖體中的鉆孔多數(shù)需要多次鉆孔注漿循環(huán)才能成孔；當(dāng)土質(zhì)呈粘性狀時(shí)，適合用的鉆機(jī)類型為帶麻花鉆桿的。

根據(jù)配氣類型，潛孔型鉆機(jī)配備的沖擊器（也稱為井底錘）分為無閥式和有閥式。J 系列和CIR 系列閥門式潛孔裝置在中國普遍使用，此類潛孔器個(gè)別零件的使用周期低，對(duì)氣壓要求很依賴，極易損壞的柱銷會(huì)使孔內(nèi)掉入鉆頭；無閥式?jīng)_擊器可正常工作于不同的氣壓下（0.7～5.OMPa），具有極強(qiáng)的適應(yīng)力，且較好地克服了有閥式?jīng)_擊器存在的問題。

在導(dǎo)管跟進(jìn)鉆孔時(shí)，務(wù)必使用偏心鉆頭及其配套沖擊器。工程施工時(shí)間、客戶要求及價(jià)格是導(dǎo)管選擇標(biāo)準(zhǔn)的參考條件，一般選用厚度≥6mm 的普通鋼。

3.3 錨索加工

有很多關(guān)鍵性因素制約著預(yù)應(yīng)力錨索的下料長度，其中包含千斤頂?shù)纳煺苟?、定位板、?yīng)力測試儀、預(yù)留施工值、錨索的增長數(shù)值等。

這天晚上，米多翻來覆去無法入眠，腦海里一直在回憶鮑澤說的話。翌日，他收拾書包準(zhǔn)備上學(xué)的時(shí)候，瞥見了桌上的筆筒里躺著一支錄音筆。

預(yù)應(yīng)力錨索各部分的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)長度誤差值以≤5Omm 為宜，尺寸嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行。制作無粘結(jié)的鋼絞線時(shí)，防止油脂導(dǎo)管被破壞，否則采用塑膠帶來包裹管道。在加工時(shí)以平直為排列標(biāo)準(zhǔn)，隔離架順軸線延伸方向設(shè)置，且間隔距離為1.0～1.5m，捆綁要結(jié)實(shí)避免搬運(yùn)時(shí)松散，保護(hù)桿體安全層的厚度值要≥2cm，且不許扭轉(zhuǎn)。

隔離架使錨索體各鋼絞線相互分離，以保證錨索體周圍均有一定厚度的漿體覆蓋，同時(shí)也起到錨索體居中的作用。需注意的是，制作隔離架時(shí)不能采用木質(zhì)材料，須使用塑料類、鋼類或?qū)U體無影響的其它材料組成，而且不能用鍍鋅材料捆扎注漿管道與索體、承載體、隔離架。

高壓注漿時(shí)，止?jié){密封設(shè)備和桿體需要一并加工并放置在指定的設(shè)計(jì)位置。全長無粘結(jié)型預(yù)應(yīng)力錨索止?jié){密封裝置應(yīng)放在離孔口1.0～1.5m 處，其他錨索需安置在自由段和錨固段的中間位置。

3.4 錨索下錨

桿體作業(yè)施工前，按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)組裝桿體，先對(duì)桿體質(zhì)量進(jìn)行查驗(yàn)。在桿體組裝時(shí)，查看桿體是否因過大而扭曲變形，尾部使用膠帶密封并預(yù)留1～2 個(gè)小孔，注漿管一起進(jìn)入，防止被孔內(nèi)沉積物堵塞。注漿過程中，注漿管的插入深度應(yīng)根據(jù)漿液到達(dá)孔口速度而定。

桿體插入孔內(nèi)不可以掛載重物和進(jìn)行敲打，插入深度要≥設(shè)計(jì)深度95%；桿體的入孔實(shí)際尺寸要比設(shè)計(jì)尺寸多進(jìn)20cm 左右，然后在注漿過程中抽出多插入的尺寸，保證第一個(gè)單元錨索錨頭在注漿后能被水泥凈漿包裹。

孔內(nèi)被錨索插入后立即注漿，尤其是作業(yè)時(shí)有泥水混合物和坍塌危險(xiǎn)的索孔要及時(shí)注漿。一旦錨索入孔不順利，立刻檢查或更換不完整的錨頭及不合適的承載體。為減少鋼絞線的保護(hù)層損傷，用膠帶纏繞塑料管并同時(shí)包裹住涂有潤滑脂的鋼絞線，再次排查無誤后方可繼續(xù)作業(yè)。

3.5 錨索注漿

壓力分散型錨索中全段的錨桿都可靈活伸長，主要是使用預(yù)應(yīng)力筋的緣故，而它使用的是無粘結(jié)鋼絞線，注漿中整段需要一次到位。

高鋁水泥不可用于水泥漿液的使用，選平常使用的硅酸鹽水泥。注漿時(shí)采用水灰比為0.4～0.45 的純水泥漿；也可采用灰砂比為1：1～1：2 和水灰比為0.38～0.45的水泥砂漿。

注漿漿液注意兩方面：一是均勻攪拌、防止其他不相關(guān)雜物如石料、土壤等落入；二是漿液應(yīng)在初凝前用完。如果注漿施工開始或中途停止較長時(shí)間再作業(yè)，先使用水或者稀水泥漿潤滑注漿泵和注漿管路。高壓注漿當(dāng)孔口溢出漿液或排氣孔停止排氣時(shí)，應(yīng)立即封堵孔口或排氣管，不得讓水泥漿溢出，并持續(xù)注漿直到壓力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.6 錨索張拉、鎖定

施加張力的目的是進(jìn)一步驗(yàn)證錨索的錨載荷和各種機(jī)械性能是否由于錨索的載荷而達(dá)到設(shè)計(jì)加固效果。張拉時(shí)不僅要確保安全性施工，也要兼顧應(yīng)力分布到遠(yuǎn)端的時(shí)效性，因此加載速率通常在設(shè)計(jì)應(yīng)力值的0.1/min，減二卸載速率宜在設(shè)計(jì)應(yīng)力值的0.2/min 范圍。

錨索張拉前對(duì)張拉設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，得出曲線參數(shù)，并對(duì)張拉設(shè)備分別進(jìn)行標(biāo)識(shí)。另外須滿足兩項(xiàng)要求方可進(jìn)行張拉，其一為墊墩硅承受力達(dá)到設(shè)計(jì)值的70%，二是錨索加固部分漿體韌度超出設(shè)計(jì)值。

有些張拉作業(yè)必須按照程序進(jìn)行，例如復(fù)合錨的張拉程序?yàn)椋合葟埨黧w1～2次達(dá)到緊密連接索體各部位的目的，一般采用0.1～0.2Nt（設(shè)計(jì)拉軸力值），再按照設(shè)計(jì)鎖定值進(jìn)行補(bǔ)償與整體張拉，然后依據(jù)土壤層或者張拉級(jí)別的大小持荷相應(yīng)時(shí)間在張拉的每一階段。鎖定錨索后，要在一定的時(shí)間內(nèi)觀察應(yīng)力的變化，采取合適的補(bǔ)償張拉。

4 結(jié)束語

綜上所述，在高邊坡地區(qū)采用壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索的方式對(duì)高邊坡進(jìn)行防護(hù)，不僅能節(jié)約成本，也能縮短工期，提升工程整體的穩(wěn)定性，延長錨索的穩(wěn)定性，可為今后相關(guān)工程參考。