預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)在公路高邊坡施工中的應(yīng)用

王高生 劉夢奇

摘 要： 在公路施工中，預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)能夠起到一定的防護(hù)作用，在高邊坡施工的時(shí)候，合理應(yīng)用預(yù)應(yīng)力摸索技術(shù)，能夠使邊坡得到穩(wěn)定性和堅(jiān)固性得到增強(qiáng)。必須在結(jié)合實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，對施工中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，使施工步驟的合理性和科學(xué)性得到最大程度的保障。通過一系列切實(shí)有效的方式，提高施工的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)良好的施工效果。

關(guān)鍵詞： 預(yù)應(yīng)力錨索;公路工程;高邊坡;應(yīng)用

傳統(tǒng)高邊坡防護(hù)主要包含護(hù)面墻、擋土墻及護(hù)坡等硬性結(jié)構(gòu)物，但隨著社會經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，人們對環(huán)境的要求也越來越高，傳統(tǒng)的高邊坡防護(hù)方式已經(jīng)不能對人們的需求進(jìn)行滿足，預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)在公路工程高邊坡施工中的大量應(yīng)用，極大地提高公路工程的質(zhì)量。為此施工企業(yè)必須準(zhǔn)確掌握預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)施工的要點(diǎn)，只有這樣才能確保公路高邊坡施工質(zhì)量符合施工要求，才能確保公路工程施工的整體質(zhì)量，充分實(shí)現(xiàn)公路工程的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

一、預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)原理

使用預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)來進(jìn)行公路工程的施工時(shí)，所使用的最基礎(chǔ)也是最重要的原理便是加固原理。將該原理落實(shí)到具體的工作中就是對公路邊坡不穩(wěn)定的巖體區(qū)域鋪設(shè)適當(dāng)數(shù)量的預(yù)應(yīng)力錨索，所鋪設(shè)的這些預(yù)應(yīng)力錨索就會產(chǎn)生一定大小的預(yù)應(yīng)力，該力能夠極為有效的避免巖體內(nèi)部發(fā)生破壞或者是形變。不僅如此，科學(xué)合理、高效的預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)還可以借助錨固和巖體兩者之間所產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力來保證巖體整體結(jié)構(gòu)的鑲嵌強(qiáng)度以及坡體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和坡體的整體的質(zhì)量，這不僅可以提高公路基層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還可以將各種公路病害產(chǎn)生的可能降到最低。但應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)時(shí)要把握好工作中的關(guān)鍵點(diǎn)，比如在使用預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)開展實(shí)際工作時(shí)，具體操作人員必須要在土體的內(nèi)部設(shè)置適當(dāng)數(shù)量的仰斜干孔，這樣能降低惡劣水文地質(zhì)環(huán)境對公路地基的不良影響，防止由于地表水的下滲或地下水的活動(dòng)而產(chǎn)生風(fēng)化剝落現(xiàn)象，影響正常的施工進(jìn)度，降低公路工程的質(zhì)量。

二、工程案例

某條高速公路某處路塹高邊坡全長252m，最大坡高46m，自下而上每8m分為一級，共6級。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)該高速公路高邊坡動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則，其中第三、四級采用壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索加固，每級兩排，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。

三、預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)在公路高邊坡施工中的應(yīng)用

1、成孔

準(zhǔn)確定位每個(gè)錨索孔的位置，搭設(shè)腳手架的，安裝及穩(wěn)固鉆孔機(jī)。應(yīng)借助專業(yè)儀器測量傾角，之后進(jìn)行鉆孔導(dǎo)向架的安裝。通常情況下，夾角與水平面保持在30度為宜，在鉆孔的過程中，必須實(shí)時(shí)測量傾斜角，最大程度的減少誤差。錨索施工時(shí)，通常選用的是無水干鉆的方式，提高邊坡的地質(zhì)條件，出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象時(shí)，需要停止鉆井的繼續(xù)進(jìn)行，開始注漿固壁施工，保證注漿壓力值在0.1到0.2Mpa之間。這個(gè)工序結(jié)束后，開始進(jìn)行鉆孔工序。對相近的兩個(gè)錨索施工位置進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)整，使施工更具針對性，提高鉆機(jī)的穩(wěn)定性和安全性。鉆孔施工方式有很多，一般采用的是回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的方式，高壓風(fēng)由高性能空氣壓縮機(jī)連續(xù)傳送進(jìn)鉆孔內(nèi)，使孔內(nèi)的碎物在高壓作用下得到有效排出。使施工過程中的每一道工序都符合相關(guān)的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)施工的順利進(jìn)行。

2、錨索組裝

錨索的組裝采用的是鋼絞線，鋼絞線的下料長度應(yīng)該等于錨固段的長度加上自由段的長度再加上張拉段的長度。下料的長度誤差應(yīng)該小于5厘米。鋼絞線要經(jīng)過除銹處理，然后順直的放在組裝臺上，自由段應(yīng)該先進(jìn)行刷一層防銹漆，同時(shí)還需要涂上一層油脂。最后穿上PR防護(hù)管，鋼絞線的自由端與錨固段的相交接的地方應(yīng)該采用封口膠帶進(jìn)行纏繞，使用鐵絲將其扎緊，避免水泥漿進(jìn)入到管中。鋼絞線應(yīng)該按照順序進(jìn)行排列組裝，注漿管應(yīng)該放在錨索之間，使錨固段呈現(xiàn)核狀，錨索前應(yīng)該加上導(dǎo)向帽。錨索在組裝完之后，掛上編號牌，堆放等待使用。

3、錨索安放

對錨索進(jìn)行安放時(shí)應(yīng)該注意：數(shù)人將其抬放到孔口邊，錨孔成孔之后再加入錨索。在放置錨索時(shí)，應(yīng)該先使用硬塑料管伸到孔底，采用壓縮空氣吹出孔內(nèi)的巖屑，最后將錨索平順的放在孔內(nèi)，要有足夠的外留長度。在進(jìn)行吹孔的過程中，時(shí)常會遇到這種情況：吹孔之后，碎石就掉塊，以致于錨索不能夠順利的放進(jìn)去。因此，在鉆孔的過程中如果發(fā)現(xiàn)此類孔，鉆孔之后，應(yīng)該立即放入錨索再進(jìn)行吹孔。為了防止由于大量地下水滲出，巖屑以及地下水對鉆桿的攪動(dòng)，使用清水以及壓縮空氣進(jìn)行反復(fù)沖洗，一直洗到清水為止，洗完之后再進(jìn)行灌漿。

4、注漿施工

錨索注漿施工中，必須對水泥砂漿質(zhì)量、漿液性能等進(jìn)行充分了解。水泥漿體材料選擇必須遵循設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行，根據(jù)本工程實(shí)際情況，可選用普通硅酸鹽水泥進(jìn)行施工。漿液攪拌施工中，應(yīng)確保水泥正常凝結(jié)及硬化過程中不存在有害物質(zhì)。根據(jù)施工規(guī)定進(jìn)行砂料含泥量的計(jì)算，其偏差控制在3%以上，以細(xì)砂作為該工程砂料，其含水量可控制在3%以上。連續(xù)進(jìn)行注漿施工，一般可同時(shí)進(jìn)行提升與灌注施工，應(yīng)確保注漿管管頭向漿液液面以下50厘米到80厘米的范圍內(nèi)插入，避免斷桿情況出現(xiàn)在導(dǎo)管拔出過程中，確保實(shí)際注漿量在設(shè)計(jì)量以上，注漿充盈系數(shù)必須控制在1.0以上。連續(xù)球型錨索注漿可通過二次高壓注漿形成，從孔底進(jìn)行一次常壓注漿施工，確?？卓谟袧{液溢出，在一次注漿的基礎(chǔ)上，進(jìn)行二次高壓注漿施工，其順序?yàn)閺南峦?，并按照錨索體積進(jìn)行注漿壓力與注漿時(shí)間的確定。

5、張拉、鎖定錨索

選用高強(qiáng)度、低松弛鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力錨索邊坡施工的材料。520.8kN為錨索張拉控制力，張拉程度與設(shè)計(jì)規(guī)定相比，應(yīng)多出10%。按照錨索材料與鎖定力大小進(jìn)行張拉設(shè)備的選擇，選擇過程中應(yīng)對其通用性能進(jìn)行充分考慮。張拉設(shè)備在張拉施工前必須進(jìn)行標(biāo)定，千斤頂小于1000kN標(biāo)定時(shí)，可選用2000KN的壓力機(jī)，標(biāo)定數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)規(guī)定偏差必須控制在2%以下。張拉速度控制在每分鐘40KN左右，相比設(shè)計(jì)拉力，張拉力為其20%以下，逐級增加張拉荷載，直至完成張拉作業(yè)。

6、預(yù)應(yīng)力錨索驗(yàn)收試驗(yàn)

驗(yàn)收試驗(yàn)，也稱現(xiàn)場驗(yàn)收試驗(yàn)或質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)，其目的是獲知錨索受力大于設(shè)計(jì)荷載時(shí)的短期錨固性能，以及滿足設(shè)計(jì)條件時(shí)錨索的安全系數(shù)，它是針對所有工作的錨索進(jìn)行的。驗(yàn)收試驗(yàn)錨索數(shù)量不少于工作錨索總數(shù)的5%，且不少于3根，并要根據(jù)普遍性和代表性的原則隨機(jī)抽樣。本段預(yù)應(yīng)力錨索加固工程隨機(jī)抽取4孔進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)，其試驗(yàn)成果見表2、表3.試驗(yàn)結(jié)果表明，各孔的50%試驗(yàn)荷載到最大試驗(yàn)和在所測的錨頭位移變化量，均大于該荷載范圍內(nèi)的錨索理論伸長量的？80%，且小于自由段與1/2錨固段長度之和的錨索理論彈性伸長量，說明錨索的抗拉拔承載力達(dá)到本路段高邊坡的加固要求。安全性滿足本路段的地質(zhì)情況，說明本路段預(yù)應(yīng)力錨索采用的施工工藝及質(zhì)量控制措施是可行，施工質(zhì)量是合格的。

結(jié)束語

在公路施工中，高邊坡施工是一項(xiàng)重要的內(nèi)容，必須采取預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)，增強(qiáng)高邊坡的防護(hù)效果。在施工的過程中，必須提高施工人員的技術(shù)，對施工中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，使施工的整個(gè)過程得到最大程度的保障，避免出現(xiàn)路基塌陷的情況。同時(shí)需要采取一定的措施對施工質(zhì)量進(jìn)行控制，為人們提供一個(gè)安全的出行環(huán)境，實(shí)現(xiàn)理想的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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