預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工技術(shù)及質(zhì)量控制分析

周小兵

摘要：預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻是山區(qū)公路建設(shè)中較常采用的支擋型式，但其施工技術(shù)要求極高，且受場地和地質(zhì)條件的制約，在施工過程中容易出現(xiàn)樁井坍塌、混凝土離析、斷樁、錨索預(yù)應(yīng)力損失等質(zhì)量問題而誘發(fā)邊坡破壞。文章結(jié)合工程實例，介紹了預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工技術(shù)和質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞：高速公路;邊坡;預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻;施工技術(shù);質(zhì)量控制

0 引言

預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻是樁和錨固技術(shù)相結(jié)合的一種輕型支擋結(jié)構(gòu)，其由樁、擋土板和預(yù)應(yīng)力錨索等組成，常用于邊坡及填方路堤邊坡支擋結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻結(jié)構(gòu)中擋土板、樁體和錨索相互作用、協(xié)調(diào)工作，共同維護(hù)整個擋墻的穩(wěn)定，從而為路基施工提供必要的技術(shù)支持。采用預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，可以減少結(jié)構(gòu)面對巖體變形的影響，提高巖體的整體性，能夠極大程度地改善邊坡滑動面上的應(yīng)力狀態(tài)和滑動穩(wěn)定條件，從而避免邊坡出現(xiàn)滑坡塌方等不利現(xiàn)象，增強(qiáng)了施工安全，對提升公路路基施工質(zhì)量有極大的幫助作用。預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工技術(shù)要求極高且受場地和地質(zhì)條件的制約，施工困難且質(zhì)量不容易控制，在施工過程中容易出現(xiàn)樁井坍塌、混凝土離析、斷樁、錨索預(yù)應(yīng)力損失等質(zhì)量問題，而這些質(zhì)量問題容易誘發(fā)邊坡破壞進(jìn)而造成邊坡出現(xiàn)溜塌、落石現(xiàn)象，嚴(yán)重影響行車安全，對人們的生命安全和財產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。因此，在預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工的過程中，應(yīng)改善施工工藝，加強(qiáng)過程控制和質(zhì)量管理，促進(jìn)路基施工的順利進(jìn)行和高質(zhì)量地完成。

1 工程概況

某高速公路K29+100～200段的自然山坡坡度約45°，相對高差較大，該段位于巖堆體內(nèi)，為破碎巖質(zhì)邊坡，自然坡高陡，上部為較薄的坡積亞黏土，下伏強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化石英砂巖。綜合考慮邊坡的地形地貌特征和工程地質(zhì)條件及巖土體的物理力學(xué)特性，經(jīng)多方案比選，本工程采用預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻結(jié)構(gòu)加固處理。共設(shè)20根截面2m×3m、樁長為25～35m的抗滑樁，每根樁設(shè)兩孔預(yù)應(yīng)力錨索，位于樁頂下1m和2.2m處，錨索

角度分別為向下25°和向下30°，每孔預(yù)應(yīng)力錨索采用10束15.2mm鋼絞線編成，鋼絞線強(qiáng)度等級為1860MPa，自由段長32m和28m，錨固段長10m，錨索鉆孔直徑為150mm。采用C30混凝土澆筑板和樁，用M30水泥砂漿對錨索孔進(jìn)行灌漿。

2 施工技術(shù)及質(zhì)量控制

2.1 預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工工藝

本工程預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻總體施工順序：該段土石方先行組織自上而下開挖，邊挖邊防護(hù)，待降至樁板墻頂標(biāo)高后，開始施工該段樁板墻，樁板墻施工完成后，再開挖邊坡范圍土石方至預(yù)應(yīng)力錨索以下約1m標(biāo)高處，開始施工預(yù)應(yīng)力錨索。待預(yù)應(yīng)力錨索張拉、壓漿、封錨后，最后開挖邊坡剩余土石方至路基頂面。具體工藝流程為：坡面整形→樁位定位放線→工作平臺搭設(shè)→挖孔，灌樁、放板→回填土壓實至一定高度，樁基檢測→回填土到位，樁上錨索張拉、鎖定→封錨。

2.2 抗滑樁施工

2.2.1 施工準(zhǔn)備

根據(jù)設(shè)計提供測量資料準(zhǔn)確放出樁位，同時做好樁位各軸線的控制樁，樁位允許偏差為10mm。樁基施工時，應(yīng)準(zhǔn)確核對平面位置，結(jié)合地形做好樁區(qū)地面截、排水及防滲工作。

2.2.2 孔樁開挖

（1）挖孔前，按測量定位，放出中心控制點，待第一節(jié)護(hù)壁澆筑好后，引至護(hù)筒邊上，以保證下步施工中樁徑不小于設(shè)計值。每澆筑完3節(jié)，護(hù)壁就需對垂直度進(jìn)行復(fù)核，其偏差應(yīng)≤0.5%。

（2）按測量定位，放出開挖線，進(jìn)行井口部分的開挖。根據(jù)樁孔孔口段土質(zhì)情況將井口挖至1.0m深時，立即施工鎖口護(hù)壁。鎖口護(hù)壁采用C20鋼筋混凝土澆筑，鎖口頂面平整，護(hù)壁厚度比普通護(hù)壁厚0.3m。鎖口護(hù)壁頂面高出原地面0.5m，用來防止雨水流入井口內(nèi)，以及防止下節(jié)井壁開挖時井口沉陷。

（3）開挖從兩側(cè)向中間間隔開挖。為減輕開挖時對井壁的震動，在填土層、淤泥層、軟土層采用人工挖孔，進(jìn)入砂巖層采用風(fēng)鎬施工，如遇巖層堅硬風(fēng)鎬難以施工，則采用鉆眼爆破?？讟堕_挖過程中，內(nèi)壁要求打好對撐，保證安全?？讟睹块_挖150cm后，就在孔樁上架設(shè)垂直運輸支架，采用人工轆轤和電動葫蘆提升，用卷揚機(jī)作為運輸設(shè)備，水平運輸至指定地點，避免因場地狹窄而無法進(jìn)行樁施工。

2.2.3 護(hù)壁施工

挖孔及支撐護(hù)壁連續(xù)作業(yè)，護(hù)壁1m為一節(jié)，護(hù)壁厚度≥0.25m，節(jié)與節(jié)之間插垂直鋼筋，以保證護(hù)壁的整體性。護(hù)壁澆灌混凝土前，均應(yīng)利用孔口十字線并吊垂球校正孔位、鋼尺檢查孔徑。護(hù)壁澆灌采用C20混凝土，坍落度控制在8～10cm，人工澆注，使用小型插入式振搗器搗固，要注意混凝土振搗密實和護(hù)壁內(nèi)鋼筋的預(yù)埋。對易塌方施工段應(yīng)即挖，即驗收，即澆灌護(hù)壁混凝土。護(hù)壁混凝土澆筑24h后才可進(jìn)行拆模工作。

2.2.4 鋼筋籠制作及安裝

（1）本工程樁體孔徑較大，采用井上加工、井內(nèi)安裝的形式進(jìn)行鋼筋籠制作及安裝。在地面工作平臺對鋼筋進(jìn)行下料、彎制，在孔內(nèi)進(jìn)行綁扎和焊接鋼筋籠。在井內(nèi)安裝鋼筋籠時，每隔2m的高度在護(hù)壁混凝土上預(yù)埋一定數(shù)量的鋼筋插筋，以保證鋼筋籠在井內(nèi)的穩(wěn)定性。

（2）樁的鋼筋連接采用雙面焊接?？v向主筋接長采用閃光對焊接長，主筋焊接必須保證搭接長度不小于規(guī)范值。主筋下料時，應(yīng)準(zhǔn)確計算每根主筋下料長度，確保其焊接接頭的截面不得超過全部受力鋼筋面積的50%。接頭要錯開，以利于其受力。主筋應(yīng)點焊成束，保證其不變形、不扭轉(zhuǎn)。施工時，需特別注意受力主筋安放位置。鋼筋焊接時，主筋內(nèi)緣應(yīng)光滑，鋼筋接頭不得侵入主筋內(nèi)凈空。

（3）抗滑樁內(nèi)設(shè)計有預(yù)應(yīng)力錨索，鋼筋籠綁扎好灌注混凝土前，嚴(yán)格按照設(shè)計位置采用PVC管預(yù)留預(yù)應(yīng)力錨索孔，并用U形卡環(huán)將其固定，防止其位置在澆筑混凝土?xí)r發(fā)生偏移。

2.2.5 樁身混凝土灌注

樁孔及鋼筋籠經(jīng)檢驗合格后，即可進(jìn)行樁身混凝土灌注。樁身混凝土采用C30混凝土，坍落度控制在6～8cm，混凝土在拌和站集中生產(chǎn)，用混凝土運輸車運輸，用減速串筒灌注?；炷吝€未下料前，應(yīng)對孔底水再次處理?；炷料铝霞锌焖?，串筒離混凝土面≤2m，混凝土入孔樁后，人工配合把粗細(xì)骨料鏟勻。樁內(nèi)混凝土應(yīng)使用插入式振搗器分層振搗，以500mm為一振搗高度層，邊灌注邊分層振搗密實，確保施工質(zhì)量。

2.3 擋土板的制作及安裝

擋土板在構(gòu)件預(yù)制場集中預(yù)制，所用混凝土為C30鋼筋混凝土，鋼筋為HRB40022帶肋鋼筋、HPB3008盤條。預(yù)制時按設(shè)計預(yù)留泄水孔，兩端預(yù)埋鋼筋，供吊裝時用，預(yù)制時標(biāo)注好正反面與板塊型號。擋土板采用平面堆放，運輸過程要輕搬輕放。在抗滑樁施工完畢、檢驗合格后進(jìn)行土石方的開挖，開挖時控制好邊坡，以確保護(hù)壁及預(yù)埋筋不受破壞，自上而下分層開挖土石方，隨挖隨安裝預(yù)制擋土板。吊裝擋土板時，注意防止擋土板與樁相撞，確保準(zhǔn)確就位。頂面不齊時，可用砂漿或現(xiàn)澆混凝土調(diào)整。

2.4 墻背土石方回填

擋土板安裝完畢即施工砂夾卵石反濾層，回填土石方至樁頂下50cm以上用漿砌片石封閉。

2.5 預(yù)應(yīng)力錨索施工

2.5.1 施工準(zhǔn)備

施工前做好坡面驗收、施工場地整理、搭設(shè)工作平臺等工作，鋼絞線應(yīng)檢驗合格、錨具準(zhǔn)備就緒。

2.5.2 鉆孔

（1）鉆孔前搭設(shè)穩(wěn)固的腳手架，并準(zhǔn)確放樣。采用錨索鉆機(jī)無水干鉆沖擊鉆孔，禁止開水鉆進(jìn)，以防止錨固工程施工導(dǎo)致邊坡巖土工程地質(zhì)條件惡化，并保證孔壁的粘結(jié)性能。在巖層破碎或松軟飽水地層可采用跟管鉆進(jìn)技術(shù)，以使鉆孔完整不塌。

（2）鉆進(jìn)時，注意根據(jù)鉆機(jī)性能和錨固地層來控制鉆孔速度，應(yīng)隨時觀察鉆機(jī)定位情況和鉆桿方位，防止鉆孔扭曲和變徑。如遇塌孔縮孔等不良鉆進(jìn)現(xiàn)象時，應(yīng)立即停鉆并及時處理，以確保鉆孔質(zhì)量。

（3）鉆進(jìn)達(dá)到設(shè)計深度后，再穩(wěn)鉆3～5min，用高壓風(fēng)將巖粉清干凈，并對孔深、方位角進(jìn)行檢查。

2.5.3 錨索制作及安裝

（1）錨索在鋼筋加工場進(jìn)行制作加工。錨筋長度包括內(nèi)錨段、張拉段和外錨段三部分。為便于千斤頂張拉，外錨段長度宜>1m。錨筋采用砂輪切割機(jī)切割，下料應(yīng)整齊準(zhǔn)確，對鋼絞線不同單元進(jìn)行標(biāo)記，標(biāo)記應(yīng)醒目、正確。

（2）組裝錨索時，先量出內(nèi)錨固段和錨索的長度，分別做出標(biāo)記，在錨固段的范圍內(nèi)每隔1m設(shè)一個擴(kuò)展環(huán)，兩個擴(kuò)展環(huán)中間用緊箍環(huán)固定在注漿管上，自由段每2m設(shè)1個擴(kuò)展環(huán)。為了保證自由段錨索能自由伸縮，避免發(fā)生錨索與漏入灰漿粘結(jié)現(xiàn)象，應(yīng)在錨索自由段套裝護(hù)套。在錨索端頭安裝導(dǎo)向尖錐，然后將錨索放于一旁待用。

（3）錨索安裝前，要核對錨索與孔位對應(yīng)情況，保證孔深與錨索長度一致，然后清孔一次，用導(dǎo)向探頭探孔，無阻礙時可進(jìn)行錨索入孔。錨索采用人工方法推進(jìn)，以防止鋼絞線損壞和注漿管破裂。

2.5.4 錨固段注漿

錨固段注漿采用孔底返漿法，注漿材料為水泥砂漿，水灰比為0.4～0.5，灰砂比為3∶1，水泥采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥。為加快進(jìn)度可在砂漿中摻加0.3%～0.5%的早強(qiáng)劑（占水泥重量），注漿壓力為0.6～0.8MPa，且要求7d抗壓強(qiáng)度R7為25～30MPa。所用砂漿必須攪拌均勻，隨拌隨用，漿體強(qiáng)度不低于設(shè)計要求，攪拌直至注漿結(jié)束方可停止。注漿時，注漿速度不宜太快，邊注漿邊緩慢抽拔注漿管，保證錨索錨固段的砂漿飽滿。

2.5.5 錨索張拉、鎖定

張拉作業(yè)前，須對張拉設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定。先對錨索進(jìn)行單根兩次預(yù)張拉，以提高錨索各鋼絞線的受力均勻性，單根預(yù)張拉值為10kN。樁錨索的預(yù)應(yīng)力張拉分次分級進(jìn)行，第一次為張拉鎖定值的50%，第二次為張拉鎖定值，第三次張拉值不應(yīng)超過鎖定值的20%，每次張拉間隔時間為3～5d。隔時分級施加荷載，直至壓力表無返回現(xiàn)象，方可進(jìn)行鎖定作業(yè)。若預(yù)應(yīng)力損失過大，需進(jìn)行整體張拉與重新鎖定。

2.6 施工效果

本工程預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工過程中，采取相應(yīng)的施工控制措施，保證了施工質(zhì)量，取得了良好的施工效果，錨索應(yīng)力均達(dá)到設(shè)計要求，樁未產(chǎn)生明顯位移，樁身、錨索體系工作效果良好，邊坡穩(wěn)定。本路段的預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工已完成，一次性通過了竣工驗收，取得了較好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)語

預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻是山區(qū)公路建設(shè)中較常采用的支擋型式，但由于預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工流程較為復(fù)雜，施工質(zhì)量影響因素較多，在施工過程中，應(yīng)根據(jù)地形地質(zhì)條件選擇合理可靠的施工方法，并采取必要的質(zhì)量控制技術(shù)，確保路基和高挖邊坡穩(wěn)定。

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