大橋橋下高邊坡加固施工技術(shù)

朱小飛

（中鐵二十二局集團(tuán)第四工程有限公司，天津301700）

1 工程概況

沙坡特大橋所處環(huán)境復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)含大量危巖落石與巖溶，由勘察結(jié)果得知，D1K970+820～D1K971+000 標(biāo)段左線為陡崖，受持續(xù)性降雨的影響，6 號(hào)墩左側(cè)發(fā)生垮塌事故，存在大量0.5～2m3不等的石塊滾落現(xiàn)象，嚴(yán)重破壞防護(hù)網(wǎng)，對(duì)該處橋墩造成沖擊，落石等物質(zhì)總堆積量約200m3。

2 施工方案

D1K970+813～D1K970+987 標(biāo)段左側(cè)總長(zhǎng)度174m，針對(duì)該處1 752m 高程至塹頂段采取處理措施，深度清理危巖石坡面；此外，針對(duì)D1K970+987～DIK971+010 左側(cè)的23m 長(zhǎng)區(qū)域，通過(guò)錨索+噴錨網(wǎng)相結(jié)合的方式處理塹頂自然坡面。基于矩形布置的方式設(shè)置錨索，各點(diǎn)間距均為4.0m，各孔錨索所用材料相同，為φ15.2mm 無(wú)黏結(jié)鋼絞線，此類材料具備的極限強(qiáng)度為1 860MPa。根據(jù)各孔實(shí)際情況，錨索最大拉力500kN，遵循超張拉10%鎖定的原則，控制各錨索錨固長(zhǎng)度，均保持為10m。

3 邊坡錨索

3.1 鉆孔

選擇預(yù)應(yīng)力錨索，各孔直徑保持一致，均為φ150mm，以設(shè)計(jì)要求為準(zhǔn)確定間距。鉆機(jī)精準(zhǔn)就位，實(shí)際運(yùn)行時(shí)傾角誤差應(yīng)≤±1°，利用全站儀等高精度設(shè)備檢驗(yàn)，獲得孔位、孔深、孔徑的實(shí)際情況，要求各項(xiàng)指標(biāo)均與設(shè)計(jì)要求相符。

本項(xiàng)目對(duì)錨索強(qiáng)度提出較高要求，根據(jù)此特點(diǎn)，選擇XY-100 型地質(zhì)鉆機(jī)，鉆進(jìn)作業(yè)時(shí)輔以YB-50 潛孔鉆機(jī)，兼并做好清孔作業(yè)，以高壓風(fēng)為主，并使用適量發(fā)泡劑。結(jié)合地層實(shí)際情況，在此基礎(chǔ)上確定合適的鉆孔參數(shù)，將孔內(nèi)巖層情況記錄完整，控制好錨固段位置，其必須在合適的巖層處。鉆孔作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，受多方面因素影響易引發(fā)工程事故，若出現(xiàn)塌孔、滲水等問(wèn)題，需隨即暫停鉆孔作業(yè)，將實(shí)際情況完整告知監(jiān)理工程師，經(jīng)分析后采取注漿固壁等方法處理。

3.2 錨索制作與安裝

本項(xiàng)目選擇φ15.2mm 鋼絞線，其具備高強(qiáng)度低松弛的特點(diǎn)，單孔張拉力均為300kN。嚴(yán)格控制鋼絞線下料長(zhǎng)度，以設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖為指導(dǎo)完成錨索編制工作。以2m 為間隔依次設(shè)置定位架，所有鋼絞線均不可出現(xiàn)交叉現(xiàn)象，張拉段鋼絞線預(yù)留量要足夠合理，此部分需滿足千斤頂安裝長(zhǎng)度要求。將鋼絞線打開(kāi)，全面清理殘留物質(zhì)，均勻刷涂電鍍鋅液后再噴涂聚氨酯漆，最后再于外側(cè)包裹環(huán)氧樹(shù)脂，將其完整置入套管內(nèi)，通過(guò)此方式達(dá)到隔絕空氣的效果，以確保錨索具備較強(qiáng)的抗腐蝕能力，進(jìn)而增強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性。

3.3 澆筑錨墩

如錨墊板等預(yù)埋件均要設(shè)置在孔口處，調(diào)整錨墊板平面，其與孔道軸線應(yīng)保持垂直的關(guān)系。孔道與套管若產(chǎn)生空隙，此部分需使用混凝土封堵。以8m 為間隔依次設(shè)置伸縮縫，每道寬度在2～3cm，向裂縫內(nèi)填入防水材料，處理深度至少為15cm。為給錨墩張拉創(chuàng)造良好條件，在混凝土拌制過(guò)程中可摻入適量早強(qiáng)劑，根據(jù)混合料性能要求，坍落度需穩(wěn)定在3～5cm，避免離析與泌水的問(wèn)題【1】。結(jié)束錨墩澆筑作業(yè)后，要求混凝土保持濕潤(rùn)狀態(tài)，拆模后再安排人員養(yǎng)護(hù)。

3.4 錨索灌漿

硅酸鹽水泥是本次施工的重要原材料，此處為42.5 級(jí)或是更高等級(jí)的水泥，注漿設(shè)備為BW-150 注漿機(jī)。為提升錨固段強(qiáng)度，可在漿液中摻入適量錨固劑【2】。灌漿作業(yè)時(shí)，應(yīng)注重對(duì)漿液性能的檢驗(yàn)，要求泌水率＜2%，結(jié)石體強(qiáng)度≥30MPa。灌漿作業(yè)時(shí)若出現(xiàn)漏漿問(wèn)題，需及時(shí)處理漏漿縫隙，于該處注入適量的漿液，確保錨孔灌漿達(dá)到飽滿狀態(tài)。

3.5 張拉

前期準(zhǔn)備工作是實(shí)現(xiàn)高效張拉的必要前提，應(yīng)從工程實(shí)際情況出發(fā)，選擇合適的千斤頂與壓力表，各類設(shè)備的標(biāo)定周期控制在半年以內(nèi)，所有儀器只有在經(jīng)過(guò)全面檢驗(yàn)后方可投入使用。根據(jù)張拉需求，選擇ZB4-500S 電動(dòng)油泵以及YDC240Q 單根千斤頂，共同配合完成張拉作業(yè)?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況復(fù)雜，張拉時(shí)需注重如下幾點(diǎn)：（1）注重張拉條件，檢驗(yàn)錨固灌漿抗壓強(qiáng)度，該值達(dá)到30MPa 后才可組織人員張拉；（2）遵循單根預(yù)緊、整體張拉的基本原則；（3）嚴(yán)格控制最大張拉力，以設(shè)計(jì)荷載為基本參考，達(dá)到該值的1.05～1.1 倍為宜，并且要給予≥10min 的穩(wěn)壓時(shí)間，無(wú)誤后方可鎖定；（4）加強(qiáng)對(duì)錨索應(yīng)力的檢驗(yàn)，若連續(xù)2d 未達(dá)到設(shè)計(jì)值的10%，需及時(shí)補(bǔ)償張拉。

3.6 封孔回填灌漿

錨索應(yīng)力應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，無(wú)誤后安排人員封孔回填灌漿，此環(huán)節(jié)所用材料與前期灌漿保持一致。灌漿作業(yè)時(shí)，靈活調(diào)整灌漿管的位置，需觸及錨固段頂面，整個(gè)灌漿過(guò)程壓力控制在0.8MPa 以內(nèi)。為提升空隙的密實(shí)性，在漿液尚未初凝前要積極組織補(bǔ)灌作業(yè)。

3.7 錨頭保護(hù)

完成錨索孔回填后，錨具外存在部分多余鋼絞線，此部分可使用切割機(jī)處理干凈，但要有15cm 的預(yù)留量。此后，澆筑混凝土保護(hù)層，此結(jié)構(gòu)可發(fā)揮出防護(hù)效果，該層厚度約10cm。由于本項(xiàng)目施工量較大，為便于后期區(qū)分，各錨頭可使用特定的顏色依次標(biāo)記好。

3.8 質(zhì)量檢查與驗(yàn)收

經(jīng)錨索施工作業(yè)后，通過(guò)如下幾點(diǎn)檢驗(yàn)施工質(zhì)量：（1）檢驗(yàn)鋼絞線使用狀況，其必須與質(zhì)量要求相符；（2）檢驗(yàn)鉆孔規(guī)格，必須與設(shè)計(jì)要求相符；（3）隨機(jī)抽樣，通過(guò)工藝性試驗(yàn)掌握漿液性能，在滿足設(shè)計(jì)要求后方可組織人員灌漿作業(yè)；（4）完成錨索張拉后，逐一檢查各處張拉效果；（5）加強(qiáng)抽樣檢查，每完成一處施工后及時(shí)驗(yàn)收。需明確的是，為提升抽樣分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，抽樣數(shù)需達(dá)到3 束以上【3】。結(jié)束張拉后隨即安排抽樣檢驗(yàn)，在最合適的時(shí)期抽樣，準(zhǔn)確評(píng)定施工效果。以設(shè)計(jì)值為準(zhǔn)，要求實(shí)際檢驗(yàn)結(jié)果控制在該值的97%～105%，否則應(yīng)分析實(shí)際情況，及時(shí)采取處理措施。

4 危巖體的處理措施

針對(duì)不同路段分別采取不同的危巖體處理措施，具體內(nèi)容如下：

1）D1K970+666～D1K970+678 段左側(cè)長(zhǎng)12m，接小里程側(cè)錨固樁加固防護(hù)。

2）D1K970+684～D1K971+010 段左側(cè)長(zhǎng)326m，設(shè)錨固樁，共55 根。樁間距6m，樁截面2m×3m，樁長(zhǎng)24～30m。其中，15～25#樁為錨索樁，每根樁上設(shè)2 孔錨索，錨索采用1 孔8 束φ15.2mm 高強(qiáng)度低松弛的無(wú)黏結(jié)鋼絞線制作，其極限抗拉強(qiáng)度≥1 860MPa，初始張拉力均為500kN，伸長(zhǎng)率≤3.5%。錨索鉆孔采用φ150mm，自上而下錨索距樁頂?shù)木嚯x分別為1m、3m；錨索下傾角自上而下分別為17°、20°；錨索長(zhǎng)度由錨固段、自由段和張拉段組成，錨固段長(zhǎng)度均為10m，張拉段均為1.5m。在每個(gè)錨孔下方1m 位置均預(yù)留1 個(gè)錨索孔。

3）D1K970+679～D1K970+809 段長(zhǎng)130m，1～4#橋墩左側(cè)樁間清方，清方坡率1∶0.2。清方后樁間設(shè)置土釘墻防護(hù)，墻高7～12m。土釘長(zhǎng)10m，水平和垂直間距均為1.5m，上下排交錯(cuò)布置。

4）D1K970+813～D1K970+987 段左側(cè)長(zhǎng)174m，樁頂至1 752m 高程范圍清除局部危巖后自下而上設(shè)置錨索地梁對(duì)危巖體進(jìn)行加固。地梁縱向間距6m，截面寬2m、厚1m，采用C35 鋼筋混凝土現(xiàn)場(chǎng)立模澆筑，地梁緊貼危巖坡面施作，錨固樁后及坡面凹陷處采用C35 混凝土嵌補(bǔ)后再施作地梁。在地梁縱向設(shè)置錨索，錨索間距4m。2 道地梁之間采用橫梁連接，橫梁間距8m，并于橫梁中部設(shè)1 孔錨桿。

5）D1K970+987～DIK971+010 段左側(cè)長(zhǎng)23m，清除3#危巖體后，自下而上設(shè)置錨索地梁加固。地梁縱向間距6m，截面寬2m、厚1m，采用C35 鋼筋混凝土現(xiàn)場(chǎng)立模澆筑，地梁緊貼危巖坡面施作。在地梁縱向設(shè)置錨索，錨索間距4m。兩道地梁之間采用橫梁連接，橫梁間距8m，并于橫梁中部設(shè)1 孔錨桿。錨桿采用單根φ32mm HRB400 螺紋鋼制作，錨桿配合橫梁使用，錨桿長(zhǎng)L=12m，錨桿體與水平面的夾角為25°。

6）D1K970+813～D1K970+987 段左側(cè)長(zhǎng)174m，1 752m 高程至塹頂采用機(jī)械鑿除方式清除危巖。陡崖表面、陡崖頂端松動(dòng)的零星危巖采用人工清除，清方坡率1∶0.5，分2～4 級(jí)控制，分級(jí)高度15m，2 級(jí)之間設(shè)置5m 寬平臺(tái)，平臺(tái)向外側(cè)設(shè)4%排水坡；平臺(tái)內(nèi)側(cè)設(shè)截水溝，溝深0.4m，溝寬0.4m，溝壁厚0.2m，采用C30 混凝土澆筑。

7）危巖體中部裂縫采用C15 混凝土無(wú)壓充填封閉，錨索錨固段穿透危巖中部裂縫進(jìn)入完整巖體，陡崖坡面頂端10m范圍內(nèi)的松動(dòng)危巖體予以清除。

8）陡崖頂部位置及上部自然坡面中下部沿縱向各設(shè)置1道被動(dòng)柔性防護(hù)，順等高線布置。

5 結(jié)語(yǔ)

大橋高邊坡防護(hù)對(duì)于全橋穩(wěn)定運(yùn)行而言尤為關(guān)鍵，實(shí)際工程項(xiàng)目中，需從影響高邊坡穩(wěn)定性的具體原因入手，綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)情況，選擇合適的高邊坡加固技術(shù)，兼顧質(zhì)量、效益等多方面要求，確保高速公路的穩(wěn)定運(yùn)行。