建筑工程高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工方法研究

鄭高文

為提高高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工的穩(wěn)定承載力，本文在高邊坡施工中設(shè)計(jì)一種新型框架預(yù)應(yīng)力錨索施工方法，致力于從根本上提高高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工穩(wěn)定承載力，進(jìn)而提升框架預(yù)應(yīng)力錨索施工質(zhì)量。

1.建筑高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工方法

在本文設(shè)計(jì)的框架預(yù)應(yīng)力錨索施工方法中，本標(biāo)段邊坡支護(hù)約800m，水平向自西向東順序施工。根據(jù)高邊坡施工標(biāo)準(zhǔn)，框架錨索是本邊坡工程主要工序，框架錨索豎向自上而下分多段施工，每段最大高度不超過8m。本文設(shè)計(jì)的高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工流程為：首先，在土方開挖前加固錨索影響區(qū)地層；其次，設(shè)置框架預(yù)應(yīng)力錨索施工參數(shù)，自上而下分段施工格構(gòu)式框架；再次，通過混凝土噴面，執(zhí)行預(yù)應(yīng)力錨索(桿)施工；最后，通過截、排水溝工程施工，完成高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工。

1.1 錨索影響區(qū)地層加固

錨索影響區(qū)地層加固的主要作用是保證自上而下分段施工格構(gòu)式框架錨索時(shí)地層的穩(wěn)定性，將框架區(qū)間設(shè)置為錨索影響區(qū)[1]。通過安置旋噴樁止水帷幕雙管，并在地面進(jìn)入隔水層至少1m處進(jìn)行注漿加固，以此實(shí)現(xiàn)錨索影響區(qū)地層加固。針對錨索處理區(qū)地層加固所需的注漿量，可以根據(jù)注漿量理論建筑空隙表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算。設(shè)加固所需的注漿量為，可得公式（1）。

公式（1）中，為框架區(qū)間環(huán)寬，單位為m；指的是框架開挖直徑，單位為m；為旋噴樁止水帷幕雙管管片外徑，單位為m。通過公式（1），在得出加固所需注漿量的基礎(chǔ)上，對注漿速度進(jìn)行計(jì)算。設(shè)錨索影響區(qū)地層加固注漿速度為，可得公式（2）。

公式（2）中，為盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度，單位為mm/min。根據(jù)公式（2）得出的具體數(shù)據(jù)，通過錨索影響區(qū)地層加固，為高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工提供良好的土層環(huán)境[2]。現(xiàn)場平臺寬度約1.5m，上級平臺外立桿搭接在下級平臺腳手架外立桿上。現(xiàn)場坡面彎曲，腳手架跟著彎曲時(shí)，需在立桿彎曲位置設(shè)置豎向z字支撐增強(qiáng)架體穩(wěn)定性。腳手架搭接，長短立桿搭配使用，避免出現(xiàn)搭接在同一位置現(xiàn)象。

1.2 設(shè)置框架預(yù)應(yīng)力錨索施工參數(shù)

根據(jù)加固后的錨索影響區(qū)地層條件，在混凝土噴面過程中設(shè)置框架預(yù)應(yīng)力錨索施工參數(shù)[3]。其中包括：將掘進(jìn)速度控制在15mm～18mm/min；刀盤扭矩為600kN～750kN·m；刀盤轉(zhuǎn)速為1.4r～16r/min；總推力控制在9500kN～10000kN?；炷辆唧w參數(shù)，如表1所示。

表1 混凝土具體參數(shù)

結(jié)合表1信息，控制混凝土噴面混凝土具體參數(shù)，確保各項(xiàng)參數(shù)均在控制范圍內(nèi)，施工過程中，在坡面未噴射混凝土前，為確保坡面不受水流沖刷，在坡面覆蓋彩條布或塑料膜。施工順序?yàn)椋喝斯ば奁路啪€定位開挖梁槽鋪砌梁底砂漿調(diào)平層支模板綁扎鋼筋澆砼養(yǎng)護(hù)[4]?？蚣芰洪g采用噴射混凝土，噴射砼強(qiáng)度為C25，厚度為16cm。在此基礎(chǔ)上，設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索(桿)。由于設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索(桿)時(shí)很容易造成沉降過大的問題，會對連接部分結(jié)構(gòu)帶來較為不利的影響，降低高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工的穩(wěn)定性。在錨索段施工前通過地表沉降觀測點(diǎn)監(jiān)測，嚴(yán)格按照有關(guān)技術(shù)規(guī)范，將監(jiān)測頻率設(shè)定為3次以上，避免施工中存在的沉降安全隱患。設(shè)施工沉降位移為，可得公式（3）。

公式（3）中：為施工沉降位移取值范圍，通常以1個(gè)單位為標(biāo)準(zhǔn)，為實(shí)數(shù)；為監(jiān)控到的施工沉降范圍中的分層數(shù)量；為沉降中的土建單層厚度，計(jì)算單位為mm；為施工中混凝土的凝結(jié)縫隙比，取值為常數(shù)。結(jié)合上述計(jì)算公式，可得出施工沉降的基礎(chǔ)位移，實(shí)現(xiàn)對框架預(yù)應(yīng)力錨索施工參數(shù)的監(jiān)控。

1.3 完成框架預(yù)應(yīng)力錨索施工

在截、排水溝工程施工階段，排水孔采用YG28風(fēng)動鉆機(jī)成孔，成孔孔徑φ110mm，按4m×4m等間距布置，斜向上深入坡面20m，傾斜10°的系統(tǒng)排水孔。排水孔內(nèi)置φ75mm軟式透水管，管后端包一層無紡布。錨桿制作好應(yīng)進(jìn)行自檢并經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后方可將索體插入孔中。本文采用液壓切斷進(jìn)行的方式進(jìn)行錨索清理[5]。并且密切關(guān)注排漿泵吸口水壓，將排漿泵吸口水壓控制在0.1-0.2MPa之間。至此，完成高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工。

2.實(shí)例分析

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為構(gòu)建實(shí)例分析，實(shí)驗(yàn)對象選取德化縣樂興小區(qū)（樂陶安置地）邊坡工程一標(biāo)段安全專項(xiàng)施工項(xiàng)目，主要機(jī)械設(shè)備計(jì)劃表信息，包括：2臺空壓機(jī)，規(guī)格為12 m3～13m3；2臺注漿泵，型號為BW-150；4臺錨桿鉆機(jī)，型號為MGY-60；2臺灰漿攪拌機(jī)，規(guī)格為300L；2臺液壓千斤頂，型號為YCW15-200；2臺電焊機(jī)，型號為11KVA；2臺切割機(jī)，規(guī)格為3.5Kw；3輛自卸汽車，規(guī)格為8-15T；1臺反鏟挖掘機(jī)，型號為CAT-200B。首先使用本文設(shè)計(jì)施工方法，在高邊坡施工中執(zhí)行框架預(yù)應(yīng)力錨索施工，通過黑盒工具 QAcenter測得施工穩(wěn)定承載力，記為實(shí)驗(yàn)組；再使用傳統(tǒng)施工方法，在高邊坡施工中執(zhí)行框架預(yù)應(yīng)力錨索施工，同樣通過黑盒工具 QAcenter測得施工穩(wěn)定承載力，記為對照組。實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容為測試兩種施工方法的施工穩(wěn)定承載力，施工穩(wěn)定承載力越高證明施工安全性越高。針對黑盒工具 QAcenter測得的施工穩(wěn)定承載力，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與結(jié)論

施工穩(wěn)定承載力對比結(jié)果，如表2所示。

表2 施工穩(wěn)定承載力對比結(jié)果

通過表2可知：本文設(shè)計(jì)的施工方法施工穩(wěn)定承載力最高為880.52Mpa，實(shí)驗(yàn)對照組為468.12Mpa。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，所設(shè)計(jì)的施工方法施工安全性更高，具有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值。

3.結(jié)束語

通過高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工方法研究，能夠取得一定的研究成果，解決傳統(tǒng)高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工存在的問題。由此可見，本文設(shè)計(jì)的方法是具有現(xiàn)實(shí)意義的，能夠指導(dǎo)高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工方法優(yōu)化。在后期的發(fā)展中，應(yīng)加大本文設(shè)計(jì)方法在框架預(yù)應(yīng)力錨索施工中的應(yīng)用力度。截至目前，國內(nèi)外針對高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工方法研究仍存在一些問題，在日后的研究中還需不斷引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，進(jìn)一步對高邊坡施工中框架預(yù)應(yīng)力錨索施工方法進(jìn)行優(yōu)化，對設(shè)計(jì)提出深入研究。