預(yù)應(yīng)力錨索裝置在高速公路強(qiáng)風(fēng)化高邊坡中的應(yīng)用

王軍

摘 要：坡度是工程建設(shè)中最常見(jiàn)的措施之一，在遇到特殊巖土質(zhì)量時(shí)，有必要對(duì)坡度進(jìn)行特殊處理。受太陽(yáng)輻射、大氣、水和生物作用的影響，巖石容易碎裂、分離和礦物成分的二次變化，稱(chēng)為風(fēng)化，由于風(fēng)化程度的不同還可以把每一種風(fēng)化級(jí)別分為四種。實(shí)現(xiàn)強(qiáng)風(fēng)化的巖層將對(duì)坡度穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響，特別是在降雨影響下，容易導(dǎo)致坡度不穩(wěn)定和破壞，因此有必要對(duì)強(qiáng)風(fēng)化斜坡采取加固措施。

關(guān)鍵詞：高速公路;強(qiáng)風(fēng)化高邊坡;預(yù)應(yīng)力錨索

0 引言

預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)技術(shù)在高速公路工程中應(yīng)用廣泛。在地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜、小坡度放坡支護(hù)等多種情景模式中，比較常采用的是樁錨結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)主要是用剛性樁和預(yù)應(yīng)力錨索組合而成形成一種穩(wěn)定的支護(hù)結(jié)構(gòu)幫助承力。這種工法往往能較好的保證高速公路安全，減少不穩(wěn)定因素。樁錨支護(hù)高速公路工程中多采用“一樁一錨”布設(shè)方式，錨索抗拔力數(shù)值多采用小于300 kN荷載。本文以山東中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院綜合病房樓高速公路工程為例。該工程是采用“兩樁一錨”支護(hù)方案，增加了錨索抗拔力設(shè)計(jì)值，提高了錨索的使用效率;通過(guò)分析本工程的高速公路支護(hù)設(shè)計(jì)方案及施工中進(jìn)行的錨索試驗(yàn)及監(jiān)測(cè)等，本工程方案應(yīng)用效果很好，這可以為類(lèi)似高速公路工程提供借鑒意義。

1 工藝原理

本技術(shù)同步完成目前常規(guī)錨索施工中的造孔、錨索安裝、澆注等工序“三合一”：采用高壓旋噴錨桿鉆機(jī)，用帶噴嘴的無(wú)翼鉆機(jī)鉆進(jìn)，將預(yù)應(yīng)力錨桿固定在鉆桿前端位置在挖掘、下錨過(guò)程中，前端鉆頭噴嘴噴射清水，旋轉(zhuǎn)噴射切割土體，停止挖掘到設(shè)計(jì)孔的深處。然后，使鉆桿反轉(zhuǎn)，與高壓噴射水泥漿同步變更，使鉆桿在每個(gè)區(qū)段旋轉(zhuǎn)，退出到錨固區(qū)段與自由區(qū)段的邊界位置，此時(shí)形成比設(shè)計(jì)的孔徑大的錨固區(qū)段放大頭。卸下自由段鉆頭時(shí)，使用常壓水泥漿施加壓力，使錨索保持滿(mǎn)足設(shè)計(jì)直徑，然后旋轉(zhuǎn)鉆頭拔出鉆頭，直到拔出鉆頭。其施工過(guò)程主要包括預(yù)應(yīng)力錨索鉆進(jìn)、同步與錨固、擴(kuò)大錨桿注水等關(guān)鍵技術(shù)。

2 支護(hù)設(shè)計(jì)方案

（1）排樁：混凝土支撐樁直徑0.6 m，樁長(zhǎng)約16.1 m～19.6 m，樁間距1.2 m;采用節(jié)距強(qiáng)化，HRB400鋼材料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fyk=400 N/mm2。（2）錨索：長(zhǎng)度范圍為15.5 m～19.5 m，間距2.30 m，錨固孔的直徑則一般在130 mm左右，并采用2S21.6和3S21.6鋼索，錨索及水平角15°，錨索應(yīng)根據(jù)需要固定。腰梁則是采用的槽鋼，支撐板一般為200.5 m×200.5 mm厚度的鋼板。（3）漿材料：多使用水泥漿為主，混凝土的模型構(gòu)筑一般為P.O42.5，水與水泥的比例通常為1：2，第一次漿壓需要維持在0.3 MPa～0.6 MPa之間，二次漿壓不得低于1.5 MPa，水泥漿強(qiáng)度不得低于M20。（4）表面層：樁頂層鋼筋網(wǎng)按6布置。5 @ 300×300，噴砼一般都是C20，而支護(hù)樁在坡面方向的混凝土的厚度不能夠低于49.5 mm。

3 預(yù)應(yīng)力錨索裝置在高速公路強(qiáng)風(fēng)化高邊坡中的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 施工工序

待鉆孔實(shí)施后，開(kāi)始進(jìn)行注漿錨索的下一工序施工。首先，在施工之前，需要在距離錨索大約290 mm左右的位置上預(yù)設(shè)一個(gè)止?jié){塞，而鉆孔必須是一個(gè)形似喇叭口的形狀方便后續(xù)施工過(guò)程的順利進(jìn)行，同時(shí)在錨索的端頭上應(yīng)當(dāng)裹緊一定量的棉線(xiàn)這樣就可以幫助防滑。安裝時(shí)，保持錨索盤(pán)與巖面貼緊，每個(gè)鉆孔內(nèi)塞進(jìn)Z2335型樹(shù)脂藥卷4支，用輕質(zhì)錨桿將樹(shù)脂藥卷推向鉆孔底部，將錨索與樹(shù)脂藥卷一同注入孔底，攪拌旋轉(zhuǎn)30 s后停止運(yùn)轉(zhuǎn)，并撤下設(shè)備，錨固深度控制在1 500 mm。

3.2 放樣及定位

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃出的預(yù)應(yīng)錨索的3個(gè)基礎(chǔ)試驗(yàn)孔的定位點(diǎn)，SY1孔應(yīng)大概鉆孔到10.5 m，錨固的長(zhǎng)度則保持在5.7 m;SY2孔應(yīng)鉆入離地面大約12.8 m的位置，錨固長(zhǎng)度保持在7.8 m左右;SY3孔應(yīng)鉆入離地面大約14.6 m的位置，錨固長(zhǎng)度保持在9.7 m左右。3個(gè)試驗(yàn)孔SY1、SY2、SY3的孔軸線(xiàn)傾角均為180°。

3.3 錨索現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

錨索的施工質(zhì)量對(duì)于高速公路安全至關(guān)重要。本工程進(jìn)行了錨索現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，實(shí)施過(guò)程遵循《建筑高速公路支護(hù)規(guī)程》（JGJ120-2012）要求。錨索試驗(yàn)由兩個(gè)部分組成，第一部分是基本試驗(yàn)，第二個(gè)部分則是驗(yàn)收試驗(yàn)，這兩個(gè)試驗(yàn)主要是為了檢查錨索的抗拔承載力的最大值。本項(xiàng)目中基本試驗(yàn)錨索在現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽取，用于確定錨索抗拔承載力極限值，選取了3根;驗(yàn)收試驗(yàn)根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了30根操作試驗(yàn)，這是為了能夠準(zhǔn)確判斷錨索在抗拔承載力的檢測(cè)過(guò)程中是不是會(huì)出現(xiàn)變形等異常狀況，如果出現(xiàn)必須立刻更換和重新檢測(cè)。

3.4 錨索制作

電纜嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙制造，使用切割機(jī)制作錨索，嚴(yán)禁燒焊，切斷預(yù)留錨索不少于800 mm長(zhǎng)，準(zhǔn)備進(jìn)一步張力;為保證焊接質(zhì)量，防止焊接過(guò)程中電纜和螺母損壞，選用電極502，焊縫電流控制在160 A～200 A之間，焊接部位的殘馀渣應(yīng)及時(shí)從加工機(jī)中取出。精心設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力錨索布置得很整齊，以避免堆積供使用。

3.5 現(xiàn)場(chǎng)施工控制

首先需要進(jìn)行試驗(yàn)錨孔的鉆孔施工（實(shí)際鉆孔位置與設(shè)計(jì)鉆孔位置偏差不應(yīng)超過(guò)±10 cm），鉆孔所使用的鉆桿規(guī)格應(yīng)統(tǒng)一（直徑均為115 mm），鉆桿總長(zhǎng)度應(yīng)比設(shè)計(jì)孔深度多0.2 m，鉆孔完成后應(yīng)反復(fù)回鉆3～5次以確保孔底無(wú)殘?jiān)绊憣?shí)驗(yàn)結(jié)果;其次進(jìn)行錨索的安裝，錨索每個(gè)單元由2根順直等長(zhǎng)的無(wú)粘結(jié)鋼絞線(xiàn)對(duì)稱(chēng)布置組成，錨索安裝完成后應(yīng)在其上做明顯的標(biāo)記，這是為了保障錨索能夠準(zhǔn)確承重，在這之后才能夠進(jìn)行錨索注漿這一步驟。在試驗(yàn)開(kāi)始之前，必須對(duì)對(duì)整體設(shè)備包括錨墩等結(jié)構(gòu)進(jìn)行仔細(xì)的查驗(yàn)和預(yù)試用，這是為了讓錨墊板與錨索能夠處于一個(gè)垂直的狀態(tài)同時(shí)保證千斤頂與錨索是處在一個(gè)平行的狀態(tài)下，而對(duì)錨索的長(zhǎng)短單元方面必須時(shí)刻做好相應(yīng)的標(biāo)記和圖案;在一切準(zhǔn)備工作完成以后這才能開(kāi)始測(cè)試錨索的張力和拉力值。

4 結(jié)束語(yǔ)

高速公路邊坡支護(hù)預(yù)應(yīng)力錨索同步鉆進(jìn)、跟錨、注漿擴(kuò)大頭錨固施工技術(shù)，將目前常規(guī)錨索施工過(guò)程中的成孔、錨索安放、注漿等工序步驟“三合一”同步完成并形成擴(kuò)大頭錨固，提高了施工效率的同時(shí)，增加了錨固拉力，這是在傳統(tǒng)的工藝進(jìn)程中改造而來(lái)的更加適應(yīng)現(xiàn)階段社會(huì)發(fā)展的手藝，這既是一種新的發(fā)揚(yáng)也是一種對(duì)傳統(tǒng)的繼承，同時(shí)還對(duì)錨索施工的方方面面進(jìn)行了具有高可行性的補(bǔ)充，這項(xiàng)工藝值得繼續(xù)被傳承和推廣，讓它在歲月里逐步擴(kuò)展且價(jià)值。

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