預(yù)應(yīng)力錨索在高邊坡防護(hù)中的應(yīng)用研究

李海濱

（湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司，湖南 長沙 410000）

就預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)來看，主要從邊坡土層抗剪強(qiáng)度入手，以錨索為支持來對壓力進(jìn)行傳遞。在高邊坡防護(hù)施工中，以預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)為支持，能夠增強(qiáng)地表強(qiáng)度，改善邊坡底層力學(xué)性能，緊密連接結(jié)構(gòu)與地層，提高滑移面的抗剪強(qiáng)度，滑坡幾率也明顯降低，因此在高邊坡防護(hù)中可充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力錨索的應(yīng)用價(jià)值。

1.預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)簡介

就預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)來看，錨固體的形成主要依靠水泥砂漿、巖石和錨孔底端，摩擦力存在于錨固體與孔壁之間，這就促進(jìn)了反作用力的形成，主動(dòng)應(yīng)力發(fā)生變化，自框架巖坡面向穩(wěn)定巖層轉(zhuǎn)移，得以實(shí)現(xiàn)有效加固，便于加強(qiáng)工程施工質(zhì)量控制。在公路工程建設(shè)中，以預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)為支持，能夠保證施工質(zhì)量與安全，提高公路工程的穩(wěn)定性，延長公路的使用壽命。公路高邊坡的特點(diǎn)在于，存在較大的高度與坡值，為確保施工設(shè)備選擇的合理性，需要就施工環(huán)境進(jìn)行具體分析。就鉆機(jī)來看，型號不同的鉆機(jī)其性能也存在顯著差異。YG800鉆機(jī)機(jī)身重量輕，但靈活性，施工效率高，可結(jié)合工程設(shè)計(jì)文件、工程實(shí)際及施工技術(shù)來對鉆機(jī)型號進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，保證施工質(zhì)量，減少不必要的成本消耗。

2.預(yù)應(yīng)力錨索在高邊坡防護(hù)中的具體應(yīng)用

高邊坡工程中，山體潛在滑體的下滑力超出抗滑力，會(huì)造成滑移與破壞。巖體較為堅(jiān)硬，斷層、節(jié)理、裂隙等軟弱結(jié)構(gòu)面極易出現(xiàn)剪切面。就土層來看，砂性土大多呈現(xiàn)出平面滑面，而黏性土呈現(xiàn)出圓弧狀滑面。若僅僅通過削坡或擋墻的方式很難真正實(shí)現(xiàn)加固，并且毫無經(jīng)濟(jì)性可言，而通過預(yù)應(yīng)力錨索的方式能夠?qū)Ω哌吰逻M(jìn)行加固，連鎖結(jié)構(gòu)與地層，促進(jìn)復(fù)合體形成，保證邊坡穩(wěn)定性，對拉力與剪力加以承受，滑移面抗剪強(qiáng)度得到明顯提升，山體位移也能夠得到有效阻止。

2.1 準(zhǔn)備工作

在高邊坡防護(hù)中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)，需要做好充分的施工準(zhǔn)備。在原材料準(zhǔn)備方面，需要測定原材料指標(biāo)性能，保證質(zhì)量可靠，滿足施工要求。鋼絞線、鋼筋、水泥、碎石等都是重要的施工材料，需要在使用之前開展規(guī)范測試，確保滿足力學(xué)要求，就材料進(jìn)行合理分類，以保證施工的規(guī)范化。材料準(zhǔn)備充分后，依照施工標(biāo)準(zhǔn)配比材料，評估材料性能，保證材料配比科學(xué)，促進(jìn)錨索施工的順利進(jìn)行。

在抗拔試驗(yàn)過程中，獲取錨索支護(hù)相關(guān)參數(shù)，以便科學(xué)制定預(yù)應(yīng)力錨索施工方案，為施工作業(yè)的有序進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。為確保設(shè)備具有良好的使用性能，需要在測試過程中進(jìn)行綜合分析，基于設(shè)備各項(xiàng)情況出發(fā)，有重點(diǎn)的測試設(shè)備加載、測量、反力等裝置，保證其性能參數(shù)符合工程要求，以確保施工規(guī)范有序進(jìn)行?；诠こ桃蟠_定具體測試方法，在錨索拉拔試驗(yàn)中，關(guān)注荷載等級增加與矛頭位移情況，保證荷載增加的有序性，就位移量進(jìn)行精準(zhǔn)測量，進(jìn)而確定工程參數(shù)，強(qiáng)化數(shù)據(jù)支持，保證施工的準(zhǔn)確性。

為促進(jìn)預(yù)應(yīng)力錨索施工的順利進(jìn)行，在預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)階段，需要把握工程項(xiàng)目實(shí)際情況，明確滑坡預(yù)應(yīng)力錨固力，找準(zhǔn)滑坡體具體方向并確定相關(guān)參數(shù)。施工中對工程預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)加以科學(xué)化應(yīng)用，通過實(shí)驗(yàn)確定施工方案的可行性，經(jīng)試驗(yàn)確定結(jié)果可靠性，這是控制預(yù)應(yīng)力錨固施工質(zhì)量的關(guān)鍵。

2.2 錨孔鉆孔

為確保高邊坡防護(hù)施工的順利進(jìn)行，在錨孔施工之前就腳手架進(jìn)行搭設(shè)，確保與工程施工承載力要求及牢固條件相符合。依據(jù)設(shè)計(jì)要求確定孔位，規(guī)范測量放樣，保證孔位精準(zhǔn)且符合要求。鉆機(jī)就位后，測量孔的方位角，基于設(shè)計(jì)要求控制鉆孔精度，鉆孔開孔偏差不可超出10cm，錨索孔入口偏差不可超出2.5°，與孔深相比，鉆進(jìn)長度孔斜偏差應(yīng)低于其2%。以風(fēng)動(dòng)干鉆法為支持進(jìn)行鉆孔，做好施工記錄，鉆孔直徑為110mm，鉆孔深度控制主要以鉆桿深度為支持，與設(shè)計(jì)孔深相比，鉆孔實(shí)際深度超出40cm左右。施工過程中為保證鉆孔質(zhì)量，以高品質(zhì)與高剛度的鉆桿為支持，導(dǎo)正器安裝間隔在5-8cm之間，令鉆具及鉆桿處于孔洞中間，以防范孔深孔洞傾斜。以JXY-2型羅盤測斜儀為支持，鉆進(jìn)5-8m后及時(shí)就孔斜進(jìn)行測量，就傾斜進(jìn)行糾正，確?？仔碧幱谠O(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)。待鉆孔深度滿足設(shè)計(jì)深度后，繼續(xù)鉆進(jìn)，以高壓空氣清除孔洞內(nèi)的積水及巖土等，提高孔壁清潔度，促進(jìn)漿體與巖壁有效粘結(jié)。待鉆孔完成后，及時(shí)檢查孔洞，確認(rèn)合格后安裝錨筋并規(guī)范注漿，切不可間隔過長時(shí)間，否則極易出現(xiàn)孔洞坍塌的情況。一旦發(fā)現(xiàn)孔洞坍塌，需停鉆，取出鉆桿后固結(jié)灌漿，確保漿體強(qiáng)度達(dá)標(biāo)，之后方可繼續(xù)實(shí)施鉆孔。

2.3 錨索制作安裝

以鋼絞線制作預(yù)應(yīng)力錨筋，要求鋼絞線強(qiáng)度較高，不可存在粘結(jié)情況，強(qiáng)度需達(dá)到1860MPa，單根鋼絞線由直徑5mm的7根鋼絲組成，以PVS塑料管道支架為輔件，管道材料中不可存在氯化物等，否則極易引起鋼材氫脆和腐蝕。以PVC增強(qiáng)塑料管為灌漿管材料，直徑25mm的灌漿管可對0.7MPa以上壓力進(jìn)行承受。基于工程要求對工作錨具進(jìn)行選擇，張拉錨具階段不可存在嚴(yán)重應(yīng)力集中。為避免材料出現(xiàn)嚴(yán)重變形，需在材料允許范圍內(nèi)控制工作應(yīng)力。結(jié)合工程實(shí)際出發(fā)，明確原材料規(guī)格、品質(zhì)對于工程耐久性、堅(jiān)固性等的影響，合理選擇施工方法，高度重視原材料質(zhì)量控制?；谠O(shè)計(jì)要求進(jìn)行下料，以砂輪機(jī)切割材料，合理預(yù)留鋼絞線長度，考慮到單元錨索長度差異，保證下料的規(guī)范性?；趶埨に囈蟪霭l(fā)，錨索下料階段實(shí)際錨索長度的計(jì)算公式為：L錨=L錨固段+L自由段+L張拉段。

基于設(shè)計(jì)要求計(jì)算錨固段長度，在將PE套管去除后，清理鋼絞線面層保護(hù)油脂，保證表面光亮，不可存在油膩感，有效保護(hù)裸露的雙絞線。編錨過程中，各部件安裝需嚴(yán)格依照施工圖紙進(jìn)行，保證錨索的平直性。以鉛絲綁扎錨索，將對中架安裝于錨索外側(cè)，鋼制或塑料對中架皆可，在鉆孔中居中放置錨索。組裝錨索后就孔洞進(jìn)行編號。待錨索編制后由監(jiān)理工程師簽字確認(rèn)，驗(yàn)收合格并發(fā)放合格證，運(yùn)輸及安裝階段錨索體不可出現(xiàn)死彎折，否則極易破壞隔離架與鋼絞線涂塑層，確保錨索制作安裝規(guī)范。

2.4 錨索注漿

為確保錨索注漿操作的規(guī)范化，一般以注漿管為輔助，確?？椎追禎{工藝，若注漿過程中灌漿比重等同于出漿管排漿比重，則需應(yīng)用屏漿措施。以水泥砂漿為支持開展灌漿操作，水灰比不超出0.4。錨固段膠體不可存在腐蝕，且應(yīng)當(dāng)具有早強(qiáng)與快凝特點(diǎn)，將膨脹劑添加于膠液中，切實(shí)改善錨固效果。將高效減水劑輔助性物質(zhì)加入到漿液中，能夠提高漿液的流動(dòng)性，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)漿，一旦灌漿施工受到其他因素影響而中斷，且中斷時(shí)間在1h以上，則需要重新進(jìn)行灌漿操作。待漿體滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%以上時(shí)，周邊切不可存在振動(dòng)或爆破等施工作業(yè)，以免對錨固質(zhì)量造成不必要的影響。

2.5 錨索地梁

在錨索注漿之后可開展錨索地梁施工，在這一環(huán)節(jié)需要妥善清理坡面，確保滿足施工要求，之后以C30混凝土為主要材料開展?jié)仓┕?。鋼筋制作過程中需錯(cuò)開鋼筋接頭，在鋼筋截面相同的情況下令其接頭數(shù)量低于鋼筋總數(shù)量的一半，一旦發(fā)現(xiàn)箍筋與錨索互相干擾，需合理調(diào)整箍筋間距，以便加強(qiáng)施工質(zhì)量控制?；炷翝仓^程中，需密切觀察錨孔周邊鋼筋情況，鋼筋密集的情況下需要開展規(guī)范振搗，這是提高澆筑施工質(zhì)量的關(guān)鍵。

2.6 錨索張拉與鎖定

為確保錨索順利張拉，需要準(zhǔn)確標(biāo)定設(shè)備位置，比如千斤頂?shù)?，就張拉噸位與壓力表變化曲線圖形進(jìn)行繪制。選擇適合的安裝錨具，就限位板、千斤頂及自動(dòng)工具錨進(jìn)行安裝，確保張拉器具安裝的規(guī)范化。張拉施工中需要把握預(yù)應(yīng)力鋼絞線的具體情況，做好預(yù)緊處理，確保錨索各段鋼絞線保持均勻受力，之后對整索進(jìn)行張拉。封孔灌漿之前檢測錨索鎖定厚度預(yù)應(yīng)力，確保達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力的90%，否則應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取補(bǔ)償措施，確保符合設(shè)計(jì)要求，提高預(yù)應(yīng)力效果，之后進(jìn)行封孔灌漿，確保預(yù)應(yīng)力錨固質(zhì)量可靠。

2.7 錨頭防護(hù)

待張拉鎖定之后，需把握錨索狀況，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)漿和封錨。找準(zhǔn)外錨頭關(guān)鍵點(diǎn)，以手砂輪切割機(jī)為主要設(shè)備，切除夾片后多出的鋼絞線，依照規(guī)范去除油和銹。封錨階段所采用的混凝土標(biāo)號應(yīng)當(dāng)與錨墩混凝土標(biāo)號一致，以防后期使用過程中出現(xiàn)銹蝕破壞的情況。

3.結(jié)語

現(xiàn)如今社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有序推進(jìn)，對于高邊坡防護(hù)工程也提出了較高的要求，以預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)為支持，能夠改善高邊坡防護(hù)施工質(zhì)量，提高邊坡的穩(wěn)定性。在區(qū)域復(fù)雜的地質(zhì)條件下，關(guān)鍵工程技術(shù)存在較大難度，在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)的應(yīng)用過程中，需要客觀分析現(xiàn)場條件，密切監(jiān)測坡體情況，保證各施工環(huán)節(jié)的規(guī)范化，保證預(yù)應(yīng)力錨索施工實(shí)效，改善高邊坡防護(hù)整體效果，維護(hù)整個(gè)工程項(xiàng)目的綜合效益。