高速公路高邊坡預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁施工技術(shù)

李亞勝

(山西交控集團(tuán)太舊高速公路分公司，山西 太原 030031)

1 項(xiàng)目背景

此項(xiàng)目是山區(qū)高速公路工程，邊坡的最大高度是36.8 m，大部分邊坡位于侵蝕、剝蝕的山區(qū)，起伏比較大，侵蝕沖溝較為發(fā)育，深谷主要表現(xiàn)為“V”型，而且切割深度變化幅度相對(duì)偏大。結(jié)合地質(zhì)勘察報(bào)告可知，現(xiàn)場(chǎng)原地貌坡腳位置表現(xiàn)為強(qiáng)風(fēng)化泥巖層，在邊坡開挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，軟弱層受到上部荷載影響后就會(huì)發(fā)生變化，從而造成坡體結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。通過綜合分析以研究確定選擇預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁實(shí)施加固處治。

2 施工技術(shù)

2.1 抗滑樁施工

(1)施工準(zhǔn)備。結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況修建便道與修整邊坡，同時(shí)對(duì)挖孔平臺(tái)實(shí)施整平處理。

(2)測(cè)量放樣。結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容要求、基準(zhǔn)點(diǎn)以及控制點(diǎn)實(shí)施抗滑樁測(cè)量放樣，同時(shí)合理布設(shè)護(hù)樁，準(zhǔn)確標(biāo)記樁位與護(hù)樁，然后由項(xiàng)目監(jiān)理工程師負(fù)責(zé)樁位復(fù)核。

(3)樁身開挖。提前對(duì)孔口進(jìn)行整平處理，加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)地表截排水處治。對(duì)井口部位進(jìn)行開挖，其中井口上部的2 m位置建立鎖口，孔頂安裝40 cm鎖口盤，并澆注C20混凝土。待樁井開挖達(dá)到2 m后需要及時(shí)鎖口，孔口位置安裝安全踢腳攔板(高度是25 cm)。每開挖施工1 m就要進(jìn)行混凝土護(hù)壁施工，以確保安全。此外，在施工階段需要合理減小錨頭側(cè)邊的鎖口高度，以免對(duì)樁頭錨索施工造成不利影響。

(4)護(hù)壁施工。此項(xiàng)目護(hù)壁選擇的是C30鋼筋混凝土，模板為鋼模板。在混凝土澆注中以串筒方式進(jìn)行下料，確保振搗密實(shí)。在樁身開挖深度為0.5～0.8 m時(shí)，需要及時(shí)支模澆注混凝土護(hù)壁，各節(jié)段護(hù)壁的高度控制為1 m，上、下節(jié)段護(hù)壁之間以鋼筋方式進(jìn)行搭接(具體長度控制42 cm)。

(5)終孔檢查。由測(cè)量技術(shù)人員對(duì)開挖施工進(jìn)行檢查，待開挖施工到設(shè)計(jì)標(biāo)高之后，應(yīng)結(jié)合孔底巖層實(shí)際狀況對(duì)照設(shè)計(jì)方案確定是否需要變更設(shè)計(jì)，同時(shí)上報(bào)項(xiàng)目監(jiān)理工程師進(jìn)行檢查。若是滿足規(guī)定要求則要及時(shí)實(shí)施護(hù)壁與井底處理，將護(hù)壁中突出的部分進(jìn)行鑿除，同時(shí)清理護(hù)壁與井底中的雜質(zhì)，以確保鋼筋籠安裝質(zhì)量。

(6)鋼筋籠制作。選擇井上鋼筋籠制作、井內(nèi)鋼筋籠安裝的施工方式。通過加工廠進(jìn)行集中下料彎制，但是需要提前考慮接頭處理，確保相鄰鋼筋接頭部位錯(cuò)開35d(其中d代表的是鋼筋直徑)，以焊接方式進(jìn)行主筋接頭處理，若是鋼筋直徑大于25 mm，則各接頭選擇機(jī)械連接方式。從鋼筋籠內(nèi)增設(shè)“十字”支撐，注意錯(cuò)開混凝土澆注導(dǎo)管。在鋼筋綁扎施工之前需要從孔底鋪筑混凝土。鋼筋交叉點(diǎn)采用鐵絲進(jìn)行結(jié)實(shí)綁扎，若是需要就應(yīng)實(shí)施點(diǎn)焊處理。樁身箍筋和主筋處于垂直狀態(tài)，箍筋的交叉點(diǎn)應(yīng)處在鋼筋和樁角的豎向鋼筋交接點(diǎn)位置。鋼筋和模板之間安裝墊塊，且墊塊和鋼筋必須綁扎緊密。此外，抗滑樁中需要設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索，結(jié)合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求錨索俯傾角，提前安裝錨索預(yù)埋管。

(7)水下混凝土澆注。此項(xiàng)目樁身澆注采用的是C30混凝土，具體技術(shù)性能指標(biāo)詳見表1所示。水下混凝土以鋼導(dǎo)管(直徑φ=250 mm)方式進(jìn)行澆注，而導(dǎo)管連接主要采用墊圈絲扣方式。在混凝土澆注中實(shí)施分層搗實(shí)，連續(xù)性澆注0.5～0.7 m后需要通過插入式振動(dòng)棒實(shí)施密實(shí)振搗。此外，混凝土澆注中必須采取有效措施進(jìn)行控制，以免出現(xiàn)孔壁坍塌。每次導(dǎo)管提升之前需要根據(jù)混凝土澆注量，確保計(jì)算導(dǎo)管埋深與實(shí)測(cè)數(shù)值相符，否則禁止拔管，以免出現(xiàn)超拔現(xiàn)象。

表1 C30混凝土的技術(shù)性能指標(biāo)

2.2 預(yù)應(yīng)力錨索施工

鉆機(jī)就位及調(diào)整。在鉆孔施工之前需要對(duì)鉆機(jī)牢固性、孔口土層穩(wěn)定性等進(jìn)行檢查。根據(jù)設(shè)計(jì)基本要求從坡面中精準(zhǔn)定位錨孔，縱向與橫向誤差確?！堋?0 mm，高程誤差確保≤±100 mm，同時(shí)鉆孔方向和水平面、豎直面形成的夾角，應(yīng)確保與設(shè)計(jì)規(guī)定的角度偏差低于±1°。

成孔。此項(xiàng)目中成孔施工選擇的是巖石潛孔鉆機(jī)(具體型號(hào)是GM-50)，實(shí)施無水干鉆。項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)中的巖土較為松散、破碎，所以局部支護(hù)段應(yīng)選擇跟管成孔方式，以免出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，待鉆孔施工結(jié)束之后，暫時(shí)不要將套管拔出，確保錨索安裝完成才可以進(jìn)行拔出。需要結(jié)合鉆機(jī)性能參數(shù)與錨固地層條件合理控制鉆孔速度，當(dāng)鉆孔到設(shè)計(jì)要求深度之后應(yīng)進(jìn)行空鉆出土，以降低拔鉆桿阻力。此外，成孔后需要選擇高壓風(fēng)或是清水沖洗方式將孔內(nèi)雜物清理干凈。

錨索制作。此項(xiàng)目選擇的是壓力分散式錨索，其中錨頭型號(hào)是OVM15，斜托與封頭選擇的是C30混凝土進(jìn)行現(xiàn)澆，同時(shí)以砂輪機(jī)切割方式完成鋼絞線下料。順著桿體軸向以1.5～2.0 m為間隔距離建立對(duì)中支架，而自由段的長度必須滿足設(shè)計(jì)規(guī)定要求，通過硬塑料套管實(shí)施包裹，以免漿液從自由端進(jìn)入。在鋼絞線插入過程中，孔口的預(yù)留長度應(yīng)控制為100 cm。錨索采用的鋼絞線應(yīng)均勻涂抹一層環(huán)氧樹脂、潤滑脂以及PEPE塑膠，從而實(shí)現(xiàn)三層防腐處理。

錨索安裝。通過人工抬運(yùn)方式將錨索運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)提前檢查鉆孔質(zhì)量，保證無誤之后通過高壓風(fēng)實(shí)施吹孔處理，錨索選擇的是人工方式完成推進(jìn)，將錨索緩慢地插入到孔底，而且注漿管與錨索同步裝入。

錨索注漿。采用的水泥砂漿需要將水灰比控制在0.4～0.45，灰砂比控制是1∶1，確保墻體強(qiáng)度是25 MPa，注漿壓力應(yīng)保證≥0.3 MPa。在注漿施工階段，注漿管與孔底之間的距離控制在100～200 mm，同時(shí)注漿管需要與錨索同步下入孔底，然后隨著漿液的灌注慢慢將注漿管上拔，以確保錨索錨固段砂漿達(dá)到飽滿狀態(tài)。

張拉與鎖定。錨具安裝施工階段，需要將鋼絞線夾持位置清理干凈，以免滑脫造成傷人現(xiàn)象。錨索需要張拉到設(shè)計(jì)荷載要求0.9～1.0倍，然后結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)定要求實(shí)施鎖定。在錨索張拉階段應(yīng)確保錨索應(yīng)力≤錨索強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值0.75倍。此外，錨索張拉一共劃分成2次，首次張拉是5級(jí)，前4級(jí)具體是設(shè)計(jì)的25%、50%、75%以及100%，接著穩(wěn)定約5 min，然后第5級(jí)是設(shè)計(jì)應(yīng)力110%，確保穩(wěn)定時(shí)間為30 min，最后鎖定48 h之后實(shí)施二次補(bǔ)償張拉。錨索需要張拉到設(shè)計(jì)荷載要求的0.9～1.0倍，接著根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定要求實(shí)施鎖定。錨索張拉階段錨索應(yīng)力應(yīng)確?！?.75倍錨索強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。

封錨。待補(bǔ)償張拉鎖定完成之后，將多余錨索進(jìn)行切除處理，然后選擇M30砂漿實(shí)施錨頭封閉處理。

3 施工效果

此項(xiàng)目中的預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁根據(jù)設(shè)計(jì)要求、施工規(guī)范等嚴(yán)格施工，同時(shí)采取措施有效控制了影響要素，取得了較好的施工效果，錨索應(yīng)力符合設(shè)計(jì)規(guī)定要求，抗滑樁未出現(xiàn)位移，高邊坡結(jié)構(gòu)狀態(tài)穩(wěn)定。

4 總 結(jié)

結(jié)合高速公路工程項(xiàng)目實(shí)際情況，從抗滑樁施工與預(yù)應(yīng)力錨索施工方面研究了高邊坡預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁技術(shù)。實(shí)踐表明，采用預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁技術(shù)合理、可行，顯著提升了高邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。