歐洲規(guī)范下預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝及質(zhì)量控制

葛秀娟

（中國鐵建國際集團(tuán)有限公司，北京 100855）

1 引言

隨著阿爾及利亞公共工程的發(fā)展，高邊坡和深基坑等需要強(qiáng)防護(hù)的工程不斷出現(xiàn)，預(yù)應(yīng)力錨索這種安全性較高的防護(hù)方式開始在阿爾及利亞被廣泛討論和使用。但由于阿爾及利亞采用歐洲規(guī)范，且相應(yīng)案例較少，對(duì)于使用不同標(biāo)準(zhǔn)的承包商而言，需要進(jìn)行深入研究，掌握包括材料選型、防腐級(jí)別、注漿工藝、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)等一系列施工項(xiàng)目，以保證和符合相應(yīng)施工質(zhì)量規(guī)范，并為類似工程提供參考。

2 工程概況

阿爾及利亞貝佳亞港口至東西高速阿尼夫互通連接線項(xiàng)目為設(shè)計(jì)施工總承包項(xiàng)目，該項(xiàng)目的建設(shè)將成為BEJAIA港口新的快速通道，以便利于港口貨物能夠快速地運(yùn)抵東西高速公路及周邊地區(qū)，可以提高整個(gè)SOUMMAM區(qū)域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位和實(shí)力，同時(shí)，緩解目前的交通干道堵塞狀況，整個(gè)項(xiàng)目分為3個(gè)標(biāo)段（S1~S3），全長(zhǎng)100 km。PK44+850~PK45+500挖方段項(xiàng)目最高邊坡為7級(jí)，泥灰?guī)r風(fēng)化程度不同，但大部分節(jié)理發(fā)育，承載能力受飽水、失水交替及暴露時(shí)間長(zhǎng)短影響呈現(xiàn)極端分化。根據(jù)阿爾及利亞抗震規(guī)范RPOA2008（Regles Parasismique applicables au domaine des Ouvrages d’Art2008），該工程區(qū)被劃分為Ⅱa類，用于工程設(shè)計(jì)參考的地震加速度系數(shù)a=0.20g。邊坡的整體穩(wěn)定性分析時(shí)，水平地震系數(shù)取值為Kh=0.5，a=0.1g，豎向地震系數(shù)取值為Kv=±0.3，a=0.03g。為此，在邊坡防護(hù)的設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)人員進(jìn)行了長(zhǎng)期的方案比選。最終基于泥灰?guī)r地質(zhì)的特殊性以及項(xiàng)目的整體安全性考慮，選擇采用錨索、錨桿以及肋板墻相結(jié)合的方式對(duì)本段邊坡進(jìn)行加固防護(hù)。該段總體挖方量為51.8萬m3，錨索施工邊坡使用長(zhǎng)25~40 m的預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)合肋板柱防護(hù)。如表1、圖1所示。

圖1 PK44+850~PK45+500段典型邊坡防護(hù)斷面圖（PK45+230）

表1 PK44+850~PK45+500段邊坡錨桿、錨索工程量

3 錨索施工工序

本段邊坡預(yù)應(yīng)力錨索加固主要包括鉆孔、錨索制作、錨索安裝、注漿、張拉錨固及檢驗(yàn)等有關(guān)施工作業(yè)工序（見圖2）。錨索采用高強(qiáng)度、低松弛的鋼絞線，力學(xué)性能符合設(shè)計(jì)圖和相關(guān)的規(guī)范要求，錨索在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中應(yīng)妥善處理；錨具、灌漿材料、混凝土原材料均應(yīng)符合圖紙要求及相關(guān)規(guī)范規(guī)定。

圖2 錨索施工工藝流程圖

3.1 材料質(zhì)量

1）錨索：采用高強(qiáng)度、低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，直徑15.2 mm，強(qiáng)度為1 860 MPa。

2）錨具系統(tǒng)：采用德國Dywidag系統(tǒng)。

3）自由端套管：采用PE管，一方面防止錨索腐蝕，另一方面將錨索與漿體隔離。

4）波紋套管：采用高強(qiáng)度PVC管，一方面防止錨固段錨索腐蝕，另一方面保證錨固力的有效傳遞。

5）注漿管：分為內(nèi)、外注漿管和壓力注漿管，其中內(nèi)、外注漿管采用PVC管，壓力注漿管采用橡膠管。

6）其他配件：導(dǎo)向帽、對(duì)中架等

上述材料均需滿足歐洲相關(guān)規(guī)范。

3.2 錨索加工

1）錨索在阿爾及利亞要具備相關(guān)資質(zhì)，且需在專業(yè)加工廠進(jìn)行統(tǒng)一加工。

2）鋼絞線鋼按設(shè)計(jì)施工圖紙所示尺寸下料，下料前檢查鋼絞線表面，不生銹無損傷方才使用。用砂輪切割機(jī)切斷鋼絞線，切口整齊無散頭，絕不允許使用乙炔氧氣焊法和電弧焊法來切斷鋼絞線，以免鋼絞線局部回火使物理性能降低。

3）嚴(yán)格控制錨固段和自由端的長(zhǎng)度，錨固段鋼絞線去皮洗油，自由段鋼絞線涂抹防腐和防銹涂料，待防銹涂料干燥后均勻涂抹足夠潤滑油之后立即套入PE管。

4）加工好的錨索采用大型自卸貨車運(yùn)輸，運(yùn)輸過程中為防止錨束彎曲、扭轉(zhuǎn)和損傷，到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)用吊機(jī)配合人工的方式進(jìn)行卸錨。

3.3 錨索防腐

根據(jù)歐洲EN 1537:1999Execution of Special Geotechnical Work Ground Anchors規(guī)范要求，錨索防腐通使用過塑料管和包層、骨架永久包層、水泥或樹脂灰漿、防腐產(chǎn)品的方法可以得以實(shí)現(xiàn)。材料應(yīng)符合相關(guān)產(chǎn)品歐標(biāo)特別需要注意。在儲(chǔ)存、運(yùn)輸以及安裝期間應(yīng)注意持續(xù)防水、抗老化破碎以及防紫外線。

觀察組及對(duì)照組患者治療總有效率分別為90.77%、73.85%，觀察組明顯高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

本項(xiàng)目錨索防腐措施如下：

1）固定段錨索采用塑料波紋進(jìn)行防腐。

2）自由段錨索采用PE套管進(jìn)行防腐。

3.4 錨索鉆孔及安裝

1）定位：嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行邊坡開挖，并按照設(shè)計(jì)錨索進(jìn)行定位。

2）鉆孔：錨索鉆孔應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)錨索角度進(jìn)行鉆孔，并用高壓風(fēng)吹孔，待孔內(nèi)粉塵吹干凈，塞好孔口，防止污染[1]。

3）穿錨束：在錨束穿索前，用高壓力風(fēng)吹除錨孔內(nèi)積水，直至孔內(nèi)無積水后方可安裝錨束。入孔采用人工輔以機(jī)械方法進(jìn)行，錨束入孔時(shí)，應(yīng)保持均勻、水平送入，并且由專人在一旁監(jiān)督，防止入孔彎曲過大，以及出現(xiàn)錨索扭轉(zhuǎn)的情況，以確保錨索順暢進(jìn)入。

3.5 錨索注漿

在歐洲規(guī)范下，由于是采用PE管對(duì)自由段進(jìn)行防腐，因此，不需要在自由段和錨固段的分界處設(shè)置止?jié){塞，可以正常進(jìn)行注漿，同時(shí)由于采用波紋管對(duì)錨固段進(jìn)行防腐，因此，需要對(duì)波紋管內(nèi)外分別注漿。所以，該施工工藝下，錨索注漿分為內(nèi)部注漿、外部注漿、二次壓力注漿3個(gè)過程，以保證錨索的錨固力以及防腐蝕性能。

1）內(nèi)部注漿：采用內(nèi)部注漿管進(jìn)行注漿，漿液由孔底注入，空氣由錨索孔排出后，壓力為0.4~1.0 MPa，漿液嚴(yán)格按照水灰比要求一般為0.5。

2）外部注漿：采用外部注漿管進(jìn)行注漿，漿液由孔底注入，空氣由錨索孔排出后，壓力為0.4~1.0 MPa，漿液嚴(yán)格按照水灰比要求一般為0.5。

3）二次壓力注漿：采用高壓注漿管進(jìn)行注漿，二次注漿管采用管壁能承受≥3.0 MPa壓力的橡膠管，在錨索錨固段范圍內(nèi)間隔設(shè)置環(huán)向開口，環(huán)向開口由橡膠膠帶進(jìn)行臨時(shí)封閉，壓力注漿過程中橡膠膠帶將被沖破，并實(shí)施補(bǔ)充注漿；二次注漿在外部重力注漿40 min后開始，一方面是為了對(duì)第一次重力注漿的空隙進(jìn)行填充，擠壓進(jìn)入巖層裂縫，另一方面是對(duì)重力注漿形成的錨固圓柱體進(jìn)行劈裂，較大的開口壓力使得圓柱錨固體形成紡錘狀固結(jié)體，從而改善錨固段周圍巖土體的力學(xué)特性，大幅提高錨固土體的穩(wěn)定性。

3.6 肋板和底座施工

肋板和底座施工采用混凝土，主要把錨具的集中荷載傳遞到巖面。由于一般情況下孔口巖面不會(huì)與錨索軸線垂直，所以，肋板墻和底座還具有調(diào)整巖面受力方向的作用。

3.7 錨索試驗(yàn)

1）張拉設(shè)備，張拉使用液壓千斤頂YKD18型和YCW150型。錨束單根預(yù)緊張拉，用YKD18型。錨索整體的張拉用1 000 kN級(jí)的YCW150型[2]。錨索的張拉設(shè)備和儀器定期到指定部門進(jìn)行性能檢定和標(biāo)定，標(biāo)定間隔不超過6個(gè)月。錨索注漿和承壓墊的混凝土未達(dá)到設(shè)計(jì)施工圖紙的強(qiáng)度的80%，不得進(jìn)行張拉。

2）錨索張拉，根據(jù)歐洲規(guī)范要求，錨索驗(yàn)收試驗(yàn)設(shè)計(jì)拉力（Ts）的1.1倍，分6次加載，每次持續(xù)15 min，記錄伸長(zhǎng)量。遵循以下步驟進(jìn)行張拉：

第一次校準(zhǔn)拉力T0=0.1Ts；

第二次校準(zhǔn)拉力為0.25Ts，持續(xù)15 min；

第三次校準(zhǔn)拉力為0.5Ts，持續(xù)15 min；

第四次校準(zhǔn)拉力為0.75Ts，持續(xù)15 min；

第五次校準(zhǔn)拉力為1.0Ts，持續(xù)15 min；

第六次校準(zhǔn)拉力為1.1Ts，持續(xù)15 min。

張拉完成后計(jì)算錨索實(shí)際伸長(zhǎng)量，并與設(shè)計(jì)伸長(zhǎng)量進(jìn)行比較，誤差在5%~10%，符合規(guī)范。

3.8 監(jiān)控量測(cè)

圍巖的穩(wěn)定性狀態(tài)、安全施工、施工方案的制訂、施工管理都需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)。結(jié)合監(jiān)控量測(cè)，可以更好掌握地支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行，從而更好地對(duì)構(gòu)件的作用效果進(jìn)行掌握，確保高效、快速地進(jìn)行施工。

4 結(jié)語

本文通過對(duì)歐洲規(guī)范的研究以及對(duì)貝佳亞連接線錨索案例的分析，總結(jié)了歐洲規(guī)范下預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝和質(zhì)量控制過程。該工程在施工過程中得到了第三方監(jiān)理的驗(yàn)收，同時(shí)該邊坡未發(fā)現(xiàn)任何位移，施工效果得到了業(yè)主的認(rèn)可，為今后類似工程的施工和招標(biāo)提供了參考案例。