公路高邊坡預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁施工技術(shù)

（福建貫方建設(shè)有限公司，福建 福州 350000）

摘要：本文以某高速公路工程為例，根據(jù)高邊坡施工條件，研究預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁施工技術(shù)，涉及抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索的關(guān)鍵施工工序及具體方法，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果分析高邊坡支護(hù)效果，評(píng)價(jià)預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁施工技術(shù)的可行性，同時(shí)提出錨索抗滑樁的施工質(zhì)量控制要點(diǎn)。實(shí)踐表明，在聯(lián)合應(yīng)用抗滑樁和預(yù)應(yīng)力錨索后，高邊坡的位移量被控制在許可范圍內(nèi)，預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁施工技術(shù)具有可行性。

關(guān)鍵詞：高速公路；高邊坡；預(yù)應(yīng)力錨索；抗滑樁；位移監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)：TU74" " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " " " " "文章編號(hào)：

Construction Technology of Prestressed Anchor Cable Anti-Slide Pile on Highway High Slope

HAN Gen

（Fujian Guanfang Construction Co.， Ltd.， Fuzhou Fujian 350000， China）

Abstract：Taking a highway project as an example， according to the construction conditions of high slope， this paper studies the construction technology of prestressed anchor cable anti-slide pile， involving the key construction procedures and specific methods of anti-slide pile and prestressed anchor cable， analyzes the supporting effect of high slope according to the monitoring results， evaluates the feasibility of the construction technology of prestressed anchor cable anti-slide pile， and puts forward the key points of construction quality control of anchor cable anti-slide pile. The practice shows that the displacement of high slope is controlled within the permissible range after the combined application of anti-slide pile and prestressed anchor cable， and the construction technology of anti-slide pile with prestressed anchor cable is feasible.

Keywords： expressway; high slope; prestressed anchor cable;slide-resistant pile; displacement monitoring

0 引言

預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁施工技術(shù)在公路邊坡支護(hù)中廣泛應(yīng)用，協(xié)同設(shè)置抗滑樁和預(yù)應(yīng)力錨索，提升樁體的抗滑力，共同保障邊坡滑體的穩(wěn)定性。預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁施工細(xì)節(jié)多、要求高，深入研究此項(xiàng)施工技術(shù)具有重要意義。因此應(yīng)確定施工要點(diǎn)，按規(guī)范施工預(yù)應(yīng)力錨索和抗滑樁，發(fā)揮出支護(hù)、加固的作用，保障高邊坡的穩(wěn)定性。

1 工程概況

福建省三明市某高速公路工程，邊坡主要分布在侵蝕、剝蝕的山區(qū)，最大高度36.8 m。深谷呈“V”型，切割深度變化明顯，侵蝕沖溝較為明顯。原地貌坡腳以強(qiáng)風(fēng)化泥巖層居多，開挖的擾動(dòng)導(dǎo)致邊坡缺乏穩(wěn)定性，同時(shí)軟弱層受上部荷載的影響而進(jìn)一步失穩(wěn)，影響高速公路施工安全和運(yùn)營安全。針對(duì)高邊坡的特殊性，工程采用預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁施工技術(shù)進(jìn)行處理，經(jīng)過加固后提升高邊坡的穩(wěn)定性。圖1為抗滑樁布置圖。

2 預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁施工技術(shù)

根據(jù)“修整坡面→測(cè)放樁位→開挖樁身→施工護(hù)壁→安裝鋼筋→澆筑混凝土→預(yù)埋錨具→成孔→安裝錨索→注漿→張拉→封錨”的基本流程施工預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁，有條不紊地完成高速公路高邊坡加固工作[1]。圖2為抗滑樁結(jié)構(gòu)剖面圖。

2.1 抗滑樁施工要點(diǎn)

2.1.1 施工準(zhǔn)備

在施工現(xiàn)場(chǎng)修筑便道，方便運(yùn)輸材料、機(jī)具；平整挖孔作業(yè)平臺(tái)，使平臺(tái)具有平整性和穩(wěn)定性；修整邊坡，清理松散的巖石和土塊；根據(jù)抗滑樁施工要求準(zhǔn)備材料和機(jī)具，檢驗(yàn)材料質(zhì)量、機(jī)具性能；抽調(diào)專員，組建高素質(zhì)的施工隊(duì)伍；采取安全防護(hù)措施，禁止無關(guān)人員在施工現(xiàn)場(chǎng)逗留。

2.1.2 測(cè)量放樣

參照基準(zhǔn)點(diǎn)和控制點(diǎn)，按圖紙要求測(cè)放抗滑樁的樁位，埋設(shè)護(hù)樁，設(shè)置醒目的樁位標(biāo)記；進(jìn)行復(fù)核，保證樁位的準(zhǔn)確性。

2.1.3 樁身開挖

1） 開挖前，采取施工現(xiàn)場(chǎng)地表截水、排水措施；開挖井口，井口上部2 m為鎖口，用C20混凝土澆筑40 cm的鎖口盤；開挖進(jìn)尺達(dá)到2 m后，及時(shí)設(shè)置鎖口，在孔口設(shè)置踢腳欄板，高出地面25 cm，起到攔截、防護(hù)的作用；每開挖1 m后，隨即采取護(hù)壁措施；根據(jù)開挖進(jìn)度適時(shí)降低錨頭側(cè)邊鎖口的高度，以免由于高度過大而導(dǎo)致樁頭錨索施工受到阻礙。

2） 開挖采取風(fēng)鎬和人工相配合的方法，從兩邊開始向中間間隔開挖。局部石質(zhì)堅(jiān)硬而無法用風(fēng)鎬開挖時(shí)，調(diào)整為風(fēng)槍鉆淺眼、松動(dòng)爆破的方案，嚴(yán)格控制爆破影響范圍，避免因爆破而導(dǎo)致井壁失穩(wěn)。人工裝碴，由吊車和卷揚(yáng)機(jī)提升，根據(jù)樁孔施工進(jìn)度及時(shí)出碴[2]。

3） 樁身開挖期間發(fā)生滲水后，需隨即支護(hù)孔壁，以井點(diǎn)降水法降低地下水位或集中排除。地下水豐富或土層松軟時(shí)，設(shè)置槽鋼、工字鋼等裝置，起到臨時(shí)支撐的作用，并鉆排水孔加速排水。加筋槽鋼的豎向間距為5.0 m，槽鋼間焊接形成矩形封閉網(wǎng)，并與護(hù)壁鋼筋網(wǎng)焊接至一體，整體澆筑在護(hù)壁內(nèi)。

4） 挖孔時(shí)，施工人員及時(shí)檢查樁孔的平面位置和尺寸，若有小幅度的偏差需隨即糾正。嚴(yán)格控制開挖進(jìn)尺，避免超挖、欠挖。

2.1.4 護(hù)壁施工

1） 護(hù)壁施工采用鋼模板和C30混凝土。樁身每開挖0.5 m～0.8 m時(shí)，隨即支模并澆筑護(hù)壁混凝土，分節(jié)段依次施工護(hù)壁，每節(jié)段的高度均為1 m，相鄰兩節(jié)搭接長(zhǎng)度為420 mm。滑動(dòng)面護(hù)壁內(nèi)需有臨時(shí)橫撐進(jìn)行支護(hù)，統(tǒng)一順滑坡方向布置，護(hù)壁分節(jié)位置不可在滑動(dòng)面、土層變化部位。混凝土澆筑時(shí)用串筒輔助下料，以防離析，澆筑后將混凝土振搗至密實(shí)狀態(tài)[3]。

2） 護(hù)壁配筋嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行，水平向鋼筋安裝困難時(shí)，可焊接或搭接綁扎4根鋼筋。每開挖一段樁身后，檢查上層護(hù)壁，修補(bǔ)受損部位。在鎖口與護(hù)壁上設(shè)置Φ14 mm豎向鋼梯，圍巖松軟、有水時(shí)，設(shè)置泄水孔加快排水。緊貼圍巖灌注護(hù)壁混凝土，若孔壁有松動(dòng)的石塊、土塊，需在清理干凈后再澆筑混凝土。

2.1.5 終孔檢查

樁孔開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，對(duì)比分析實(shí)際孔底巖層特性與設(shè)計(jì)資料，若有差異，如實(shí)告知監(jiān)理工程師，決定是否需要變更設(shè)計(jì)方案。若樁孔開挖質(zhì)量達(dá)標(biāo)同時(shí)孔底巖層與設(shè)計(jì)資料一致，鑿除護(hù)壁突出部分，清理護(hù)壁和井底的雜物，形成平整、穩(wěn)定的樁孔結(jié)構(gòu)，以便順暢下放鋼筋籠。

2.1.6 鋼筋籠加工與安裝

1） 井上加工鋼筋籠，井內(nèi)安裝。加工統(tǒng)一在指定加工廠完成，下料前確定接頭的位置，要求相鄰接頭錯(cuò)開35d（d為鋼筋直徑），焊接主筋接頭，部分鋼筋的直徑超過25 mm時(shí)，其接頭采取機(jī)械連接的方法。加工人員嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求控制加工尺寸，使鋼筋籠的形態(tài)、尺寸、穩(wěn)定性均達(dá)標(biāo)。

2） 在樁孔底鋪設(shè)厚度為10 cm的混凝土，再綁扎鋼筋。鋼筋交叉部位用鐵絲綁扎，也可點(diǎn)焊固定。沿著垂直于主筋的方向設(shè)置樁身的箍筋，交叉式箍筋的接頭可在箍筋與中間縱筋的交叉點(diǎn)處。交錯(cuò)布置墊塊，發(fā)揮出墊塊的防護(hù)作用，設(shè)置的混凝土保護(hù)層需滿足設(shè)計(jì)厚度要求。

3） 根據(jù)圖紙要求，預(yù)先安裝錨索預(yù)埋管，準(zhǔn)確控制錨索俯傾角，要求分布在抗滑樁內(nèi)的預(yù)應(yīng)力錨索位置準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠。

2.1.7 混凝土澆筑

1） 混凝土中的水泥強(qiáng)度不低于42.5，強(qiáng)度等級(jí)C30，水灰比不超過0.55，坍落度180 mm～220 mm，要求混凝土具有均勻性和流動(dòng)性。

2） 通過內(nèi)徑為250 mm的鋼導(dǎo)管灌注水下混凝土，相鄰兩節(jié)導(dǎo)管用絲扣連接，附帶墊圈以保證連接的嚴(yán)密性。首批混凝土量不可＜10 m3，需滿足首批混凝土灌注的用料要求。分層澆筑、振搗混凝土，連續(xù)澆筑0.5 m～0.7 m后用插入式振動(dòng)棒將混凝土搗固密實(shí)。

3） 在混凝土灌注過程中嚴(yán)格控制孔內(nèi)水頭高度，防止孔壁坍塌。根據(jù)混凝土灌注方量計(jì)算導(dǎo)管埋深，將實(shí)際埋深檢測(cè)結(jié)果與之進(jìn)行對(duì)比，若兩者一致，則提升導(dǎo)管。

2.2 預(yù)應(yīng)力錨索施工

2.2.1 鉆機(jī)就位

根據(jù)鉆孔要求，確定鉆機(jī)的位置，清理現(xiàn)場(chǎng)不穩(wěn)定土體及雜物，確認(rèn)孔口及周邊土地平整、穩(wěn)定后，安排鉆機(jī)就位。在坡面上測(cè)放錨孔孔位，要求孔位的縱橫向誤差±50 mm，高程誤差±100 mm。鉆機(jī)在運(yùn)行時(shí)需保持平穩(wěn)，鉆頭沿著預(yù)設(shè)軌跡向下鉆進(jìn)。

2.2.2 鉆進(jìn)成孔

鉆孔設(shè)備采用Gm-50型巖石潛孔鉆機(jī)，無水干鉆?？紤]到預(yù)應(yīng)力錨索施工深度范圍內(nèi)的巖土質(zhì)破碎，采取跟管成孔施工方法，防止塌孔，用作支護(hù)的套管在錨索施工完成后才可取出。根據(jù)地層特性和鉆機(jī)性能靈活控制鉆孔速度，鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后空鉆出土。預(yù)應(yīng)力錨索孔成型后，用高壓風(fēng)清孔，檢驗(yàn)錨索孔的孔位、孔深、孔徑、孔壁垂直度及孔內(nèi)沉渣量，確保各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求[4]。

2.2.3 錨索加工

錨索為壓力分散型錨索，搭配OVm15型錨具，封頭和斜托均用C30混凝土澆筑而成。根據(jù)尺寸要求，用砂輪機(jī)切割鋼絞線進(jìn)行下料，禁止氣焊或電弧燒斷。嚴(yán)格控制自由段長(zhǎng)度，包裹硬塑料套管，以免自由端有漿液流入。沿桿體軸線方向設(shè)置對(duì)中支架，布設(shè)間距為1.5 m～2.0 m。在插入鋼絞線時(shí)，孔口預(yù)留量≥100 cm。對(duì)鋼絞線采取防腐措施，防護(hù)材料包含環(huán)氧樹脂涂膜層、潤(rùn)滑脂保護(hù)層和PE塑膠保護(hù)層，形成集三層于一體的防腐體系。

2.2.4 錨索安裝

人工將加工廠加工成型的錨索抬運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，抬運(yùn)時(shí)加強(qiáng)防護(hù)，避免摔傷、碰撞。若錨索孔質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果無誤，則由人工將錨索推進(jìn)至孔內(nèi)，隨著錨索入孔而同步下放注漿管，最終平穩(wěn)地將錨索插至孔底。

2.2.5 錨索注漿

注漿材料采用強(qiáng)度為25 MPa、水灰比為0.4～0.45的水泥砂漿，注漿管與孔底的距離保持在100 mm～200 mm，注漿壓力≥0.3 MPa。隨著漿液注入量的增加，緩慢上拔注漿管，最終用漿液嚴(yán)密填充錨索錨固段。漿液量根據(jù)錨索注漿施工要求進(jìn)行控制，拌制、運(yùn)輸密切配合，保證漿液供應(yīng)充足。拌制漿液時(shí)，工作人員需要佩戴防塵口罩，以免吸入粉塵而危害健康；拌制漿液時(shí)，嚴(yán)格控制材料的用量，并充分拌和，保證漿液的均勻性；規(guī)范拌和方式，禁止將手伸入攪拌筒內(nèi)。水泥砂漿拌制完成后，及時(shí)用于注漿，以防固結(jié)。

2.2.6 張拉和鎖定

1） 鋼絞線夾持部位需保持干凈，夾持穩(wěn)定可靠，以免因滑脫而傷人；詳細(xì)檢查鋼絞線、錨具及夾片，要求布設(shè)位置準(zhǔn)確并且保持穩(wěn)定，在使用中無脫落傷人的情況。錨索張拉至設(shè)計(jì)荷載的0.9倍～1.0倍，確認(rèn)張拉力達(dá)到要求同時(shí)錨索無異樣后，進(jìn)行鎖定。

2） 錨索張拉分兩次進(jìn)行，第一次分五級(jí)張拉，依次為設(shè)計(jì)荷載的25%，50%，75%，100%，110%，前四級(jí)持荷穩(wěn)壓時(shí)間均為5 min，最后一級(jí)延長(zhǎng)至30 min。經(jīng)過第一次張拉后，鎖定48 h，做二次補(bǔ)償張拉，張拉至設(shè)計(jì)荷載的0.9倍～1.0倍后鎖定。張拉作業(yè)人員需及時(shí)檢查錨索，發(fā)現(xiàn)錨索斷裂或存在其他問題時(shí)隨即暫停張拉，分析原因并進(jìn)行處理。張拉數(shù)據(jù)均要得到完整的記錄，用于反映張拉效果。

2.2.7 封錨

補(bǔ)償張拉、鎖定后，切除多余的錨索，錨頭部位應(yīng)完整，再用M30砂漿封閉錨頭。

3 公路高邊坡位移量監(jiān)測(cè)及支護(hù)效果評(píng)價(jià)

根據(jù)邊坡坡頂X方向、Y方向位移監(jiān)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)高邊坡的穩(wěn)定性，檢驗(yàn)預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁施工技術(shù)的支護(hù)效果。水平位移觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)位置在下級(jí)邊坡支護(hù)坡頂，編號(hào)為C15，C16，C17，C19，C20，C21，C22，C23，根據(jù)各點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)繪制在不同日期的位移變化趨勢(shì)圖，如圖3～圖4所示。

根據(jù)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，下級(jí)邊坡坡頂位移量不可超過20 mm，而從圖1、圖2可知，X方向、Y方向的最大水平位移量分別為9 mm、14 mm，均未超過20 mm，X方向、Y方向的位移量在許可范圍內(nèi)，公路高邊坡具有穩(wěn)定性，表明本工程采用的預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁施工技術(shù)取得良好的應(yīng)用效果。

4 質(zhì)量控制要點(diǎn)

1） 錨索孔位放線，各方向允許誤差±5 cm。

2） 腳手架上安裝鉆機(jī)專用鋼管，擺放鉆機(jī)，用方向架放出錨索方位角，測(cè)角儀調(diào)整傾角，誤差要求：傾角±0.5°，方位角±1°。

3） 錨索孔徑誤差±2 mm。

4） 錨索安放要保證錨索孔壁的注漿厚度≥1 cm。

5） 砂漿須嚴(yán)格控制加水量和水灰比，灰砂比允許誤差為±0.03。

6） 自由段注漿必須待漿液溢出孔口穩(wěn)定1 min～2 min后，方可停止注漿，24 h后還需補(bǔ)漿，以確保注漿飽滿。

7） 監(jiān)測(cè)技術(shù)要求：①監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)應(yīng)在控制測(cè)量基礎(chǔ)上完成，具體點(diǎn)位按設(shè)計(jì)圖紙并根據(jù)邊坡區(qū)實(shí)際地形情況及地表變形跡象明顯處在現(xiàn)場(chǎng)具體確定。②施工期觀測(cè)頻率由監(jiān)理工程師根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定，每月觀測(cè)次數(shù)不少于3次，若發(fā)現(xiàn)異常變化，觀測(cè)周期應(yīng)縮短。③施工期除采用以上各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)外，還應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行巡視檢查，及時(shí)記錄變形體表面的裂縫、滲水、塌滑等。位移觀測(cè)出現(xiàn)陡增時(shí)，應(yīng)加密監(jiān)測(cè)，并加強(qiáng)巡視，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)反饋。⑤位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選定，測(cè)點(diǎn)應(yīng)建在變形體范圍之外，網(wǎng)點(diǎn)的高程采用施工的高程控制網(wǎng)并按二級(jí)水準(zhǔn)的要求聯(lián)測(cè)。固定點(diǎn)初始坐標(biāo)由施工控制網(wǎng)施測(cè)，位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)一等全測(cè)邊測(cè)角網(wǎng)觀測(cè)。

5 結(jié)語

綜上所述，高速公路工程中常涉及高邊坡加固工作，預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁施工技術(shù)屬于典型的加固技術(shù)，因具有布置靈活、效果良好、施工便捷等優(yōu)勢(shì)而在高速公路高邊坡支護(hù)中取得廣泛應(yīng)用。經(jīng)過本文的分析，提出預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁施工技術(shù)在某高速公路高邊坡支護(hù)中的應(yīng)用要點(diǎn)，位移監(jiān)測(cè)結(jié)果表明高邊坡穩(wěn)定可靠，該項(xiàng)施工技術(shù)具有可行性，可為類似的公路邊坡治理提供技術(shù)參考。

參考文獻(xiàn)

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編輯：楊洋

作者簡(jiǎn)介：韓根（1996.10-），男，陜西乾縣人，大專，從事公路工程施工方面的工作。

作者簡(jiǎn)介：韓 根（1996～），男，陜西省乾縣人，從事公路工程施工工作。