張宏偉

0 引言

在邊坡加固措施當(dāng)中，預(yù)應(yīng)力錨索是一種使用較為廣泛的施工方法。這種方法適用于加固坡度較陡，在施工過(guò)程中易產(chǎn)生滑塌的深路塹邊坡，與其他方法相比，預(yù)應(yīng)力錨索具有施工方便靈活、強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。目前，預(yù)應(yīng)力錨索已廣泛應(yīng)用于鐵路、公路工程的邊坡加固當(dāng)中。

1 工程概況

武九客車聯(lián)絡(luò)線站前工程DK12+727.5～DK12+810段右側(cè)邊坡地處剝蝕低丘，地形較陡，巖體為強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖，節(jié)理裂隙發(fā)育。一二級(jí)邊坡設(shè)計(jì)坡度為1∶1.25，坡頂最大高差34 m，框架梁預(yù)應(yīng)力錨索加固，總計(jì)93孔，一級(jí)邊坡錨索長(zhǎng) 20 m，二級(jí)邊坡錨索長(zhǎng)15 m，錨孔直徑110 mm，每孔3根鋼絞線，錨固段長(zhǎng)9 m。錨索體與水平面的夾角為20°，錨索豎向間距 3 m，沿線路縱向間距4 m，設(shè)計(jì)噸位300 kN。錨梁為C30鋼筋混凝土梁，縱梁為8 m與10 m兩種。

2 作用機(jī)理

預(yù)應(yīng)力錨索主要由錨固段、自由段和外錨段(張拉段)三部分構(gòu)成，外錨段由錨具和鋼筋混凝土框架梁組成。

錨索采用高強(qiáng)度低松弛的預(yù)應(yīng)力鋼絞線制作，自由段鋼絞線涂抹黃油，外套波紋管，錨固段每1 m間隔設(shè)置擴(kuò)張環(huán)，每?jī)蓚€(gè)擴(kuò)張環(huán)間用鐵絲綁扎以增大鋼絞線與漿體的摩阻力。錨固段作為錨索拉力的固定端應(yīng)嵌入穩(wěn)定的巖體中，通過(guò)灌注水泥砂漿使鋼絞線與穩(wěn)定巖體連為一體。外錨段通過(guò)錨具鎖定鋼絞線，并由錨梁將拉力分散至邊坡上，從而達(dá)到加固邊坡的效果。

3 施工工藝

3.1 施工器械

QZJ-100B型潛孔鉆、壓風(fēng)機(jī)、注漿泵、砂漿攪拌機(jī)、LC-3/300型千斤頂，千斤頂經(jīng)九江市計(jì)量所校驗(yàn)合格。

3.2 施工工藝及流程

預(yù)應(yīng)力錨索施工工序見圖1。

3.2.1 測(cè)量定位

由挖掘機(jī)分級(jí)開挖邊坡，人工配合修整坡面。根據(jù)預(yù)應(yīng)力錨索坡面布置圖，將錨孔位置準(zhǔn)確測(cè)設(shè)出來(lái)，錨孔位置誤差不超過(guò)±10 cm。

3.2.2 鉆孔

1)鉆孔前先搭設(shè)鉆機(jī)作業(yè)平臺(tái)，平臺(tái)要滿足承載要求，同時(shí)能保證在鉆機(jī)工作時(shí)有較好的穩(wěn)定性。根據(jù)測(cè)量點(diǎn)位固定并調(diào)整鉆機(jī)位置，傾角允許誤差在±2°以內(nèi)。2)鉆孔采用干鉆方式勻速鉆進(jìn)，在鉆進(jìn)過(guò)程中，根據(jù)高壓風(fēng)吹出來(lái)的巖粉記錄不同深度的地層狀況。在二級(jí)邊坡鉆孔過(guò)程中，當(dāng)?shù)?號(hào)～第9號(hào)孔鉆進(jìn)到8 m左右處時(shí)，作業(yè)人員發(fā)現(xiàn)吹出的巖粉為淡黃色，并伴有顆粒較大的原狀石塊混雜其中，判定前方進(jìn)入巖層破碎帶，發(fā)生了塌孔。此時(shí)立即停止作業(yè)，撤出鉆頭并插入導(dǎo)管，注入水泥和水玻璃混合漿，注漿壓力0.2 MPa，待24 h后重新鉆進(jìn)。3)孔深:為確保錨索錨固長(zhǎng)度，鉆孔深度要超出錨索設(shè)計(jì)長(zhǎng)度0.2 m。

3.2.3 清孔

鉆孔結(jié)束，逐根拔出鉆桿和鉆具。用一根聚乙烯管復(fù)核孔深，并以高壓風(fēng)吹孔，待孔內(nèi)粉塵吹干凈，拔出聚乙烯管，塞好孔口，防止雜物落入孔內(nèi)。

3.2.4 錨索制作安裝

錨索在鉆孔的同時(shí)于現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行編制，錨索采用3根杭州浙錨預(yù)應(yīng)力有限公司生產(chǎn)的高強(qiáng)度低松弛的預(yù)應(yīng)力鋼絞線(φ=15.24 mm)制作，經(jīng)江西鐵建工程檢測(cè)有限公司檢測(cè)，鋼絞線強(qiáng)度均大于1 860 MPa，符合設(shè)計(jì)要求。內(nèi)錨固段采用波紋形狀，張拉段采用直線形狀。鋼絞線截取長(zhǎng)度為錨固段+自由段+外露張拉段(1.5 m)。截好的鋼絞線平順地放在作業(yè)臺(tái)架上，量出內(nèi)錨固段和自由段長(zhǎng)度，分別作出標(biāo)記;在內(nèi)錨固段的范圍內(nèi)安裝擴(kuò)張環(huán)，間距1 m，兩擴(kuò)張環(huán)之間綁扎鐵絲一道;自由段涂強(qiáng)力防腐涂料，用波紋管穿套，內(nèi)涂黃油;最后，在波紋管兩端纏繞工程膠布封閉。

在向錨索孔裝索前，核對(duì)錨索編號(hào)是否與孔號(hào)一致，以免將15 m長(zhǎng)錨索放入20 m深的錨孔內(nèi)。確認(rèn)無(wú)誤后，再以高壓風(fēng)清孔一次，人工緩緩將錨索放入孔內(nèi)，用鋼尺量出孔外露出的鋼絞線長(zhǎng)度，計(jì)算孔內(nèi)錨索長(zhǎng)度，誤差控制在5 cm范圍以內(nèi)，確保錨固長(zhǎng)度。

3.2.5 注漿

注漿采用M40水泥砂漿，選用P.O52.5普通硅酸鹽水泥和中粗砂，水泥砂漿的水灰比通過(guò)試驗(yàn)確定為0.48∶1。漿液要攪拌均勻，隨攪隨用。錨索安裝時(shí)應(yīng)先將注漿管出口用膠布封住，以免阻塞。注漿采用孔底返漿法，注漿壓力保持在0.5 MPa左右。注漿結(jié)束前穩(wěn)定5 min～10 min，必要時(shí)可適當(dāng)加入添加劑。實(shí)際注漿量一般要大于理論注漿量，以錨具排氣孔不再排氣且孔口漿液溢出濃漿作為注漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)。如一次注不滿或注漿后產(chǎn)生沉降，要補(bǔ)充注漿，直至注滿為止。注漿完畢后，將自由端錨索用膠帶纏繞防止銹蝕。

3.2.6 施工錨梁

先采用跳槽方式開挖同一高度的錨梁基礎(chǔ)，清除浮土之后綁扎鋼筋，在插入鋼筋骨架的錨索自由段插入φ=110 mm的孔口PVC管，如遇錨梁鋼筋干擾，適當(dāng)調(diào)整鋼筋間距，預(yù)埋錨墊板，安裝模板，澆筑C30混凝土。在澆筑過(guò)程中，錨孔處橫縱1 m范圍內(nèi)的錨梁混凝土要振搗均勻。錨梁施工完成后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3.2.7 錨索張拉

當(dāng)水泥砂漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度(不少于10 d)，并且錨梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)，錨索才能進(jìn)行張拉。錨索張拉分五級(jí)進(jìn)行，各級(jí)張拉力分別為設(shè)計(jì)張力的25%，50%，75%，100%及110%，張拉前先計(jì)算出錨索各級(jí)張拉力對(duì)應(yīng)的千斤頂油壓表讀數(shù)，千斤頂壓力表與油泵的線性回歸方程如下:

其中，F(xiàn)為施加荷載值，kN;P為壓力表讀數(shù)，MPa。

對(duì)應(yīng)各級(jí)拉力為:75 kN，150 kN，225 kN，300 kN，330 kN;

計(jì)算出油壓表讀數(shù):6.9 MPa，13.3 MPa，19.8 M Pa，26.3 MPa，28.9 MPa。

張拉前，錨具安裝應(yīng)與錨墊板和千斤頂密貼對(duì)中，千斤頂軸線與錨孔及錨索體軸線在一條直線上，確保同軸承載均勻，必要時(shí)用鋼質(zhì)墊片調(diào)整。

張拉時(shí)，每級(jí)間隔2 min～5 min，最后一級(jí)間隔30 min，并分別記錄每級(jí)張拉時(shí)鋼絞線的伸長(zhǎng)量。錨具采用杭州浙錨預(yù)應(yīng)力有限公司生產(chǎn)的OVM15-3型錨具。

3.2.8 補(bǔ)張拉、鎖定及封錨

第一次張拉鎖定后30 d左右，進(jìn)行一次補(bǔ)償張拉以彌補(bǔ)錨索的預(yù)應(yīng)力損失。

通過(guò)補(bǔ)償張拉能減小預(yù)應(yīng)力損失。補(bǔ)償張拉后鎖定，從錨具量起，留出長(zhǎng)10 cm的鋼絞線，其余部分用機(jī)械切割。最后用水泥凈漿注滿錨墊板及錨頭各部分空隙，并用C30混凝土封錨。

4 結(jié)語(yǔ)

本工程高邊坡DK12+727.5～DK12+810段預(yù)應(yīng)力錨索施工，錨孔總計(jì)93孔，于2009年11月份完工。從現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)看，邊坡穩(wěn)定，未出現(xiàn)滑移現(xiàn)象，錨索結(jié)構(gòu)可靠，錨梁平順美觀，兩者結(jié)合的施工工藝符合要求，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

[1] GB 50330-2002，建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].

[2] TB 10414-2003，鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] 常瑞杰.預(yù)應(yīng)力錨索加固高邊坡施工技術(shù)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2004(7):18-19.