黃榕武

(龍巖漳永高速公路有限公司)

預(yù)應(yīng)力錨索高邊坡加固施工工法

黃榕武

(龍巖漳永高速公路有限公司)

結(jié)合實例針對預(yù)應(yīng)力錨索高邊坡加固施工技術(shù)進(jìn)行了簡要論述，以供同仁參考。

工法特點;工藝原理;操作要點;質(zhì)量控制;應(yīng)用

1 工法特點

(1)錨桿支護(hù)技術(shù)在20世紀(jì)60年代起源于國外，預(yù)應(yīng)力錨索邊坡加固體系是在錨桿支護(hù)技術(shù)的結(jié)構(gòu)、材料和施工工藝進(jìn)行重大改革的基礎(chǔ)上而形成，該體系加固防護(hù)高邊坡受力合同、快速承載，實用性強(qiáng)、效率高，錨固強(qiáng)度大，主動防護(hù)，施工方便、工藝成熟。

(2)目前，國內(nèi)該體系施工尚無完整的闡述，而本工法基本詳盡、系統(tǒng)、全面地介紹了其材料、零件、施工機(jī)械及施工方法。

2 適用范圍

本工法適用于各種高陡邊坡工程、高壩工程、深基坑工程、地質(zhì)災(zāi)害防治工程及其特殊工程采用的預(yù)應(yīng)力邊坡加固工程的施工。

3 施工原理

在高邊坡逐級開挖且在坡面修整完后，按一定間距利用潛孔鉆鉆穿假想滑動土體至穩(wěn)定土體中一定深度形成錨索孔，孔道最里面的一段(在穩(wěn)定土體中)為錨固段，其余為自由段，把用無粘結(jié)鋼絞線加工好的錨筋體安插于孔道中，再用微膨脹水泥漿從孔底至孔口注漿飽滿，充滿整個孔道的水泥漿體凝固后與孔壁土體結(jié)合成整體，形成錨固體。然后在坡面上澆筑混凝土框架或豎梁，待其混凝土強(qiáng)度達(dá)到一定時，張拉預(yù)應(yīng)力錨索形成預(yù)應(yīng)力錨索防護(hù)加固邊坡。

當(dāng)采用的錨筋體為普通鋼絞線等材料制作而成時，注漿時采用止?jié){袋將自由段與錨固段分開來，第一次注漿只把錨固段注漿飽滿，等預(yù)應(yīng)力筋張拉后再對自由段進(jìn)行補(bǔ)漿填孔做防銹處理。

4 施工流程及其操作要點

錨索的張拉、鎖定:錨索張拉按設(shè)計次序分單元采用差異分步張拉法，根據(jù)設(shè)計荷載和錨筋長度計算確定差異荷載，錨索的預(yù)應(yīng)力在補(bǔ)足差異荷載后分5級按有關(guān)規(guī)范施加，即設(shè)計荷載的25%→50%→75%→100%→110%。考慮到地層松馳徐變等影響，采取對預(yù)應(yīng)力筋錨索進(jìn)行超張拉，超張拉值取設(shè)計荷載的10%，每一級荷載達(dá)到時要持荷5 min，最后一級持荷至觀測位移穩(wěn)定為止(10～15 min)，記錄張拉力和錨頭位移，按要求鎖定。錨索鎖定后48 h內(nèi)，若發(fā)現(xiàn)明顯的預(yù)應(yīng)力損失現(xiàn)象，則應(yīng)及時進(jìn)行補(bǔ)償張拉。下面以六孔三單元的壓力分散型錨索為例，張拉參數(shù)計算如下。

試驗孔張拉步驟:首先把所有的錨筋一起拉至A×fp的0.1～0.2倍使錨筋拉直，然后松開，隨后再采用循環(huán)加荷，每級加荷增量宜取A×fp的1/10～1/15。對于壓力分散型錨索，初始荷載宜取(0.1A×fp+差異荷載)。

下面以六束三單元壓力分散型錨索為例的差異荷載計算公式

式中:A為單根錨筋的截面積;A×fp為錨筋標(biāo)準(zhǔn)承載力;E為錨筋的彈性模量;L1、L2、L3為分別為一、二、三單元的錨索長度，且L1＞L2＞L3;ΔP1、ΔP2為分別為分步張拉之第一、第二級荷載增量。

表1 錨索基本試驗加荷等級與觀測時間表

錨孔張拉步驟。

(1)先把錨索一起張拉至設(shè)計荷載的15%，將鋼絞線拉直后松開;

(2)再將第一單元錨索拉至分步荷載P1，然后與第二單元錨索一起拉至對應(yīng)分部荷載P2，P1、P2數(shù)值如下

式中:P為設(shè)計荷載;L為錨索長度;ΔL為各單元錨索長度之差。

再加上第三組錨索，然后按分級張拉表中對應(yīng)荷載分級張拉。

表2 錨索分級張拉數(shù)據(jù)表

5 材料與設(shè)備

(1)鋼絞線:低松馳高強(qiáng)度無粘結(jié)鋼絞線，應(yīng)符合ASTM A416-92a。

(2)普通鋼筋采用Ⅰ級鋼筋和Ⅱ級鋼筋，符合GB1499-79要求。

(3)主要設(shè)備:潛孔鉆機(jī)、空壓機(jī)、注漿機(jī)、千斤頂。

6 質(zhì)量控制

6.1 工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

壓力分散型錨索加固高邊坡工程施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)暫無完全對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，暫按《公路工程質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ071-2004)參加執(zhí)行。

表3 錨索加固高邊坡工程允許偏差表

6.2 質(zhì)量保證措施

(1)建立質(zhì)量保證體系。實行崗前培訓(xùn)制，持證上崗。進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，按操作流程施工。

(2)詳細(xì)閱讀圖紙，體會設(shè)計意圖，在地層揭露后實際情況可能與設(shè)計預(yù)估不一致時，應(yīng)及時調(diào)整。

(3)錨索工程屬隱蔽工程，做事力求精細(xì)，每道工序在施工過程中做好控制和工后進(jìn)行檢查，合格后方可進(jìn)行下一道工序。

(4)鉆孔過程中，對破碎的巖層或土夾石層極易卡鉆，必須嚴(yán)密注意地層變化，及時調(diào)整鉆進(jìn)速度和鉆壓。

(5)注漿作業(yè)應(yīng)連續(xù)緊湊，中途無故不得中斷，使注漿工作在初始注入的漿液仍具有塑性的時間內(nèi)完成。若注漿量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論注漿量而孔口還沒出漿時，可先停頓1～3 h后再注漿，直至注漿口出漿為止。

7 安全、環(huán)保措施

(1)嚴(yán)格遵守國家有關(guān)安全法規(guī)和相關(guān)制度，建立預(yù)防為主，安全第一的方針，實行安全生產(chǎn)責(zé)任制，人人懂安全、管安全的意識，防范于未然。

(2)原則上嚴(yán)禁上下層同步作業(yè)。對施工中的坡面要進(jìn)行穩(wěn)定性觀測，避免出現(xiàn)坡體滑移、塌方造成安全事故，特別在雨后要加強(qiáng)觀測，建立完善的觀測預(yù)警機(jī)制。

(3)高邊坡錨索施工是高空坡面作業(yè)，應(yīng)注意腳手架和工作平臺的受力和穩(wěn)定性。

(4)遵守國家想關(guān)的環(huán)保法律法規(guī)和地方的規(guī)章制度及業(yè)主對環(huán)保的要求。

(5)加強(qiáng)環(huán)保學(xué)習(xí)，提高環(huán)保意識。成立環(huán)保機(jī)構(gòu)，制訂環(huán)保目標(biāo)和落實環(huán)保目標(biāo)的措施和制度。

(6)棄渣及工程廢棄物按工程建設(shè)指定的地點和方案進(jìn)行合理的填埋或處理治。

8 效益分析

因高邊坡錨索往往邊坡相對較陡，能減少征地、用地，減少土石方開挖，保護(hù)環(huán)境，經(jīng)濟(jì)效益明顯。用錨索加固高陡邊坡，極大地改善了整個坡體穩(wěn)定性，對今后道路運營階段有安全保證，有較大的社會效益。

9 應(yīng)用實例

(1)永春至永定高速公路永定下洋段，主線全長30.5 km，路基土石方約1 000萬m3，2011年底建成通車。全線高陡邊坡32處，最高邊坡有13級，約106 m，均采用預(yù)應(yīng)力壓力分散型錨索加固。

(2)漳永高速公路龍巖段，路線全長為79.85 km。路基土石方2 359萬m3。2011年開工建設(shè)。全線有高陡邊坡101處，最高邊坡約60 m/8級，均采用預(yù)應(yīng)力壓力分散型錨索加固。

從以上兩條高速公路的高陡邊坡施工過程或施工后進(jìn)行的觀測結(jié)果表明，壓力分散型錨索加固高陡邊坡是可行可靠的。

壓力分散型錨索加固高陡邊陡，能使邊坡坡率減緩，節(jié)約用地，大大地減少土石方的開挖，經(jīng)濟(jì)效益明顯。因壓力分散型錨索結(jié)構(gòu)合理，受力較好，加固可靠，變被動防護(hù)為主動防護(hù)，極大的改善了建成后高陡邊坡受水毀的可能性，有力的保障了道路運營的邊坡安全性。

U418.9

C

1008-3383(2012)02-0056-02

2011-11-05

黃榕武(1976-)，男，研究方向:路橋。