◎ 李志強(qiáng)　四川省核工業(yè)地質(zhì)局二八一大隊(duì)

高速公路高邊坡工程中預(yù)應(yīng)力錨索的施工技術(shù)

◎ 李志強(qiáng)四川省核工業(yè)地質(zhì)局二八一大隊(duì)

在高速公路邊坡施工中，預(yù)應(yīng)力錨索是一種常用的施工技術(shù)，通過(guò)利用錨索技術(shù)不僅可以保證公路的施工質(zhì)量，同時(shí)也可以降低洪水、地震、自然災(zāi)害等對(duì)公路結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成的影響。本文以實(shí)際工程為例，對(duì)錨索的施工工藝進(jìn)行了介紹，對(duì)錨索施工工藝的控制要點(diǎn)進(jìn)行了探討，保證了邊坡工程的施工質(zhì)量。

邊坡工程 預(yù)應(yīng)力錨索 錨索張拉

1.工程概況

某公路標(biāo)段所處地區(qū)地貌為風(fēng)化侵蝕丘陵河谷地貌，表層結(jié)構(gòu)為殘破礫質(zhì)黏土，下部為粗粒結(jié)構(gòu)，節(jié)理發(fā)育，地下水主要以基巖裂隙水為主。此外路段邊坡非常的陡峭，邊坡高度達(dá)。坡腳應(yīng)力比較集中，巖體強(qiáng)度小，結(jié)構(gòu)松散，為了保證邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)使用預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行加固處理。安裝錨索前需要封堵孔口，避免雜物和碎屑落入鉆孔內(nèi)部。

2.錨索成孔施工技術(shù)

（1）結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況和地質(zhì)環(huán)境，成孔采取水鉆。其中錨索成孔的各項(xiàng)施工參數(shù)直接影響著施工質(zhì)量，因此在實(shí)際施工過(guò)程中必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，要求錨索成孔孔徑大小為150mm，孔位水平方向偏差與垂直方向偏差為±50mm，其中預(yù)應(yīng)力錨索鉆孔傾角要求為15°，而傾斜度偏差必須控制在3%以內(nèi)，同時(shí)孔深必須超過(guò)設(shè)計(jì)深度的0.5m，完成鉆孔后還需要進(jìn)清孔，確?？變?nèi)所有泥漿殘物清理干凈。

（2）完成鉆孔后需要采用探孔裝置度對(duì)鉆孔深度進(jìn)行探查，如果探孔裝置能夠直接伸入孔底，并且鉆孔深度完全滿足施工設(shè)計(jì)要求，完成鉆孔驗(yàn)收后便可以開(kāi)展錨索安裝工作。

3.錨索主要施工技術(shù)

3.1錨索制作工藝

錨索制作共分自由段制作、錨固段制作、二次注漿管制作三部分。

（1）選料。錨索體選用表面無(wú)損傷、銹污的鋼絞線，不得使用表面有焊痕的鋼絞線。

（2）下料。錨索下料長(zhǎng)度需要達(dá)到最短張拉長(zhǎng)度的要求，可以根據(jù)下述公式進(jìn)行計(jì)算：

式中：L 指的是錨索下料長(zhǎng)度，單位為（m）；L0指的是設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，單位為（m）；a 指的是外錨頭厚度，單位為（m）；b 指的是錨具總長(zhǎng)度，包括螺母、鋼墊板、千斤頂?shù)?，單位為（m）。下料過(guò)程中，使用砂輪切割機(jī)對(duì)鋼筋進(jìn)行切割。

3.2錨索安裝

（1）使用高壓水泵清理鉆孔，直到泥漿清理干凈為止。

（2）安裝錨索體的過(guò)程中，使用鐵絲將注漿管一端和錨索底端綁扎，不能綁扎太近，避免注漿管在注漿過(guò)程中斷裂，同時(shí)也不能綁扎太松，避免下錨受到鋼絞線彎曲擠壓產(chǎn)生脫落現(xiàn)象。

（3）在下錨過(guò)程中應(yīng)將錨索體底端放置到孔內(nèi)，然后再通過(guò)人工方式將錨索體緩緩?fù)迫肟變?nèi)，以免用力過(guò)猛導(dǎo)致鋼絞線彎曲。

（4）嚴(yán)格控制下錨深度：當(dāng)錨索體完全進(jìn)入孔底之后，需要嚴(yán)格控制外露部分在1.5～2m范圍內(nèi)，從而保障錨固段的長(zhǎng)度。

3.3錨索注漿

（1）對(duì)錨索進(jìn)行注漿時(shí)可以采取水灰比例大約為0.4～0.5的普通硅酸鹽水泥，再使用標(biāo)號(hào)為42.5的水泥凈漿，同時(shí)還可以添加適當(dāng)劑量的外加劑。

（2）采取二次注漿工藝展開(kāi)錨索注漿工作，其中一次注漿壓力需要控制在0.5～0.8MPa范圍內(nèi)，二次注漿壓力控制為2.5MPa，當(dāng)一次注漿完成2h后再開(kāi)展二次注漿工作。一次注漿的主要目的是注滿鉆孔，當(dāng)鉆孔漿液移溢出便可以停止注漿操作，然后使用止?jié){塞封住孔口。經(jīng)過(guò)2h后再進(jìn)行二次注漿，此時(shí)一次注漿水泥漿尚未凝固，但實(shí)際上孔內(nèi)已經(jīng)逐漸形成浮水。

在二次注漿過(guò)程中，首先需要使用高壓擠裂二次注漿孔眼的密封膠布，促使水泥漿通過(guò)PVC管孔眼高壓滲透到原水泥漿體及土體內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)密實(shí)注漿體的目的。同時(shí)，一次注漿孔內(nèi)形成的浮水時(shí)在高壓水泥漿作用也會(huì)被排出孔外，從而確保原注漿體越來(lái)越飽滿。

表1　錨索張拉荷載分級(jí)及觀測(cè)時(shí)間表

（3）對(duì)于錨索需要使用底部壓力注漿法進(jìn)行注漿，慢慢拔出注漿管，確保注漿管端頭位于注漿液內(nèi)部。同時(shí)需要持續(xù)注漿，確保漿液飽滿。

（4）確保攪拌水泥漿的水不能含有其他影響水泥凝結(jié)的有害化學(xué)物質(zhì)，并且不允許使用污水?dāng)嚢杷?，然后在出凝前用完水泥漿。

（5）確保注漿泵的運(yùn)行壓力滿足施工設(shè)計(jì)的基本要求，同時(shí)還要對(duì)輸漿中管路損失帶來(lái)的影響進(jìn)行綜合考慮，確保注漿壓力符合標(biāo)準(zhǔn)值。

（6）在實(shí)際注漿中應(yīng)隨時(shí)觀察注漿量和注漿管的狀況，如果發(fā)生注漿量減少和注漿管爆裂等現(xiàn)象，應(yīng)立即拔出桿體和注漿管，然后更換注漿管，再將桿體下放。如果注漿已經(jīng)超過(guò)初凝時(shí)間應(yīng)當(dāng)要立即清理注漿孔，然后再將桿體下放，再進(jìn)行注漿。

（7）在實(shí)際注漿過(guò)程中需要詳細(xì)記錄注漿孔的水泥用量，并用作注漿依據(jù)。

3.4錨索張拉技術(shù)

（1）錨索張拉的設(shè)備。嚴(yán)格按照施工和試驗(yàn)要求，選擇OVM錨具和YCW150液壓千斤頂，并選用ZB4/500型油泵用作液壓動(dòng)力源。

（2）錨索張拉操作。錨桿張拉必須按照施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)展開(kāi)張拉工作，利用張拉設(shè)備促使桿體自由段發(fā)生彈性變形，并產(chǎn)生錨固結(jié)構(gòu)要求的預(yù)應(yīng)力值。

①做好張拉前的準(zhǔn)備工作。錨索在張拉前應(yīng)當(dāng)要先校驗(yàn)和標(biāo)定張拉設(shè)備，并對(duì)液壓表上的拉力值進(jìn)行換算，然后按照操作規(guī)范安裝夾片工作錨板和夾片，確保錨板和錨墊板盡量在同軸范圍內(nèi)，再根據(jù)鋼絞線規(guī)格進(jìn)行限位板安裝。在安裝千斤頂?shù)倪^(guò)程中需要確保前端止口與限位板對(duì)準(zhǔn)。在安裝工具錨過(guò)程中需要注重工具錨必須要對(duì)正張拉端錨具，避免工具錨和張拉錨具產(chǎn)生扭絞。除此之外，還需要將退錨靈涂抹在工具錨夾片表面與錐孔表面。

②進(jìn)行錨索張拉操作。根據(jù)表1設(shè)計(jì)軸向拉力值拉伸錨索，確保束體平直并和其他部位緊密接觸，將25%設(shè)計(jì)軸向拉力值用作初張拉力，記錄張拉數(shù)值。針對(duì)于最后一級(jí)需要穩(wěn)定觀測(cè)10min，然后按照設(shè)計(jì)需求鎖定荷載數(shù)值，其中鎖定值是設(shè)計(jì)數(shù)值的70%，在48h內(nèi)沒(méi)有產(chǎn)生松弛現(xiàn)象就可以展開(kāi)封錨操作。

③進(jìn)行抗拔實(shí)驗(yàn)。完成錨索張拉后需要進(jìn)行抗拔力試驗(yàn)，必須按照總數(shù)的5%，并且不能少于5根，其中張拉荷載是施工設(shè)計(jì)荷載的1.5倍。在抗拔試驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)取工程底層抗拔力數(shù)值，并對(duì)錨固長(zhǎng)度的安全性進(jìn)行驗(yàn)證。假設(shè)在灌注水泥漿75%以上的強(qiáng)度和臺(tái)座混凝土強(qiáng)度比15MPa大的條件下試驗(yàn)，通過(guò)循環(huán)加荷的方式進(jìn)行試驗(yàn)，其中初始荷載為10%的初始拉力，并且各級(jí)都要按照設(shè)計(jì)軸向極限荷載的10%進(jìn)行加載操作。若荷載等級(jí)<50%，則加荷速率≤20 k N/min，若荷載>50%，則加荷速率≤10kN/ min。完成加荷后每間隔10min就需要測(cè)量記錄張拉數(shù)值，測(cè)量次數(shù)為5次。加載等級(jí)高達(dá)80%，則2h內(nèi)錨頭移位增量是2.0mm，便可以開(kāi)展下一步荷載試驗(yàn)。

3.5鎖定錨索

根據(jù)鋼絞線股數(shù)選擇合適的錨具和夾片，根據(jù)操作規(guī)范從鋼絞線底部穿入錨具，并壓平鋼板，然后在把夾片壓進(jìn)錨具孔內(nèi)，使用鋼管壓緊夾片和錨具，并按照標(biāo)準(zhǔn)裝置千斤頂，再啟動(dòng)油泵進(jìn)行張拉，當(dāng)千斤頂和錨具已經(jīng)壓緊后，將其張拉至鎖定數(shù)值再回油，并將千斤頂拆卸下來(lái)。

4.結(jié)論

綜上所述，通過(guò)利用預(yù)應(yīng)力錨索對(duì)公路邊坡進(jìn)行加固，有效提升了公路邊坡的穩(wěn)定性，解決了公路高邊坡穩(wěn)定性差、施工周期長(zhǎng)等方面的問(wèn)題，降低了施工干擾。在施工過(guò)程中，為了保證工程的施工質(zhì)量，需要工作人員組好準(zhǔn)備工作，根據(jù)工程的具體情況制定具體的施工措施，并引入性能比較強(qiáng)的材料和設(shè)備，對(duì)技術(shù)進(jìn)行完善，使預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)的作用可以充分發(fā)揮出來(lái)。

[1]劉效堯，朱新實(shí).預(yù)應(yīng)力技術(shù)及材料設(shè)備[M].北京：人民交通出版社，2000.

[2]王明環(huán).高等級(jí)公路施工技術(shù)與管理[M].北京：人民交通出版社，2001.