吳紅

（紅河州公路路政管理支隊(duì)，云南 蒙自 661100）

0 引言

公路邊坡防護(hù)工程在工程施工中具有重要作用。預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工技術(shù)現(xiàn)今已廣泛應(yīng)用于各類道路邊坡防護(hù)和填方工程中，主要由擋土板、樁和錨索等組成，在施工過程中根據(jù)具體情況選擇技術(shù)類型，施工完成后為公路邊坡的長期穩(wěn)定性和安全性提供了有力保障[1]。預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻技術(shù)的實(shí)施條件非常嚴(yán)苛，在工程實(shí)施過程中，需要準(zhǔn)確掌握施工條件，精確把握測量數(shù)據(jù)，否則容易造成公路邊坡坍塌、滑坡落石等危險(xiǎn)后果。在對公路邊坡實(shí)施防護(hù)的工程中，施工人員應(yīng)優(yōu)先調(diào)研實(shí)地情況，總結(jié)當(dāng)?shù)氐臍夂?、地質(zhì)、水文等條件，在此基礎(chǔ)上制定科學(xué)合理的施工計(jì)劃[2]。本文結(jié)合施工實(shí)例，將預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工技術(shù)應(yīng)用于公路邊坡防護(hù)中，具體闡述了該段公路邊坡的施工方案和過程。

1 工程概況

國道G219 李仙江至綠春段公路改建工程位于云南省紅河州綠春縣境內(nèi)，路線全長92.398km，在國家路網(wǎng)規(guī)劃中屬沿邊公路G219 云南省境重要路段。項(xiàng)目全線采用二級公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，其中起點(diǎn)至迷克段設(shè)計(jì)速度40km/h，迷克至大興鎮(zhèn)段設(shè)計(jì)速度60km/h，大興鎮(zhèn)至止點(diǎn)段設(shè)計(jì)速度40km/h。

國道G219李仙江至綠春段公路K4+500—K5+520段位于剝蝕構(gòu)造中低山地貌，微地貌表現(xiàn)為斜坡地貌，地形橫坡較陡。公路斜坡土質(zhì)結(jié)構(gòu)較為松散，表層覆蓋大量成分不均勻的第四系坡殘積層（QJE）含碎石粉質(zhì)黏土和粉質(zhì)黏土，厚度約為1～12m；下伏基巖多為二疊系下統(tǒng)龍?zhí)督M（Pun）砂巖和頁巖，局部有灰?guī)r，巖體由于斷層影響出現(xiàn)節(jié)理裂隙很發(fā)育和部分巖體破碎，且路切坡形成的陡坡上多有出露。根據(jù)巖層產(chǎn)狀判斷為切層邊坡。其節(jié)理發(fā)育和巖體破碎會引起開挖擾動后產(chǎn)生崩塌現(xiàn)象，同時(shí)上層土質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，下層基巖松軟，巖體破碎風(fēng)化，因此該段公路邊坡穩(wěn)定性較差。

2 基于預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻的公路邊坡防護(hù)方案

綜合考慮地貌形態(tài)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)因素，決定通過預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻技術(shù)對該路段結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固防護(hù)，以此穩(wěn)定坡體路況。預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻體系能主動為坡體提供抗滑力，有效地控制巖體位移，在錨索的錨固范圍內(nèi)產(chǎn)生亞應(yīng)力帶，繼而從根本改善巖體的力學(xué)性能[3]。施工前嚴(yán)格測量出邊坡路寬、長度、坡高等數(shù)據(jù)，對坡面進(jìn)行整形、定樁放線，做好標(biāo)記，確定詳細(xì)的施工步驟，再根據(jù)施工過程中的實(shí)地情況做出相應(yīng)的策略變更[4]。對該路段的預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工的計(jì)劃順序?yàn)椋菏紫劝才攀┕と藛T將該路段的土石方由上至下挖掘，挖掘過程中觀察路況，隨時(shí)做好防護(hù)準(zhǔn)備，等待挖至樁板墻頂標(biāo)高時(shí)，即進(jìn)行樁板墻施工。樁板墻施工完畢，繼續(xù)挖掘邊坡土石方，直至預(yù)應(yīng)力錨索下方1m 左右停止挖掘，緊接著進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索施工，施工結(jié)束后檢查所有項(xiàng)目是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)查漏補(bǔ)缺，保障工程質(zhì)量，具體施工工藝流程見圖1。

圖1 預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工工藝流程

2.1 樁板墻施工

抗滑樁選擇2m×1.5m，樁間距6m，相鄰抗滑樁與地面連接處且靠路基中心線地面下方30cm處預(yù)埋鋼筋。擋土板為鋼筋混凝土澆制，選擇C30 混凝土和HRB400?22帶肋鋼筋，板兩端各1/4處預(yù)留泄水孔，同時(shí)用作吊裝口。為預(yù)防天氣多雨情況，需在進(jìn)行公路邊坡防護(hù)時(shí)設(shè)計(jì)截水溝，分別位于坡頂外側(cè)和抗滑樁外側(cè)，防止雨水滲入坡體導(dǎo)致施工難度加大。

2.1.1 樁孔挖掘

根據(jù)測量資料確定樁位，仔細(xì)校對平面位置，樁位誤差在10mm 以內(nèi)。開挖前觀測氣候和地形，在適宜時(shí)機(jī)開始作業(yè)，可適當(dāng)擴(kuò)大工作面，增加防護(hù)措施。挖孔技術(shù)以人工配合機(jī)械操作，放出開挖線，施工人員從兩側(cè)向路段中部開挖，上層黏土地質(zhì)松軟采用人力挖孔，巖石層利用風(fēng)鎬施工或鉆眼爆破。挖孔期間做好安全措施，觀測孔內(nèi)有無毒性氣體、水位滲透情況、氧氣供應(yīng)情況，出現(xiàn)異常立刻采取保護(hù)措施?？讟睹客?.5m，根據(jù)施工需求調(diào)整孔樁上設(shè)計(jì)的運(yùn)輸架，保障施工材料及時(shí)有效地送入施工人員手中。

2.1.2 護(hù)壁澆筑

在具體施工環(huán)節(jié)中，挖孔和護(hù)壁支撐需要同時(shí)連續(xù)進(jìn)行，井口挖至1m 深時(shí)，立即鎖口護(hù)壁。施工中以混凝土澆筑護(hù)壁，形成頂面平滑的鎖口護(hù)壁。鎖口護(hù)壁頂面要高出原地面0.5m，預(yù)防雨水流入積滯孔內(nèi)，其厚度要比孔內(nèi)護(hù)壁厚0.3m。護(hù)壁每挖1m 澆筑一節(jié)護(hù)壁，護(hù)壁之間應(yīng)連續(xù)作業(yè)，兩節(jié)之間以垂直鋼筋互相連接，形成完整形態(tài)的護(hù)壁，遇到土質(zhì)松動層可以酌情增加護(hù)壁厚度。澆筑使用C20混凝土，澆筑前利用測量工具再次確認(rèn)水平垂直和孔徑等，澆筑24h 后方可拆模。

2.1.3 樁體配筋

孔樁挖掘結(jié)束后迅速清理孔內(nèi)，及時(shí)進(jìn)行鋼筋焊接和綁扎，做好澆筑樁身的準(zhǔn)備。樁身背側(cè)受力鋼筋最多布置三排，實(shí)際使用鋼筋數(shù)目根據(jù)匯總表相應(yīng)條件進(jìn)行選擇。同時(shí)考慮安全和受力因素，第二排鋼筋比第一排鋼筋上部減少3m，下部減少2m，第三排鋼筋比第一排上部減少4m，下部減少3m，具體情況可依據(jù)實(shí)際施工調(diào)整。箍筋間距為20cm，受力鋼筋應(yīng)采用對焊接頭，接頭位置相互錯(cuò)開，有利于均衡受力，主筋焊接的接頭截面積不能超過鋼筋總面積的50%，焊接時(shí)確保焊接質(zhì)量牢固可靠[5]。所選鋼筋強(qiáng)度和穩(wěn)定性能均符合工程施工標(biāo)準(zhǔn)，抗滑樁四角布置四根?57×3mm 聲測管，鋼管下端采取鋼板封頭，上端露出樁身頂部10cm，施工中注意保持鋼管水平豎直，防止管道堵塞。縱向受力筋排布示意圖見圖2。

圖2 縱向受力筋排布示意圖（單位：mm）

2.1.4 樁身澆筑

鋼筋籠穩(wěn)固工作完成后，清理樁孔內(nèi)地下水，確認(rèn)合適時(shí)機(jī)使用混凝土進(jìn)行樁身澆灌。選擇C30配比混凝土，其質(zhì)地密實(shí)，坍落概率低，能夠保障樁身的穩(wěn)固質(zhì)量。抗滑樁樁身較長，采用全面分層連續(xù)澆筑混凝土，不留下施工縫，因其他無法抵抗因素導(dǎo)致錯(cuò)過正確澆筑時(shí)間，按照施工縫問題進(jìn)行處理。串筒運(yùn)輸混凝土灌注時(shí)，需保持與工作地面的安全距離，以0.8～1m 為宜，同時(shí)使用插入式振搗器對孔內(nèi)混凝土分層進(jìn)行不斷振搗，確保澆筑質(zhì)量，澆筑期間時(shí)刻關(guān)注人身安全。

2.1.5 擋土板安裝和樁后回填

抗滑樁施工完成后，經(jīng)檢測質(zhì)量合格進(jìn)行土石方開挖，挖掘過程中將擋土板與樁身直接搭接，板間縫隙控制在10mm 以內(nèi)，縫隙過寬時(shí)用瀝青麻絮填充，邊挖邊安裝擋土板，最終保持板面連接平整自然。路基填土到一定高度后進(jìn)行反復(fù)壓實(shí)，壓實(shí)后再次檢測樁基，繼續(xù)填土到位。樁板連接示意圖見圖3。

圖3 樁板連接圖（單位：mm）

2.2 預(yù)應(yīng)力錨索施工

錨索設(shè)計(jì)參照壓力分散型錨索，其能夠增加錨索的錨固范圍和錨固力，擴(kuò)大在巖層的應(yīng)用范圍，減少破碎巖體地段中的挖孔工作，提供更好的穩(wěn)固性和抗震能力，錨索制作需要選擇正規(guī)的鋼筋加工場所制作[6]。錨筋包括內(nèi)錨段、張拉段和外錨段，外錨段長度適當(dāng)大于1m，使用千斤頂張拉更方便。錨索鋼絞線材料要求性能高，選擇符合美國ASTM A416/A416M-98標(biāo)準(zhǔn)的鋼絞線，抗拉強(qiáng)度不小于1 860MPa，強(qiáng)度270 級，松弛率3.5%，高強(qiáng)度、低松弛、不黏結(jié)，耐用性高。每組錨索為?15.24 鋼絞線6 束，錨固段長度均為10m。張拉設(shè)備選用YCD-60 千斤頂和油表千斤頂，壓力表盤讀數(shù)為60MPa，精度0.5～1.0級。

2.2.1 鉆孔

預(yù)應(yīng)力錨索施工第一步是鉆孔，鉆孔前觀測施工環(huán)境，檢查抗滑樁預(yù)埋鋼筋是否保持正確安置，檢查無誤后布置好鉆機(jī)位置，嚴(yán)格按照錨索圖紙?jiān)O(shè)計(jì)孔位進(jìn)行鉆孔，錨索孔徑為?130mm。鉆機(jī)使用金剛石鉆頭干鉆，不可使用水鉆，防止邊坡土質(zhì)惡化和孔壁黏性變?nèi)?，造成施工困難[7]。鉆孔過程中根據(jù)坡體地質(zhì)調(diào)整鉆孔速度，遇到特殊情況及時(shí)改變鉆孔策略，如地質(zhì)松散易坍塌，此時(shí)可以采取跟套管鉆孔技術(shù)，保持錨孔的完整。鉆孔結(jié)束后及時(shí)清理孔內(nèi)粉塵泥沙和地下水等，保持錨孔干凈，并將其暫時(shí)封堵，鉆孔深度在錨索設(shè)計(jì)圖基礎(chǔ)上多鉆1m，用于錨孔沉渣。

2.2.2 組裝

檢查預(yù)選的錨索鋼絞線材料，保證材料無破損、生銹、死結(jié)彎曲等情況，鋼絞線只能使用機(jī)械切割，并做好防腐措施。接著按照錨索圖紙，將擴(kuò)展環(huán)、緊箍環(huán)等和鋼絞線一起組合為錨索。錨索自由段進(jìn)行現(xiàn)場制作的22×2聚乙烯保護(hù)套裝置，套管兩端封填黃油，防止灰漿粘連，錨索前端配有導(dǎo)向帽，方便順利穿孔。穿孔前再次檢查錨孔清潔度，確保無障礙組裝錨索。錨固段鋼絞線外包裹網(wǎng)孔尺寸為1.5×1.5cm 的鋼絲網(wǎng)，鋼絲網(wǎng)伸入自由段內(nèi)約50cm。每根錨索與水平夾角為15°，錨索間距3.5m，設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力為600kN，超張拉力為720kN。鋼絞線在框格梁外必須預(yù)留1.5m 作為預(yù)應(yīng)力張拉工作段（數(shù)量已計(jì)）。

2.2.3 注漿

錨索安裝完畢立即進(jìn)行錨固段注漿。注漿材料選用建筑常用水泥砂漿，注漿方法采用常見的孔底反向注漿法，孔口加止?jié){塞，導(dǎo)向帽頂部開孔，漿液由孔底向孔口倒流，排除孔內(nèi)空氣，保證注漿密實(shí)。水泥砂漿的水灰比例為0.45∶0.50，灰砂比例為1∶0.7，錨固段注漿體強(qiáng)度為M30，水泥標(biāo)號5.25，注漿壓力0.5～0.8MPa。使用注漿攪拌機(jī)將砂漿攪拌均勻至強(qiáng)度達(dá)標(biāo)，隨時(shí)為注漿使用做準(zhǔn)備。注漿過程觀察錨孔漿面穩(wěn)定情況，遇到異常情況及時(shí)改善注漿方式，注漿速度不宜過快，邊注漿邊提拉注漿管，保持注漿管埋于漿液中。每次注漿結(jié)束的穩(wěn)壓時(shí)間為5～10min，全孔注漿一次完成。

2.2.4 張拉、鎖定和封錨

錨索砂漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值80%以上后，方可進(jìn)行錨索預(yù)應(yīng)力張拉。張拉過程為錨索施加預(yù)應(yīng)力，錨索主動承受壓力，起到邊坡固定效果。首先選定張拉設(shè)備標(biāo)定，對單根絞線進(jìn)行兩次預(yù)張拉，保障每根絞線受力均衡。預(yù)應(yīng)力張拉施加拉力需要分級循環(huán)進(jìn)行。一般情況下，巖地質(zhì)層分為三級，循環(huán)間隔時(shí)間為1h，土地質(zhì)層分為五級，循環(huán)間隔時(shí)間為1d。實(shí)際施工時(shí)按照五級循環(huán)，依次逐級施加設(shè)計(jì)張力的5%、15%、60%、100%和120%，第一級張力維持15min，其他層級張力各維持5min，按此順序循環(huán)6次，記錄每次張拉情況。同時(shí)預(yù)防因?yàn)殇摻g線松弛、地質(zhì)位移、溫度升降等情況造成預(yù)應(yīng)力折損，需要在樁上最后一排錨索張拉3d 以后，用較大質(zhì)量的千斤頂對所有錨索進(jìn)行一次補(bǔ)償張拉。張拉完成后即可鎖定，機(jī)械切斷多余的鋼絞線，注意留下5～10cm 線頭預(yù)防滑脫，最后以C20混凝土封錨，防止風(fēng)化侵蝕。

3 結(jié)語

綜上所述，在開展高邊坡支護(hù)施工過程中，施工人員應(yīng)在實(shí)際施工情況的基礎(chǔ)上合理調(diào)整施工技術(shù)，保證各環(huán)節(jié)的質(zhì)量，以此在保證整體施工安全與質(zhì)量的基礎(chǔ)上加快施工進(jìn)度，為人們創(chuàng)造安全、穩(wěn)定的出行環(huán)境。