鄭開涌

（上饒市廣信公路事業(yè)發(fā)展中心，江西 上饒 334000）

0 引言

在公路施工中，尤其是在山區(qū)公路施工中，經(jīng)常遇到高邊坡，需要采用合理有效的高邊坡防護技術(shù)。預應力錨索施工技術(shù)憑借出色的防護效果在公路高邊坡防護中得到了廣泛應用，但作為一項復雜的高邊坡防護技術(shù)，為了發(fā)揮理想的作用效果，有必要結(jié)合工程實際情況，對其應用進行深入分析和探討，以此明確具體的施工工藝。

1 工程概況

某公路工程標段總長約10.58km，沿線以低山地貌為主，相對高差可以達到75～150m，導致路塹邊坡高度較大，沿線內(nèi)高度最大的路塹邊坡可以達到58m左右。大部分邊坡都有四級及以上坡面，根據(jù)邊坡地形、地質(zhì)條件設(shè)計采用預應力錨索施工技術(shù)進行邊坡防護，是整個沿線施工中的重難點所在。該標段邊坡防護所用的錨索以壓力分散型為主，包含三個單元錨索，錨孔的設(shè)計孔徑為150mm。

2 施工工藝

2.1 施工工藝流程

該標段高邊坡預應力錨索施工需按照以下施工工藝流程進行：基本試驗—監(jiān)理與設(shè)計驗證，當不滿足設(shè)計要求時需進行設(shè)計變更，滿足設(shè)計要求時方可開始下一步施工—錨孔施工—錨索制安—錨索長度檢測—錨孔注漿—框架梁施工—錨索驗收試驗—錨索張拉—切割封錨—高邊坡監(jiān)測。

2.2 施工工藝方法

2.2.1 錨孔施工

在錨孔放樣過程中，需根據(jù)施工設(shè)計圖做好定位，邊坡表面的孔位偏差不能超出±50mm。當刷方坡面未能達到平順或存在特殊場地條件時，需要在得到設(shè)計與監(jiān)理部門的認可，且不影響坡體穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)安全性的基礎(chǔ)上，對定位精度予以適當放寬，或?qū)﹀^孔定位進行調(diào)整。錨孔鉆進施工完成后，理論上要采用壓縮氣體清理錨孔中的巖粉與水體，以防對孔壁和砂漿之間的黏結(jié)造成不利影響。除了完整且堅硬的巖體不可使用高壓水沖洗。當錨孔中存在承壓水時，在水壓和水量都明顯變小后，才能開始錨索安裝及注漿，并在必要的情況下于周圍適當位置增設(shè)排水孔。當設(shè)計要求對孔中積聚的水體進行處理時，可通過二次鉆進與灌漿封堵處理[1]。鉆孔時，可能發(fā)生地層裂隙的現(xiàn)象，對此要增加清孔次數(shù)，保證錨孔干凈，以免對注漿后的錨固能力造成不利影響。

2.2.2 錨索制安

在錨索編束開始前，應確保所有鋼絞線順直，沒有扭曲與交叉的情況。鋼絞線下料應嚴格按照設(shè)計要求進行，將每股長度的誤差控制在±50mm 以內(nèi)。對鋼絞線進行切割時，需采用專門的機械，不可采用電弧切割方法。對于自由段長度，除了符合設(shè)計要求，還要充分考慮現(xiàn)場的施工要求及現(xiàn)有的張拉設(shè)備，通常將預留張拉長度控制在1.0～1.5m 范圍內(nèi)。錨固段承載體和擠壓套通過對拉栓接相連，對每個鋼質(zhì)材料的外部都要做好防銹處理。在施工過程中，應對擠壓套所用的擠壓工藝予以嚴格控制，同時按總量的3%實施抽樣檢測，以保證每根錨索的擠壓強度都達到200kN 以上[2]。在自由段和錨固段均需按照1.0m 的間隔距離設(shè)置架線環(huán)，材料強度應略大于漿液的強度。在錨索的底端還應連接并安裝導向帽，尺寸按照設(shè)計要求確定，將誤差控制在±5mm 以內(nèi)。使用鐵絲將錨索綁扎到位，不可焊接。注漿管的強度要符合設(shè)計要求，確保注漿順利完成，防止破損、堵塞或發(fā)生爆管。通常將注漿管固定在錨筋體中軸處，頂端與錨索體末端之間的距離控制在50～100mm。如果需要進行二次注漿，應另外設(shè)置注漿管。在管口處，使用膠布進行封堵，同時根據(jù)設(shè)計要求設(shè)置好孔眼，并在合適位置放置止?jié){裝置。將錨索體制作好以后，應立即開始外觀檢驗，檢查錨索體的每個部件。錨索編束綁扎和排列分布必須滿足設(shè)計要求，不能存在扭曲、交叉和相互貼接，為每根單元錨索分別編號掛牌，確保之后的分步差異張拉得以順利完成。在正式安裝錨索體之前，應先準確量測并記錄錨索的實際長度，確認是否達到設(shè)計要求，計算驗收合格率。在錨索入孔過程中，應做到平順推送，不可抖動或發(fā)生扭轉(zhuǎn)，以免中途散束或發(fā)生卡阻。將錨索安裝到位后，不可敲擊和懸掛任何重物。

2.2.3 錨索長度檢測

為了使錨索質(zhì)量達到要求，需成立專門的檢測小組負責檢測并驗收錨索的實際長度與抗拔力。將錨索安裝到位后，必須在張拉開始前做好長度檢測。在長度檢測過程中，可將單級坡面或其所有錨孔作為一個標準檢測批次，將該批次所有錨孔的錨索均安裝到位后，填寫并上交長度檢測申請，同時附帶立面圖與斷面圖。在檢測小組的工作人員接收到申請之后，需要在10d 之內(nèi)到達施工現(xiàn)場，按照要求的頻率開始檢測（長度檢測的數(shù)量通常為總數(shù)的5%）[3]。在檢測過程中，各參與方的代表必須在場。長度檢測完成前，不可開始錨頭張拉。

2.2.4 錨孔注漿

錨孔注漿的材料與水泥凈漿為主，強度需達到40MPa 以上。在注漿施工開始前，要對原材料的質(zhì)量做嚴格控制，包括水泥與各類外加劑。在制漿過程中，做好水灰比的控制，使注漿完成后達到要求的漿液強度，避免原材料問題對錨固力造成影響。漿液攪拌必須嚴格按照設(shè)計的配合比進行，并做到隨拌隨用。漿液盡量在達到初凝之前使用完畢，避免漿液中混入其他雜物。錨孔注漿的方法以孔底返漿為宜，注漿結(jié)束的標準為孔口溢出稠度與原漿相同的漿液。當孔口處的漿液面發(fā)生回落時，需要在30min 之內(nèi)完成補漿，直到孔口處的漿液達到飽滿。當注漿中途停止時，需要在重新作業(yè)開始前，用水或漿液對注漿泵及其管路進行潤滑。注漿時做好各項記錄，所有批次的漿液都要經(jīng)過試驗確定強度能否達到要求，試驗組數(shù)應達到兩組以上[4]。

錨孔注漿時，如果地層有裂隙存在，需要在壓漿時做好漿液的飽滿度檢測及控制，通過適當補漿，避免漿液通過裂隙大量流失，對壓漿完成后的飽滿度和強度造成不利影響。

2.2.5 錨索驗收試驗與錨索張拉

待錨孔中的漿液齡期達到28d，同時框架梁施工結(jié)束，混凝土的實際強度不低于設(shè)計要求后，方可開始對錨索的抗拔力實施驗收試驗。由監(jiān)理單位完成一個批次的試驗驗收并確認達到合格標準后，填寫抽檢申請，同時附帶立面圖與斷面圖。在檢測小組的工作人員接收申請后，需要在3d 以內(nèi)到達施工現(xiàn)場，按照要求的頻率進行抽檢。在驗收試驗過程中要分級加荷，將錨索設(shè)計荷載的30%作為起始荷載，然后按照設(shè)計荷載的50%、75%、100%、120%、133%與150%進行分級加荷，對于最大試驗荷載，按照錨索自身承載力標準值的80%控制?？紤]到該工程所用錨索主要為壓力分散型，故以設(shè)計最大試驗張拉荷載計算補足差異伸長量后同步張拉到錨索設(shè)計荷載的30%作為起始荷載。若最大差異張拉荷載比設(shè)計荷載的30%略大，則可直接將最大差異張拉荷載作為起始荷載。在實際驗收試驗過程中，每增加一級分級荷載，都要持荷至少10min，并對位移讀數(shù)進行記錄。若在持荷過程中位移達到1mm 以上，則需要繼續(xù)持荷50min，同時按照5min 的時間間隔對位移量進行記錄[5]。試驗時，荷載從設(shè)計值的50%增加至最大值的過程中，發(fā)生的總位移量需要超過自由段理論彈性伸長量的80%，同時不能超過自由段和錨固段長度一半之和的理論彈性伸長量。

考慮到該工程所用錨索以壓力分散型為主，故錨固段的伸長量可視為0，而自由段的伸長量可針對不同單元根據(jù)實際全長通過計算得出。根據(jù)相關(guān)工程實踐可知，對土質(zhì)地層而言，錨孔可能發(fā)生軸向壓縮與孔壁剪切變形現(xiàn)象，所以實測位移的最大值通常比理論值大5%～10%。當試驗結(jié)果符合以下要求時，視為合格：受最后一級荷載持續(xù)作用后，錨頭位移保持穩(wěn)定，在持荷時間內(nèi)實際觀測位移量在1mm 以內(nèi)，或在2h 內(nèi)蠕變量不超過2mm。當試驗發(fā)現(xiàn)有一處錨孔的錨索無法達到以上要求時，則需要進行增加抽樣檢測，直到所有參與驗收的錨索均符合以上要求。在發(fā)現(xiàn)錨索未能達到要求后，應立即上報，并結(jié)合實際情況，通過調(diào)查確定導致錨索不合格的具體原因。隨即采取以下措施進行處理：直接報廢或重新進行安裝；減小錨固力后繼續(xù)使用；實施補救性張拉。在驗收試驗完成且滿足以上各項要求后，即可按照相關(guān)設(shè)計要求開始張拉鎖定與封錨。

錨索張拉需要在錨孔漿液齡期達到28d，且錨墩實際強度不低于設(shè)計要求的80%后開始。對于參與試驗驗收的錨索，需要在荷載降低到0 以后才能進行張拉鎖定。張拉開始前要委托相關(guān)部門對張拉機具進行檢查標定，并對張拉數(shù)據(jù)進行嚴格的換算，為現(xiàn)場張拉施工提供指導。在張拉過程中，臺座表面應保持平整，如果不平整，要在張拉前進行適當?shù)蔫從ヌ幚?，同時和錨筋軸線方向保持垂直。對錨具的安裝要和錨墊板及千斤頂達到密貼對中，其軸線要和錨索體的軸線處于同一條直線，防止彎壓或偏折，保證承載均勻，以免在張拉時導致錨索被折斷。對于工程孔錨索，在張拉開始前需做好差異荷載計算，按照設(shè)計張拉荷載值的10%～20%預先進行適當張拉，促使各部位之間的接觸達到緊密，并確保鋼絞線完全平直。預張拉完成后方可開始差異張拉。對錨索施加的預應力需要將差異荷載完全補足之后嚴格按照相關(guān)規(guī)范的要求分級施加。該工程共分成五級施加，分別為設(shè)計荷載值的25%、設(shè)計荷載值的50%、設(shè)計荷載值的75%、設(shè)計荷載值的100% 與設(shè)計荷載值的110%。采用最后一級荷載進行張拉時，要持荷適當?shù)臅r間，然后進行卸荷鎖定[6]。在完成鎖定之后的48h 內(nèi)，如果發(fā)現(xiàn)預應力損失，應立即開始補償張拉。張拉時做好各項記錄，當發(fā)現(xiàn)錨固力較低或錨筋被拉斷時，應立即上報各參與方，及時采取針對性的措施加以處理，保證最終的錨固效果。

2.2.6 切割封錨

將錨索張拉到位后，應立即對錨頭進行必要的補漿與封錨處理。在完成錨索的張拉與鎖定之后，需利用機械對外露的錨索進行切割。此時要注意不可采用電弧切割的方法，同時要預留適當?shù)耐饴堕L度，以免發(fā)生拽滑。在外錨頭處要使用標號和錨梁相同的混凝土制作封頭，防止發(fā)生銹蝕破壞。認真做好空隙處的補漿，這是錨頭防腐的重要工序，必須引起相關(guān)人員的高度重視。對于錨筋直接外露的部分，需要在做好除銹后進行封錨[7]。

2.2.7 高邊坡監(jiān)測

邊坡施工過程中的監(jiān)測以地表位移監(jiān)測為主，在必要的情況下可進行深孔位移監(jiān)測。根據(jù)坡體變形數(shù)據(jù)對設(shè)計做必要的修正，并為現(xiàn)場施工提供正確的指導，保證施工安全，同時輔以檢驗工程效果。運營過程中的監(jiān)測包括地表位移、地下位移、地下水位和錨索預應力，監(jiān)測周期一般為從坡體開挖到建成運營之后2 年以上。對于復雜程度較高的高邊坡，要根據(jù)坡體變形情況適當延長。施工過程中的監(jiān)測頻率為：地表位移監(jiān)測每周進行2～3 次，當有明顯變形時每天進行1 次，當變形較為劇烈時繼續(xù)加密監(jiān)測；地下位移監(jiān)測每月進行1～2 次，當有明顯變形時每周進行1～2 次，當變形較為劇烈時每天進行1 次；錨索預應力監(jiān)測需要在張拉鎖定完成后的前兩個月每周進行1 次，之后每月進行2～3 次。運營過程中的監(jiān)測頻率為：理論上每月進行1 次，當遇到明顯變形或連續(xù)強降雨等情況時，要對監(jiān)測進行適當加密。在穩(wěn)定性相對較差的部位，需要對錨索、錨頭輔以液態(tài)防腐，并做好預應力實時監(jiān)測，結(jié)合預應力損失狀況實施二次張拉。在深孔位移監(jiān)測的過程中，監(jiān)測斷面布置要嚴格按照邊坡高度、長度和巖土體狀況進行。在每個斷面上都要有2～3 孔，具體孔數(shù)根據(jù)實際情況確定和適當調(diào)整，孔深則根據(jù)邊坡高度與地質(zhì)狀況確定，一般要達到15～40m，進入穩(wěn)定地層至少2m。

3 結(jié)語

綜上所述，雖然預應力錨索施工技術(shù)是一項復雜程度很高的邊坡防護技術(shù)，但只要合理確定施工工藝流程就能保證其防護作用得以充分發(fā)揮，達到理想的防護效果。對該高邊坡防護技術(shù)的應用進行了初步分析與總結(jié)，提出具體的施工工藝流程和方法，旨在為其他工程對這項技術(shù)的應用提供參考。