左寧

（核工業(yè)華南建設(shè)工程集團(tuán)公司，廣東 廣州 510800）

0 引言

公路高邊坡路基對(duì)穩(wěn)定性要求高，采取防護(hù)措施是保障高邊坡路基穩(wěn)定性的重要舉措。在現(xiàn)階段的高邊坡路基防護(hù)技術(shù)中，錨索框格梁的廣泛應(yīng)用可有效提升高邊坡路基的穩(wěn)定性，以防止發(fā)生滑坡、塌方等事故。錨索框格梁施工的細(xì)節(jié)多、要求高，深入探討此項(xiàng)施工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)十分必要。

1 錨索框格梁的組成

在工程中，錨索框格梁的主要功能是加固公路邊坡，它的構(gòu)造可分為主梁和輔梁兩部分。其中，預(yù)應(yīng)力錨索對(duì)整體結(jié)構(gòu)起到了很大的支撐作用，對(duì)框架梁、高穩(wěn)定性邊坡巖石等也起到了較大作用。該技術(shù)的應(yīng)用，可為整個(gè)路面結(jié)構(gòu)提供非常穩(wěn)固的阻力，有效減緩?fù)饨缌α繉?duì)路面產(chǎn)生的影響，降低路面變形問題。錨索框格梁附屬結(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)道路主體也起著很大作用，包括植被防護(hù)系統(tǒng)和坡頂架設(shè)的頂梁，其主要作用并不體現(xiàn)在受力上，而是體現(xiàn)在對(duì)道路主體的輔助與維護(hù)作用，從而延長(zhǎng)其使用壽命。

2 高邊坡路基防護(hù)中錨索框格梁的優(yōu)越性

就總體結(jié)構(gòu)而言，錨索框格梁重量輕，占地面積小，能很好地與斜坡緊密結(jié)合，可有效減小對(duì)橫向場(chǎng)地的占用，降低相關(guān)工程量和成本。

錨桿框格梁具有更好的受力性能，可利用邊坡上的巖土來增強(qiáng)其本身強(qiáng)度。

相對(duì)于支撐結(jié)構(gòu)，錨索框架框格梁具有更廣泛的應(yīng)用范圍和更靈活的施工布置方式，在很多情況下不會(huì)受到地形的影響。

采用預(yù)應(yīng)力錨索框架，不僅可以增加結(jié)構(gòu)外形的美感，而且可以與靈活的植物保護(hù)系統(tǒng)結(jié)相合，提高斜坡巖石和土質(zhì)的穩(wěn)定性，達(dá)到全方位綠化，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致的效果。

錨桿框格梁施工縮短了施工時(shí)間、降低了成本。

3 錨索框格梁施工流程要點(diǎn)

3.1 鉆孔

鉆孔所用的鉆頭直徑應(yīng)不小于孔徑，使錨孔直徑具有合理性。在設(shè)計(jì)深度的基礎(chǔ)上增加0.5m或更多，作為實(shí)際鉆孔深度。鉆孔達(dá)到指定深度后，穩(wěn)鉆1min～2min，經(jīng)過充分鉆進(jìn)后，確?？椎字睆竭_(dá)到設(shè)計(jì)要求。鉆孔后，用高壓空氣以0.2MPa～0.4MPa的風(fēng)壓清孔，將殘留在孔內(nèi)的水、巖粉及其他雜物清理干凈，避免對(duì)水泥砂漿與孔壁黏結(jié)產(chǎn)生影響。錨孔中有承壓水流出時(shí)，須在水量和水壓均變小后開展錨索安裝和注漿作業(yè)，出于對(duì)工程質(zhì)量的考慮，必要時(shí)可于周邊設(shè)排水孔。待鉆孔、清孔各項(xiàng)工作完成后，用標(biāo)準(zhǔn)鉆桿檢驗(yàn)孔徑和孔深，檢驗(yàn)時(shí)鉆頭須平順推進(jìn)、無抖動(dòng)、退鉆順暢。錨孔質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理監(jiān)督。若用高壓風(fēng)吹孔檢驗(yàn)，須滿足無明顯塵碴飛濺的要求。在完成錨孔質(zhì)量檢查后，復(fù)查錨孔孔位和傾角，確保無誤。

3.2 錨索的制作

3.2.1 鋼絞線下料

根據(jù)鋼絞線的設(shè)計(jì)尺寸，用砂輪切割機(jī)下料，得到長(zhǎng)度合適、切口整齊且完整的鋼絞線。鋼絞線的下料長(zhǎng)度除考慮各分段錨固長(zhǎng)度、錨索工作段長(zhǎng)度、自由段長(zhǎng)度、框格梁厚度外，還須考慮截長(zhǎng)誤差（約為100mm），取其總和作為最終的下料長(zhǎng)度。

3.2.2 編索制束

在工作平臺(tái)上有序放置下料后的鋼絞線、進(jìn)漿管、回漿管，按設(shè)計(jì)內(nèi)錨固段長(zhǎng)度位置布設(shè)進(jìn)、回漿管及止?jié){環(huán)。管道內(nèi)部須暢通，具備耐壓能力。全面檢查管道后，若無誤則臨時(shí)封閉管口，掛牌編號(hào)。錨固段，用緊箍環(huán)和擴(kuò)張環(huán)每間隔1m對(duì)鋼絞線做一次固定處理；沿錨索長(zhǎng)度方向，每隔2m布設(shè)一處隔離支架，梳理鋼絞線使其與管路保持平行，再綁扎無鋅鉛絲，最后將導(dǎo)向帽套在錨索端頭。按前述提及的方法操作后，要求錨索中各鋼絞線平順、有序分布，錨索整體完整、穩(wěn)定，以便錨索安裝順利。錨索框格梁結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 錨索框格梁結(jié)構(gòu)示意圖

3.3 錨索的安裝

以機(jī)械和人工相配合的方式安裝錨索。下索前，核對(duì)錨索編號(hào)和孔口編號(hào)，要求兩者相對(duì)應(yīng)；用探頭檢查鉆孔，由工人將錨索運(yùn)至孔口并送入孔內(nèi)，若此項(xiàng)操作的難度較大，可用手動(dòng)葫蘆輔助作業(yè)；精細(xì)安裝錨索，曲率半徑不可小于3m，并確保安裝全過程中錨索結(jié)構(gòu)無損傷。穿索時(shí)，若錨索結(jié)構(gòu)損壞，應(yīng)盡快安排換新。

3.4 注漿

注漿材料采用水灰比為0.4～0.5的純水泥漿，采用普通硅酸鹽P.0 42.5水泥，摻入0.6%的高效早強(qiáng)減水劑和10%的UEA-Z型復(fù)合膨脹劑。漿液由灰漿攪拌機(jī)拌和而成，要求漿液具有均勻性，且在拌和完成后盡快投入使用，避免固結(jié)。注漿設(shè)備采用3SNS系列注漿泵，注漿壓力為0.4MPa～0.8MPa，勻速注漿，隨著漿液的注入而逐步抽拔注漿管，但必須確保注漿全過程中注漿管口始終在注漿液面以下，以此來提升漿液的密實(shí)性。當(dāng)孔口溢出新鮮漿液后，即停止注漿。注漿期間，注漿壓力、注漿量、持續(xù)時(shí)間等各項(xiàng)信息均要得到完整記錄，并制作試塊驗(yàn)證質(zhì)量。

3.5 框格梁混凝土施工

全面清理坡面、孔口周邊的碎石及其他不利于施工的雜物，綁扎鋼筋、立模，配套定向筋、定位管及承壓板；待各項(xiàng)準(zhǔn)備工作完成后，分段澆筑框格梁混凝土，并根據(jù)混凝土澆筑情況適時(shí)采取振搗措施，保證混凝土的密實(shí)性。

3.6 錨索的張拉

在錨孔注漿體強(qiáng)度、框格梁混凝土強(qiáng)度均達(dá)標(biāo)時(shí)開展。張拉前，標(biāo)定張拉機(jī)，借助高精度的儀器精準(zhǔn)張拉；計(jì)算千斤頂受力與油壓的線性方程，并以此為準(zhǔn)，準(zhǔn)確控制張拉油壓和張拉力；檢查鋼絞線穿入錨板的順序，避免交叉纏繞。

以0.2P的張拉力做預(yù)張拉，隨后開展后續(xù)各級(jí)的張拉作業(yè)。錨索張拉分6級(jí)完成，依次為20%、25%、50%、75%、100%和105%，每級(jí)持荷時(shí)間穩(wěn)定在10min（超張拉時(shí)增加至25min），在持荷過程中觀察錨索，判斷是否存在失穩(wěn)、受損等問題，若無異常隨即鎖定。張拉時(shí)，千斤頂?shù)妮S線應(yīng)始終與錨索軸線保持一致，張拉裝置保持干凈，夾片、錨環(huán)、錨索體各部位均不可存在銹蝕、泥砂及其他雜物。

錨索張拉應(yīng)采取“雙控”的質(zhì)量控制方法，以張拉油壓為主要控制對(duì)象，用伸長(zhǎng)值校核。若某項(xiàng)指標(biāo)存在異常，應(yīng)隨即查明原因，盡快處理。

張拉完成后，處理錨板外的鋼絞線，避免松散；安排2d～3d的觀察期，判斷是否存在預(yù)應(yīng)力損失，若有損失，則須隨即補(bǔ)張拉，直至實(shí)際預(yù)應(yīng)力達(dá)到要求為止；每完成一次張拉后，對(duì)外錨頭采取防護(hù)措施。

3.7 自由段封孔注漿及封錨

預(yù)應(yīng)力張拉結(jié)束后，拌制不低于M35級(jí)的水泥凈漿，經(jīng)自由段注入，起到封孔的效果。注漿管從預(yù)留孔插入，管口到達(dá)錨固段頂面約50cm，經(jīng)注漿后若漿液從孔口溢出，則開始緩慢提拉注漿管，其間持續(xù)注漿，保證漿液填充的密實(shí)性。注漿完成后，逐孔檢查各錨索孔的注漿飽滿程度，若局部注漿量不足，須安排復(fù)注，最終保證各錨索孔均被漿液飽滿填充。封孔后，確定多余的鋼絞線，用砂輪切割機(jī)切除；保留5cm的防滑段，用C30混凝土封閉。

4 工程應(yīng)用

陜西省某公路工程，其合同段訖號(hào)為ZK27+395～ZK32+500、YK27+230～YK32+200，其工程建設(shè)左幅為5.105km、右幅為5.270km。其余指標(biāo)按照《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行。整個(gè)工程量為：路基挖方23.5萬立方米，填方11.9萬立方米，防護(hù)排水4萬立方米，大中橋1342.7m/6座，涵洞1道/27.4m，秋山隧道1座（單洞7311m/2座），通風(fēng)斜井744.92m/1處，被交線3處。

4.1 施工流程

錨索框格梁的施工工藝流程圖，如圖1所示：

圖2 錨索框格梁的施工工藝流程圖

4.2 孔位的測(cè)放與鉆孔

按設(shè)計(jì)要求，在坡面準(zhǔn)確測(cè)放錨孔位置。刷方坡面不平順時(shí)，在獲得設(shè)計(jì)及監(jiān)理單位許可后，適度調(diào)整錨孔定位或放寬定位精度，但必須確保坡體和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在滿鋪坡面搭設(shè)腳手架，確保連接扣件牢固，并由專員檢查，保證架體始終維持穩(wěn)定。為每臺(tái)鉆機(jī)配置操作平臺(tái)，以孔位中心為準(zhǔn)，調(diào)整鉆頭直至鉆頭中心與之對(duì)齊。工作平臺(tái)的搭設(shè)，必須避免累計(jì)誤差超過允許偏差，搭完平臺(tái)后，應(yīng)按規(guī)定校步距、縱距、橫距、立桿的垂直度。橫桿與立桿連接完成后，須檢驗(yàn)合格，才能開始下一道工序。工作平臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 工作平臺(tái)示意圖（m）

綜合考慮錨固地層的類別、現(xiàn)場(chǎng)施工條件、錨孔孔徑及深度等因素，選擇適應(yīng)于實(shí)際工程環(huán)境的鉆孔設(shè)備。鉆孔方法以巖層特性為標(biāo)準(zhǔn)選擇，對(duì)于整體性良好的巖層，以潛孔沖擊成孔的方法為宜；對(duì)于松軟飽水巖層或破碎巖層，考慮到鉆孔期間易出現(xiàn)塌孔、埋鉆等問題，應(yīng)以跟管鉆進(jìn)的方式安全鉆孔。鉆孔須干鉆，避免由于錨索施工而惡化邊坡巖體的地質(zhì)條件。

4.3 錨桿施工

物質(zhì)基礎(chǔ)：預(yù)應(yīng)力錨桿的材質(zhì)以鋼筋為主，常用的是32mm和25mm的HRB355。除鋼筋外，還須采用錨桿連接件，以及普通的水泥，這兩種材料都要經(jīng)過檢才能正式使用。

配筋：在安放鋼筋之前，必須先清除孔內(nèi)污物，為鋼筋做防腐處理。

灰漿的攪打與灌漿：在認(rèn)真清理完洞口后，應(yīng)馬上澆注水泥，并嚴(yán)格控制灰漿和水泥的配比，使其達(dá)到1∶2。另外，混凝土中所加入的外加劑也要控制在0.5%～1%，以保證灌漿壓力達(dá)到建筑設(shè)計(jì)要求。在混凝土澆注完畢后，待混凝土充分凝固后方可拆卸活動(dòng)錨桿。

4.4 錨索施工

材料：在這一步的施工過程中，要根據(jù)具體的施工情況來選擇材料，特別是混凝土材料。該工程選用P-042.5型普通硅酸鹽水泥，以水為配比，確保原料品質(zhì)。在工程過程中，塑料管道必須是完全不透水的，其他有關(guān)物質(zhì)也必須是完全穩(wěn)定的。

制作和安裝預(yù)應(yīng)力錨索：錨固件安裝時(shí)，一定要保證1m距離，并要適時(shí)地將圓錐導(dǎo)頭罩固定好。在安裝時(shí)，必須先把鐵皮除去，然后澆上牛油，再在外面包上一層工程膠帶。

拌和灌漿：在攪拌和注漿過程中，現(xiàn)場(chǎng)工人要保證其施工特征與錨桿相同，且最好一次性完成，以免中途中斷，直至孔口溢漿超過2min，才能停止。

錨桿的張拉：與上述工序比較，錨桿張拉比較復(fù)雜。加載張拉結(jié)束后，要仔細(xì)觀察加載狀態(tài)，持續(xù)時(shí)間約5min，直至測(cè)試結(jié)果合格，才能開始下一道工序的張拉。在張拉后2d內(nèi)，也有可能發(fā)生預(yù)應(yīng)力的喪失，應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)補(bǔ)充。

錨固：張拉后，要鎖緊鋼纜，該過程要持續(xù)3d，以觀察鋼纜的位置是否改變。3d后，當(dāng)錨索位置穩(wěn)定時(shí)，再切割鋼索，完成支撐模板的架設(shè)。切割鋼索時(shí)，須留出10m的長(zhǎng)度。在封錨時(shí)，要保證錨墊板和錨頭的空隙都被填滿并封閉，且要嚴(yán)格使用C30混凝土封錨，有效防止后續(xù)的質(zhì)量安全問題。

5 結(jié)束語

綜上所述，公路高邊坡防護(hù)領(lǐng)域常采用錨索框格梁施工技術(shù)，通過此項(xiàng)技術(shù)的合理應(yīng)用，可有效加固高邊坡，提升高邊坡的穩(wěn)定性。本文著重介紹了錨索框格梁在高邊坡路基防護(hù)過程中的應(yīng)用，為其他的路基防護(hù)工程提供了經(jīng)驗(yàn)。