高速公路高邊坡預應力錨索墩施工技術

【摘要】 銅黃高速公路沿線地形高差較大，地質條件復雜，路塹高邊坡處理往往成為施工的難點和重點，本文就2007年銅黃高速公路路基專項工程某合同段預應力錨索墩邊坡防護技術進行闡述和研究。

【關鍵詞】 高速公路；預應力錨索墩；施工技術

【中圖分類號】 U412.36+6

【文獻標識碼】 B

【文章編號】 1005-1074(2008)08-0272-02

1 工程概況

銅黃高速公路位于黃土溝壑區，渭河地塹北翼。沿線地形高差較大，地質條件復雜。路線運營5年多以來，由于車流量的日益增大，陸續出現了一些路基病害，并有加重趨勢。病害類型主要有：滑坡、路基沉陷、邊坡噴混碎落等，嚴重影響了公路的高效、安全運營。銅黃高速公路上行線K91＋937～K92＋044段滑坡，是一個發育于經整治后整體穩定的老滑坡體前部的新滑坡體，屬中型推移式基巖潛在滑坡；南北向寬107m，東西向長66 m，滑體總方量約4.2萬m³，北部滑距達2 m；滑體巖土類型為黃土，潛在滑坡為黃土狀土和三疊系細砂巖；滑坡穩定系數為105；滑坡的剩余下滑力為860kN/m，邊坡穩定性差，設計上做了預應力錨索墩邊坡防護處理。主要工程量為：坡面刷方950m³；預應力錨索（8束Φs15.24）944m；C25混凝土錨墩66個（90.4m³）。

2 工程實施前準備工作

高邊坡病害治理工程較為復雜，合理確定項目的施工順序顯得尤為重要，為確保施工和運營過程中路塹邊坡的穩定，除應采取合理的支擋圍護措施外，還必須采用科學有效的施工方法、工藝及施工程序，避免施工過程中邊坡失穩破壞，造成重大損失，甚至留下后患，影響邊坡的長期穩定和運營的安全。路塹邊坡開挖施工應注意以下事項：①盡量避免安排在雨季施工，開挖前應先做好地表排水系統；②實測開挖斷面并按設計坡率放線；③為確保施工安全，堅硬巖石的邊坡開挖應采取松動覆蓋爆破，嚴格控制用藥量，并做好防落石措施；④邊坡開挖應采取隨挖隨支護的施工方法，即開挖一級，支護一級，然后再開挖一級。嚴禁一次開挖到底，同時應加快邊坡支護工序施工，避免坡面暴露時間過長，造成坡面松馳范圍變大，形成新病害；

3 預應力錨索施工機具準備

3.1 鉆孔設備 具體機型為MD-50型錨固工程鉆機。本工程要求采用干鉆，鉆孔采用長螺旋鉆和風動潛空錘干式成孔，成孔后高壓空氣洗孔。鉆孔技術參數：鉆頭直徑:Φ130；鉆壓:500～800㎏；轉速：22～40r.p.m；風壓：0.70 Mpa；風量: 12m³/min；洗孔技術參數：采用專用洗孔鉆具，轉速：11～22r.p.m；風壓：0.50 Mpa；風量:12m³/min；

3.2 空壓機 錨固工程中大量使用的是可移動空壓機，本工程使用的是阿拉斯XAHS416移動型空壓機，其主要技術參數為：排氣量21m³/min，排氣壓力12㎏。

3.3 注漿設備 本工程使用的是擠壓式灰漿泵，UBJ-18型。

3.4 錨索張拉鎖定設備 采用電動油壓YQQ1600/120型張拉機。

3.5 砂漿、砼攪拌機 拌制錨墩砼及注漿用砂漿時，受地形限制，可采用輕便型砼攪拌機，本工程砂漿攪拌機采用SL-200型，砼攪拌機采用JS-350型。

3.6 切割機 采用J3G-400型。

4 施工材料準備

4.1 鋼絞線 根據設計要求，采用1860K級（ASTMA 416-87a）φ15.24高強度、低松弛預應力鋼絞線，要求順直、無損傷、無死彎。

4.2 預應力錨具 根據設計要求，本工程采用OVM15-6型錨具，錨墊板尺寸25cm×25cm×3cm。

4.3 水泥砂漿 注漿材料用1:1水泥砂漿，水灰比0.45 ，砂漿體強度不小于30MPa，其施工配合比如下：水泥砂漿配合比（Kg/m³）：水泥：砂：水＝750：750：340。

4.4 防腐油脂 根據設計要求，自由段要涂黃油做為防腐油脂。

4.5 隔離套管 根據設計要求，隔離套管采用PVC軟管。

4.6 緊箍環 采用16#鉛絲。

4.7 架線環 采用塑料成品環或鋼架環。

4.8 注漿管 采用塑料管。

4.9 導向帽 用鋼材制成子彈頭型式。

5 預應力錨索及錨墩施工

5.1 搭設施工平臺 根據坡面具體情況，采用落地扣件式鋼管腳手架搭建施工平臺，以滿足施工要求。

5.2 錨孔鉆造 設計要求采用干鉆，禁止水鉆，以確保錨索施工不惡化邊坡巖體地質條件及保證孔壁粘結性能，通過對實際地層分析，采用長螺旋鉆桿，風動潛孔錘干法鉆進，反復透孔，克服松散層和巖石復雜地層成孔難題，解決了成孔問題。錨索孔位按斷面圖標示測放，力求準確；鉆孔俯角與錨索傾角一致，傾角允許誤差±1°，在定位鉆孔過程中應隨時觀測鉆孔方向是否偏位，鉆孔方向有所偏差，直接影響錨索的受力，所以應隨時修正鉆孔方向。鉆進中不斷采用高壓風吹出巖粉及石渣，以保證孔壁干凈，以利于錨固段注漿體同巖壁之間很好的粘結，每個鉆孔要求超過設計深度的1.0m，以防施鉆到最后巖土屑沉落孔底而使孔深不足。

5.3 錨索編束 鋼鉸線編束的基本程序是：清理編束場地，搭設編束平臺——預應力筋下料——預應力筋防腐與清除污物——裝配架線環、緊箍環，導向帽，注漿管等隔離套等零部件——束體編號，驗收。束體制備原則：鋼絞線不得熱切割，不得焊接；各束鋼絞線應理順直，不扭不叉；自由段除銹后，涂抹黃油并立即外套波紋管，兩頭用鐵絲扎緊，并用電工膠布纏封，以減少鋼絞線腐蝕及預應力損失；錨索下料采用砂輪切割機切割，避免電焊切割。考慮到錨索張拉工藝要求，實際下料長度要比設計長度多留1.0m，即錨索長度L =L錨固段+L自由段+1.0m（張拉段）。

5.4 錨索安裝 鋼鉸線束體的安裝可用人工抬運和人力推送的方式入孔，需注意以下事項：灌漿管宜前推，頂住導向帽內壁，以免在推進過程中雜物堵管，推進到設計位置后將灌漿管向后稍稍拔出；為了避免束體在推進過程中，自由段隔離套向后滑移，在推進束體前可將隔離套管外端頭稍抽出并反扎捆于鋼絞線上。

5.5 注漿 待錨索安放完畢后，應立即進行注漿。注漿應注意以下事項：錨索孔內灌注水泥砂漿，水灰比0.4～0.45，灰砂比1:1，砂漿體強度不低于30Mpa；注漿所用的砂規格均要嚴格控制；配料采用重量法；每盤料攪拌時間不少于2min；采用從孔底到孔口返漿式注漿，注漿壓力不低于0.3MPa；注漿前先用清水循環沖洗注漿管；砂漿在倒入儲漿桶前先通過濾網，以免堵塞注漿管或注漿泵；邊注漿邊緩緩拔出注漿管。同時，注意注漿泵壓力表讀數，當壓力過大，注漿管出現跳動劇烈時，應加快拔管速度；注漿完成后，將注漿管抽出，用清水沖洗干凈。

5.6 錨墩施工 在錨索下孔注漿后，即進行錨墩的施工。錨墩采用人工開槽、清理，完成后進行錨墩鋼筋加工和綁扎，安裝模板，澆筑混凝土。在混凝土灌注前，必須預埋OVM錨墊板及孔口PVC管。澆搗時必須仔細，確保混凝土密實，并不能使錨具移動。

5.6.1 鋼筋加工尺寸、形狀 符合施工圖設計要求，其技術要求按表1要求與檢查。

5.6.2 鋼筋綁扎 鋼筋接頭放在受力小的地方，同一縱方向受力鋼筋不得有2個接頭；采用綁扎，搭接長度35d；采用焊接搭接，單面接頭長度10d，雙面焊接長度5d；在1.3倍搭接長度范圍內受力鋼筋接頭面積百分率≯25%，抽檢數量＞10%，鋼筋綁扎技術要求見表3。

5.6.3 模板安裝 本工程采用鋼摸板，預制框架結點模板。模板安裝技術要求見表4。

5.6.3 錨墩砼澆筑 現場攪拌砼，每個錨墩一次性連續澆筑。

5.7 張拉鎖定 張拉鎖定是預應力錨索工程的關鍵施工工序。張拉工作開展前應做好如下準備工作：千斤頂、油壓表、高壓油泵必須經事先標定，油壓表精度不低于1.5級。張拉中使用的油壓不大于油壓表滿量程的75%；錨固段漿體和錨墩砼強度達到設計強度的80%方可進行張拉鎖定。張拉方法一般采用整體張拉法施工，其具體過程如下：①預張拉：錨索張拉作業前必須對張拉設備進行標定。正式張拉前先對錨索進行1～2次試張拉，荷載等級為0.1倍的設計拉力。②正式張拉：錨索張拉分五級進行，每級荷載分別為設計拉力的0.25、0.5、0.75、1.0、1.1倍，除最后一級需要穩定10～20分鐘外，其余每級需要穩定5分鐘，并分別記錄每一級鋼絞線的伸長量。在每一級穩定時間里必須測讀錨頭位移三次。當張拉到最后一級荷載且變形穩定后，卸荷至鎖定荷載鎖定錨索。張拉要注意的問題：①任何情況下，張拉應力不得超過預應力筋強度的4%（巖體中）；②張拉過程中當伸長量大于計算值的10%或小于5%時，應暫停張拉，查明原因，采取措施給予調整后，方可繼續張拉；③張拉過程中，對油泵操作要嚴格把關，加壓速率不能過快，一般取0.1MPa/s，注意觀察千斤頂活塞的運行狀態，確保張拉安全進行。④對經檢驗不需補償張拉的錨索，應盡快封孔注漿；當預應力損失超過設計張拉力10%時，應進行補償張拉。補償張拉應在鎖定值基礎上一次張拉至超張拉荷載。

5.8 封頭養護 切割機切除多余鋼絞線（留5-10cm防止曳滑），澆注封頭C25砼，對錨墩進行養護。

6 結束語

現預應力錨索墩已施工完畢，經過檢測，錨索應力均達到設計要求。邊坡穩定，墩體沒有產生明顯位移，墩體、錨索體系工作效果良好。