預(yù)應(yīng)力錨索樁板式擋墻在公路工程中的應(yīng)用與施工

鄒寶良

(福建海誠建設(shè)工程有限公司)

1 工程概況

1.1 設(shè)計(jì)原則

國道205 線三明市區(qū)過境段工程K5 +970～K6 +120 段以路堤形式通過，左側(cè)最大邊坡高度24 m。該段建筑物密集，路基左側(cè)占用部分三鋼勞服耐火廠材料廠房，該廠房征遷費(fèi)用達(dá)1 700 萬元，征遷難度大。結(jié)合工期要求，經(jīng)多方案比選后，對(duì)該段路基采用以預(yù)應(yīng)力錨索樁板擋墻作為主體的支擋防護(hù)工程。

1.2 水文地質(zhì)條件

工點(diǎn)地處沿海內(nèi)陸山區(qū)，氣候溫暖濕潤，雨量充沛。夏季多東風(fēng)炎熱多雨，冬季多東北風(fēng)寒冷潮濕。2～9月是多雨季節(jié)，3～4月為前汛期，5～6月為主汛期，10～1月為少雨季節(jié)。工點(diǎn)所處前后地形起伏大，地表上覆第四系可塑狀坡積粉質(zhì)粘土層，厚度約1.5～2.0 m，硬塑狀殘坡積砂質(zhì)粘性土層，厚度約3.0～5.0 m，下臥燕山早期侵入花崗巖及風(fēng)化層。地下水主要為基巖風(fēng)化層孔隙－裂隙水，主要接受大氣降水和基巖裂隙水補(bǔ)給，側(cè)向排泄補(bǔ)給溝谷。

2 預(yù)應(yīng)力錨索樁板式擋墻構(gòu)造

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的樁板式擋墻由“抗滑樁+擋土板+樁頂錨索”組合而成。本段為填方路堤，在路基左側(cè)設(shè)計(jì)有15 根抗滑樁，樁身斷面為2 m ×3 m，樁身最長為27 m，最短為24 m，部分錨入地下，部分伸出地表。擋土板采取預(yù)制，截面尺寸為0.4 m×1 m×4 m，共165 塊。樁頂錨索設(shè)計(jì)為8 束的，孔徑為165 mm，最長48 m，最短34 m，錨固段14 m，設(shè)計(jì)拉力900 kN。

3 預(yù)應(yīng)力錨索樁板擋墻施工控制要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→開挖、澆筑鎖口→開挖、澆筑護(hù)壁→樁身鋼筋安裝→模板安裝→樁身混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)→擋土板安裝→樁背回填→樁頂錨索施工。

3.2 施工準(zhǔn)備

場(chǎng)地平整，然后進(jìn)行施工放樣測(cè)定樁位及高程，樁孔四周設(shè)置地表截、排水及防滲設(shè)施。備好井下通風(fēng)、照明設(shè)備，設(shè)置對(duì)山坡變形、移動(dòng)的觀測(cè)系統(tǒng)。

3.3 開挖、澆筑鎖口

(1)鎖口開挖。跳槽開挖樁坑，鎖口開挖從上到下逐層開挖，先挖中間部分土方，然后向周邊擴(kuò)挖。(2)鋼筋、模板安裝。挖好后，檢測(cè)樁孔偏位、孔徑及豎直度，檢測(cè)合格后，安裝鎖口鋼筋，支立模板，同時(shí)應(yīng)注意井口高出原地面30 cm。(3)鎖口混凝土澆筑。模板安裝完畢后，經(jīng)檢驗(yàn)合格后進(jìn)行混凝土澆筑。鎖口混凝土灌注時(shí)，采用分層澆注，每層澆注厚度不大于50 cm，并派專業(yè)振搗工負(fù)責(zé)振搗，確保混凝土密實(shí)。混凝土澆筑前注意在鎖口上部預(yù)埋防護(hù)欄桿連接筋，同時(shí)注意預(yù)埋提升架地腳螺栓和爬梯綁定鐵絲等預(yù)埋件。

3.4 開挖、澆筑護(hù)壁

(1)樁孔開挖。根據(jù)設(shè)計(jì)地勘資料，采用人工挖孔方案進(jìn)行樁孔開挖。土質(zhì)和軟巖段采用風(fēng)鎬開挖，石方開挖原則上采用人工開挖，當(dāng)采用人工開挖困難，必須使用爆破施工時(shí)，采用淺眼松動(dòng)爆破，嚴(yán)格控制裝藥量。爆破作業(yè)安全管理按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《爆破安全規(guī)程》中相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。為保證樁孔開挖的施工安全和護(hù)壁質(zhì)量，護(hù)壁施工應(yīng)與基坑開挖交替進(jìn)行，開挖一段，防護(hù)一段;護(hù)壁長度設(shè)計(jì)為1 m 一節(jié)，地質(zhì)情況差的地段可縮短每節(jié)護(hù)壁長度。(2)出碴。采用人工裝碴，卷揚(yáng)機(jī)提升，倒入斗車運(yùn)走。(3)護(hù)壁鋼筋安裝。先安裝橫向箍筋，然后再安裝豎向鋼筋，護(hù)壁上一節(jié)豎向鋼筋必須與下一節(jié)護(hù)壁豎向鋼筋連接牢固。(4)護(hù)壁支模。支模由中心線控制，每節(jié)以十字線對(duì)中，吊垂球控制中心點(diǎn)位置，用尺桿找四邊凈距。(5)護(hù)壁混凝土澆筑。灌注采用提升設(shè)備運(yùn)送混凝土，小型插入式振搗器搗固。(6)井內(nèi)通風(fēng)。樁孔挖到10 m 以后，在井口設(shè)置軸流通風(fēng)機(jī)，通過風(fēng)管向井下送風(fēng)，加強(qiáng)空氣對(duì)流，防止有毒氣體危害作業(yè)人員。(7)井內(nèi)排水。用離心泵抽水機(jī)抽水即可。(8)第一節(jié)護(hù)壁完成后，重新定位孔中心，挖土、支模、現(xiàn)澆護(hù)壁混凝土。如此循環(huán)，一直挖至基底設(shè)計(jì)標(biāo)高。樁孔挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后進(jìn)行成孔檢驗(yàn)，符合標(biāo)準(zhǔn)后才能進(jìn)行下道工序。

3.5 樁身施工

(1)地面以下樁身鋼筋安裝。安裝前在孔底對(duì)鋼筋平面位置放線定位，然后吊1 m 內(nèi)箍筋，調(diào)整箍筋位置后進(jìn)行四角主筋吊裝，四角鋼筋應(yīng)一次性焊接到孔口上(0.5～1 m)，便于洞內(nèi)箍筋的安裝，箍筋四角綁扎加固，防止鋼筋過重變形。箍筋接頭應(yīng)成螺旋形，不能同縫;綁扎時(shí)進(jìn)行鋼筋校對(duì)，孔襯筋要加密牢靠防止鋼筋變形影響結(jié)構(gòu)受力及上部模板的安裝。(2)地面以上樁柱鋼筋安裝。樁柱鋼筋按上述方法進(jìn)行，樁基施工時(shí)注意預(yù)留與樁柱豎向鋼筋接頭長度鋼筋。上部鋼筋超過10 m 時(shí)應(yīng)設(shè)纜風(fēng)繩，加強(qiáng)鋼筋與模板保護(hù)層墊塊的設(shè)置，上部柱在模板安裝前應(yīng)設(shè)置擋板預(yù)埋鋼筋。(3)樁柱模板施工，鋼筋安裝及立模前必須設(shè)置施工平臺(tái)，施工平臺(tái)使用剛度和強(qiáng)度足夠的鋼管，搭設(shè)腳手架。模板采用金屬鋼模，表面平整，寬窄統(tǒng)一，有足夠的強(qiáng)度和剛度，模板之間的連接采用‘U’型卡和嵌套鏍栓。為防止模板在澆筑混凝土?xí)r變形，側(cè)模之間設(shè)置對(duì)拉桿，梅花形布置，間距1.0 m。(4)樁身混凝土澆筑。樁柱混凝土施工采用吊斗輸送的方式入倉，混凝土灌注時(shí)采用串筒，邊灌注邊振搗，全樁混凝土灌注連續(xù)進(jìn)行。

3.6 擋土板安裝

擋土板設(shè)計(jì)為內(nèi)置式擋板，單塊擋板重量約6.4 t，采用25 t 汽車吊即可進(jìn)行安裝。樁身混凝土應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可安裝擋土板，擋土板安裝時(shí)，應(yīng)邊安裝邊回填，并做好施工板后排水設(shè)施。

3.7 樁頂錨索施工

(1)鉆孔清孔。采用干鉆鉆進(jìn)，鉆機(jī)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)孔位、傾角和方位準(zhǔn)確就位。鉆孔孔徑、孔深要求不得小于設(shè)計(jì)值，并超鉆50 cm，鉆進(jìn)達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，不能立即停鉆，要求穩(wěn)鉆3～5 min，防止孔底尖滅。錨孔鉆造結(jié)束后，使用高壓空氣將孔中巖(土)粉及水全部清除出孔外，經(jīng)合格后，方可進(jìn)行錨筋體安裝。(2)錨索體制安。錨筋下料應(yīng)整齊準(zhǔn)確，預(yù)留張拉段鋼絞線長度1.5 m。組裝承載體時(shí)應(yīng)定位準(zhǔn)確，擠壓套通過螺栓在承載體和限位片之間栓接牢固。注漿管穿索安裝準(zhǔn)確定位，綁扎結(jié)實(shí)牢固，應(yīng)深入導(dǎo)向帽5～10 cm。導(dǎo)向帽可點(diǎn)焊固定于最前端承載板上，并應(yīng)留有溢漿孔，保證孔底返漿。(3)錨固注漿。注漿采用水灰比0.4～0.5 的純水泥漿，其中錨固段遇土質(zhì)或砂土狀強(qiáng)風(fēng)化巖層且富水時(shí)應(yīng)采用二次高壓劈裂注漿法來提高地層錨固力。錨孔注漿必須采用孔底返漿方法(注漿壓力一般為2.0 MPa 左右)，直至孔口溢出新鮮漿液;如發(fā)現(xiàn)孔口漿面回落，應(yīng)在30 min 內(nèi)進(jìn)行孔底壓注補(bǔ)漿2～3 次，確保孔口漿體充滿。(4)錨筋張拉鎖定。在注漿漿體與臺(tái)座混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%以上時(shí)，方可進(jìn)行張拉鎖定作業(yè)。對(duì)于壓力分散型錨索，張拉應(yīng)注意嚴(yán)格按設(shè)計(jì)次序分單元采用差異分步張拉，根據(jù)設(shè)計(jì)荷載和錨筋長度計(jì)算確定差異荷載，并根據(jù)計(jì)算的差異荷載進(jìn)行分單元張拉。錨索的預(yù)應(yīng)力在補(bǔ)足差異荷載后分5 級(jí)按有關(guān)規(guī)范或規(guī)定施加，即設(shè)計(jì)荷載的25%，50%，75%，100%和110%。在張拉最后一級(jí)荷載時(shí)，應(yīng)持荷穩(wěn)定10～15 min 后卸荷鎖定。錨索鎖定后48 h 內(nèi)，若發(fā)現(xiàn)明顯的預(yù)應(yīng)力損失現(xiàn)象，則應(yīng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償張拉。

4 結(jié)束語

(1)樁板擋墻適用于土壓力大，地基強(qiáng)度不足，墻高超過一般擋墻設(shè)計(jì)限高情況，且占地少。在本項(xiàng)目中，市區(qū)征遷費(fèi)用高、難度大、地形條件困難，設(shè)置樁板式擋墻有效地解決了實(shí)際問題。

(2)護(hù)壁施工是樁板擋墻施工安全的重要控制點(diǎn)，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)及規(guī)范施工。當(dāng)然，預(yù)應(yīng)力錨索樁板擋墻施工過程中最重要的是充分掌握設(shè)計(jì)意圖及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，制定合理可行的施工方案，科學(xué)組織、精心管理，以達(dá)到安全、質(zhì)量、工期、經(jīng)濟(jì)要求。

［1］公路路基施工技術(shù)規(guī)范(JTGF10－2006)［S］.

［2］公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTG/T F50－2011)［S］.