淺談高邊坡樁錨支護施工方法及施工管理注意事項

曾文兵，連煜皓，韓榮榮

（1.云南金沙江中游水電開發(fā)有限公司，云南 昆明 650000；2.中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，浙江 杭州 310014；3.國家能源局大壩安全監(jiān)察中心，浙江 杭州 310014)

1 項目概況

云南金沙江中游水電開發(fā)有限公司生產(chǎn)運行管理基地場地主要分為2個高程平臺，平臺間最大高差達29.85m，2個平臺建筑外墻最近處距離約為23.2m，建筑平臺之間布置一條寬4m的場內道路。上平臺基本為現(xiàn)狀高程，下平臺離現(xiàn)狀地面高度約為25m。

場地土層自上而下為：粉質粘土（厚5.4m）、粘土（厚6.0m）、全風化頁巖（厚7.2m）、強風化頁巖（厚11.9m）和中風化頁巖。邊坡支護設計在場內道路的前緣和后緣各設一排預應力錨索+灌注樁進行支護，其中預應力錨索由7根15.24mm鋼絞線組成，鋼絞線標準強度1860MPa，預應力鎖定值為400kN～850kN，灌注樁樁徑1.2m。

預應力錨索+灌注樁支護剖面如圖1所示。

2 施工工藝

2.1 工藝流程

施工準備→上平臺整平→樁孔開挖（旋挖）→制作安裝支護樁鋼筋→灌注樁身混凝土→錨索鉆孔→錨索安裝→錨固段注漿→冠（腰）梁施工→預應力張拉→封錨注漿。

2.2 施工方法

2.2.1 灌注樁施工

測量放線，放好線路中心線、擋土墻和各樁孔的設計軸線，開挖線、分段線等施工要點線，樁孔采用旋挖設備成孔。放樣及樁孔現(xiàn)場管理要求為：樁位偏差不大于1%，樁徑允許偏差±50,垂直度允許偏差為0.5%，成孔施工應一次不間斷地完成，成孔完畢至灌注混凝土的時間間隔不應大于24h。

鋼筋籠在加工場加工好后,運至孔邊，用卷揚機吊起放入孔內。混凝土串筒下料時，應將串筒接至距孔底1.0m處。灌注樁身混凝土必須連續(xù)進行,以保證樁身混凝土質量。鋼筋籠架設及混凝土灌注現(xiàn)場管理要求為：分段制作的鋼筋籠，其鋼筋接頭應采用焊接，在同一截面內的鋼筋接頭不得超過主筋總數(shù)的50%，兩個接頭的豎向間距不小于500mm,焊接長度單面焊為10d，雙面焊為5d；灌注樁混凝土漿液的充盈系數(shù)>1.10，孔底沉渣厚度≤100mm，鋼筋籠安裝深度偏差不超過±100mm；混凝土必須連續(xù)灌注，每根樁的灌注時間按初盤混凝土的初凝時間控制。

待樁身混凝土強度達到設計強度后,應對其完整性進行檢測，檢測采用低應變法，檢測樁根據(jù)監(jiān)理現(xiàn)場隨機指定，檢測數(shù)量為總樁數(shù)的30%。

2.2.2 預應力錨索施工

2.2.2.1 鉆孔

由于本工程錨索需要從樁之間土體（后排支護樁和建筑樁基）穿過，鉆孔需按避讓角度進行鉆進，符合要求后把鉆機牢固安裝在作業(yè)平臺上。本工程錨索較長，且土層濕度較大，采用一般的無水鉆進時，高壓風難以將土渣吹出，經(jīng)現(xiàn)場試驗，最后采用泥漿護壁成孔工藝。鉆機配置1臺泥漿泵、柴油機及傳動裝置，靠傳動鉆桿旋轉和傳動的推進力的作用下成孔，泥漿泵將泥漿通過鉆桿和向孔內壓，泥漿起到護壁及帶出泥漿沿孔周邊涌出的作用。錨索鉆孔時，鉆孔直徑為220mm，孔間水平方向允許偏差為±10mm，垂直方向允許偏差為±50mm，鉆孔傾斜允許偏差為3‰，孔深應超過錨索設計長度0.5～1.0m，終孔后清孔要徹底，并立即插入錨索灌漿。

2.2.2.2 下料

材料均采用砂輪切割機切割，下料長度為：錨索設計長度+張拉承臺高度+千斤頂長度+限位板厚度及張拉操作所需長度的總和。張拉操作余量，一般宜取150mm。

2.2.2.3 組裝

量出錨固段和自由段長度，并作好標記。將7根鋼絞線插入導向帽內，與導向帽焊接連接。在錨固段范圍內，架線環(huán)與緊箍環(huán)間隔100cm設置，自由段每隔100cm設置一道架線環(huán)以保證鋼絞線順直。

2.2.2.4 安裝

安裝錨索前，要仔細核對錨索編號是否與鉆孔編號一致，確認無誤后對號裝索。

2.2.2.5 注漿

注漿是錨固質量好壞的關鍵性工序。注漿從孔底錨索注漿采用二次注漿，一次注漿注漿壓力不小于0.5MPa，注漿管插至孔底，漿液由孔底注入，直至漿液從孔口溢出；二次注漿待一次注漿的漿液初凝后，再進行壓力（劈裂）注漿，壓力不小于1.5MPa。

2.2.2.6 冠(腰)梁施工

同一排預應力錨桿施工完畢后，應在孔口位置筑澆混凝土強度為C30冠(腰)梁，分段施工，每段長度約20cm～30m。冠(腰)梁的施工流程為：基槽開挖→鑿除樁頂松散層（80cm）→鋼筋綁扎→模板安裝→混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護→模板拆除。腰梁的施工流程為：土方開挖至腰梁下30cm～50cm→鑿除樁周松散層→植筋進入灌注樁→鋼筋綁扎→模板安裝→混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護→模板拆除。冠(腰)梁鋼筋綁扎時，需埋設Φ200鋼管，以便錨索通過。

2.2.2.7 預應力張拉及拉拔試驗

待錨索錨固體及冠(腰)梁強度達到70%設計強度(腰梁約7d)后方可進行張拉鎖定,張拉方式采用整體張拉法。預應力錨索張拉:錨索設計荷載400～850kN,先用千斤頂施加第一級0.2倍鎖定值,以消除錨索的松弛,并以此拉伸讀數(shù)為基準點；然后以44kN/min左右的加載速率繼續(xù)進行4級均勻加載,分級總荷載分別為0.275倍鎖定值、0.55倍鎖定值、0.825倍鎖定值、1.1倍鎖定值。每級荷載需穩(wěn)壓5min,若實際伸長值大于計算伸長值的10%或小于5%時,應暫停張拉,查明原因并采取措施予以調整后,方可繼續(xù)張拉；總張拉力為預應力鎖定值×1.1倍，而不是預應力鎖定值。錨索張拉應在冠梁或腰梁達到設計強度和內錨固段漿液抗壓強度達到20MPa后(7d齡期)。

錨索基本試驗：錨索施工前應選擇相同地層進行拉拔試驗，試驗孔數(shù)不少于3孔，以驗證錨固段的設計指標，確定施工工藝及參數(shù)，要求單孔7束張拉力不小于1980kN。試驗采用JTM-V1800型錨索測力計和609B型振弦式讀數(shù)儀。

錨索驗收試驗：驗收試驗的錨索數(shù)量不得少于總數(shù)的5%，且不少于3根，驗收試驗的錨索應隨機抽樣，試驗荷載取值為990kN。驗收合格標準為:拉力型錨索在最大試驗荷載下所測得的總位移量,應超過該荷載下桿體自由段長度理論彈性伸長值的80%,且小于桿體自由段長度與1/2錨固段長度之和的理論彈性伸長值；同時要求在最后一級荷載作用下1min～10min錨桿蠕變量不大于1.0mm,如超過,則6min～60min內錨桿蠕變量不大于2.0mm。

錨桿鎖定后若經(jīng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)明顯的預應力損失,應進行補償張拉。

2.2.2.8 封錨

錨索驗收試驗合格后，可以封錨。封錨前用手動砂輪切斷外露過長的鋼絞線，保留3cm～5cm,然后用C20混凝土封好外錨頭。

3 施工管理注意事項

高邊坡樁錨支護結構型式較為復雜，施工過程中關鍵控制點包含以下幾個方面。

①確保樁位定位準確，由于錨索孔布置與兩樁中間，且錨索需避讓后排裝及建筑樁基，樁需要按設計樁位進行施工方可保證錨索能順利鉆進。

②樁身混凝土必須連續(xù)灌注,不得形成水平施工縫。

③按設計要求預留足夠長的樁身鋼筋，在冠梁施工時錨入冠梁。

④按挖土一皮施工一道錨索，下層土在上層支護達到強度后才可繼續(xù)開挖，嚴禁超挖，隨挖隨施錨索直至邊坡底，邊坡開挖應分段開挖，每段10m～15m。

⑤由于錨索采用泥漿護壁成孔，為減小泥漿滲入邊坡對邊坡穩(wěn)定的影響，泥漿的密度適當加大，取1.3kg/cm3，并在坡腳做好泥漿回收。

⑥由于錨索采用二次注漿，二次注漿需在初凝后進行，二次注漿的需保證注漿壓力大于1.5MPa。

⑦冠（腰）梁埋設鋼管的位置及角度應與錨索相對應，以防錨索張拉時鋼管口切削錨索。

⑧基本試驗錨索應選擇與最終施工錨索相同的錨固段地層、施工工藝和參數(shù)。

⑨本工程邊坡較高，施工過程要求對各監(jiān)測點進行每日觀測，施工該段時，雨天及雨后應加強觀測，并及時上報。

4 實施效果

由于本項目邊坡高度高，且錨索需穿過支護樁、建筑樁基，現(xiàn)場施工和管理難度較大，按照上述工藝及管理注意事項進行施工,施工全過程處于安全、穩(wěn)定、快速、優(yōu)質的可控狀態(tài)，完全滿足總工期的要求。工程場地邊坡支護共172根灌注樁，樁基小應變無損檢測優(yōu)良率100%；預應力錨索632根，錨索驗收試驗合格率為100%。

本工程在每排錨索中設置了4個錨索測力計，樁頂每隔20m設一個沉降、水平位移監(jiān)測點進行表層觀測，樁后土體每隔40m設一個測斜孔進行深層觀測。經(jīng)觀測顯示，預應力錨索+灌注樁施工完成后,錨索受力性能良好,蠕變量小,樁頂位移較小，測斜孔的深層位移及傾斜均能滿足設計要求。說明本次預應力錨索+灌注樁施工是成功的,施工質量達到了設計要求,保證了本邊坡工程的穩(wěn)定。作為本項目重點和難點，本邊坡安全支護，保證了整個項目能按計劃安全、順利實施奠定了基礎。

[1]王永生.抗滑樁加預應力錨索施工治理鐵路工程滑坡體[J].山西建筑,2007(16).

[2]黎明.預應力錨索施工及其質量控制[J].水力發(fā)電,2003(8).

[3]王新民.土質邊坡預應力錨索樁板墻施工技術[J].西部探礦工程,2003(2).

[4]陳祖煜,楊建.巖土預應力錨固技術的進展[J].貴州水利發(fā)電,2004(5).

[5]肖武權,阮波.滑坡整治中抗滑樁的優(yōu)化設計方法[J].中國鐵道科學,2006(6).