林 明 (福建省實盛工程建設有限公司,福建 福州 350008)
隨著我國城市建設進程的不斷加快,土地日益緊張,在山地上建設的工程越來越多,而山地的整平,必然會產生很多高邊坡,錨索格構梁支護作為高邊坡支護工程的常用形式,將會被廣泛地應用。但由于錨索格構梁支護施工受各種因素的影響,其施工質量也呈現了較大的差異。不同施工隊伍施工的錨索格構梁結構,其質量也不一樣,從而使得高邊坡的安全性出現了很大的變化和差異,若不進行有效的控制,則可能埋下許多安全隱患,隨時可能危及生命和財產安全。本文將對邊坡工程中錨索格構梁支護的施工質量控制進行分析。
錨索格構梁結構由錨索和鋼筋混凝土格構梁組成[1],如圖1所示。錨索是主要的受拉構件,設有自由段和錨固段,主要抗拉拔力是由錨固段提供。因此錨索錨固段的長度、直徑、孔壁泥漿、注漿密實度等都將對錨索的抗拔力產生影響。鋼筋混凝土格構梁則是抵抗坡面土壓力的主要構件,當土質較差時,往往在格構梁下還設計有鋼筋混凝土面板,而抵抗坡面土壓力的格構梁和面板,則應通過錨索的錨具連接,將土壓力傳由錨索拉拔平衡,從而保證面板和格構梁的穩定。由此可見格構梁、面板、錨索、連接錨具都是該支護體系不可或缺的受力構件,任何一個環節質量下降或失效,都將會影響高邊坡的穩定和安全。

圖1 格構梁與拉力型錨索連接大樣圖
影響錨索格構梁支護體系與整體質量的因素有很多,以下從常見質量問題角度,提出控制要點。
為了確保錨索格構梁的質量,首先需要詳細了解邊坡的土質環境,需要采取實際的鉆探調查。但由于山地土層往往變化起伏很大,導致地層與原來設計計算所采用的地層參數的不同,錨索成孔施工過程應認真記錄不同深度的地層情況,并與設計計算地層核對,若有出入應及時通知設計人員并請設計人員復核、變更。
錨索成孔方式有很多,如水文地質泥漿護壁鉆進成孔、錨索鉆機空氣鉆進成孔、潛孔錘鉆進成孔等[2]。由于泥漿護壁會導致孔壁土質軟化,可導致錨桿抗拔能力下降。而采用空氣鉆進行孔壁干燥,能較好地發揮土層的側摩阻力。因此在成孔時,宜優先選擇有利孔壁干燥的成孔工藝,同時應保證成孔的直徑、成孔的深度和成孔的角度,以確保土層摩阻力的有效發揮。
錨索材料必須嚴格按設計要求的強度,保證質量。鋼筋按設計長度用無齒鋸鋸斷下料,量出錨固段和自由段長度。清除其上污物、銹斑后再進行防銹處理。鋼筋自由段涂防腐劑后,用無氯石油瀝青涂刷,等瀝青硬化后,再涂黃油套金屬波紋管。制好的錨索不能直接放在泥土上,不得粘上泥土、油污等任何雜物。安裝前要檢查鉆孔內有無掉塊[3]。
錨索泥漿體的施工質量既影響錨索的抗拔力,又影響著錨索桿體的耐久性。錨索注漿工藝有一次注漿、二次注漿等,不管是何種泥漿工藝,最重要是能形成注漿體。由于注漿后水泥漿會有收縮、流失現象,增加二次注漿對提高抗拔力是大有益處的。同時對滲透性大的土層,應有防止注漿后漿體流失的措施,可采用多次注漿、間歇注漿、摻水玻璃注漿等措施,以保證注漿體的施工質量。
一般高邊坡錨索都要施加預應力,這主要是為了讓錨索的變形先行完成,以控制邊坡的變形。所以,準確控制錨索預張力,減少錨具鎖定過程的應力損失,是控制邊坡變形的重要環節。但對于不同類型錨索,還應嚴格控制預應力張拉工藝。如荷載集中型錨索,應控制好錨索各束桿件的應力均勻性;而荷載分散型錨索(管),則應控制好各單元錨索(管)的變形一致性,防止荷載分配不均,導致索體被拉斷破壞。當錨索在軟土土層應力損失較大或出現松弛蠕變現象嚴重時,宜進行補張拉方法處理。
格構梁是直接承受土壓力,并通過錨具將荷載傳遞給錨索。對格構梁質量要求應是尺寸準確、鋼筋安裝到位、混凝土質量可靠、構件位置準確。然而,由于格構梁是在邊坡上施工,往往要滿足上述要求并不容易,因此格構梁施工質量重點應控制好以下內容:①邊坡削坡應準確,減少凹凸不平現象;②模板固定應牢固,防止混凝土澆筑振搗過程中出現變形和漏漿現象;③鋼筋分段安裝,搭接長度應滿足設計與規范要求;④混凝土澆筑應加強插搗或振搗;⑤加強混凝土澆水養護。
由于錨索一般與邊坡是成一定的夾角,而格構梁與錨索往往并不是成直角狀態。因此,在錨具固定時,需要設置鋼墊板或混凝土墊層,以調整錨具底面與錨索成直角狀態,否則,在錨具鎖定時,會出現折角,產生索體附加應力。另外,錨頭處是極易產生索體腐蝕的部位,因此應確保錨頭混凝土密實、保護層厚度足夠、底部與墊板格構梁密封嚴密等。
當然,除上述措施之外,控制錨索格構梁施工質量還有很多細節,如材料質量、錨索試驗、錨索驗收檢測、錨索防腐處理等等,除上述控制要點外,應嚴格按質量控制體系對錨索施工過程實施全面的控制與管理,才能保證錨索格構梁高邊坡支護工程的質量。
邊坡錨索格構梁支護除錨索格構梁(面板),本身質量控制外,其附屬施工項目的質量控制,有時也起到舉足輕重的作用。
為了及時排除坡頂和坡體的積水:①應在坡頂上設置排水系統(如排水溝、截水溝等),排水溝和截水溝應保證積水迅速排除;②應在坡體中設置排水系統(如泄水孔、軟式排水管等),管體排水應保持直通無阻;③應在墻背設置砂礫反濾層,反濾層應嚴格按照天然級配砂石或人工級配砂石,分層施工,并與墻背填土同步施工。
為了防止坡面被雨水等沖刷,一般在施工后的坡體上進行噴播綠化護面、格柵植草綠化護面等,綠化護面既美化了環境又有效地防治了水土流失。
這些附屬施工項目往往被人忽視,認為非邊坡支護主體結構,但其對高邊坡的安全和穩定有時是起著決定性作用,因此也應嚴格控制。
某開發工程屬于山地土建工程,其項目紅線沿山坡處長度約1000m,建筑場地平整后該范圍內將會形成高度為10m~25m的高邊坡,且建筑單體離紅線距離僅20m,所以建成后的邊坡的坡度較陡。該工程針對此邊坡周邊土質環境進行勘察,勘察結果顯示地質從上往下依次為:①素填土、②粉質黏土、③全風化凝灰熔巖、④散體狀強風化凝灰熔巖、⑤碎裂狀強風化凝灰熔巖、⑥中風化凝灰熔巖。但每個勘察鉆孔點的土層厚度分布不均,土層起伏很大,較為復雜。
該工程結合工程地質實際情況、工程成本、施工工藝等方面進行綜合考慮,決定采用錨索格構梁支護體系,嚴格按照施工質量控制要點對錨索格構梁進行施工。具體方案為:在高邊坡上采用錨索、格構梁、面板、漿砌片石護坡、格柵植草綠化護面的組合來進行支護,通過此錨索格構梁的實際應用,實現高質量的支護效應,確保了高邊坡的穩定性。
此外,該地區降雨量較大,基于其地質環境遇水后可能發生的變化,該工程在邊坡頂設置了排水溝,迅速有效地排除積水。并在錨索格構梁支護施工安裝的同時,在錨索格構梁面板上,采用泄水孔排水和軟式排水管排水的方法疏導坡體內水,降低地下水位,提高了坡體自身穩定性。
錨索格構梁支護技術是高邊坡支護的一種常用技術,但往往因非建筑物主體結構工程而被忽視,從而產生了很多工程安全隱患。在高邊坡支護施工過程中,應由專門巖土資質的單位進行施工。除了對錨索格構梁支護結構本身的相關因素,如土層情況、成孔工藝、注漿質量、張拉鎖定、格構梁混凝土等進行有效控制外,尚應對附屬施工項目如排水溝、截水溝、泄水孔、排水管、護面綠化等進行施工質量控制,這樣才能對高邊坡錨索格構梁支護體系質量進行有效的控制。