預應力錨索裝置在高速公路強風化高邊坡中的應用

王軍

摘 要：坡度是工程建設中最常見的措施之一，在遇到特殊巖土質量時，有必要對坡度進行特殊處理。受太陽輻射、大氣、水和生物作用的影響，巖石容易碎裂、分離和礦物成分的二次變化，稱為風化，由于風化程度的不同還可以把每一種風化級別分為四種。實現強風化的巖層將對坡度穩定性產生較大影響，特別是在降雨影響下，容易導致坡度不穩定和破壞，因此有必要對強風化斜坡采取加固措施。

關鍵詞：高速公路;強風化高邊坡;預應力錨索

0 引言

預應力錨索支護技術在高速公路工程中應用廣泛。在地質環境比較復雜、小坡度放坡支護等多種情景模式中，比較常采用的是樁錨結構，這種結構主要是用剛性樁和預應力錨索組合而成形成一種穩定的支護結構幫助承力。這種工法往往能較好的保證高速公路安全，減少不穩定因素。樁錨支護高速公路工程中多采用“一樁一錨”布設方式，錨索抗拔力數值多采用小于300 kN荷載。本文以山東中醫藥大學第二附屬醫院綜合病房樓高速公路工程為例。該工程是采用“兩樁一錨”支護方案，增加了錨索抗拔力設計值，提高了錨索的使用效率;通過分析本工程的高速公路支護設計方案及施工中進行的錨索試驗及監測等，本工程方案應用效果很好，這可以為類似高速公路工程提供借鑒意義。

1 工藝原理

本技術同步完成目前常規錨索施工中的造孔、錨索安裝、澆注等工序“三合一”：采用高壓旋噴錨桿鉆機，用帶噴嘴的無翼鉆機鉆進，將預應力錨桿固定在鉆桿前端位置在挖掘、下錨過程中，前端鉆頭噴嘴噴射清水，旋轉噴射切割土體，停止挖掘到設計孔的深處。然后，使鉆桿反轉，與高壓噴射水泥漿同步變更，使鉆桿在每個區段旋轉，退出到錨固區段與自由區段的邊界位置，此時形成比設計的孔徑大的錨固區段放大頭。卸下自由段鉆頭時，使用常壓水泥漿施加壓力，使錨索保持滿足設計直徑，然后旋轉鉆頭拔出鉆頭，直到拔出鉆頭。其施工過程主要包括預應力錨索鉆進、同步與錨固、擴大錨桿注水等關鍵技術。

2 支護設計方案

（1）排樁：混凝土支撐樁直徑0.6 m，樁長約16.1 m～19.6 m，樁間距1.2 m;采用節距強化，HRB400鋼材料的強度標準值fyk=400 N/mm2。（2）錨索：長度范圍為15.5 m～19.5 m，間距2.30 m，錨固孔的直徑則一般在130 mm左右，并采用2S21.6和3S21.6鋼索，錨索及水平角15°，錨索應根據需要固定。腰梁則是采用的槽鋼，支撐板一般為200.5 m×200.5 mm厚度的鋼板。（3）漿材料：多使用水泥漿為主，混凝土的模型構筑一般為P.O42.5，水與水泥的比例通常為1：2，第一次漿壓需要維持在0.3 MPa～0.6 MPa之間，二次漿壓不得低于1.5 MPa，水泥漿強度不得低于M20。（4）表面層：樁頂層鋼筋網按6布置。5 @ 300×300，噴砼一般都是C20，而支護樁在坡面方向的混凝土的厚度不能夠低于49.5 mm。

3 預應力錨索裝置在高速公路強風化高邊坡中的應用要點

3.1 施工工序

待鉆孔實施后，開始進行注漿錨索的下一工序施工。首先，在施工之前，需要在距離錨索大約290 mm左右的位置上預設一個止漿塞，而鉆孔必須是一個形似喇叭口的形狀方便后續施工過程的順利進行，同時在錨索的端頭上應當裹緊一定量的棉線這樣就可以幫助防滑。安裝時，保持錨索盤與巖面貼緊，每個鉆孔內塞進Z2335型樹脂藥卷4支，用輕質錨桿將樹脂藥卷推向鉆孔底部，將錨索與樹脂藥卷一同注入孔底，攪拌旋轉30 s后停止運轉，并撤下設備，錨固深度控制在1 500 mm。

3.2 放樣及定位

根據施工現場規劃出的預應錨索的3個基礎試驗孔的定位點，SY1孔應大概鉆孔到10.5 m，錨固的長度則保持在5.7 m;SY2孔應鉆入離地面大約12.8 m的位置，錨固長度保持在7.8 m左右;SY3孔應鉆入離地面大約14.6 m的位置，錨固長度保持在9.7 m左右。3個試驗孔SY1、SY2、SY3的孔軸線傾角均為180°。

3.3 錨索現場試驗

錨索的施工質量對于高速公路安全至關重要。本工程進行了錨索現場試驗，實施過程遵循《建筑高速公路支護規程》（JGJ120-2012）要求。錨索試驗由兩個部分組成，第一部分是基本試驗，第二個部分則是驗收試驗，這兩個試驗主要是為了檢查錨索的抗拔承載力的最大值。本項目中基本試驗錨索在現場隨機抽取，用于確定錨索抗拔承載力極限值，選取了3根;驗收試驗根據試驗標準進行了30根操作試驗，這是為了能夠準確判斷錨索在抗拔承載力的檢測過程中是不是會出現變形等異常狀況，如果出現必須立刻更換和重新檢測。

3.4 錨索制作

電纜嚴格按照設計圖紙制造，使用切割機制作錨索，嚴禁燒焊，切斷預留錨索不少于800 mm長，準備進一步張力;為保證焊接質量，防止焊接過程中電纜和螺母損壞，選用電極502，焊縫電流控制在160 A～200 A之間，焊接部位的殘馀渣應及時從加工機中取出。精心設計的預應力錨索布置得很整齊，以避免堆積供使用。

3.5 現場施工控制

首先需要進行試驗錨孔的鉆孔施工（實際鉆孔位置與設計鉆孔位置偏差不應超過±10 cm），鉆孔所使用的鉆桿規格應統一（直徑均為115 mm），鉆桿總長度應比設計孔深度多0.2 m，鉆孔完成后應反復回鉆3～5次以確保孔底無殘渣而影響實驗結果;其次進行錨索的安裝，錨索每個單元由2根順直等長的無粘結鋼絞線對稱布置組成，錨索安裝完成后應在其上做明顯的標記，這是為了保障錨索能夠準確承重，在這之后才能夠進行錨索注漿這一步驟。在試驗開始之前，必須對對整體設備包括錨墩等結構進行仔細的查驗和預試用，這是為了讓錨墊板與錨索能夠處于一個垂直的狀態同時保證千斤頂與錨索是處在一個平行的狀態下，而對錨索的長短單元方面必須時刻做好相應的標記和圖案;在一切準備工作完成以后這才能開始測試錨索的張力和拉力值。

4 結束語

高速公路邊坡支護預應力錨索同步鉆進、跟錨、注漿擴大頭錨固施工技術，將目前常規錨索施工過程中的成孔、錨索安放、注漿等工序步驟“三合一”同步完成并形成擴大頭錨固，提高了施工效率的同時，增加了錨固拉力，這是在傳統的工藝進程中改造而來的更加適應現階段社會發展的手藝，這既是一種新的發揚也是一種對傳統的繼承，同時還對錨索施工的方方面面進行了具有高可行性的補充，這項工藝值得繼續被傳承和推廣，讓它在歲月里逐步擴展且價值。

參考文獻：

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