框架錨索在高路塹邊坡防護(hù)中的應(yīng)用

彭運(yùn)蘭

(中交廣州航道局有限公司，廣東 廣州 510230)

1 工程概況

某公路工程主線長(zhǎng)14.560 km，其中B標(biāo)右側(cè)邊坡坡體以砂、泥巖護(hù)層為主，有較強(qiáng)的風(fēng)化特性。邊坡高度最大達(dá)31 m，路塹開(kāi)挖有擾動(dòng)性影響，容易威脅到邊坡的穩(wěn)定性，隨之誘發(fā)滑塌等事故，因此，采取合適的邊坡加固技術(shù)至關(guān)重要。經(jīng)技術(shù)可行性分析后，最終采用的是錨索框架梁技術(shù)，用于加固邊坡，保證邊坡的穩(wěn)定性。

2 施工工藝流程

錨索框架由C30混凝土澆筑成型，縱、橫梁截面尺寸一致，即50 cm×50 cm，框架梁入土深度30 cm。邊坡巖性呈微風(fēng)化時(shí)，受開(kāi)挖的影響，坡面局部可能出現(xiàn)不平整的狀況，此時(shí)用漿砌片石填補(bǔ)。橫梁每12～18 m設(shè)一道2 cm寬的伸縮縫，縫內(nèi)填塞瀝青麻筋，深度按10 cm控制。

考慮到日常檢查維修的便捷性以及排水高效性的雙重要求，在各級(jí)邊坡施工中均設(shè)合適尺寸的檢查踏步和急流槽。為提升邊坡防護(hù)效果，在框架梁內(nèi)種植生長(zhǎng)能力較強(qiáng)的草種，成活率至少達(dá)到90%，同時(shí)增添30%的灌木種子。在采取綠化措施后，除了提升邊坡穩(wěn)定性外，還有助于凸顯工程的生態(tài)環(huán)境效益，將公路與現(xiàn)場(chǎng)自然環(huán)境融為一體。

錨索框架梁施工具有流程性，需按照特定的順序?qū)⒏黜?xiàng)工作落實(shí)到位，具體如圖1所示。

圖1 錨索框架梁施工流程

3 錨索框架梁施工技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 錨索的材料選擇、制作及施工

1)錨索選擇的是φs15.20 mm高強(qiáng)度、低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉應(yīng)力fpk=1 860 MPa，并根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)適配錨具。

2)錨索下料時(shí)采取砂輪切割的方法，禁止電焊切割，否則會(huì)嚴(yán)重?fù)p傷錨索。為便于張拉鎖定，錨索制作時(shí)鋼絞線預(yù)留1.5 m，待后續(xù)張拉作業(yè)落實(shí)到位并且無(wú)質(zhì)量問(wèn)題后，確定多余的鋼絞線并將該部分切除，然后用C30混凝土澆筑錨頭，有效封閉。

3)鋼絞線下料后編束，此時(shí)要求每一束的鋼絞線均勻排列，無(wú)交叉、扭曲等問(wèn)題，同時(shí)全面清理殘留的銹跡以及油污[1]。

4)錨索擴(kuò)張環(huán)以工程塑料環(huán)為宜，具體根據(jù)錨索體鋼絞線根數(shù)與擴(kuò)張環(huán)孔數(shù)而定，形成相配套的關(guān)系。箍環(huán)以鐵絲為原材料制作成型。分情況將擴(kuò)張環(huán)、緊固環(huán)設(shè)置到位，其中錨固段間距為0.5 m，自由段間距調(diào)整為1.5 m。

5)鉆孔后，注入高壓風(fēng)用于清孔，待孔內(nèi)保持潔凈后，隨即將制作成型的錨索推送入孔，在此過(guò)程中盡可能做到平順推送，避免抖動(dòng)，否則容易散索，錨索下放1 h內(nèi)注漿。

3.2 施工平臺(tái)的搭設(shè)及拆除

1)施工平臺(tái)的主體框架由φ48 mm鋼管組成。立桿橫距按3 m控制，在立桿的內(nèi)側(cè)設(shè)縱向水平桿，節(jié)點(diǎn)處采用碗扣接頭的連接方法。為全方位保證施工的安全性，在平臺(tái)四周設(shè)置高度≥1.2 m的護(hù)欄，再掛設(shè)安全網(wǎng)，滿鋪1.8 cm厚的木板。

2)施工平臺(tái)搭設(shè)時(shí)，根據(jù)要求嚴(yán)格控制各桿件的位置，盡可能減小誤差。搭設(shè)成型后檢驗(yàn)步距、縱距、橫距、立桿的垂直度，要求各方面均滿足要求。

3)工作平臺(tái)的拆除存在諸多安全隱患，需設(shè)置警示，掛設(shè)醒目的警示標(biāo)志，任何無(wú)關(guān)人員均不可入場(chǎng)，由專(zhuān)員在現(xiàn)場(chǎng)指揮，協(xié)調(diào)各項(xiàng)工作，避免混亂。

4)按照自上而下、先橫桿后立桿的順序依次拆除，由兩名員工配合完成長(zhǎng)立桿、斜桿兩部分拆除作業(yè)。

施工平臺(tái)示意圖如圖2所示。

圖2 施工平臺(tái)示意圖(單位：m)

3.3 鉆 孔

1)測(cè)量放線：以設(shè)計(jì)要求為準(zhǔn)，精準(zhǔn)測(cè)放孔位，為給正式鉆孔提供正確的引導(dǎo)，要求孔位誤差≤±2 cm。

2)鉆機(jī)就位：根據(jù)施工要求選擇鉆機(jī)，進(jìn)場(chǎng)后用量角器定向，同時(shí)設(shè)置穩(wěn)定可靠的支架，將鉆機(jī)置于該處以避免失穩(wěn)。

3)鉆孔方法：潛孔鉆無(wú)水干鉆成孔，鉆進(jìn)全過(guò)程中禁止用水沖擊；實(shí)際孔深略大于設(shè)計(jì)值0.5 m或適當(dāng)增加，以保證錨孔深度的合理性。

4)錨孔清理：鉆孔成型后注入高壓空氣，目的在于有效清理孔內(nèi)的巖粉以及積水等各類(lèi)不利于后續(xù)注漿施工的雜物。為保證錨孔清理效果，風(fēng)壓控制在0.2～0.4 MPa。

3.4 注 漿

1)注漿前組織配合比試驗(yàn)，確定合適的配合比，以保證拌制好的漿液滿足工程質(zhì)量要求，對(duì)于水泥材料的選擇，采用的是普通硅酸鹽水泥。

2)錨索的錨孔灌注施工材料選擇M40水泥漿，對(duì)于錨桿體，此部分注漿施工材料調(diào)整為M30水泥漿。

3)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件，注漿采用孔底返漿法，要求PVC注漿管始終保持穩(wěn)定，否則會(huì)影響注漿施工效果。注入的漿液收縮后及時(shí)對(duì)孔口補(bǔ)漿，此處材料選擇的是M30水泥漿。

4)注漿后加強(qiáng)對(duì)漿液的觀察，判斷其是否存在回落，若有則安排補(bǔ)漿，保證漿液面所處位置的合理性。

5)錨索注漿施工分兩個(gè)階段完成：①錨固段和自由張拉段同步注漿，此階段采取的是孔底返漿的方法，注漿壓力≥1.0 MPa，在此期間注漿管不可從孔底抽出，確保注入的砂漿具有足夠的密實(shí)性；②第一次注漿完成1～2 h后，對(duì)錨固段劈裂注漿，此時(shí)施工材料選用的是M40水泥漿，注漿壓力≥2.0 MPa。經(jīng)過(guò)注漿后，密切觀察水泥漿的實(shí)際情況，若該部分凝固收縮則及時(shí)用M40水泥漿對(duì)孔口補(bǔ)漿。

3.5 張拉鎖定

1)合理設(shè)置錨斜托臺(tái)座，要求該處的承壓面具有足夠的平整性，同時(shí)必須與錨索軸線呈垂直的關(guān)系。

2)張拉前判斷是否具備張拉的條件，若框架梁混凝土強(qiáng)度大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%以上并且錨索體漿液齡期達(dá)20 d，即可安排張拉。

3)根據(jù)張拉作業(yè)需求適配合適的張拉機(jī)具和儀器，并做好標(biāo)定，切實(shí)提高張拉機(jī)具的運(yùn)行精度。在安裝錨具時(shí)，必須使該裝置與錨墊板和千斤頂密貼對(duì)中，經(jīng)過(guò)檢測(cè)與調(diào)整后使千斤頂軸線與錨孔及錨索體軸線共處相同直線，此外不允許出現(xiàn)任何彎壓現(xiàn)象。

4)考慮到鋼絞線受力均勻性的要求，先圍繞單根錨索進(jìn)行1～2次的預(yù)張拉，此階段的張拉力取設(shè)計(jì)值的0.1～0.2倍，經(jīng)過(guò)預(yù)張拉后使錨固體各部分緊密接觸，在此前提下方可正式進(jìn)入張拉環(huán)節(jié)。

5)錨索張拉采取的是分級(jí)有序推進(jìn)的方法，分別取設(shè)計(jì)張拉力的25%、50%、75%、100%、120%，前四級(jí)每次張拉后穩(wěn)壓持荷2～5 min，最后一級(jí)穩(wěn)壓持荷時(shí)間增加至20～30 min，每次均對(duì)張拉情況做全面的檢查，包含錨頭位移、錨座變形等，若有異常則及時(shí)查明真實(shí)情況，根據(jù)具體的原因采取針對(duì)性的處理措施。

6)錨索鎖定后安排3 d的觀察，若此過(guò)程中無(wú)異常狀況則留10 cm，將多出的鋼絞線切割干凈。然后用水泥漿澆筑錨墊板及錨頭的空隙，用C30混凝土封錨。需注意的是，在切除多余的鋼絞線時(shí)需利用手提砂輪機(jī)完成，禁止采用電弧燒割的方法，否則會(huì)損傷鋼絞線，例如出現(xiàn)留下部分長(zhǎng)度不足的情況。

3.6 施工注意事項(xiàng)

1)施工前做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，例如：場(chǎng)地的規(guī)劃，保證現(xiàn)場(chǎng)的平整性與穩(wěn)定性；采取隔斷措施，營(yíng)造相對(duì)獨(dú)立的施工場(chǎng)所，以免受到外部因素的干擾以及由于施工而對(duì)周邊環(huán)境造成影響；嚴(yán)格檢查邊坡，識(shí)別其中的危險(xiǎn)隱患，采取有效的防治措施[2]；根據(jù)工程要求，準(zhǔn)備足量?jī)?yōu)質(zhì)的原材料以及機(jī)械設(shè)備，組建施工隊(duì)伍。

2)錨固段和錨索的定位需具有精準(zhǔn)性，對(duì)此可用定位環(huán)或鉛絲完成。張拉環(huán)節(jié)加大對(duì)錨索自由段的防護(hù)力度，例如對(duì)該處做除銹處理，刷涂瀝青，以免自由段外露而銹蝕。經(jīng)過(guò)防腐處理后，向自由段套入合適尺寸的波紋套管，同時(shí)在套管兩端的300 mm內(nèi)涂抹適量的黃油，再于外側(cè)纏繞工程膠布，增強(qiáng)嚴(yán)密性與穩(wěn)定性。

3)張拉試驗(yàn)時(shí)由專(zhuān)員規(guī)范操作，及時(shí)采集損失量等相關(guān)數(shù)據(jù)并完整記錄，張拉控制力約為原標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的3倍，但要避免該值異常偏大的情況，即不可超過(guò)鋼絞線錨索的強(qiáng)度，否則會(huì)由于張拉力過(guò)大而導(dǎo)致鋼絞線錨索受損[3]。

4)公路高邊坡支護(hù)預(yù)應(yīng)力錨索施工時(shí)，必須提前組織預(yù)應(yīng)力預(yù)錨試驗(yàn)，借助此途徑掌握實(shí)際施工條件，同時(shí)準(zhǔn)確把握具體的作業(yè)參數(shù)，以便正式推進(jìn)預(yù)應(yīng)力錨索施工進(jìn)程。在試驗(yàn)時(shí)，推測(cè)錨索的受力情況以及鎖定值，要求各項(xiàng)參數(shù)均具有合理性，錨索則始終保持穩(wěn)定。隨著施工進(jìn)程的推進(jìn)，待注漿體和混凝土腰梁的抗壓強(qiáng)度超過(guò)75%后方可張拉鎖定預(yù)應(yīng)力錨索，若發(fā)現(xiàn)張拉過(guò)程中有預(yù)應(yīng)力損失，則根據(jù)實(shí)際情況安排補(bǔ)張拉。在前述基礎(chǔ)上確定多余的鋼絞線，用手提砂輪機(jī)切除。在確保剩余鋼絞線的長(zhǎng)度滿足要求且無(wú)斷裂等異常狀況后，完成防腐、壓漿封錨等各項(xiàng)收尾工作。在循序漸進(jìn)之下，最終全面保證錨索框架梁的施工效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

錨索框架防護(hù)技術(shù)頗為成熟，在現(xiàn)階段的公路高邊坡防護(hù)中取得廣泛的應(yīng)用，可有效降低施工難度、保證邊坡防護(hù)質(zhì)量、提高施工效率。在框架錨索防護(hù)施工全流程中，涉及施工平臺(tái)的搭設(shè)、鉆孔、注漿、錨索張拉等多個(gè)環(huán)節(jié)，全體工程人員應(yīng)高度重視，合理優(yōu)化施工方法，保證最終的施工質(zhì)量。

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