預(yù)應(yīng)力錨索治理復(fù)雜地質(zhì)高邊坡滑體技術(shù)分析

摘要：預(yù)應(yīng)力錨所是通過(guò)內(nèi)錨頭和外錨頭的張拉進(jìn)行不穩(wěn)定巖體固定的技術(shù)，在我國(guó)的危崖治理和滑坡治理中應(yīng)用較為廣泛。本文簡(jiǎn)要分析了預(yù)應(yīng)力錨索的應(yīng)用和發(fā)展，對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索的施工進(jìn)行了詳細(xì)論述，并對(duì)其固定效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力錨索 高邊坡 復(fù)雜地質(zhì)

我區(qū)某公路工程處于地質(zhì)基礎(chǔ)斷裂帶之上，由數(shù)條逆斷層和正斷層組成，寬達(dá)數(shù)百米。從地址剖面看，巖層擠壓破碎，節(jié)理，裂隙十分發(fā)育，褶皺現(xiàn)象，多強(qiáng)烈風(fēng)化成碎片狀和土狀，多構(gòu)成地下水富集帶，小型褶皺變形強(qiáng)烈，巖層產(chǎn)狀比較雜亂，層間多具有微波層狀泥化夾層，破題穩(wěn)定性比較差。

1預(yù)應(yīng)力錨索的應(yīng)用和發(fā)展

預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)自20世紀(jì)60年代開(kāi)始引入我國(guó)以來(lái)，已經(jīng)在公路邊坡加固中取得了廣泛應(yīng)用。在公路邊墻支護(hù)和治理巖質(zhì)明挖高邊坡中，取得了巨大的工程效益和經(jīng)濟(jì)效益。最初采用機(jī)械式內(nèi)錨頭，錨固力為600kN。這種內(nèi)錨頭沿用了十多年。后來(lái)經(jīng)過(guò)改進(jìn)，內(nèi)錨固段采用灌漿(水泥漿或水泥砂漿)，施工方便、錨固力大。現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)采用的預(yù)應(yīng)力錨索的錨固力一般為1000~5000kN，10000kN的預(yù)應(yīng)力錨索正在進(jìn)行試驗(yàn)研究。在國(guó)外，預(yù)應(yīng)力錨索最大錨固力已達(dá)10000kN以上。預(yù)應(yīng)力錨索的孔深已達(dá)到80m以上，錨固對(duì)象已從巖體擴(kuò)展到土層和堆積層。顱應(yīng)力錨索的結(jié)構(gòu)形式和施工工藝不斷推陳出新，產(chǎn)生了無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索、壓力型內(nèi)錨頭、單孔多錨頭等技術(shù)和工藝。

2 預(yù)應(yīng)力錨索施工

2.1 施工平臺(tái)

由于環(huán)境制約，錨索加固工程施工時(shí)，需搭設(shè)剛性施工平臺(tái)，并應(yīng)該滿足施工要求。施工平臺(tái)一般用扣件式鋼管搭設(shè)，特別要注意穩(wěn)定和安全問(wèn)題。

2.2 鉆孔

鉆孔在錨索的施工中是工期控制的關(guān)鍵工序之一。為了確保鉆孔的質(zhì)量和效率，采用了潛孔沖擊式鉆機(jī)。在鉆井操作時(shí)，依據(jù)錨索設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度整齊擺放鉆孔所需要的鉆桿，當(dāng)鉆桿全部使用完畢，鉆孔的深度與設(shè)計(jì)深度相符合。鉆孔深度與錨索設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度相比應(yīng)當(dāng)超出0.5m左右。

當(dāng)鉆孔結(jié)束后，依次拆卸鉆具與鉆桿，并清洗沖擊器放置備用。將一根聚乙烯管對(duì)孔深進(jìn)行復(fù)核，同時(shí)使用高壓風(fēng)對(duì)鉆孔吹入，在孔內(nèi)的粉塵清理干凈之后，保證孔深與錨索設(shè)計(jì)長(zhǎng)度相等或適當(dāng)超出，取出聚乙烯管，封閉孔口。

特殊情況的處理方法：

滲水的處理方法。在鉆孔的施工過(guò)程中或結(jié)束后進(jìn)行吹孔操作時(shí)，由孔中吹出的粉塵碎渣構(gòu)成為小石粒、黃色或灰色的團(tuán)粒而非粉塵，這表明孔內(nèi)存在滲水現(xiàn)象，巖粉大多在孔壁上貼附。如果孔深已達(dá)到設(shè)計(jì)要求，以清水注入，之后用高壓風(fēng)吹凈鉆孔，至吹出物為清水；如果孔深未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，及時(shí)沖擊器仍工作且又進(jìn)尺，也必須立即停止鉆孔操作，拔出鉆具，在鉆孔清洗之后再進(jìn)行鉆進(jìn)，保持循環(huán)操作至施工結(jié)束。在孔內(nèi)的滲水量較大、有積水時(shí)，吹出物為碎石和泥漿，這種情況下不會(huì)出現(xiàn)巖粉糊住孔壁的現(xiàn)象，保持沖擊器工作即可繼續(xù)進(jìn)行鉆孔操作。若滲水量過(guò)大將沖擊器淹沒(méi)，沖擊器會(huì)自動(dòng)停止工作，應(yīng)拔出鉆具進(jìn)行壓力注漿。

塌孔、卡鉆的處理。當(dāng)鉆孔操作穿越風(fēng)化較強(qiáng)的巖體或巖層破碎帶的時(shí)候，通常可能導(dǎo)致塌孔發(fā)生。塌孔的主要標(biāo)志為孔中吹出物為黃色巖粉，同時(shí)夾雜部分原狀石塊（非鉆頭碎的、無(wú)光澤的、不新鮮的）。此時(shí)無(wú)論鉆進(jìn)深度是否達(dá)到要求，都必須立刻停止鉆進(jìn)操作，拔出鉆具并進(jìn)行固壁注漿，注漿的壓力為0.4MPa，灌注漿液的成分為水玻璃與水泥砂漿，24小時(shí)后重新嘗試鉆孔。雨季施工中，經(jīng)常發(fā)生孔內(nèi)有巖體破碎帶滲流的泥漿，在固壁注漿之前，應(yīng)以清水和高壓風(fēng)將泥漿清除。否則固壁注漿效果會(huì)受到影響，還會(huì)導(dǎo)致意外情況的誤判。

2.3 錨索施工

各部位錨索施工遵循“緊跟開(kāi)挖面，先馬道上面一排，然后自上而下，立體穿插，平面分散”的原則進(jìn)行；對(duì)于網(wǎng)格梁錨索，優(yōu)先采用先造孔穿束后澆筑網(wǎng)格混凝土的施工方法。在開(kāi)挖面完成清坡驗(yàn)收以后，立即使用進(jìn)口大型履帶式巖錨鉆機(jī)對(duì)緊鄰馬道一排錨索進(jìn)行造孔；造孔結(jié)束后在進(jìn)行其他工序的同時(shí)開(kāi)始搭設(shè)坡面鋼管腳手架。鋼管腳手架通過(guò)坡面錨桿進(jìn)行加固，臨空面布置安全防護(hù)網(wǎng)，每層造孔平臺(tái)鋪設(shè)5cm厚馬道板，平臺(tái)上下使用鋼爬梯進(jìn)行連接，坡面錨索造孔采用YG、MG、MD系列國(guó)產(chǎn)輕型錨索鉆機(jī)造孔。鋼鉸線下料和錨索編束在工作面附近就近選擇，灌漿在馬道上進(jìn)行，張拉在對(duì)應(yīng)的施工平臺(tái)上進(jìn)行。

2.4 錨固法注漿

穿束結(jié)束后，按照實(shí)驗(yàn)室提供的配合比制成純水泥漿，并進(jìn)行漿液流動(dòng)型和泌水性試驗(yàn)，使用灌漿泵按照技術(shù)要求的壓力進(jìn)行錨固段灌漿，采用灌漿自動(dòng)記錄儀進(jìn)行記錄。錨固段灌漿的質(zhì)壤直接影響錨索的錨固效果，應(yīng)充分給予重視。錨固段灌漿結(jié)束后三天嚴(yán)禁擾動(dòng)錨索體。對(duì)于無(wú)黏結(jié)式錨索錨圓段和張拉段的灌漿要求一次完成。

2.5 外錨頭制作

整個(gè)外錨頭的施工程序如下：鋼墊板與導(dǎo)向鋼管的加工—錨墩插筋—安裝導(dǎo)向鋼管—焊接加固—墩頭鋼筋的制作—安裝模板—沖洗倉(cāng)號(hào)—驗(yàn)倉(cāng)—混凝土澆筑—等強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。混凝土在拌和站按照試驗(yàn)室確定的配合比拌制，混凝土攪拌車(chē)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，泵送至工作匾，采用直徑為50軟軸振搗密實(shí)。同時(shí)，防止混凝土掉入錨索孔內(nèi)影響張拉，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到70％時(shí)，拆除模板，并及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)。

2.6 張拉

張拉設(shè)備(油泵、千斤頂、壓力表)配套標(biāo)定后，配套使用。張拉程序分為單股預(yù)緊和整束張拉兩個(gè)階段，單股預(yù)緊應(yīng)進(jìn)行兩次以上，整束張拉分五個(gè)量級(jí)進(jìn)行。預(yù)應(yīng)力錨索張拉程序如下：?jiǎn)胃A(yù)緊至20％P(穩(wěn)壓5min)測(cè)伸長(zhǎng)值—卸除單拉、安裝整拉千斤頂—整拉至25％P(穩(wěn)壓5min)測(cè)伸長(zhǎng)—整拉至50％P(穩(wěn)壓5min)測(cè)伸長(zhǎng)值—整拉至75％P(穩(wěn)壓5rain)測(cè)伸長(zhǎng)值—整拉至100％P(穩(wěn)壓5min)測(cè)伸長(zhǎng)值—整拉至110％P(穩(wěn)壓30min) —鎖定，其中P為設(shè)計(jì)張拉荷載。

2.7 封孔回填灌漿和外錨頭保護(hù)

張拉鎖定工作結(jié)束后，經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格，進(jìn)行張拉段回填灌漿，采用集中灌漿站逐孔進(jìn)行灌漿，具體的施工方法與內(nèi)錨段相同，為保證自由段所有空隙回填密實(shí)，必須對(duì)孔口段的離析沉縮部分進(jìn)行補(bǔ)封灌漿。灌漿完成后，預(yù)留10cm鋼鉸線，其余部分用手提式砂輪切割機(jī)切除，并用水泥砂漿按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行保護(hù)。

3 降水效果評(píng)價(jià)

本工程在下部土方開(kāi)挖過(guò)程中，降水深度滿足了土方施工要求，降水效果明顯。根據(jù)降水對(duì)周?chē)ㄖ锏某两涤^測(cè)結(jié)果，降水對(duì)本工程周?chē)ㄖ锍两涤绊戄^小。

但根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，在滲透系數(shù)較大地區(qū)及地質(zhì)情況較差地區(qū)或降水時(shí)間較長(zhǎng)降水速率過(guò)快時(shí)，較小范圍的降水均會(huì)對(duì)周?chē)ㄖ锂a(chǎn)生較大影響，在施工中應(yīng)進(jìn)行充分論證。未受到降水所影響，施工安全方面有保證，保證了施工的質(zhì)量以及安全，不會(huì)造成較大的影響。

4 結(jié)束語(yǔ)

工程結(jié)束，進(jìn)行觀測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)符合要求，穩(wěn)定性良好。目前該技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各公路項(xiàng)目。由于能充分的調(diào)動(dòng)和提高巖土體的自穩(wěn)能力和自身強(qiáng)度，大大減少結(jié)構(gòu)物體體積和減輕結(jié)構(gòu)物體自重，顯著節(jié)約工程材料，并有利于施工的安全等多方面的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為提高巖土穩(wěn)定性和解決復(fù)雜的巖土工程問(wèn)題最經(jīng)濟(jì)有效的方法之一。

參考文獻(xiàn)：

[1]董漢雄.預(yù)應(yīng)力錨索在邊坡加固工程中的應(yīng)用[J].鐵道勘察，2009，(02).

[2]謝杰，王林，周煒，楊寶紅，章志勇.預(yù)應(yīng)力錨索在邊坡中加固作用探討[J].江西建材，2008，(01).

[3]姚卓英.2000kN壓力分散型錨索在高邊坡加固工程中的應(yīng)用[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2009，(03).