公路高邊坡加固中預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)的應(yīng)用

彭慶遠(yuǎn)，卓雪銀

(1.河南高速公路發(fā)展有限責(zé)任公司南陽(yáng)分公司，河南南陽(yáng)473000;2.唐河縣公路管理局，河南唐河473400)

1 預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)的施工原理

在公路開(kāi)挖施工后，會(huì)對(duì)自然應(yīng)力造成重大改變，這是造成邊坡失穩(wěn)的直接原因。預(yù)應(yīng)力錨索的一端連接工程結(jié)構(gòu)物質(zhì)，而另一端則在地基的巖層或土層中錨固，用來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)物的拉拔力、土壓力以及上拉力進(jìn)行承受，運(yùn)用地層的錨固力作用于地梁上，從而使邊坡達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

當(dāng)錨索注漿完成之后，應(yīng)與地基相互膠結(jié)，此外加上局部的漿液向地層裂縫當(dāng)中擴(kuò)散，使地基的摩阻系數(shù)增加，對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索抗拔力的傳遞產(chǎn)生有利作用。在張拉錨索之后，擠壓錨索長(zhǎng)度值范圍內(nèi)巖層，使巖層板間的摩擦阻力得到大大增加，造成撓度與內(nèi)應(yīng)力變小，進(jìn)一步增加了錨索范圍內(nèi)巖體的整體抗彎壓能力。由于相鄰錨索椎體壓縮而相互重疊，有一定厚度的連續(xù)壓縮帶產(chǎn)生，使無(wú)粘結(jié)力的碎石體能夠?qū)ο喈?dāng)負(fù)荷的重量進(jìn)行承受，主要在預(yù)應(yīng)力錨索的擠壓加固作用中得到表現(xiàn)。

2 預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)的施工工藝

2.1 鉆造錨孔

設(shè)計(jì)樁號(hào)應(yīng)運(yùn)用拉線尺量以及水準(zhǔn)測(cè)量的方法，通過(guò)鐵釬和油漆標(biāo)記的方式將錨孔的具體位置標(biāo)出。將錨孔向下傾斜，與水平線之間保持在35°夾角，然后對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行安裝，同時(shí)對(duì)機(jī)位實(shí)施不斷調(diào)整，使其保持在最佳效果即可。運(yùn)用測(cè)角量具使角度得到有效控制。嚴(yán)格按照相應(yīng)的設(shè)計(jì)孔位，將鉆機(jī)的傾角和方位就位。運(yùn)用無(wú)水干鉆的方法，鉆機(jī)在鉆孔的同時(shí)應(yīng)對(duì)鉆孔的速度進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免在鉆孔時(shí)有偏斜、扭曲等情況產(chǎn)生。在該過(guò)程中，必須做好相應(yīng)的詳細(xì)施工記錄。將鉆壓、轉(zhuǎn)速等具體情況進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，在有意外問(wèn)題產(chǎn)生時(shí)，應(yīng)對(duì)相應(yīng)的措施做好。當(dāng)出現(xiàn)塌孔問(wèn)題時(shí)，應(yīng)對(duì)鉆孔進(jìn)行立即停止，并及時(shí)向監(jiān)理工程師進(jìn)行上報(bào)，運(yùn)用注漿固壁的方式對(duì)其進(jìn)行處理。在事后24 h 后開(kāi)展重新鉆進(jìn)。在完成錨孔施工之后，應(yīng)運(yùn)用高壓空氣徹底清除孔內(nèi)存在的巖粉和水，當(dāng)監(jiān)理人員檢驗(yàn)達(dá)到合格要求之后即可對(duì)下部工序進(jìn)行操作。

2.2 錨索的制作及安裝

在下料的過(guò)程中，應(yīng)做到整齊且準(zhǔn)確，可以有誤差存在，但應(yīng)將誤差保持在50 mm 以內(nèi)。對(duì)1.5 m 的張拉段鋼絞線進(jìn)行預(yù)留，鋼筋錨桿的長(zhǎng)度保持在0.5 m。鋼絞線必須運(yùn)用機(jī)械進(jìn)行切割下料，避免運(yùn)用電弧實(shí)施切割。在鋼絞線安裝之前，應(yīng)保障每根鋼絞線的順直，避免有扭曲和交叉的現(xiàn)象產(chǎn)生，均勻排列，對(duì)其進(jìn)行除銹、除油污處理，剔除存在死彎、機(jī)械損傷及銹坑的問(wèn)題。沿錨索體軸線方向，應(yīng)每1.0 ～1.5 m 對(duì)鋼絞線進(jìn)行一架線環(huán)的設(shè)置，確保錨索體保護(hù)層的厚度保持在20 mm以上。

1)安裝承載體。在鋼絞線的下端頭對(duì)承載體進(jìn)行安裝，位置應(yīng)控制在錨固段中心4 m 和5 m 的位置。將距離保持得極為準(zhǔn)確。應(yīng)通過(guò)擠壓簧和擠壓套在鋼質(zhì)承載體上將鋼絞線實(shí)施對(duì)稱錨固，其剛度必須與設(shè)計(jì)要求相滿足。預(yù)應(yīng)力錨索體的組成主要包括四部分:錨梁、錨固段、自由段及安全段。對(duì)壓力分散型錨索進(jìn)行運(yùn)用，由三個(gè)單元錨索構(gòu)成。其中，每個(gè)單元錨索的組成又包括兩根無(wú)粘結(jié)鋼絞線在鋼質(zhì)承載體上內(nèi)錨，通過(guò)特制的擠壓簧和擠壓套，在鋼質(zhì)承載體上將鋼絞線進(jìn)行對(duì)稱錨固，要求單根的連接強(qiáng)度應(yīng)超過(guò)200 kN。要求運(yùn)用45 號(hào)鋼材加工制作產(chǎn)生鋼質(zhì)承載體，其厚度應(yīng)保持在2 cm 以上。

2)安裝注漿管。要求注漿管應(yīng)有一定的強(qiáng)度，必須與設(shè)計(jì)時(shí)的要求相滿足，能夠避免注漿過(guò)程中有堵塞現(xiàn)象產(chǎn)生，從而出現(xiàn)爆管及破損拉斷的問(wèn)題。捆扎注漿管的位置應(yīng)位于錨筋體的中軸，在綁扎的過(guò)程中，應(yīng)避免對(duì)鍍鋅材料進(jìn)行使用。

3)安放隔離架。在錨固段和自由段的相隔范圍內(nèi)對(duì)加工好的隔離架進(jìn)行安裝，會(huì)有不同之處存在。在錨固段范圍內(nèi)每1.0 m 對(duì)一個(gè)隔離架進(jìn)行安裝，而自由段則應(yīng)每隔1.5 m 安裝一個(gè)隔離架。綁扎施工與注漿管捆扎一樣，都應(yīng)避免對(duì)鍍鋅材料進(jìn)行使用。

2.3 運(yùn)輸錨索

運(yùn)輸錨索時(shí)要求人工對(duì)壓漿設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)的檢查，檢查其是否處于通暢完好狀態(tài)。在管路連接好之后，應(yīng)運(yùn)用清水壓注的方法對(duì)管路的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行詳細(xì)檢查。

運(yùn)用水泥砂漿實(shí)施注漿，通過(guò)試驗(yàn)比選，將施工配合比得到確定。通常情況下，實(shí)際注漿量應(yīng)大于理論注漿量，或?qū)㈠^具排氣孔不再出現(xiàn)排氣，且孔口有濃漿溢出作為注漿完成的判定標(biāo)準(zhǔn)。若一次注不滿或注漿后有沉降產(chǎn)生時(shí)，應(yīng)實(shí)施補(bǔ)充注漿，直到注滿即可。結(jié)束注漿之后，應(yīng)徹底清洗注漿管、注漿槍和注漿套管，并對(duì)注漿記錄工作做好。在注漿的過(guò)程中應(yīng)實(shí)施均勻攪拌，并及時(shí)進(jìn)行使用，避免有其他雜物進(jìn)入的現(xiàn)象產(chǎn)生。在完成注漿之后，應(yīng)徹底仔細(xì)清洗各個(gè)設(shè)備，使其能夠及時(shí)且重復(fù)進(jìn)行使用。

2.4 張拉鎖定錨筋

在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行張拉試驗(yàn)，對(duì)張拉鎖定的工藝實(shí)施有效確定。分級(jí)進(jìn)行錨索的張拉及鎖定，嚴(yán)格按照操作規(guī)定。在完成張拉設(shè)計(jì)6 ～10 d 時(shí)，應(yīng)開(kāi)展一次補(bǔ)償張拉施工，然后進(jìn)行鎖定。在補(bǔ)償張拉之后，應(yīng)從錨具量起，對(duì)5 ～10 cm 的鋼絞線進(jìn)行留出，截去其余部分，通過(guò)機(jī)械實(shí)施切割，避免運(yùn)用電弧燒割。最后運(yùn)用水泥凈漿對(duì)錨墊板和錨頭各部分空隙實(shí)施注滿，然后運(yùn)用20 MPa 以上的混凝土對(duì)錨頭進(jìn)行封錨，避免銹蝕現(xiàn)象產(chǎn)生，且達(dá)到美觀的效果。在張拉之前，應(yīng)對(duì)孔口鋼墊板、限位板、鋼絞線以及確認(rèn)編號(hào)的鋼絞線進(jìn)行檢查。

在正式張拉之前，還需要對(duì)張拉值進(jìn)行1 ～2 次的張拉，使各個(gè)設(shè)備的各個(gè)部分達(dá)到緊密接觸。應(yīng)分兩次開(kāi)展正式的張拉。應(yīng)分5 ～6 級(jí)對(duì)每次張拉進(jìn)行操作，每級(jí)張拉之間應(yīng)保持在5 min，同時(shí)對(duì)伸長(zhǎng)量實(shí)施測(cè)量記錄，在張拉施工時(shí)，應(yīng)運(yùn)用先左后右、先上下后中間的原則進(jìn)行作業(yè)。

3 結(jié)語(yǔ)

在公路高邊坡施工中，預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，并發(fā)揮著極為重要的作用。不僅能夠使邊坡的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固得到保障，而且還能增強(qiáng)高邊坡整體的穩(wěn)定性。因此，在公路工程施工中，預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)的發(fā)展空間相對(duì)較大，結(jié)合自身潛在的優(yōu)勢(shì)，在未來(lái)公路工程項(xiàng)目施工中能夠創(chuàng)造較高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

［1］徐至鈞，李智宇，張亦農(nóng). 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁設(shè)計(jì)施工及應(yīng)用實(shí)例［M］.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.