預應力錨索樁板墻的施工技術

■許東坡(福建省交建集團工程有限公司，廈門　361021）

預應力錨索樁板墻的施工技術

■許東坡
(福建省交建集團工程有限公司，廈門361021）

摘要結合廈門機場路二期工程JCII-B合同段A匝道預應力錨索樁板墻工程實例，介紹預應力錨索樁板墻的結構特點、施工工藝、施工方法及施工組織，為同類工程施工提供參考和借鑒。

關鍵詞預應力錨索樁板墻施工技術

1　前言

在道路通過地形復雜、地面橫坡較陡、邊坡高度較高的地區，有時采用普通的擋土墻形式，由于擋土墻過高或作業條件困難，不僅施工難度較大，也會給道路的使用帶來較大的安全隱患，甚至擋土墻的高度會超過設計規范允許高度，但如采用橋梁跨越又會造成經濟上的浪費。預應力錨索樁板不僅在技術上安全、可靠，在經濟上也較橋梁工程更為節約。

廈門成功大道二期工程JCII-B合同段湖里大道互通立交A匝道AK0+127.2～K2+520.55段右側路基邊坡高度為10.0～10.9m，受周圍建筑物(建龍大廈）的影響，無法采用放坡開挖，為了確保施工安全及結構穩定，設計采用預應力錨索樁板墻加固路基邊坡。

2　工程概況

預應力錨索樁板墻采用人工挖孔灌注樁，樁徑90cm，樁長15.7～16.2m，樁身及護壁、腰梁、擋土板、鎖口梁均采用C30砼。錨索采用拉力型普通預應力錨索，采用3Φs15.24鋼鉸線，錨具為采用OVM錨具。錨桿漿液采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥漿，水灰比0.45～0.55，注漿體設計強度不低于30MPa。樁板墻立面布置如圖1所示，樁板墻平面布置如圖2所示。

圖1　樁板墻立面布置圖

圖2　樁板墻平面布置圖

3　施工工藝

3.1施工工藝流程

預應力錨索樁板墻的施工工藝流程如圖3所示。

圖3　預應力錨索樁板墻施工工藝流程圖

3.2主要施工方法

3.2.1樁基施工

⑴開工前做好“三通一平”準備工作，對危險邊坡進行臨時支撐防護。準確定出各樁孔的開挖尺寸線，結合地形做好樁區周邊地面截、排水及防滲工作。

⑵本工程共30根樁基，按設計全部采用人工挖孔施工，樁徑為90m。由于樁基間距僅2.2m，為確保成孔施工安全，計劃隔一個樁位分兩批開挖。第一批灌注成樁后，再進行第二批樁基施工。土質部分開挖用洋鎬和鋼釬；軟、風化巖石利用風鎬；灰巖、板巖人工用鋼釬硬鑿；有地下水用7.5kW、20～40m揚程的潛水泵抽水，人工鑿除后，遇到整體巖石或孤石部分采用井下爆破：少藥多炮，防止超挖擴孔及爆破對孔壁的擾動；打眼、放炮時孔內水位盡量降低，以便合理準確控制炮眼位置，以防超爆、超挖。

開挖時孔口應及時鎖口，挖掘及支撐護壁兩個工序應連續作業，護壁每1m為一節，鎖口與護壁、護壁與護壁上、下節間用帶彎鉤的縱向鋼筋搭接綁扎。施工期間認真觀測井壁變形，在巖質松軟或可能滑動的層面應加密鋼筋布設，并適當加厚護壁。

⑶鋼筋制安含樁基鋼筋、護壁鋼筋、腰梁鋼筋、擋土板鋼筋及鎖口梁鋼筋等內容。樁身鋼筋采用單根孔外預制，孔內安裝成型的方法施工，主筋接頭采用直螺紋連接。鋼筋的焊接和綁扎嚴格按照技術規范及設計圖紙要求進行。綁扎成型經檢驗合格后，方可進入下一道工序。

⑷模板安裝主要有樁基護壁模板、腰梁模板、擋土板模板及鎖口梁模板等內容。模板支立一般要求一次到頂，模板支架與腳手架分離，避免引起模板變形。在澆筑砼前，用同一種脫模劑涂刷模板，且不得污染鋼筋。安裝完成后，對其平面位置、頂部標高、節點連接及縱橫向穩定性進行核查，并檢查鋼筋是否有同模板相抵靠，凈保護層是否滿足要求。澆筑時發現模板有超過允許變形值的可能時，應及時進行調整糾正。

⑸樁身砼灌注采用砼泵輔以溜槽入倉的澆筑方式，且在中途設置一至兩道減速設置。灌注砼必須備用發電機及攪拌機，以防止施工意外中止，樁身砼的灌注要求一次到頂，否則視為斷樁，樁基砼保護層厚度4cm。當澆筑至預留錨孔處，仔細振搗，以保證錨孔處的砼強度，并有專人指揮及做澆筑記錄。當樁身澆注到錨索位置時，要及時準確安裝錨索預留鋼管(D＝15mm）。注意防止地下水進入，孔底不得有超過50mm的積水；每1～1.5m振搗一次，已保證混凝土的密實度，且相臨10m范圍內的挖孔作業必須停止，并不得在孔底留人。3.2.2錨索、腰梁及擋土板

樁板墻錨索根據建龍大廈地下室位置進行不同的設計，無地下室段的錨索布置如圖4，有地下室段的錨索布置如圖5。

圖4　樁板墻錨索布置圖(無地下室段）

圖5　樁板墻錨索布置圖(有地下室段）

⑴土方開挖

樁基灌注成樁且達到設計強度80%后方可進行外側土方開挖，土方開挖應分層進行，每層高度控制在50cm以內，分層開挖到腰梁底標高。

⑵錨索鉆孔

①邊坡土方開挖到腰梁底標高后進行錨索鉆孔。按設計位置、深度和角度準確定位鉆孔位置，誤差不得超過±5cm。

②鉆孔是預應力錨索施工中控制工期的關鍵工序，為提高鉆孔效率和保證鉆孔質量，采用鉆桿統一規格的潛孔沖擊鉆機。錨索孔徑150mm，錨索鉆孔軸線的斜率不大于長度的2%，豎向孔距偏小于100mm。由于鉆桿長度均有±5mm的誤差，要求實際鉆孔深度超出設計孔深0.5m左右，按錨索設計長度將鉆機所需鉆桿擺放整齊，鉆桿用完孔深也恰好到位。為防止惡化邊坡巖體的工程地質條件和降低孔壁的粘結性，嚴禁開水鉆進。錨孔下傾與水平夾角為15°，為確保錨孔深度，實際孔深不小于設計長度且不大于設計長度1%，當孔內有不可排出的雜物，應考慮松散物所占據的深度。

③鉆進過程中應對每個孔的地層變化、鉆進狀態(鉆速、鉆壓）及地下水及一些特殊情況做現場記錄。如遇地層松散、破碎時應用跟套管鉆進技術，以使鉆孔完整不坍。如遇坍孔或地下水豐富時，應立即停鉆，進行固壁灌漿處理(灌漿壓力0.2～0.4MPa），待水泥漿凝固后，再重新掃孔鉆進。

④鉆孔到位后，用高壓風(風壓大于0.4MPa）將孔內的巖粉清干凈，然后，用預先做好的探孔裝置，進行深孔，若探孔時輕松將探孔器送入孔底，鉆孔深度符合設計要求，經驗收同意后即可轉入下道工序。

⑶錨索制作

①錨索制作應對鉆孔實際長度進行測量，并按孔號截取錨索長度，每根絞線長度誤差控制在10cm左右。在預先平整好的下料場地上(場地要求寬4m、長40m左右）按下料長度進行下料。鋼鉸線宜使用機械切割，不得使用電弧切割，制作好的錨索應按時的錨索應按對應孔號進行編號；編束前，要確保每根鋼鉸線順直，不扭不叉，排列均勻，對有死彎，機械損傷處應剔出。無粘結絞線外套的PE管不管有破損。

②錨索制作應進行防腐處理，鋼鉸線全長涂刷防銹劑，采用全長波紋套管防護。

③錨索錨固段的架線環和束線環間距為1.5m。錨索頭部應放有導向帽，以利穿索入孔。

⑷錨索安裝

向錨索孔安索前，要核對錨索編號是否與孔號一致，確認無誤后，即可將錨索用人工抬至工作面，用人工將錨索平順穿入錨孔，當外露部分滿足工作長度時即到位，停止穿索。錨索往孔內穿時，索體必須平順，不得扭絞，同時應避免架線環脫落。錨索安裝工作結束后即可進行灌漿工作。

⑸錨索注漿

注漿采用3SNS系列注漿泵，攪拌采用灰漿攪拌機進行。漿液要攪拌均勻，隨拌隨用，并在初凝前用完。嚴防石塊等雜物混入漿液。注漿采用二次高壓注漿，二次高壓注漿在第一次注漿體強度達到5MPa后進行，二次注漿壓力在2.0～5.0MPa,出漿孔應密封處理。

注漿材料為M30水泥漿，錨桿漿液采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥漿，水灰比0.45～0.55，注漿體設計強度不低于30MPa，注漿壓力大于0.3MPa。邊注漿邊緩慢抽拔注漿管，保證注漿管口處于漿液面一下。并保證漿體密實、飽和，達到設計漿體強度。待孔口溢出清晰的漿體即可停止注漿。注漿過程中要做好相關記錄，并做好試驗塊。

⑹腰梁施工

安裝錨索后進行腰梁的施工，腰梁采用C30砼，砼保護層厚度3cm。先破除樁外側護壁，保留護壁鋼筋；保留的鋼筋用于與腰梁和擋土板鋼筋連接。模板用膠合板制作，底模安裝后綁扎鋼筋，腰梁鋼筋與樁身預埋筋連接。錨具按設計位置安裝定位，固定于鋼筋上，安裝側模后澆注混凝土。

⑺錨索張拉

待錨孔注漿體強度達到設計要求后(錨索錨固段注漿體強度大于15MPa并達到設計強度的70%以上），根據回填土的高程(一般高于相應錨孔4m）和監理工程師書面通知即可進行張拉。張拉前須對張拉機具進行配套標定，計算出千斤頂受力與油壓的線性方程，用于張拉油壓與張拉力的控制。安裝錨板前，要用棉紗擦凈錨板內的泥沙油污。鋼絞線穿入錨板的順序，力求與鋼絞線束綁扎的順序一致，防止交叉纏繞。錨索自由段采用黃油膠布包裹，錨索自由段穿過腰梁須保持張拉，錨索鋼鉸線外露長度須滿足張拉要求。

錨索張拉應根據填土情況、錨孔數分次分級進行。張拉方式用小千斤頂對每個承載體按由內向外的順序對稱進行張拉，第一級觀測時間需穩定10min外，其余每一級需穩定2～5min，分別記錄每一級鋼絞線的預應力施作情況。張拉過程中必須進行樁位監測和錨索應力的測試工作。錨索張拉控制力不超過錨桿強度標準值的75%。

張拉結束后，將錨板外的鋼絞線處理好，不能松散，以備再進行張拉。為防止外錨頭的長期暴露，每次結束后應作相應的防護。每級張拉的

穩定時間必須保證，張拉時以張拉油壓為主，伸長值進行校核。當出現異常情況時，必須停止作業進行檢查，查明原因后方可繼續進行作業。

⑻張拉鎖定、封錨

考慮對鄰近錨索的影響，第一次張拉至抗拔力設計值60%后按要求鎖定，為克服地層徐變等因素造成的預應力損失，錨索張拉后的第7天和第14天再分別進行一次整體補張拉，然后按設計鎖定值進行鎖定，灌注水泥砂漿進行封錨。

按以上工序循環進行到回填土填滿到位后，對樁上所有錨索進行張拉鎖定，每次張拉需對樁位進行監測。預應力張拉完成后，用手提砂輪機切除多余鋼絞線，外留長度20cm。最后樁上保護罩，填充好油脂進行封錨，封錨后保持樁面整潔美觀。

⑼擋土板施工

擋土板設計內側與樁身和土邊坡連接，厚度15cm。澆注混凝土時下料和震搗困難，因此，擋土板必須從最底部開始逐段往上澆注。當第二道腰梁錨索張拉完成后，土方分層開挖到設計標高后進行擋土板的施工。3段擋土板分3次澆注。施工時在腰梁內側設置槽孔，做澆注混凝土時的下料通道。擋土板的鋼筋與樁身預埋筋連接；預埋筋的長度除按設計要求外，還要考慮用作擋土板加固模板的長度，加固模板的鋼筋也可用焊接加長。擋土板的模板用膠合板制作，用方木做楞，利用樁身預埋筋用蝴蝶扣加固。當第一段混凝土達到一定強度后，拆除模板，進行第二段擋土板的施工。第三段擋土板與鎖口梁同時施工。

擋土板為鋼筋混凝土矩形板，澆筑時在兩側留有泄水孔。擋土板采用直接搭接樁身的形式，樁、板連接的縫隙不用處理，若縫隙過大可采用瀝青麻絮填塞。

⑽設置鎖口梁

樁板墻圍護樁頂設置60×100cm的鎖口梁，以確保樁身整體穩定性。

4　結束語

樁板墻結構在減小工程量、縮短工期、降低成本、節約投資方面相比于橋梁和擋土墻方案在高陡邊坡(不利條件邊坡）路段有著明顯的優越性，且施工簡便、結構安全穩定、外形構造美觀，運營后養護、維修費用低，病害隱患少。樁板墻在長期實際運用中逐漸完善，不但適用于道路建設，在工民建等高陡邊坡地段也可以推廣應用。