預(yù)應(yīng)力錨索在公路養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用

陳藝泉

摘要：通過工程實(shí)例，在公路改造時(shí)，破壞了山體平衡，嚴(yán)重影響了行車安全，預(yù)應(yīng)力錨索抗滑移樁是最主要的工程措施。本文介紹了預(yù)應(yīng)力錨索在滑坡治理、橋臺(tái)加固、邊坡防護(hù)工程中的應(yīng)用情況，分別取得了很好的效果，這對(duì)于推廣預(yù)應(yīng)力錨索材料的應(yīng)用，具有—定的現(xiàn)實(shí)意義，為類似工程提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù);設(shè)計(jì);施工

1.滑坡治理

1.1滑坡概況

G319線K233+750～ 945路段呈南～北走向，從吊鐘巖老滑坡區(qū)中穿過。公路改造時(shí)，路基開挖，削弱了老滑坡坡腳的支護(hù)，破壞了山體的平衡，從而誘發(fā)局部生命，老滑坡在路北肩墻塌陷，多處路面路基局部塌陷隆起變形，路南路面塌陷，并出現(xiàn)明顯開裂，原集肩墻多處土體開裂外傾，嚴(yán)重影響行車安全。

1.2主要工程措施

本工程采用了刷側(cè)卸荷、防沖擋土墻、預(yù)應(yīng)力錨索鋼筋混凝土框架、改善地表排水、排水地下水等全面的管理措施。預(yù)應(yīng)力錨索抗滑移樁是最主要的工程措施。

預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁是在樁身頂部沿與水平方向大約30°的位置設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索，錨索穿過滑體錨固到滑床內(nèi)，使樁身成為一端固定、一端絞結(jié)的受力狀態(tài)。本工程的預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁沿公路上邊坡的坡腳設(shè)置、一字排列，采用預(yù)應(yīng)力錨索，主要考慮樁位滑動(dòng)面較深，但樁后滑面較陡，可作為錨固地層的中風(fēng)化砂巖埋深較淺，從經(jīng)濟(jì)及受力方面更為合理。樁的設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C25，樁長(zhǎng)度是18到21米，斷面是2.5米乘以2米，樁間距是6米，在每個(gè)樁頂設(shè)置2個(gè)預(yù)應(yīng)力錨索孔，每個(gè)錨索孔長(zhǎng)度為30m，錨固段長(zhǎng)度為13～ 15m。單孔設(shè)計(jì)張緊力為1000kN，鎖緊時(shí)張緊力為700kN。錨筋使用標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860mpa，部分9ф15.2高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線的生產(chǎn)。

1.3實(shí)施效果

我們?cè)阱^索上布置了3個(gè)錨索測(cè)力計(jì)，于滑坡治理工程完工后半年對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)，錨索測(cè)力計(jì)的應(yīng)力損失分別為3.56%、4.2%、4.47%，均小于10%，表明錨索工作穩(wěn)定，滑波經(jīng)監(jiān)測(cè)己趨穩(wěn)定，公路及其構(gòu)造物未見新的變形，滑坡治理達(dá)到了預(yù)定的效果。

2.對(duì)橋臺(tái)進(jìn)行加固

2.1橋臺(tái)疾病的概述

在1993年12月，位于永溪橋的G319線153K+850處正式通車。steam-20和掛- 100設(shè)計(jì)荷載，這座橋的長(zhǎng)度是59.73米，橋面的寬度為9米，上部是2 20鋼筋混凝土簡(jiǎn)支t形梁，橋的高度是13.9米，橋臺(tái)是重力砌筑u型橋臺(tái)和橋臺(tái)強(qiáng)烈風(fēng)化巖石的地質(zhì)基礎(chǔ)。

在橋梁檢查中發(fā)現(xiàn)橋臺(tái)病害：漳州方向沿著路朝橋臺(tái)變形范圍內(nèi)7.6米長(zhǎng)，大約100毫米到外包兩邊的人行道上，46～ 50 mm，地表沉陷和下游側(cè)墻外向相對(duì)嚴(yán)重，側(cè)向位移的50 mm，出現(xiàn)在前墻的位置兩邊的后坡長(zhǎng)和大的通過性骨折，縫長(zhǎng)5.7米，狹縫寬度40毫米。龍巖方向橋臺(tái)橋臺(tái)（1）沿著路長(zhǎng)12.6米范圍，左右兩邊的人行道和側(cè)墻都有不同程度的變形和破壞，橋臺(tái)產(chǎn)生水平位移變形、路面外包兩岸的20～30毫米，兩岸的前壁后坡長(zhǎng)和大型貫通裂縫，縫到35毫米寬，拱座穩(wěn)定已經(jīng)受到嚴(yán)重影響：雖然前墻是懸挑的，但沒有被土壓力破壞。

造成橋臺(tái)墻破壞的主要原因是橋臺(tái)填料壓實(shí)不夠，橋臺(tái)墻體高（高達(dá)15.1m），土壓力大，超載嚴(yán)重，傾覆力矩大，導(dǎo)致墻體倒塌。側(cè)墻本身能夠提供的穩(wěn)定力矩較小而不足以抵抗傾覆力矩所致。

2.2加固措施

O號(hào)橋臺(tái)預(yù)應(yīng)力錨索的布設(shè)如圖3所示。橋臺(tái)側(cè)墻采用預(yù)應(yīng)錨索對(duì)錨，橋臺(tái)前墻采用預(yù)應(yīng)錨索地錨;對(duì)錨錨索孔成水平方向，地錨錨索傾角20°;錨索孔間距橫向3m、豎向4m。0號(hào)橋臺(tái)共布設(shè)10孔對(duì)錨、6孔地錨。

側(cè)墻對(duì)錨錨索單孔設(shè)計(jì)拉力450kN（取安全系數(shù)為1.5），鎖定拉力450kN。

前墻地錨每孔錨索長(zhǎng)16m，錨固段長(zhǎng)度10m，錨索單孔設(shè)計(jì)拉力250kN，鎖定拉力250kN。

錨索為4Ф15.2標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860MPa的高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線制成。

2.3實(shí)施效果

永溪橋橋臺(tái)加固后，通過例行的錨索測(cè)力計(jì)及外觀檢查，結(jié)果表明橋臺(tái)側(cè)墻完好，橋臺(tái)未產(chǎn)生新的變形。在此之后，我局對(duì)同類病害的G319線筆架山橋、S203線小片橋采用相同的工程技術(shù)措施加固橋臺(tái)，也取得了較好的效果。

3.預(yù)應(yīng)力錨索施工

3.1操作平臺(tái)的搭設(shè)

操作平臺(tái)是鉆孔施鉆的工作場(chǎng)地，基礎(chǔ)需設(shè)立在較完整的地基上，較松散地基處應(yīng)予硬化處理，為保證施鉆中操作平臺(tái)的穩(wěn)定性，應(yīng)采用斜拉桿將結(jié)構(gòu)加固成超靜定性，局部施工時(shí)，還將操作平臺(tái)與注漿錨索緊固在一起，以確保操作平臺(tái)的穩(wěn)定和施工安全。

3.2錨索孔施工

對(duì)錨的錨孔必須是水平的，這就要求鉆機(jī)就位時(shí)既要水平，又要正對(duì)放線點(diǎn)，保證點(diǎn)位左右上下誤差小于2mm，水平方向控制在對(duì)穿后偏差小于30mm;地錨孔的就位精度同上，角度控制誤差在±1°內(nèi)。

施鉆時(shí)應(yīng)采用無水干鉆，根據(jù)巖層或回填物的地質(zhì)條件，采用了相應(yīng)的鉆進(jìn)方法。當(dāng)鉆進(jìn)至相對(duì)較軟的松散體時(shí)，應(yīng)采用了正旋轉(zhuǎn)套管跟進(jìn)的辦法;當(dāng)鉆進(jìn)至相對(duì)較硬的松散體時(shí)，套管的合金鉆頭無法進(jìn)行施鉆，故采用反旋轉(zhuǎn)沖擊套管跟進(jìn)的辦法，直到孔中。

3.3鋼絞線的制作及安放

考慮錨索張拉的需要，鋼絞線的長(zhǎng)度應(yīng)比設(shè)計(jì)長(zhǎng)度多留2m。鋼絞線下料時(shí)采用砂輪切割機(jī)切割，避免電焊切割。

地錨的鋼絞線表面也應(yīng)除圬、除銹，自由段均勻涂抹一層防腐油，外套PVC波紋管;為防注漿時(shí)漿液進(jìn)入波紋管內(nèi)，波紋管的起始點(diǎn)用16～18#鐵絲和鋼絞線繞3～5圈連接，并用電工膠布纏封，再將鋼絞線制成束;錨孔端頭用自制導(dǎo)向尖殼固定成整體，以便入孔。錨索入孔后沿軸線方向每隔1.5m設(shè)一個(gè)隔離架，隔離架采用Ф50無縫管自制。

3.4錨孔壓漿

安放錨索后取出套管應(yīng)及時(shí)進(jìn)行壓漿。壓漿材料為1：1的水泥砂漿，采用525普通硅酸鹽水泥和的河砂，Mk=3.0，水灰比為0.38～ 0.40，砂漿強(qiáng)度不低于30MPa。注漿機(jī)的最大工作壓力1.5MPa，正常工作壓力0.6MPa。

對(duì)錨孔壓漿采用“封一頭反壓法”，即將錨孔的一頭封堵，封堵壓力大于1.2MPa，再將壓漿管的出口置于封堵的一頭，使?jié){液從封堵的一頭反壓向開口處。

地錨壓漿直接采用反壓法，從錨索的孔底開始至孔口返漿式注漿，以保證水泥砂漿在錨孔內(nèi)充分填隙。

3.5錨索的張拉

錨斜托臺(tái)座的承壓面應(yīng)平整，并與錨筋的軸線方向垂直。錨具安裝應(yīng)與錨墊板和千斤頂密貼對(duì)中，千斤頂軸線與錨孔及錨筋體同軸一線，確保承載均勻。錨筋的張拉必須采用專用設(shè)備，設(shè)備在張拉作業(yè)前應(yīng)進(jìn)行標(biāo)定，錨具、夾片等檢驗(yàn)合格后方可使用。

錨索張拉采用分級(jí)、間隔、循環(huán)的方法。張拉時(shí)拉力分成五級(jí)，每級(jí)荷載分別為設(shè)計(jì)荷載的0.25、0.5、0.75、1.0、1.1倍。在張拉過程中，每增加一級(jí)荷載，要穩(wěn)定5min，然后卸荷至前級(jí)荷載，再次升級(jí)荷載;五級(jí)加到最大荷載要穩(wěn)定10～20min，變形穩(wěn)定后卸荷至設(shè)計(jì)荷載鎖定。

每次加荷錨頭的位移量不得超過0.5mm;在加荷的過程中，要測(cè)量錨索的伸長(zhǎng)量，使錨索在彈性范圍內(nèi)工作。

錨索鎖定之后，切除多余鋼鉸線，用C30砼封閉錨頭。

3.6后期監(jiān)測(cè)

為監(jiān)測(cè)錨索預(yù)應(yīng)力變化情況，每項(xiàng)工程至少應(yīng)布置3個(gè)錨索測(cè)力計(jì)，在完工后6個(gè)月、12個(gè)月分別監(jiān)測(cè)錨索應(yīng)力損失量。當(dāng)錨索預(yù)應(yīng)力損失小于10%時(shí)，則預(yù)應(yīng)力錨索的質(zhì)量穩(wěn)定，可以滿足設(shè)計(jì)要求。

4.結(jié)束語

本文主要結(jié)合G319線K233+750～ 945路段呈南～北走向，滑坡的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，通過預(yù)應(yīng)力錨索抗滑移樁工程的實(shí)施表明對(duì)滑坡治理達(dá)到了預(yù)定的效果。預(yù)應(yīng)力錨索通過對(duì)結(jié)構(gòu)物（框架、抗滑樁）主動(dòng)施壓，可很好地限制結(jié)構(gòu)物內(nèi)的土體（滑坡體、邊坡體、橋臺(tái)及填料）繼續(xù)變形，以保證公路設(shè)施完好。

【參考文獻(xiàn)】

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