高邊坡預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁施工技術(shù)及質(zhì)量控制

羅勇

摘要：預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁支護(hù)結(jié)構(gòu)能夠極大地節(jié)省原材料，降低造價(jià)，同時(shí)可取得良好的支護(hù)與加固效果，在邊坡加固和滑坡治理工程中得到廣泛應(yīng)用。文章結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁施工技術(shù)和質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：高邊坡;錨索抗滑樁;施工技術(shù);質(zhì)量控制

0 引言

預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁是將樁和錨索聯(lián)合用于抗滑的一種新型支護(hù)結(jié)構(gòu)，其主要由抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索、錨具等組成，錨索與抗滑樁的有機(jī)結(jié)合既增加了抗滑樁的抗滑力，又使整個(gè)滑體處于樁索結(jié)合的立體控制中，從而大大增強(qiáng)了滑體的穩(wěn)定性。錨索抗滑樁支護(hù)結(jié)構(gòu)具有在開挖過程中可直接探測(cè)到地層的地質(zhì)情況和滑動(dòng)面的位置，便于修改和完善設(shè)計(jì);不受施工場(chǎng)地影響，樁群布置靈活;工作面多，各樁之間施工干擾小，便于爭(zhēng)取工期;樁的適應(yīng)性強(qiáng)，抗滑效果好，每根樁施工完成后，都能起到抗滑作用，不致引起滑體進(jìn)一步滑移;可邊開挖邊支護(hù)，施工安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。因此，預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁支護(hù)結(jié)構(gòu)能夠極大地節(jié)省原材料，降低造價(jià)，且可取得更好的支護(hù)與加固效果，在邊坡加固和滑坡治理工程中得到了很好的應(yīng)用，特別適用于處理滑動(dòng)面下有穩(wěn)定巖土地層的大體積深層滑坡體及復(fù)活的古滑體。預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁施工流程較為復(fù)雜，對(duì)施工工藝標(biāo)準(zhǔn)的要求相對(duì)較高，施工易受到地質(zhì)環(huán)境條件的制約，在施工過程中容易出現(xiàn)離析、斷樁、錨索預(yù)應(yīng)力損失等質(zhì)量問題，很容易會(huì)發(fā)生滑坡事故，不僅會(huì)破壞公路結(jié)構(gòu)，還會(huì)嚴(yán)重威脅道路交通安全。因此，在預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工的過程中，必須加強(qiáng)對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁施工過程的質(zhì)量控制，確保工程順利進(jìn)行。

1 工程概況

某高速公路K213+720～K213+920路段的高邊坡最大高度為38.3 m，多處于侵蝕剝蝕大起大伏中山區(qū)，侵蝕沖溝發(fā)育，深谷以“V”字型為主，切割深度變化較大。根據(jù)地質(zhì)勘查資料顯示，該區(qū)原地貌坡腳以下揭露厚度約10 m的強(qiáng)風(fēng)化泥巖層為工程軟巖，當(dāng)邊坡開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)必然導(dǎo)致軟弱層在上部荷載的作用下變形，最終導(dǎo)致坡體破壞，有效防止該區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)滑坡，危害行車安全，本工程采用預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁結(jié)構(gòu)加固處理。本段邊坡設(shè)計(jì)為五級(jí)，每級(jí)坡率均為1：0.75。本段共設(shè)計(jì)抗滑樁32根，抗滑樁平面尺寸為2.4 m×3.6 m。設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為24～36 m不等。樁間距均為6 m。抗滑樁頂部外露4 m范圍內(nèi)設(shè)置4組8束均為40 m的預(yù)應(yīng)力錨索。上層兩組錨索與水平夾角為30°，下層兩組錨索與水平夾角為35°。

2 施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點(diǎn)

2.1 施工工藝

預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁施工主要包括抗滑樁的施工及預(yù)應(yīng)力錨索的施工兩大部分，本工程預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁施工工藝流程為：坡面整形→樁位定位放線→樁身開挖→護(hù)壁施工→鋼筋安裝→澆筑混凝土并預(yù)埋錨具→錨孔定位→成孔→錨索制作安裝→錨索注漿→錨索張拉、鎖定→封錨。

2.2 抗滑樁施工

2.2.1 施工準(zhǔn)備

修筑施工便道，修整邊坡，平整挖孔作業(yè)平臺(tái)。落實(shí)人員調(diào)配，做好施工組織計(jì)劃，備足施工使用材料，準(zhǔn)備好處理施工故障的備用機(jī)具設(shè)備等，做好井下作業(yè)和撤出人員的安全防護(hù)技術(shù)措施。

2.2.2 施工放樣

邊坡修整后，根據(jù)設(shè)計(jì)圖和基準(zhǔn)點(diǎn)、控制點(diǎn)進(jìn)行抗滑樁施工測(cè)量放樣，并進(jìn)行護(hù)樁埋設(shè)，做好樁位和護(hù)樁標(biāo)記，并請(qǐng)測(cè)量監(jiān)理工程師進(jìn)行樁位復(fù)核。

2.2.3 樁身開挖

（1）開挖前平整孔口，做好施工區(qū)的地表截、排水和防滲工作，進(jìn)行井口部分的開挖，井口上部2 m為鎖口，孔頂設(shè)置40 cm鎖口盤，鎖口盤采用C20混凝土。樁井開挖2 m后立即施工鎖口，孔口應(yīng)設(shè)置高出地面25 cm的安全踢腳攔板。每開挖1 m后立即施工該段混凝土護(hù)壁，以保證施工人員安全。施工中應(yīng)注意降低錨頭側(cè)邊鎖口高度，以不干擾樁頭錨索施工為原則。

（2）挖孔時(shí)從兩邊向中間間隔開挖，采用風(fēng)鎬配合人工開挖，局部石質(zhì)堅(jiān)硬地段，采用風(fēng)槍鉆淺眼松動(dòng)爆破，嚴(yán)格控制炸藥用量，盡量減少對(duì)井壁的震動(dòng)。出碴采用人工裝碴、吊斗配合卷?yè)P(yáng)機(jī)提升，人工小斗車運(yùn)輸?shù)姆绞健?/p>

（3）挖孔時(shí)，有滲水應(yīng)及時(shí)支護(hù)孔壁，防止水浸孔壁造成坍孔，滲水應(yīng)予以集中排除，或用井點(diǎn)法降低地下水位。若土層松軟或地下水豐富，應(yīng)采用機(jī)械鉆子設(shè)置排水孔，并考慮采用槽鋼、工字鋼、鋼管或其他材料做臨時(shí)支撐，以保證施工安全。加勁槽鋼豎向間距5.0 m，與護(hù)壁鋼筋網(wǎng)焊接，槽鋼間需焊接成矩形封閉環(huán)，整體澆筑在護(hù)壁內(nèi)，其位置可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況予以調(diào)整。在挖孔過程中，經(jīng)常檢查樁孔尺寸和平面位，截面尺寸必須滿足設(shè)計(jì)要求，不得有欠挖。

2.2.4 護(hù)壁施工

（1）護(hù)壁采用鋼筋混凝土，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，使用鋼模板?；炷翝仓r(shí)串筒下料，振搗密實(shí)。當(dāng)樁身每挖掘0.5～0.8 m深時(shí)，立即支模澆筑混凝土護(hù)壁，每節(jié)護(hù)壁高1 m，上下兩節(jié)護(hù)壁間鋼筋搭接長(zhǎng)度為420 mm，護(hù)壁不得在土石層變化處和滑動(dòng)面處分節(jié)，在滑動(dòng)面處護(hù)壁內(nèi)順滑坡方向用臨時(shí)橫撐加強(qiáng)支護(hù)。

（2）護(hù)壁按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行配筋，因水平向鋼筋安裝困難，可采用4根鋼筋相互搭接后綁扎或焊接牢固。每段樁身開挖完成后應(yīng)立即檢查上層護(hù)壁完整性并及時(shí)修補(bǔ)，保證護(hù)壁的完好。鎖口與護(hù)壁上設(shè)置Φ14 mm豎向鋼梯，間距為250 mm。圍巖松軟、破碎、有水時(shí)，護(hù)壁宜設(shè)置泄水孔。護(hù)壁貼緊圍巖灌注，澆筑混凝土前應(yīng)清除孔壁上的松動(dòng)石塊、浮土。

2.2.5 終孔檢查

經(jīng)測(cè)量人員檢查到開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，根據(jù)孔底巖層情況對(duì)照設(shè)計(jì)資料確定是否進(jìn)行變更設(shè)計(jì)并報(bào)監(jiān)理工程師檢查。如符合要求隨即對(duì)護(hù)壁、井底進(jìn)行處理，鑿除護(hù)壁突出部分，清除護(hù)壁、井底雜物并盡量平整井底，以保證鋼筋籠安放準(zhǔn)確穩(wěn)定。

2.2.6 鋼筋籠制作及安裝

（1）本工程采用井上加工、井內(nèi)安裝的方式進(jìn)行鋼筋籠加工及安裝。鋼筋籠在鋼筋加工廠集中下料彎制，鋼筋下料前考慮好接頭位置問題，一定要求保證相鄰鋼筋的接頭位置應(yīng)錯(cuò)開35 d（d為鋼筋的直徑），同時(shí)主筋接頭采用焊接，當(dāng)鋼筋直徑>25 mm時(shí)所有接頭必須要求采用機(jī)械連接。鋼筋籠內(nèi)部可加“+”支撐加固，要考慮好澆筑混凝土的導(dǎo)管位置。滾軋直螺紋連接時(shí)，在套筒的標(biāo)準(zhǔn)型鋼筋絲頭端須保證無完整絲外露。

（2）鋼筋綁扎前應(yīng)先在孔底鋪10 cm厚的混凝土。鋼筋的交叉點(diǎn)應(yīng)用鐵絲綁扎結(jié)實(shí)，必要時(shí)可采用點(diǎn)焊焊牢。樁身的箍筋應(yīng)與主筋垂直，箍筋交叉的疊合處必須位于箍筋與樁角豎向鋼筋交接點(diǎn)上。交叉式箍筋的接頭可位于箍筋與任何一根中間縱向鋼筋的交叉點(diǎn)上。必須在鋼筋與模板間設(shè)置墊塊，墊塊應(yīng)與鋼筋扎緊，并相互錯(cuò)開。鋼筋混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

（3）抗滑樁內(nèi)設(shè)計(jì)有預(yù)應(yīng)力錨索，應(yīng)根據(jù)圖紙錨索俯傾角，預(yù)先安裝好錨索預(yù)埋管。

2.3 澆筑水下混凝土

（1）本工程樁身澆筑采用C30混凝土，水泥強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5，最大水灰比為0.55，氯離子含量<0.3%。澆筑時(shí)應(yīng)保持足夠的流動(dòng)性，坍落度宜為180～220 mm。

（2）水下混凝土采用鋼導(dǎo)管灌注，導(dǎo)管內(nèi)徑為250 mm，導(dǎo)管連接時(shí)，導(dǎo)管之間用裝有墊圈的絲扣連接管節(jié)。首批混凝土料斗大小要保證滿足首批混凝土方量，首批混凝土要保證≥10 m3。混凝土澆筑時(shí)，分層搗實(shí)，連續(xù)澆筑0.5～0.7 m時(shí)，采用插入式振動(dòng)棒振動(dòng)密實(shí)。

（3）灌注過程中，應(yīng)注意保持孔內(nèi)水頭，避免灌注過程中孔壁發(fā)生坍塌。為防止超拔現(xiàn)象的發(fā)生，每次提升導(dǎo)管前必須根據(jù)灌注的水下混凝土數(shù)量，計(jì)算導(dǎo)管埋置深度和實(shí)測(cè)值是否相符，否則嚴(yán)禁拔管。

2.4 預(yù)應(yīng)力錨索施工

2.4.1 鉆機(jī)就位、調(diào)整

鉆孔前應(yīng)檢查鉆機(jī)是否牢固，孔口及周邊土地是否穩(wěn)定，應(yīng)將不穩(wěn)定土體清理干凈。錨孔孔位按設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確定位在坡面上，確?？孜辉谄旅嫔系目v橫誤差≤±50 mm，高程誤差≤±100 mm，鉆孔方向與水平面和豎直面的夾角不得與設(shè)計(jì)角度偏差±1°。

2.4.2 成孔

本工程預(yù)應(yīng)力錨索施工采用GM-50型巖石潛孔鉆機(jī)進(jìn)行成孔，采用無水干鉆，禁止水進(jìn)。因本工程區(qū)域內(nèi)巖土質(zhì)松散、破碎，故施工時(shí)局部支護(hù)段需采用跟管成孔，以防止塌孔，鉆孔完成后套管暫不拔出，待錨索安裝完畢后方可拔出。鉆孔速度根據(jù)使用鉆機(jī)性能和錨固地層嚴(yán)格控制，鉆至設(shè)計(jì)深度后空鉆出土，以減少拔鉆桿的阻力，拔出鉆桿。成孔完成后應(yīng)用高壓風(fēng)吹出或用清水沖洗出孔內(nèi)粉塵和積水。

2.4.3 錨索制作

本工程采用壓力分散型錨索，錨頭為OVM15型錨具，由錨板、夾片、錨墊板、螺旋筋等組成，其斜托和封頭均采用C30混凝土現(xiàn)澆。鋼絞線下料必須采用砂輪機(jī)切割，嚴(yán)禁用電弧燒斷或者氣焊切割。沿桿體軸線方向每隔1.5～2.0 m設(shè)置一個(gè)對(duì)中支架。自由段長(zhǎng)度符合設(shè)計(jì)要求，采用硬塑料套管包裹，阻止?jié){液進(jìn)入自由端。鋼絞線插入時(shí)，孔口預(yù)留長(zhǎng)度≥100 cm。錨索的每根鋼絞線均采用環(huán)氧樹脂涂膜層、潤(rùn)滑脂保護(hù)層和PEPE塑膠保護(hù)層三層防腐形式。

2.4.4 錨索安裝

本工程錨索采用人工抬運(yùn)的方式由加工廠運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，在抬運(yùn)過程中，需注意腳下和周圍情況，防止摔倒，防止觸碰他人。錨索安裝前檢查鉆孔情況，確認(rèn)無誤后再用高壓風(fēng)吹孔，錨索采用人工方法推進(jìn)，使錨索緩緩插入孔底，注漿管隨錨索一起裝入。

2.4.5 錨索注漿

本工程采用水泥砂漿，水灰比為0.4～0.45，灰沙比為1：1，漿體強(qiáng)度為25 MPa， 注漿壓力≥0.3 MPa。注漿時(shí)，注漿管和孔底的距離宜為100～200 mm;注漿管宜同錨索一起下入孔底，注漿管隨漿液的注入而徐徐上拔，保證錨索錨固段的砂漿飽滿。拌漿人員必須正確佩戴防塵口罩，防止吸入水泥粉塵，拌制漿液時(shí)禁止將手放入攪拌筒內(nèi)。現(xiàn)場(chǎng)灌漿時(shí)嚴(yán)禁將出漿管口對(duì)準(zhǔn)他人。

2.4.6 張拉和鎖定

（1）安裝錨具時(shí)，鋼絞線夾持部位必須清洗干凈，防止滑脫傷人。檢查夾片、錨具及鋼絞線外觀質(zhì)量，防止發(fā)生夾片飛出傷人的情況。錨索宜張拉至設(shè)計(jì)荷載的0.9～1.0倍后，再按設(shè)計(jì)要求鎖定。錨索張拉時(shí)的錨索應(yīng)力不應(yīng)超過錨索強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的0.75倍。

（2）錨索的張拉分兩次進(jìn)行，第一次張拉分五級(jí)，前四級(jí)為設(shè)計(jì)的25%、50%、75%、100%，分別穩(wěn)定5 min，最后一級(jí)為設(shè)計(jì)應(yīng)力的110，穩(wěn)定時(shí)間30 min。鎖定48 h后進(jìn)行第二次補(bǔ)償張拉。錨索宜張拉至設(shè)計(jì)荷載的0.9～1.0倍后，再按設(shè)計(jì)要求鎖定。錨索張拉時(shí)的錨索應(yīng)力不應(yīng)超過錨索強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的0.75倍。

2.4.7 封錨

補(bǔ)償張拉鎖定后，把多余的錨索切除，用M30砂漿把錨頭封閉。

2.5 施工效果

本工程預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)、施工規(guī)范及相關(guān)技術(shù)要求施工，施工中對(duì)影響質(zhì)量的環(huán)境因素，采取有效的措施嚴(yán)加控制，嚴(yán)把施工質(zhì)量關(guān)，取得了良好的施工效果，錨索應(yīng)力均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，樁未產(chǎn)生明顯位移，樁身、錨索體系工作效果良好，高邊坡穩(wěn)定。

3 結(jié)語(yǔ)

預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁是山區(qū)公路建設(shè)中較常采用的支擋型式，但由于其施工技術(shù)要求極高、且受場(chǎng)地和地質(zhì)條件的制約，施工質(zhì)量影響因素較多，在施工過程中，應(yīng)根據(jù)地形地質(zhì)條件采取最合理的施工方案，同時(shí)抓好施工過程控制，確保工程質(zhì)量，從而取得較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

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