裝配式錨索格梁護坡施工技術

（保利長大工程有限公司，廣東 廣州 510000）

邊坡防護施工中，防護的及時性一直是重點和難點工程。傳統的錨索格梁施工工藝為錨索部分施工完畢后（注漿完成）采用現澆工藝進行格梁的連接，而現澆格梁需要經過鋼筋安裝、模板安裝、澆筑混凝土及模板拆除、養生等多道工序，待達到齡期后再進行錨索張拉以完成防護[1-3]。這種傳統施工方法需要耗用較多的材料設備、人工，且施工周期較長，往往比較難于實現“開挖一級、防護一級”，同時會產生較多的建筑垃圾等污染，如坡面殘留的混凝土、廢舊模板。

近年來，隨著裝配式建筑在國內的大力發展，邊坡防護技術也相應地做出了一系列的研究和改進，逐步地向裝配式結構方向發展，如預制植被型生態混凝土技術、預制竹筋多孔混凝土板、預制混凝土錨定板護面墻護坡、裝配式錨桿框架護坡、預制塊拱形骨架護坡等[4-8]。采用預制裝配式結構施工技術，可實現護坡結構構件的工廠化生產，節約人工勞動力消耗，減少環境擾動及污染，做到邊坡工程的即時開挖、及時支護，削弱氣候因素對邊坡穩定性的影響。目前我國裝配式護坡技術研究處于探索階段，尚無統一的設計、施工、驗收等相關標準及規范，本文旨在改進傳統的邊坡錨索格梁施工技術，變現澆式格梁為預制裝配式格梁，通過研究一種基于螺栓連接的裝配式格梁施工技術，探索一種新的邊坡防護施工方法，可為邊坡加固設計與施工提供相應的參考。

1 裝配式錨索格梁護坡結構設計

1.1 工程概況

該路塹于擬建大潮高速公路測設K12+670～K12+825處，長度約155m，最大邊坡高度53.68m，屬于路塹高邊坡，其位于線路右側，線路走向180°，邊坡傾向90°。本邊坡巖土體以全風化變質砂巖及強風化變質砂巖為主，邊坡后緣較陡，存在76°順傾結構。

1.2 裝配式錨索格梁護坡結構設計

裝配式錨索格構梁結構由預制節點構件、預制橫梁構件、預制縱梁構件以及連接構件四個部分組成。錨索格構梁結構如圖1所示。

圖1 錨索格構梁結構示意圖

其中，預制節點構件的混凝土強度等級C40，其間預留有一個錨孔，錨孔里嵌有一個套筒，套筒的作用是防制錨索左右擺動損害預制構件，造成構件混凝土的剝落。預制節點構件呈十字形，每個伸長端各設置上下兩個螺桿孔，螺桿孔孔徑約為25mm。具體形式如圖2所示，配筋參數應視具體工況進行計算。

圖2 預制節點構件示意圖

螺栓連接構件由10～20mm厚的連接鋼板、10mm厚的壓塊、直徑約25mm的螺桿及相應螺帽等部件組成（圖3）。

圖3 螺栓連接構件示意圖

格構橫梁與縱梁構件的混凝土強度等級為C30，截面尺寸約為300mm×300mm。在構件的兩端分別預留兩個孔徑約為25mm的螺桿孔，用于連接節點構件。橫斷面即端部預留孔如圖4所示，具體配筋參數應視具體工況進行計算。

2 格梁預制

2.1 一般規定

1）預制構件應嚴格按照設計圖紙制作；

2）設計變更須經原設計單位審核批準后才能實施；

3）在預制構件生產之前應對各工序進行技術交底，上道工序未經檢查驗收合格不得進入下道工序。

2.2 模具拼裝

1）模具拼裝應安裝牢固、尺寸準確、拼縫嚴密、不漏將，精度符合設計要求；

2）模具內清理干凈；

3）與混凝土接觸的表面均勻涂抹脫模劑。

2.3 鋼筋安裝

1）鋼筋制品的尺寸應準確，鋼筋下料機成型宜采用自動化設備進行加工，鋼筋及配件和預埋件的品種、規格、數量和位置等應符合有關設計要求；

2）預留孔部位的加強筋應按設計圖紙要求設置，鋼筋制品入模前應檢查其質量，合格后方可入模；

3）鋼筋入模應輕放，并采用混凝土保護層墊塊等方式確保保護層厚度。

2.4 預留孔洞及預埋件

1）預留孔洞及預埋件模具的數量、規格、尺寸、位置、安裝方式應符合設計規定；

2）預留孔洞應采用孔洞模具加以固定，預埋件應固定在模板或支架上。

2.5 混凝土澆筑

混凝土澆筑前應對隱蔽工程進行驗收，澆筑時應符合以下要求：

1）混凝土應均勻連續澆筑，料斗高度不大于500mm；

2）混凝土澆筑時保證模具、預埋件不發生變形或位移，如有偏差及時采取糾正措施；

3）混凝土應在初凝之前澆筑振搗完畢；

4）混凝土應振搗密實。

2.6 構件養護

1）預制構件的養護可以采取蒸汽養護、覆膜保濕養護、太陽能養護、自然養護等方法；

2）采用蒸汽養護時，宜采用自動蒸汽養護裝置，并應保證蒸汽養護管道通暢、養護區無積水；

3）蒸汽養護時，預養時間宜1～3 小時，并采用薄膜覆蓋或加濕等措施防止構件干燥；升溫速率應為10℃～20℃/h，降溫速率不宜大于10℃/h；梁、柱等較厚預制構件養護最高溫度為40℃；

4）預制構件脫模后，當混凝土表面溫度和環境溫差較大時，應立即覆膜養護。

2.7 構件脫模

圖4 預制構件制作過程

1）預制構件蒸汽養護后，養護罩內外溫差小于20℃時，方可拆除養護罩進行自然養護；

2）預制構件脫模應嚴格按照順序拆除模具，不得使用振動方式拆模；

3）預制構件與模具之間的連接部分完全拆除后方可進行脫模、起吊，構件起吊應平穩；

4）預制構件脫模時混凝土強度應不小于15MPa，脫模后需要移動的預制構件和預應力混凝土構件，混凝土抗壓強度應不小于混凝土設計強度的75%。

3 現場施工安裝工藝

邊坡第2、3級采用支護形式為4排裝配式錨索格構梁（人字形）+6cm客土噴播，錨索長24m。

基槽開挖和錨索施工完畢并驗收合格后即可進行預制結構的安裝工作，安裝工序如下：1）安裝節點構件；2）危險或緊急條件下錨索進行預張拉（常規條件下可省略該步驟）；3）安裝格構縱梁和格構橫梁；4）螺栓連接施工；5）基槽回填夯實；6）錨索整體張拉與鎖定封錨。

構件的安裝順序總體上與邊坡開挖保持一致，遵循自坡面上部往下部和邊開挖邊安裝的原則。待基槽開挖和錨索施工完畢后的部分坡面形成工作面后，即可安裝節點構件和張拉預應力，再裝縱橫向構件。一方面可實現邊坡在開挖過程中已卸載的坡體部分得到及時支護，避免邊坡開挖過程中發生穩定性問題；另一方面保證單獨構件在坡面不會發生滾落，防止構件安裝施工發生安全性問題。

安裝的具體施工技術要求如下：

1）安裝節點構件與錨索預張拉

首先安裝節點構件，將構件安放入基槽中，調整好位置后進行錨索預張拉，以固定節點構件位置和減小節點構件之間的錯位。要注意的是，在注漿漿體與臺座混凝土強度達到設計強度80%以上時，方可進行張拉，張拉值約為設計張拉力的1/3，具體值視各個節點構件處巖土軟硬程度而定，保證在預張拉后各個節點構件之間基本處于同一平面，防止發生較大錯位或偏移，影響后續構件的連接工作，同時避免發生邊坡開挖過程中的穩定性問題和構件安裝安全性問題，上述錨索預張拉步驟在危險或緊急條件下進行，常規條件下可省略該步驟。

圖5 現場施工圖

2）安裝格構縱、橫梁和螺栓連接

節點構件部分安裝完成后，即可緊隨其后進行格構縱、橫梁的安裝工作，基本做到格構縱、橫梁的安裝與節點構件安裝同步進行；格構縱、橫梁安裝到位后，進行格梁與節點構件的螺栓連接施工，螺栓連接完成后對連接帶之間的預留縫隙進行灌漿填充。

3）基槽回填夯實

填土應將基坑（槽）底的垃圾、雜物等清理干凈；基槽回填前，必須清理到基礎底面標高，將回落的松散土、砂漿、砼渣、石子等清除干凈?；靥钔翍謱愉仈?。每層鋪土厚長應根據土質、密實度要求確定。采用人工打夯，不大于250mm。每層鋪攤后，隨之耙平。雨季施工時，基坑（槽）的回填應連續進行，盡快完成。施工中應防止地面水流入基坑（槽）內，以免邊坡塌方或基土遭到破壞。現場應有防雨排水措施。

4）錨索后期張拉、鎖定及封錨

當二級或三級坡面的節點、橫縱梁和澆筑養護完成后，統一張拉錨索，分為四級張拉，即設計張拉力的50%、75%、100%、120%，除了最后一級需要穩定20～30分鐘外，其余各級需要穩定2～5分鐘，千斤頂行程與讀表張拉力進行校核，并分別記錄各種情況（錨頭位移、錨座變形、油表讀數變化），發現問題及時處理。

現場施工圖見圖5。

4 技術經濟評價

原設計錨索框架橫梁單梁（6m）C30混凝土用量0.91m3，鋼筋用量198kg；優化后錨索框架橫梁單梁C30混凝土用量0.51m3，鋼筋用量205kg，橫梁單梁工程造價節省330元。

原設計錨索框架縱梁單梁（12.5m）C30 混凝土用量2.03m3，鋼筋用量361kg；優化后錨索框架縱梁單梁C30混凝土用量1.14m3，鋼筋用量376kg，縱梁單梁工程造價節省734元。

考慮到實際施工使用844塊連接鋼板，9.6m平板車6個臺班，25噸吊車15個臺班，該邊坡實際施工增加工程費用約13.32萬元。

但考慮使用裝配式格構梁護坡后，工期大為縮短，人工需求降低，故其經濟效益較高。

5 結論與討論

1）本文提出的裝配式錨索格梁護坡施工技術與現澆施工技術相比，具有操作簡單、施工速度快、安全環保等諸多優勢，且能實現“開挖一級、防護一級”的目標；

2）本文提出的裝配式錨索格梁護坡施工技術與現澆施工技術相比，綜合經濟效益較高。

3）在施工過程中發現，本文提出的裝配式護坡結構存在格件重量過大的缺點，施工時需要大型吊機吊裝，所以下一步可對裝配式護坡結構進行輕型化研究，或者進行專門的裝配式護坡結構施工設備研究。