建筑工程高邊坡施工中框架預應力錨索施工方法研究

鄭高文

為提高高邊坡施工中框架預應力錨索施工的穩定承載力，本文在高邊坡施工中設計一種新型框架預應力錨索施工方法，致力于從根本上提高高邊坡施工中框架預應力錨索施工穩定承載力，進而提升框架預應力錨索施工質量。

1.建筑高邊坡施工中框架預應力錨索施工方法

在本文設計的框架預應力錨索施工方法中，本標段邊坡支護約800m，水平向自西向東順序施工。根據高邊坡施工標準，框架錨索是本邊坡工程主要工序，框架錨索豎向自上而下分多段施工，每段最大高度不超過8m。本文設計的高邊坡施工中框架預應力錨索施工流程為：首先，在土方開挖前加固錨索影響區地層；其次，設置框架預應力錨索施工參數，自上而下分段施工格構式框架；再次，通過混凝土噴面，執行預應力錨索(桿)施工；最后，通過截、排水溝工程施工，完成高邊坡施工中框架預應力錨索施工。

1.1 錨索影響區地層加固

錨索影響區地層加固的主要作用是保證自上而下分段施工格構式框架錨索時地層的穩定性，將框架區間設置為錨索影響區[1]。通過安置旋噴樁止水帷幕雙管，并在地面進入隔水層至少1m處進行注漿加固，以此實現錨索影響區地層加固。針對錨索處理區地層加固所需的注漿量，可以根據注漿量理論建筑空隙表達式進行計算。設加固所需的注漿量為，可得公式（1）。

公式（1）中，為框架區間環寬，單位為m；指的是框架開挖直徑，單位為m；為旋噴樁止水帷幕雙管管片外徑，單位為m。通過公式（1），在得出加固所需注漿量的基礎上，對注漿速度進行計算。設錨索影響區地層加固注漿速度為，可得公式（2）。

公式（2）中，為盾構機掘進速度，單位為mm/min。根據公式（2）得出的具體數據，通過錨索影響區地層加固，為高邊坡施工中框架預應力錨索施工提供良好的土層環境[2]。現場平臺寬度約1.5m，上級平臺外立桿搭接在下級平臺腳手架外立桿上。現場坡面彎曲，腳手架跟著彎曲時，需在立桿彎曲位置設置豎向z字支撐增強架體穩定性。腳手架搭接，長短立桿搭配使用，避免出現搭接在同一位置現象。

1.2 設置框架預應力錨索施工參數

根據加固后的錨索影響區地層條件，在混凝土噴面過程中設置框架預應力錨索施工參數[3]。其中包括：將掘進速度控制在15mm～18mm/min；刀盤扭矩為600kN～750kN·m；刀盤轉速為1.4r～16r/min；總推力控制在9500kN～10000kN。混凝土具體參數，如表1所示。

表1 混凝土具體參數

結合表1信息，控制混凝土噴面混凝土具體參數，確保各項參數均在控制范圍內，施工過程中，在坡面未噴射混凝土前，為確保坡面不受水流沖刷，在坡面覆蓋彩條布或塑料膜。施工順序為：人工修坡放線定位開挖梁槽鋪砌梁底砂漿調平層支模板綁扎鋼筋澆砼養護[4]。框架梁間采用噴射混凝土，噴射砼強度為C25，厚度為16cm。在此基礎上，設置預應力錨索(桿)。由于設置預應力錨索(桿)時很容易造成沉降過大的問題，會對連接部分結構帶來較為不利的影響，降低高邊坡施工中框架預應力錨索施工的穩定性。在錨索段施工前通過地表沉降觀測點監測，嚴格按照有關技術規范，將監測頻率設定為3次以上，避免施工中存在的沉降安全隱患。設施工沉降位移為，可得公式（3）。

公式（3）中：為施工沉降位移取值范圍，通常以1個單位為標準，為實數；為監控到的施工沉降范圍中的分層數量；為沉降中的土建單層厚度，計算單位為mm；為施工中混凝土的凝結縫隙比，取值為常數。結合上述計算公式，可得出施工沉降的基礎位移，實現對框架預應力錨索施工參數的監控。

1.3 完成框架預應力錨索施工

在截、排水溝工程施工階段，排水孔采用YG28風動鉆機成孔，成孔孔徑φ110mm，按4m×4m等間距布置，斜向上深入坡面20m，傾斜10°的系統排水孔。排水孔內置φ75mm軟式透水管，管后端包一層無紡布。錨桿制作好應進行自檢并經監理驗收合格后方可將索體插入孔中。本文采用液壓切斷進行的方式進行錨索清理[5]。并且密切關注排漿泵吸口水壓，將排漿泵吸口水壓控制在0.1-0.2MPa之間。至此，完成高邊坡施工中框架預應力錨索施工。

2.實例分析

2.1 實驗準備

為構建實例分析，實驗對象選取德化縣樂興小區（樂陶安置地）邊坡工程一標段安全專項施工項目，主要機械設備計劃表信息，包括：2臺空壓機，規格為12 m3～13m3；2臺注漿泵，型號為BW-150；4臺錨桿鉆機，型號為MGY-60；2臺灰漿攪拌機，規格為300L；2臺液壓千斤頂，型號為YCW15-200；2臺電焊機，型號為11KVA；2臺切割機，規格為3.5Kw；3輛自卸汽車，規格為8-15T；1臺反鏟挖掘機，型號為CAT-200B。首先使用本文設計施工方法，在高邊坡施工中執行框架預應力錨索施工，通過黑盒工具 QAcenter測得施工穩定承載力，記為實驗組；再使用傳統施工方法，在高邊坡施工中執行框架預應力錨索施工，同樣通過黑盒工具 QAcenter測得施工穩定承載力，記為對照組。實驗主要內容為測試兩種施工方法的施工穩定承載力，施工穩定承載力越高證明施工安全性越高。針對黑盒工具 QAcenter測得的施工穩定承載力，記錄實驗結果。

2.2 實驗結果分析與結論

施工穩定承載力對比結果，如表2所示。

表2 施工穩定承載力對比結果

通過表2可知：本文設計的施工方法施工穩定承載力最高為880.52Mpa，實驗對照組為468.12Mpa。通過實驗結果證明，所設計的施工方法施工安全性更高，具有現實應用價值。

3.結束語

通過高邊坡施工中框架預應力錨索施工方法研究，能夠取得一定的研究成果，解決傳統高邊坡施工中框架預應力錨索施工存在的問題。由此可見，本文設計的方法是具有現實意義的，能夠指導高邊坡施工中框架預應力錨索施工方法優化。在后期的發展中，應加大本文設計方法在框架預應力錨索施工中的應用力度。截至目前，國內外針對高邊坡施工中框架預應力錨索施工方法研究仍存在一些問題，在日后的研究中還需不斷引進先進的科學技術，進一步對高邊坡施工中框架預應力錨索施工方法進行優化，對設計提出深入研究。