錨桿錨索在巖土邊坡治理工程中的應用

曹揚政

(廣東省核工業地質調查院，廣東 廣州 510800)

1 引言

隨著我國經濟的不斷發展，對自然地質災害治理的重視度提高，許多新技術、新工藝不斷涌現。錨桿錨索支護是邊坡治理的一種新工藝，運用該施工工藝進行邊坡治理，使巖土土體的內部結構密實，加強了邊坡強度和穩定性。邊坡后期變形小，治理的效果明顯，且安全可靠。本文將通過介紹錨桿錨索施工工藝實例，論述此工藝的優勢所在[1]。

2 工程概況

肇慶市氣象局某應急救災項目位于廣東省肇慶市一個獨立的山頭上，交通便利。待治理區投影面積約4 587.11 m2。該邊坡為早期修建的上山道路堆填而形成的高陡邊坡，邊坡高差為10～25 m不等，坡度一般為30°～40°,局部稍陡，原始地形山體植被發育。在早期修建道路時，該邊坡未分層回填壓實，外圍未設置截排水溝，路面的長期排水直接沖刷下方的坡面，造成沿著園區道路發生大面積的崩滑?，F有道路張拉裂縫明顯,支護樁及混凝土墻失穩隨土體滑落,原有道路外側基本坍塌。因此，必須盡快采取有效的治理措施。

3 工程地質條件

根據現場踏勘及鉆孔勘探揭露，場區地層根據其成因及物理力學性質可劃分為3個工程地質層，自上而下為：(1)第四系填土層(Qml)：素填土，主要由粉質黏土和碎石渣組成。(2)第四系殘積層(Qel)：粉質黏土。(3)下覆基巖為震旦系(Z)砂巖：強風化砂巖。

4 項目治理工程措施

根據治理場地條件，在確保安全前提下，對現有邊坡進行局部浮土清除，加固并輔以坡面綠化美化，修復道路，恢復一般功能性通車。根據勘查資料以及邊坡巖土分布情況，結合邊坡的地形地貌采用如下總體治理方案：適當修坡+錨桿(索)+格構梁+截排水溝+綠化措施進行治理，并修復坡頂道路[2]。

依據現場地形，將整個邊坡分為兩段治理區域：北側坡段(Ⅰ段)治理區域；南側坡段(Ⅱ段)治理區域：Ⅱ-1段(中間段)和Ⅱ-2段(兩側段)(圖1)。

治理方案如下：

Ⅰ段治理區域。該坡段為北側坡段，長約65 m,將坡面的松散土體清除,局部坡面的坍塌的混凝土墻拆除后再外運；在原平臺最低位置標高為27.00 m處開始設置第一排錨桿，共設置8排(局部為3排)錨桿至道路，錨桿型號為II級Ф25螺紋鋼(HRB400),錨桿水平間距均為3.00 m,垂直間距為3.00 m,錨桿成孔直徑Ф100 mm,成孔角度與水平方向呈25°,注漿強度為M30純水泥漿或水泥砂漿，注漿壓力1.0～2.0 MPa；格構橫梁及豎梁截面尺寸均為30 cm(高)×20 cm(寬),現澆砼強度C25,格構梁的冠梁高出原路面10 cm，格構梁內播撒草籽綠化。

Ⅱ段治理區域：該坡段為南側坡段，長約65 m,將坡面的松散土體清除，按設計坡率進行放坡分級,局部坡面的坍塌的混凝土墻拆除后外運，將該段分為Ⅱ-1段(中間段)和Ⅱ-2段(兩側段)。

Ⅱ-1段治理區域：在原平臺最低位置標高30.00 m處開始設置第一排，共設置6排(局部為5排)錨索至道路，每根錨索采用4Φ15.201 mm×7 mm高強低松弛預應力鋼絞線制作,錨索水平間距和垂直間距均為3.00 m,錨索成孔直徑Φ130 mm,成孔角度與水平方向呈25°,軸向拉力設計值300～350 kN,鎖定值250～300 kN,注漿強度為M30純水泥漿或水泥砂漿，注漿壓力1.0～2.0 MPa；格構橫梁及豎梁間距均為3.0 m,截面尺寸均為50 cm(高)×40 cm(寬),現澆砼強度為C25,格構梁的冠梁高出原路面10 cm。格構梁內噴播草籽綠化[3]。

Ⅱ-2段治理區域：在原平臺最低位置標高27.00 m處開始設置第一排，共設置8排(局部為4排)錨索至道路，錨索施工工藝以及技術數據以Ⅱ-1段治理區域相同；格構橫梁及豎梁間距均為3.0 m,截面尺寸均為40 cm(高)×30 cm(寬)，現澆佐強度為C25,格構梁的冠梁高出原路面10 cm。格構梁內播撒草籽綠化。另外，在Ⅱ段治理區南側邊坡，按現在坡面進行坡面支護，設置12根錨桿,每根錨桿長度為10 m，錨桿施工工藝以及技術數據以I段治理區域相同；格構橫梁及豎梁間距均為30 cm(高)×20 cm(寬),現澆砼強度C25,格構梁內播撒草籽綠化。

根據現場實際情況，在治理范圍內的坡腳以及上山道路邊做好排水溝，完善治理區內及道路排水系統。

5 錨桿(索)施工工藝

5.1 預應力錨索施工

(1)錨索施工流程如下：修整坡面—搭腳手架—測量放線—鉆機就位—成孔—清孔—錨索安裝—注漿—二次注漿。

(2)錨索制作工藝。每束錨索采用4Ф15.201 mm×7 mm高強低松弛預應力鋼絞制作，鋼絞線強度Rb=1 860 MPa,用0VM15-4型錨具鎖定；鋼絞線下料時比設計長度多預留1.00 m的張拉段。錨索錨固段長度為8～10 m，錨固段涂油保持清潔，要求涂強力防腐涂料，自由段套為內徑Ф17mm的PVC管，套管內用黃油充填，外部纏繞工程膠布固定；箍環采用鉛絲環繞2圈而成，擴張環采用厚度20 mm的聚氯乙烯加工而成；端頭楔形體砕必須與豎肋同時澆筑；楔形體內布置三層鋼筋網，錨頭上部設二層鋼筋網，間距3 cm,網格尺寸為5 cm×5 cm。

(3)鉆孔(清孔)：錨索鉆孔前應按設計準確測量定位，并用做好標記，孔位偏差不大于50 mm。鉆孔偏斜按設計角度，誤差不大于1度。完成鉆孔后，將孔內殘渣清凈。實際鉆孔應比設計鉆孔深度深0.50 m,作為殘渣存留段，以保證錨索伸入到設計位置，并且能產生符合設計要求的錨固力。

(4)錨索安裝：鉆孔完成后及時進行清孔，并及時安裝錨索。將錨索前端先安裝好導向頭，并由一人掌握入孔方向，再由其他人將錨索一次性推入孔內，安裝過程中，要避免鋼絞線產生折彎的硬傷，并不得損壞自由段套管和注漿管。

(5)注漿：根據本工程地層的特點，為提高錨索的錨固力，采用一次注漿和二次劈裂注漿相結合的工藝。錨索加工制作時安裝兩根注漿管，注漿管前端應伸入到距孔底0.50 m處。二次注漿采用常壓，冰泥漿從孔底向孔口反向灌注，將孔底渣土及水排出，直到孔口排出正常水泥漿時方可停止。二次注漿在第一次注漿后12～20 h或注漿體強度達到5 MPa時進行。注漿液均現場攪拌，漿液強度M30,水泥為P.O425普通硅酸鹽水泥，水灰比1∶ 0.45。二次注漿壓力控制1.0～2.0 MPa。錨索注漿前，在錨索(桿)洞口處用土工布制作長1.0 m的止漿塞，并留排氣孔。

(6)在施工過程中，要注意保護錨索和套管，調整錨索的角度，用砂漿固定?？蚣芰轰摻钪谱靼惭b及混凝土施工前，錨索應順直，防止孔口處出現拐點，不利于錨索工作受力，避免剪切破壞，然后向錨索套管內注水泥漿直到孔口充滿?？蚣芰耗０寮艾F澆混凝土時，要保證錨索張拉墩平臺與錨索軸線垂直,強度要達到設計要求，防止張拉時錨墩產生破壞。

(7)錨索張拉：采用單根預張拉后整體張拉的方法，錨索各單元的預應力值應一致，預加應力總值不應大于預應力的10%,也不宜小于5%。受拉時，墊墩混凝土的強度應大于C25,錨固注漿體的強度應大于30 MPa。張力千斤頂的軸線必須與錨索的軸線一致，在張拉過程中，速率控制在設計預應力值的0.1/min左右，卸荷速率控制在預應力值的0.2/min左右。在張拉過程中，當實際伸長值大于理論伸長值時，應暫停張拉，待查明原因并采取相應措施后方可繼續進行張拉。過拉值根據實驗確定，一般為設計預應力值的5%～10%。錨索應力鎖定必須在壓力表穩定后進行，張拉后48 h內發現預應力損失大于設計預應力值的10%時，應進行補償張拉。錨索張拉鎖定后，用砂輪切割機切割鋼絞線，留10 cm防滑段，錨頭局部用C25混凝土封嚴。

5.2 錨桿施工

(1)錨桿施工流程為：修整坡面—搭腳手架—測量放線—就位—成孔—清孔—錨桿安放—注漿。

(2)錨桿制作工藝：錨桿采用II級中Φ25 mm螺紋鋼(HRB400)，錨桿制作前，鋼筋應順直，除油除銹，接頭應采用焊接的搭接接頭，焊接長度為30 d，但不小于500 mm，沿桿身軸線每隔2.0 m設置一個定中支架，排氣管應與錨桿桿體綁扎牢固，桿體應進行防腐處理。

(3)鉆孔(清孔)：錨桿鉆孔前應按設計要求測量定位，并用做好標記，孔位偏差不大于50 mm。鉆孔偏斜按設計角度，誤差不大于1°。實際鉆孔應比設計鉆孔深度深0.50 m,作為殘渣存留段，鉆孔完成后，將孔內殘渣清凈，以保證錨桿伸入到設計位置，并且能產生符合設計要求的錨固力。

(4)錨桿安裝入孔：鉆孔完成后及時進行清孔，并及時安裝錨桿，將錨桿前端安好導向頭，由一人掌握入孔方向，然后由其他人將錨索一次性推入孔內，安裝過程中應避免桿體彎曲，若一次進孔困難，不得強行進孔，必須先將鉆孔重新進行洗孔，若錨桿桿體或者支架損壞的需重新加工錨桿。

(5)注漿：根據本工程地層的特點，為了提高巖土層的錨固力，注漿管前端應伸入到距孔底0.50 m左右處。開始注漿時為常壓，水泥漿從孔底向孔口反向灌注，將孔底渣土及水排出，當孔口排氣管排出正常水泥漿后，封閉排氣管進行壓力注漿。注漿壓力控制1.0～2.0 MPa。錨桿注漿前，在錨索(桿)洞口處用土工布制作長1.0 m的止漿塞,并預留排氣孔，灌漿后漿體強度未達到設計要求前預應力筋不得受擾動。

6 錨桿(索)試驗與驗收

在全面施工前應在每個不利斷面工點分別選取不少于5%,且不少于5根錨索、5根錨桿進行極限抗拔試驗。采用的地形條件、錨桿材料和施工工藝必須與工程錨索(桿)相同。

7 結論

本文結合肇慶市氣象局某應急救災項目中的錨桿和預應力錨索加固邊坡施工實例，詳細介紹了錨桿和預應力錨索加固邊坡施工的基本原理、工藝流程、施工方法以及施工中的注意事項等。錨桿以及預應力錨索施工工藝具有施工簡單，施工工期短，工程成本低，治理效果明顯等優點，希望通過本文實例介紹，能為今后類似的邊坡加固工程施工提供參考，促進此施工工藝在邊坡處理項目中的廣泛應用。