框架錨索在高路塹邊坡防護中的應用

彭運蘭

(中交廣州航道局有限公司，廣東 廣州 510230)

1 工程概況

某公路工程主線長14.560 km，其中B標右側邊坡坡體以砂、泥巖護層為主，有較強的風化特性。邊坡高度最大達31 m，路塹開挖有擾動性影響，容易威脅到邊坡的穩定性，隨之誘發滑塌等事故，因此，采取合適的邊坡加固技術至關重要。經技術可行性分析后，最終采用的是錨索框架梁技術，用于加固邊坡，保證邊坡的穩定性。

2 施工工藝流程

錨索框架由C30混凝土澆筑成型，縱、橫梁截面尺寸一致，即50 cm×50 cm，框架梁入土深度30 cm。邊坡巖性呈微風化時，受開挖的影響，坡面局部可能出現不平整的狀況，此時用漿砌片石填補。橫梁每12～18 m設一道2 cm寬的伸縮縫，縫內填塞瀝青麻筋，深度按10 cm控制。

考慮到日常檢查維修的便捷性以及排水高效性的雙重要求，在各級邊坡施工中均設合適尺寸的檢查踏步和急流槽。為提升邊坡防護效果，在框架梁內種植生長能力較強的草種，成活率至少達到90%，同時增添30%的灌木種子。在采取綠化措施后，除了提升邊坡穩定性外，還有助于凸顯工程的生態環境效益，將公路與現場自然環境融為一體。

錨索框架梁施工具有流程性，需按照特定的順序將各項工作落實到位，具體如圖1所示。

圖1 錨索框架梁施工流程

3 錨索框架梁施工技術的具體應用

3.1 錨索的材料選擇、制作及施工

1)錨索選擇的是φs15.20 mm高強度、低松弛預應力鋼絞線，張拉應力fpk=1 860 MPa，并根據行業標準適配錨具。

2)錨索下料時采取砂輪切割的方法，禁止電焊切割，否則會嚴重損傷錨索。為便于張拉鎖定，錨索制作時鋼絞線預留1.5 m，待后續張拉作業落實到位并且無質量問題后，確定多余的鋼絞線并將該部分切除，然后用C30混凝土澆筑錨頭，有效封閉。

3)鋼絞線下料后編束，此時要求每一束的鋼絞線均勻排列，無交叉、扭曲等問題，同時全面清理殘留的銹跡以及油污[1]。

4)錨索擴張環以工程塑料環為宜，具體根據錨索體鋼絞線根數與擴張環孔數而定，形成相配套的關系。箍環以鐵絲為原材料制作成型。分情況將擴張環、緊固環設置到位，其中錨固段間距為0.5 m，自由段間距調整為1.5 m。

5)鉆孔后，注入高壓風用于清孔，待孔內保持潔凈后，隨即將制作成型的錨索推送入孔，在此過程中盡可能做到平順推送，避免抖動，否則容易散索，錨索下放1 h內注漿。

3.2 施工平臺的搭設及拆除

1)施工平臺的主體框架由φ48 mm鋼管組成。立桿橫距按3 m控制，在立桿的內側設縱向水平桿，節點處采用碗扣接頭的連接方法。為全方位保證施工的安全性，在平臺四周設置高度≥1.2 m的護欄，再掛設安全網，滿鋪1.8 cm厚的木板。

2)施工平臺搭設時，根據要求嚴格控制各桿件的位置，盡可能減小誤差。搭設成型后檢驗步距、縱距、橫距、立桿的垂直度，要求各方面均滿足要求。

3)工作平臺的拆除存在諸多安全隱患，需設置警示，掛設醒目的警示標志，任何無關人員均不可入場，由專員在現場指揮，協調各項工作，避免混亂。

4)按照自上而下、先橫桿后立桿的順序依次拆除，由兩名員工配合完成長立桿、斜桿兩部分拆除作業。

施工平臺示意圖如圖2所示。

圖2 施工平臺示意圖(單位：m)

3.3 鉆 孔

1)測量放線：以設計要求為準，精準測放孔位，為給正式鉆孔提供正確的引導，要求孔位誤差≤±2 cm。

2)鉆機就位：根據施工要求選擇鉆機，進場后用量角器定向，同時設置穩定可靠的支架，將鉆機置于該處以避免失穩。

3)鉆孔方法：潛孔鉆無水干鉆成孔，鉆進全過程中禁止用水沖擊；實際孔深略大于設計值0.5 m或適當增加，以保證錨孔深度的合理性。

4)錨孔清理：鉆孔成型后注入高壓空氣，目的在于有效清理孔內的巖粉以及積水等各類不利于后續注漿施工的雜物。為保證錨孔清理效果，風壓控制在0.2～0.4 MPa。

3.4 注 漿

1)注漿前組織配合比試驗，確定合適的配合比，以保證拌制好的漿液滿足工程質量要求，對于水泥材料的選擇，采用的是普通硅酸鹽水泥。

2)錨索的錨孔灌注施工材料選擇M40水泥漿，對于錨桿體，此部分注漿施工材料調整為M30水泥漿。

3)根據現場作業條件，注漿采用孔底返漿法，要求PVC注漿管始終保持穩定，否則會影響注漿施工效果。注入的漿液收縮后及時對孔口補漿，此處材料選擇的是M30水泥漿。

4)注漿后加強對漿液的觀察，判斷其是否存在回落，若有則安排補漿，保證漿液面所處位置的合理性。

5)錨索注漿施工分兩個階段完成：①錨固段和自由張拉段同步注漿，此階段采取的是孔底返漿的方法，注漿壓力≥1.0 MPa，在此期間注漿管不可從孔底抽出，確保注入的砂漿具有足夠的密實性；②第一次注漿完成1～2 h后，對錨固段劈裂注漿，此時施工材料選用的是M40水泥漿，注漿壓力≥2.0 MPa。經過注漿后，密切觀察水泥漿的實際情況，若該部分凝固收縮則及時用M40水泥漿對孔口補漿。

3.5 張拉鎖定

1)合理設置錨斜托臺座，要求該處的承壓面具有足夠的平整性，同時必須與錨索軸線呈垂直的關系。

2)張拉前判斷是否具備張拉的條件，若框架梁混凝土強度大于設計強度的80%以上并且錨索體漿液齡期達20 d，即可安排張拉。

3)根據張拉作業需求適配合適的張拉機具和儀器，并做好標定，切實提高張拉機具的運行精度。在安裝錨具時，必須使該裝置與錨墊板和千斤頂密貼對中，經過檢測與調整后使千斤頂軸線與錨孔及錨索體軸線共處相同直線，此外不允許出現任何彎壓現象。

4)考慮到鋼絞線受力均勻性的要求，先圍繞單根錨索進行1～2次的預張拉，此階段的張拉力取設計值的0.1～0.2倍，經過預張拉后使錨固體各部分緊密接觸，在此前提下方可正式進入張拉環節。

5)錨索張拉采取的是分級有序推進的方法，分別取設計張拉力的25%、50%、75%、100%、120%，前四級每次張拉后穩壓持荷2～5 min，最后一級穩壓持荷時間增加至20～30 min，每次均對張拉情況做全面的檢查，包含錨頭位移、錨座變形等，若有異常則及時查明真實情況，根據具體的原因采取針對性的處理措施。

6)錨索鎖定后安排3 d的觀察，若此過程中無異常狀況則留10 cm，將多出的鋼絞線切割干凈。然后用水泥漿澆筑錨墊板及錨頭的空隙，用C30混凝土封錨。需注意的是，在切除多余的鋼絞線時需利用手提砂輪機完成，禁止采用電弧燒割的方法，否則會損傷鋼絞線，例如出現留下部分長度不足的情況。

3.6 施工注意事項

1)施工前做好各項準備工作，例如：場地的規劃，保證現場的平整性與穩定性；采取隔斷措施，營造相對獨立的施工場所，以免受到外部因素的干擾以及由于施工而對周邊環境造成影響；嚴格檢查邊坡，識別其中的危險隱患，采取有效的防治措施[2]；根據工程要求，準備足量優質的原材料以及機械設備，組建施工隊伍。

2)錨固段和錨索的定位需具有精準性，對此可用定位環或鉛絲完成。張拉環節加大對錨索自由段的防護力度，例如對該處做除銹處理，刷涂瀝青，以免自由段外露而銹蝕。經過防腐處理后，向自由段套入合適尺寸的波紋套管，同時在套管兩端的300 mm內涂抹適量的黃油，再于外側纏繞工程膠布，增強嚴密性與穩定性。

3)張拉試驗時由專員規范操作，及時采集損失量等相關數據并完整記錄，張拉控制力約為原標準強度的3倍，但要避免該值異常偏大的情況，即不可超過鋼絞線錨索的強度，否則會由于張拉力過大而導致鋼絞線錨索受損[3]。

4)公路高邊坡支護預應力錨索施工時，必須提前組織預應力預錨試驗，借助此途徑掌握實際施工條件，同時準確把握具體的作業參數，以便正式推進預應力錨索施工進程。在試驗時，推測錨索的受力情況以及鎖定值，要求各項參數均具有合理性，錨索則始終保持穩定。隨著施工進程的推進，待注漿體和混凝土腰梁的抗壓強度超過75%后方可張拉鎖定預應力錨索，若發現張拉過程中有預應力損失，則根據實際情況安排補張拉。在前述基礎上確定多余的鋼絞線，用手提砂輪機切除。在確保剩余鋼絞線的長度滿足要求且無斷裂等異常狀況后，完成防腐、壓漿封錨等各項收尾工作。在循序漸進之下，最終全面保證錨索框架梁的施工效果。

4 結束語

錨索框架防護技術頗為成熟，在現階段的公路高邊坡防護中取得廣泛的應用，可有效降低施工難度、保證邊坡防護質量、提高施工效率。在框架錨索防護施工全流程中，涉及施工平臺的搭設、鉆孔、注漿、錨索張拉等多個環節，全體工程人員應高度重視，合理優化施工方法，保證最終的施工質量。

[ID:013499]