預(yù)應(yīng)力錨索在整治滑坡體中的應(yīng)用

于然東

（路橋集團(tuán)國(guó)際建設(shè)股份有限公司，北京 100000）

對(duì)于山區(qū)高速公路，由于工程挖方量大，路塹邊坡高，地質(zhì)比較差的地段容易誘發(fā)大型的工程滑坡。在治理這一類滑坡體的成功經(jīng)驗(yàn)中，采用預(yù)應(yīng)力錨索為主的工程治理，再輔以防排水的處理措施進(jìn)行綜合治理，是當(dāng)前我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)工程越來(lái)越普遍采用的邊坡病害治理方案。

1 施工工藝

預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝流程見(jiàn)下圖1。

圖1 預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝流程圖

1.1 施工準(zhǔn)備

（1）機(jī)械設(shè)備的選擇。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況及設(shè)計(jì)要求選擇合適的機(jī)具，比如該段邊坡巖體即自由段深度范圍內(nèi)，為覆蓋碎石土及風(fēng)化嚴(yán)重的板巖，錨索孔成孔困難，考慮選擇大功率潛孔鉆機(jī)，并適當(dāng)增加部分跟管鉆進(jìn)工具及配套設(shè)備，減少卡鉆埋鉆及塌縮孔等工程問(wèn)題，從而提高施工綜合效率。本段施工選用YG-60全液壓驅(qū)動(dòng)的鉆機(jī)，并配備偏心式單動(dòng)力風(fēng)動(dòng)潛孔錘套管跟進(jìn)機(jī)具，選用20立方的電動(dòng)空壓機(jī)配套使用，從而達(dá)到最佳的組合效果。

（2）錨孔的測(cè)設(shè)及鉆機(jī)就位。根據(jù)設(shè)計(jì)資料，測(cè)放錨索孔位，打入標(biāo)樁、標(biāo)明鉆孔編號(hào)，孔位偏差不得超過(guò)±1 cm。搭建鉆孔工作平臺(tái)，固定鉆機(jī)，確定鉆孔方向，該段邊坡設(shè)計(jì)錨孔下傾與水平夾角為25°，鉆孔傾角偏差不得超過(guò)±2°。

（3）進(jìn)行錨索的拉拔試驗(yàn)。在現(xiàn)場(chǎng)找與設(shè)計(jì)錨固段相似地質(zhì)的巖層進(jìn)行錨索拉拔試驗(yàn)，以確定實(shí)際錨固力的大小，驗(yàn)證設(shè)計(jì)錨索參數(shù)的選擇是否合理，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果加以修正，從而能夠正確地指導(dǎo)施工，達(dá)到最好的治理效果。

1.2 鉆機(jī)鉆進(jìn)、成孔

（1）采用干鉆法造孔。禁止水鉆，以確保錨索施工不致于惡化邊坡巖體的工程地質(zhì)條件和保證孔壁的黏結(jié)性能。鉆孔速度根據(jù)使用鉆機(jī)性能和錨固地層情況嚴(yán)格控制，防止鉆孔扭曲或變徑，造成下錨困難或其他意外事故；對(duì)巖層破碎松散的地段，采用鋼套筒跟進(jìn)，防止塌孔。

（2）鉆進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)對(duì)每孔地層變化（根據(jù)巖粉情況）、進(jìn)尺速度（鉆速、鉆壓等）地下水情況以及一些特殊情況作現(xiàn)場(chǎng)記錄。若遇塌孔縮孔等不良鉆進(jìn)現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即停鉆，及時(shí)進(jìn)行固壁灌漿處理，待水泥砂漿初凝后，重新掃孔鉆進(jìn)。

（3）錨孔鉆孔質(zhì)量指標(biāo)主要是鉆孔彎曲率和巖心采取率。因此，鉆孔要求每次采取率達(dá)到90%，以確定不穩(wěn)定土體厚度或滑動(dòng)面的位置，根據(jù)鉆孔揭示的實(shí)際地質(zhì)情況對(duì)錨孔長(zhǎng)度和位置做適當(dāng)調(diào)整，一定要保證錨固段（即深入中風(fēng)化巖層10m），錨孔長(zhǎng)度比設(shè)計(jì)值多鉆進(jìn)1.0m作為沉渣段，防止被土屑擠占孔底，影響錨固長(zhǎng)度。錨孔圓直，不得彎曲，鉆孔過(guò)程中要及時(shí)測(cè)斜，必要時(shí)每5m測(cè)一次，發(fā)現(xiàn)孔斜，立即糾正。

（4）錨孔清理。鉆進(jìn)達(dá)要求深度后，不能立即停鉆，要求穩(wěn)鉆1min～2min，防止孔底尖滅，達(dá)不到設(shè)計(jì)孔徑。終孔后必須使用高壓空氣（風(fēng)壓0.2MPa～0.4MPa）清孔，將孔內(nèi)的巖粉或地下水清除出孔，以保證錨索、水泥砂漿、孔壁巖體間的黏結(jié)強(qiáng)度。清孔后及時(shí)對(duì)孔口進(jìn)行暫時(shí)封堵。

1.3 錨孔檢驗(yàn)

造孔結(jié)束后，須經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理檢驗(yàn)合格后，方可進(jìn)行下一道工序?？讖?、孔深檢查一般采用設(shè)計(jì)孔徑、鉆頭和標(biāo)準(zhǔn)鉆桿在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理旁站的條件下退孔，要求驗(yàn)孔的過(guò)程中鉆頭平順推進(jìn)，不產(chǎn)生沖擊或抖動(dòng)，鉆桿驗(yàn)收長(zhǎng)度滿足錨孔深度，退鉆要求順暢，用高壓風(fēng)吹驗(yàn)不存在明顯飛濺塵渣及水體現(xiàn)象。同時(shí)要求復(fù)查錨孔孔位、傾角和方向，全部錨孔施工分項(xiàng)工作合格后，即可認(rèn)為錨孔鉆造檢驗(yàn)合格。

1.4 錨索體制作及安裝

（1）錨索采用8股ΦS15.2mm高強(qiáng)度低松弛的1860級(jí)鋼絞線組成，錨索下料時(shí)，采用砂輪切割機(jī)切割，不得電焊切割，實(shí)際長(zhǎng)度要比設(shè)計(jì)長(zhǎng)度增加2.0m的張拉端。（根據(jù)張拉所采用的千斤頂決定）

（2）防腐處理及編束。自由段（張拉端）涂抹黃油并套波紋管封閉，確保防護(hù)效果，并防止注漿液體進(jìn)入；錨固段必須除銹、除油污以保證錨固效果。鋼絞線必須平順，不能相互交疊，以防止張拉的時(shí)候受力不均勻，為此在錨固段錨束沿軸線方向每隔1m交替設(shè)置架線環(huán)與緊箍環(huán)，在自由段每隔3m設(shè)置一道架線環(huán)，在緊箍環(huán)處使鋼絞線間有一定的間隙，以保證灌漿時(shí)能將錨束空隙充填密實(shí)，鋼絞線得到充分的握裹和保護(hù)。

（3）錨索安裝。確認(rèn)核對(duì)錨孔無(wú)誤后，人工緩慢將錨索體放入孔內(nèi)，用鋼尺量出外露的鋼絞線長(zhǎng)度，計(jì)算孔內(nèi)的錨索長(zhǎng)度（誤差在±5 cm范圍內(nèi)），確保錨固段長(zhǎng)度。穿索時(shí)應(yīng)防止錨索扭壓、彎曲，注漿管和錨索一同放入鉆孔，注漿管頭部距孔底適宜為50mm～100mm。錨索一經(jīng)安放，不得隨意敲擊，不得懸掛重物，防止土屑將孔堵塞，并應(yīng)立即注漿。

1.5 注漿錨固

注漿采用水泥砂漿，砂漿強(qiáng)度不低于30MPa。經(jīng)試驗(yàn)比選后確定施工配合比為水泥：砂：水：減水劑=1∶1.25∶0.47∶0.006.注漿方法采用孔底到孔口返漿式注漿，采用錨固段和自由段同時(shí)一次性壓注完成，注漿壓力不低于0.25MPa。漿液應(yīng)攪拌均勻，隨攪隨用，漿液應(yīng)在初凝前用完，防止石塊雜物混入漿液，由于漿液可能沿縫隙亂竄，可能壓出坡面，所以隔一段時(shí)間后壓注，直至注漿壓力達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)壓力為止。

1.6 鋼筋混凝土框架的施工

鋼筋混凝土框架是錨索張拉時(shí)直接受力構(gòu)件，所以應(yīng)該保證坡面平整，框架梁所在位置低洼處，采用漿砌片石填補(bǔ)，并且支架模板要有足夠的剛度及穩(wěn)定性，以保證梁底與坡面的密貼，確保梁體均勻受力，避免應(yīng)力集中拉裂梁體?？蚣芰翰捎肅25混凝土就地整體澆注，施工時(shí)注意預(yù)埋錨具及穿束鋼管的位置，確保整條錨索束的順直及錨墊板平面與錨索束的垂直。澆注混凝土?xí)r對(duì)錨孔周圍、錨墊板下、鋼筋密集的部位要仔細(xì)振搗，保證混凝土質(zhì)量。兩片框架之間設(shè)置2 cm的伸縮縫，內(nèi)填浸瀝青木板。

1.7 錨索張拉、鎖定、封錨

框架梁混凝土的強(qiáng)度達(dá)到80%以上并且注漿強(qiáng)度到達(dá)100%時(shí)即可進(jìn)行張拉，由于在張拉時(shí)，錨固段的靠近上端部分錨索和膠結(jié)體之間的剪應(yīng)力存在嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象，如果施加預(yù)應(yīng)力速度太快，會(huì)造成結(jié)合面局部黏結(jié)破壞，甚至引起整個(gè)錨固段的嚴(yán)重破壞，故張拉時(shí)采用分級(jí)加載，為了抵消坡面不平及張拉壓縮造成的預(yù)應(yīng)力損失，根據(jù)設(shè)計(jì)要求超張拉20%。為避免單束錨索張拉時(shí)造成的框架梁橫移，錨索束上部彎折，造成錨索受剪力，甚至破壞，采用每根橫梁的兩束錨索同步張拉。

（1）錨索的張拉。采用YCW150B穿心式千斤頂整束同時(shí)張拉。在張拉前清理錨墊板面上的水泥砂漿等，保證錨環(huán)與其密貼。安裝千斤頂?shù)臅r(shí)候要保證千斤頂?shù)妮S線方向與錨索軸線方向在一條直線上，不可使千斤頂壓彎錨頭部分。

張拉時(shí)按標(biāo)定的荷載-油表讀數(shù)換算關(guān)系，計(jì)算出分五級(jí)加載時(shí)相應(yīng)的油表讀數(shù)數(shù)值進(jìn)行分級(jí)張拉，分別采用設(shè)計(jì)荷載的0.25、0.5、0.75、1.0、1.2倍五個(gè)數(shù)據(jù)作為控制標(biāo)準(zhǔn)，張拉到相應(yīng)的每個(gè)油表讀數(shù)均要持荷5min，同時(shí)記下錨索的伸長(zhǎng)值。張拉過(guò)程采用雙指標(biāo)控制：拉應(yīng)力和伸長(zhǎng)量同時(shí)控制，相互校核。要求張拉完成以后理論伸長(zhǎng)值和實(shí)際伸長(zhǎng)值之差不超過(guò)6%。否則需要查找原因采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理。

（2）驗(yàn)收檢驗(yàn)。在正式大批量錨索張拉生產(chǎn)工序時(shí)，首先要進(jìn)行錨索的驗(yàn)收試驗(yàn)，試驗(yàn)的錨索數(shù)量一般為總數(shù)的3%～5%。驗(yàn)收試驗(yàn)主要是檢測(cè)拉應(yīng)力和伸長(zhǎng)值是否達(dá)到設(shè)計(jì)值。驗(yàn)收試驗(yàn)的初次荷載取50 kN；每級(jí)加載時(shí)間內(nèi)，測(cè)讀錨頭位移的次數(shù)不應(yīng)小于3次，加至最大荷載觀測(cè)15min后，再卸荷至50 kN量測(cè)位移，然后加荷鎖定。

（3）張拉錨索的鎖定。當(dāng)荷載加到設(shè)計(jì)值的120%，觀測(cè)5min～15min，如果錨索變形后無(wú)變化，油泵上的壓力表指針無(wú)返回現(xiàn)象，就可以進(jìn)行荷載鎖定作業(yè)。荷載鎖定嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范要求，必須使用專用的工具將螺母擰緊，直到壓力表指針稍有擺動(dòng)為止，鎖定后，如果有明顯的預(yù)應(yīng)力損失，應(yīng)該進(jìn)行補(bǔ)償張拉。

（4）封孔注漿及封端。錨索張拉鎖定后，為了保證整個(gè)的注漿效果和對(duì)鋼絞線的有效包裹，必須進(jìn)行補(bǔ)漿，同時(shí)對(duì)錨具封孔，注漿從預(yù)留孔注入，直到管口流出濃漿為止。

封孔注漿后，從錨具量起，預(yù)留50mm～100mm鋼絞線，其余部分割除，需要注意的是必須機(jī)械割除，同時(shí)用C25混凝土封錨，永久防護(hù)。

2 施工質(zhì)量通病

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求和地質(zhì)條件，認(rèn)真編制施工組織設(shè)計(jì)，選擇合理的鉆進(jìn)方法，認(rèn)真操作，防止發(fā)生鉆孔坍塌、掉塊、涌砂和縮徑，保證錨索順利安插和順利注漿。

（2）按設(shè)計(jì)要求正確組裝錨索，正確綁扎，認(rèn)真安插，確保錨索安裝質(zhì)量。

（3）按設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格控制水泥漿水泥砂漿配合比，掌握攪拌質(zhì)量，并使注漿設(shè)備和管路處于良好工作狀態(tài)。

（4）根據(jù)所用錨索類型正確選用錨具，并正確安裝承壓板和張拉設(shè)備，保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。