路基邊坡防護(hù)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索地梁施工

王 輝

(滄州市高速公路建設(shè)管理局滄廊高速公路運(yùn)營管理處，河北 滄州 061001)

路基邊坡防護(hù)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索地梁施工

王 輝

(滄州市高速公路建設(shè)管理局滄廊高速公路運(yùn)營管理處，河北 滄州 061001)

結(jié)合工程實(shí)例，介紹了路基邊坡防護(hù)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索地梁施工的工藝原理，對鉆孔、清孔、錨索制作安裝、錨索地梁混凝土施工等主要施工技術(shù)進(jìn)行了闡述，為該技術(shù)的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

路基，邊坡，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線，錨索

1 工程概況

某高速公路處于丘陵中部附近。山坡表層為褐色黃粘土，硬塑、稍濕，土質(zhì)較均勻，以粘粒為主，切面光滑細(xì)膩，且較純凈，含少量氧化鐵斑點(diǎn)，厚度約為6.5 m，下伏灰黑色強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)板巖，千枚狀結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造，節(jié)理、裂隙發(fā)育，巖芯破碎呈砂礫狀及少量碎塊狀。結(jié)合勘探資料和穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果，通過工程類比，確定三級邊坡采用6索錨索地梁加固，單孔錨索軸向拉力設(shè)計(jì)值為700 kN，邊坡分級高度為8 m，錨索施工中應(yīng)用了無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線。

2 工藝原理

無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索地梁施工工法的基本原理是通過在無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索的內(nèi)錨固段鋼絞線末端安裝3組鋼質(zhì)承載體和6個(gè)擠壓錨，1個(gè)承載體上固定2根鋼絞線稱為1個(gè)單元，每索錨索共計(jì)3個(gè)單元；當(dāng)錨索體被漿體固結(jié)在孔道內(nèi)后，形成3個(gè)承載體均布于內(nèi)錨固段。當(dāng)?shù)亓夯炷翉?qiáng)度達(dá)到要求后，以地梁為支撐面，當(dāng)對各個(gè)承載體以設(shè)定的張拉力進(jìn)行張拉時(shí)，壓應(yīng)力就會被3個(gè)設(shè)置在不同深度的承載體通過漿體結(jié)石傳遞給被加固體，大大降低內(nèi)錨固段的應(yīng)力峰值，避免了由于高應(yīng)力集中而使?jié){體與孔壁之間產(chǎn)生的漸進(jìn)性破壞，一定程度上能夠提高單孔最大錨固力，提高了錨固的可靠性。

3 施工準(zhǔn)備

1)邊坡修整。先清除邊坡底部的巖渣、浮土和回彈物料，巖面鑿毛光滑，防止失腳現(xiàn)象的出現(xiàn)，然后依據(jù)放樣結(jié)果修整邊坡，如果過高則用風(fēng)鎬鑿除，如果過低則采用漿砌片石進(jìn)行嵌補(bǔ)，遇到較大裂縫的時(shí)候，采用灌漿或勾縫等方法來進(jìn)行處理，確保施工平臺的寬度及邊坡的順直。2)腳手架搭設(shè)。腳手架搭設(shè)前必須首先檢查現(xiàn)有邊坡的穩(wěn)定情況，邊坡檢查安全之后再進(jìn)行腳手架的搭設(shè)。腳手架搭設(shè)采用φ50 mm的鋼管，支架立柱不得置于土體或者浮渣上，必須置于堅(jiān)硬穩(wěn)定的巖石上；立柱縱橋向?qū)拺?yīng)設(shè)置在1.2 m～1.5 m之間，橫橋向間距1.5 m，橫桿高為1.8 m；腳手架搭設(shè)時(shí)管扣必須穩(wěn)定牢固，楔緊鋼架與壁面之間的空隙，將相鄰的鋼架連接牢靠，以確保施工安全。3)原材料。原材料由項(xiàng)目部根據(jù)物資招標(biāo)中標(biāo)單位統(tǒng)一運(yùn)送，并提供原材合格報(bào)告。

4 預(yù)應(yīng)力錨索施工

4.1 鉆孔

邊坡修整完成后進(jìn)行鋼筋混凝土地梁段放樣，在鋼筋混凝土地梁段還需人工刻槽40 cm至地梁底面后進(jìn)行錨索孔位放樣，并用白灰在巖層面上畫出孔位，孔位誤差不大于20 mm，錨索設(shè)計(jì)間距為2.5 m×3 m。

將鉆機(jī)用三腳支架提升，根據(jù)坡面測放的孔位準(zhǔn)確安裝鉆機(jī)到指定孔位，并進(jìn)行機(jī)位調(diào)整，鉆孔孔徑150 mm，設(shè)計(jì)錨孔角度25°，傾角允許誤差為±1.0°，水平和垂直方向的孔距誤差不應(yīng)大于100 mm，鉆孔軸線的偏斜率不應(yīng)大于設(shè)計(jì)長度的2%。

鉆孔要求采用干鉆，嚴(yán)禁水鉆，錨孔深度比錨索設(shè)計(jì)長度大300 mm。鉆進(jìn)過程中需精神集中，精心操作，控制合理的鉆進(jìn)速度，防止發(fā)生卡鉆、埋鉆等事故。當(dāng)在松散破碎易坍孔的地層進(jìn)行鉆孔時(shí)，應(yīng)該采用跟管技術(shù)，當(dāng)塌孔、縮孔情況發(fā)生后，必須立即停鉆，然后采用灌漿等措施進(jìn)行處理，灌漿時(shí)適當(dāng)增加注漿壓力，當(dāng)砂漿初凝之后，重新進(jìn)行鉆孔。

當(dāng)存在承壓水從錨孔流出的現(xiàn)象，首先需待水壓、水量變小后才可進(jìn)行下一步工序，必要時(shí)可以選擇采用在周圍設(shè)置排水孔、注漿封堵、二次鉆進(jìn)等方法來處理錨孔內(nèi)部的積聚水。錨索鉆孔見圖1。

4.2 清孔、驗(yàn)孔

鉆孔完成后，應(yīng)用高壓風(fēng)槍清除孔內(nèi)和孔口處的水、浮渣及巖粉，以免降低水泥漿與孔壁巖體的粘結(jié)強(qiáng)度。清孔時(shí)應(yīng)采用自上而下的順序，清孔結(jié)束后，應(yīng)該首先暫時(shí)封堵孔口，以避免孔內(nèi)進(jìn)入雜物。清孔的同時(shí)還需要檢查孔位、孔深等，不符合要求的需及時(shí)補(bǔ)鉆。

4.3 錨索制作及安裝

1)錨索制作。6φS15.24壓力分散型錨索設(shè)計(jì)每孔3個(gè)單元，單孔錨索軸向拉力設(shè)計(jì)值700 kN。錨索下料前首先應(yīng)該搭建制作平臺，平臺應(yīng)與錨筋設(shè)計(jì)長度相適應(yīng)且高于地面50 cm以上，并做好防雨、防曬措施。鋼絞線截取長度為錨固段+自由段+0.65 m外露段，其中外露段長度包括錨墩高度、張拉千斤頂長度、工具錨板及工作錨板厚度及預(yù)留長度。下料需嚴(yán)格按照計(jì)算長度進(jìn)行，采用切割機(jī)切斷。下料應(yīng)準(zhǔn)確、整齊，誤差不大于±5 cm。施工時(shí)，要確保每根鋼絞線順直，不同單元應(yīng)做好標(biāo)記，下料時(shí)應(yīng)注意各單元錨索長度的不同。2)錨索束制作。a.錨索束制作時(shí)每個(gè)單元應(yīng)該由兩根內(nèi)錨于鋼質(zhì)承載體的無粘結(jié)鋼絞線組成，通過擠壓簧和擠壓套對稱錨固。b.按照由內(nèi)向外的順序?qū)摻g線穿進(jìn)架線環(huán)、承載體及限位片相應(yīng)孔內(nèi)，安裝擠壓簧、擠壓套及限位片。鋼質(zhì)承載體采用45號鋼材加工制作，厚度不小于2 cm，限位片設(shè)計(jì)為鋼質(zhì)夾板，厚度5 mm。c.正確安裝擠壓簧、擠壓套，進(jìn)行推進(jìn)擠壓。保證擠壓頂推進(jìn)過程均勻充分，鋼絞線擠壓套施工工藝應(yīng)該嚴(yán)格控制，并抽取不少于3%的數(shù)量進(jìn)行檢測，確保單根的擠壓強(qiáng)度不小于250 kN。d.承載體及限位片按照單元進(jìn)行組裝，通過螺栓在承載體和限位片之間栓接牢固擠壓套。所有鋼質(zhì)部分均勻涂刷防腐油漆。隔離環(huán)采用直徑80 mm、壁厚2.8 mm的鋼管和R235級φ8鋼筋加工制作。3)安裝導(dǎo)向帽。錨索錨固端端頭需設(shè)置導(dǎo)向帽，導(dǎo)向帽于最前端承載板點(diǎn)焊固定，同時(shí)預(yù)留出漿孔，以保證孔底返漿。4)安裝注漿管。在錨索中部安裝注漿管，注漿管采用φ25 PVC管，同鋼絞線捆扎成一束綁扎結(jié)實(shí)牢固，并伸入導(dǎo)向帽5 cm～10 cm。5)錨索安裝。錨索放入鉆孔之前，需經(jīng)監(jiān)理工程師檢查錨索的加工質(zhì)量及錨索孔平面位置、孔徑、深度及鉆孔傾角、水平方向角。檢測合格后，方可放入孔內(nèi)，錨索插放時(shí)應(yīng)盡量避免鋼絞線扭壓。安裝時(shí)需要將錨索采用人工通過鋼管爬梯向上抬運(yùn)至錨索區(qū)入孔，遇到高差比較大的情況，配合采用吊車安裝。在錨索入孔安裝之前，應(yīng)重新對鉆孔進(jìn)行通孔檢查，同時(shí)將塌孔、掉塊清理干凈，將孔內(nèi)積水用高壓風(fēng)吹干凈，并對錨索體進(jìn)行詳細(xì)檢查，主要應(yīng)該檢查注漿管的通暢情況，仔細(xì)核對錨索編號與孔號，修復(fù)更換損壞的配件。安裝完成后，不得隨意敲擊錨筋或懸掛重物。

4.4 錨孔注漿

錨孔鉆造完成后應(yīng)高壓清孔處理并立即下錨，下錨后及時(shí)注漿(原則上不得超過24 h)。注漿采用孔底返漿一次注漿法，漿液為M30水泥砂漿，水灰比為0.45∶1，水泥采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，漿液應(yīng)該嚴(yán)格按照配合比均勻攪拌，灌注時(shí)應(yīng)該飽滿密實(shí)，隨拌隨用。如果遇到土質(zhì)或砂土狀強(qiáng)風(fēng)化巖層且富水時(shí)，為提高地層錨固力，錨固段應(yīng)采用二次高壓劈裂注漿法。砂漿強(qiáng)度一般不低于35 MPa，注漿壓力為0.6 MPa～0.8 MPa，漿液灌注應(yīng)密實(shí)不空洞，注漿時(shí)保持連續(xù)不間斷，直至新鮮漿液從孔口溢出時(shí)停止。嚴(yán)禁在注漿過程中抽拔注漿管，為確保錨孔內(nèi)注漿飽滿，注漿結(jié)束前應(yīng)穩(wěn)定5 min～10 min。如發(fā)現(xiàn)孔口漿液回落，應(yīng)進(jìn)行2次～3次的孔底壓注補(bǔ)漿，確?？卓跐{體飽滿，補(bǔ)漿控制在30 min內(nèi)完成。注漿施工中應(yīng)做好不少于3組的標(biāo)準(zhǔn)試件，達(dá)到養(yǎng)護(hù)期后進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，確保各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求。在漿體達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%之前，不得在錨筋體端頭懸掛重物和拉綁、碰撞。

4.5 錨索地梁混凝土施工

1)錨索地梁由C30鋼筋混凝土現(xiàn)澆制作。地梁橫梁截面尺寸為0.4 m×0.6 m，縱梁截面尺寸為0.8 m×0.6 m。2)錨索地梁鋼筋在加工場集中下料彎制成半成品，現(xiàn)場綁扎成鋼筋骨架。主筋接長采用雙面焊接，焊縫長度不小于5倍鋼筋直徑。錨索孔口位置按設(shè)計(jì)要求固定錨墊板和錨下鋼筋位置。鋼筋檢查合格后進(jìn)行立模，要求豎向垂直，橫向水平成線。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行立模，模板內(nèi)徑尺寸不小于設(shè)計(jì)要求(見圖2)。3)在混凝土拌合站集中拌制施工所用混凝土，拌制完成后將混凝土運(yùn)送至現(xiàn)場，人工澆筑入模。澆筑過程中混凝土應(yīng)充分振搗，及時(shí)收面，張拉承壓部分混凝土與縱梁澆筑同時(shí)進(jìn)行，并保持預(yù)埋設(shè)的錨墊板頂面與錨索軸線垂直。4)每14.98 m在橫梁中心設(shè)一道伸縮縫，縫寬2 cm，以瀝青麻絲填塞。錨索地梁施工時(shí)，在地梁頂面埋設(shè)φ8帶鉤預(yù)埋鋼筋。

4.6 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉施工

1)在砂漿體與錨索地梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后，即可對錨索進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。錨索采用雙控法進(jìn)行張拉，錨索應(yīng)力利用拉力與伸長值進(jìn)行控制，以油表讀數(shù)的控制為主，輔以伸長量進(jìn)行校核。如果實(shí)際伸長量和理論值差超過6%，立即停止張拉，查明原因后繼續(xù)進(jìn)行。2)張拉前將錨墊板表面清理干凈，錨具安裝與錨墊板和千斤頂密切對中，并與錨索軸線方向垂直。張拉采用OVM15-6錨具配套的穿心式千斤頂，也可根據(jù)現(xiàn)場情況選擇適合技術(shù)要求的千斤頂。3)張拉方式采用差異分步張拉，其張拉步驟如下：錨索張拉分四次進(jìn)行，第一次按中、上、下次序進(jìn)行張拉，張拉值為總張拉值的一半，必須待每根錨索張拉完成第一次后，再依次按中、上、下次序進(jìn)行第二次張拉直到設(shè)計(jì)噸位。每次張拉應(yīng)分級進(jìn)行，對同一根錨索，應(yīng)分單元由底部開始逐單元張拉。除第一次需要穩(wěn)定20 min～30 min外，其余每一級需要穩(wěn)定2 min～5 min，并分別記錄每一級鋼絞線的伸長量。第三次在按設(shè)計(jì)值張拉后的第7天和第21天再分別進(jìn)行一次整體張拉，達(dá)到鎖定荷載，錨索超張拉力為錨索設(shè)計(jì)張拉力值的1.05倍～1.1倍。

4.7 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索封錨施工

采用C30混凝土進(jìn)行封錨，保證鋼絞線保護(hù)層厚度不小于5 cm，以防止鋼絞線銹蝕損壞。

5 結(jié)語

本項(xiàng)目標(biāo)段范圍內(nèi)為山區(qū)旱地，山高而陡、地勢復(fù)雜，地表植被發(fā)育較好，高邊坡路塹開挖段多，高邊坡防護(hù)成為本標(biāo)段重難點(diǎn)工程。根據(jù)建設(shè)單位提出的安全優(yōu)質(zhì)建設(shè)防護(hù)理念，在高邊坡路塹防護(hù)中采用了無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索地梁邊坡防護(hù)技術(shù)，該技術(shù)在公路工程邊坡防護(hù)施工中為新型工藝，特別適用于弱～強(qiáng)風(fēng)化石質(zhì)高邊坡防護(hù)工程，通過在本項(xiàng)目的應(yīng)用，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，真正實(shí)現(xiàn)了安全優(yōu)質(zhì)的防護(hù)工程理念。

[1] 趙瑞智,司鵬飛.淺談橋面混凝土鋪裝平整度的影響因素及控制措施[J].中國科技博覽,2012(3)：70-71.

[2] 王保江.橋面調(diào)平層懸軌式提漿整平工藝探討[J].公路與汽運(yùn),2013(2)：106-108.

[3] JTG—F10—2006，公路路基施工技術(shù)規(guī)范[S].

[4] JTG—F80/1—2004，公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[5] GB 50026—2007，工程測量規(guī)范[S].

On protective unbounded prestressed steel strand cable anchor ground beam on roadbed slopes

Wang Hui

(Cangzhou-LangfangExpresswayOperationalAdministrativeStation,CangzhouExpresswayConstructionandAdministrativeBureau,Cangzhou061001,China)

Combining with the engineering cases, introduces the craft principle for the protective unbounded prestressed steel strand anchor cable ground beam on roadbed slopes, and illustrates main construction techniques, including the drilling, hole cleaning, anchor cable manufacturing and installation, and anchor cable ground beam concrete construction, so as to lay the foundation for the further application of the technique.

roadbed, slope, unbounded prestressed steel strand, anchor cable

2015-08-25

王 輝(1972- )，男，工程師

1009-6825(2015)31-0148-02

U416.14

A