預(yù)應(yīng)力錨桿（索）在高速公路邊坡防護(hù)中的應(yīng)用

徐向清

（中鐵十局集團(tuán)第八工程有限公司，天津 300380）

1 工程介紹

揚(yáng)州至績(jī)溪高速公路寧國(guó)至績(jī)溪段K19+520～K19+660段路基高邊坡治理，本段邊坡原施工圖設(shè)計(jì)最大坡高為35m，先進(jìn)行正常比例放坡，其后采用植草防護(hù)措施，但在后續(xù)施工過(guò)程中，因多次降雨產(chǎn)生滑塌而進(jìn)行清理刷坡，導(dǎo)致目前的邊坡高度達(dá)到60.25m，為六級(jí)邊坡，其中，最上一級(jí)邊坡（即第六級(jí)邊坡）采用一坡到頂?shù)男问?，最高?0.25m，其他邊坡高度根據(jù)地形發(fā)展基本在保持在8m左右，因施工時(shí)出現(xiàn)局部邊坡已繼續(xù)坍塌的趨勢(shì)，如果維持原施工方法繼續(xù)施工，一方面使邊坡的整體穩(wěn)定性不符合施工要求，另一方面也達(dá)不到良好的邊坡防護(hù)效果。因此，有必要現(xiàn)階段對(duì)該高邊坡進(jìn)行加固治理，防患于未然。

2 高邊坡加固治理方案

在高邊坡施工過(guò)程中，對(duì)于高邊坡加固治理方案的編制，需要深入勘察本工程地質(zhì)情況，獲得高邊坡的結(jié)構(gòu)情況，包括變形特征、邊坡體物質(zhì)組成等等，與此同時(shí)還應(yīng)對(duì)影響邊坡穩(wěn)定性的相關(guān)因素進(jìn)行分析，為高邊坡的治理加固方案的制定合理的措施，保證既要滿(mǎn)足邊坡安全、穩(wěn)定的要求，也要滿(mǎn)足技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理要求。介于本工程中特殊的地質(zhì)條件及施工的可行性的綜合考慮，采用預(yù)應(yīng)力錨桿（索）對(duì)坡加進(jìn)行固治理，其中在一級(jí)邊坡采用錨桿鍍鋅網(wǎng)護(hù)坡，對(duì)于二、三、六級(jí)邊坡，根據(jù)工程實(shí)際情況以及施工技術(shù)要求，預(yù)應(yīng)力錨索框架較為適宜，對(duì)于四級(jí)邊坡，則確定采用液壓噴播植草較為適宜，對(duì)于五級(jí)邊坡、錨桿框架護(hù)坡形式較為適宜。同時(shí)為了提高預(yù)應(yīng)力錨桿（索）的錨固效果，需要采用適宜的預(yù)應(yīng)力錨桿（索），一方面要保證具有較大錨固力，另一方面要具有較深的錨固深度。而通過(guò)預(yù)應(yīng)力錨桿（索）可以解決高邊坡深部變形問(wèn)題，保證邊坡穩(wěn)定性以及安全性均符合要求，能達(dá)到高邊坡治理工程預(yù)期效果。通常情況下，根據(jù)要求分為正常工況下和非正常工況下，前者安全系數(shù)要不小于1.2，后者安全系數(shù)要大于等于1.15。

3 預(yù)應(yīng)力錨桿（索）施工

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工視情況，預(yù)應(yīng)力錨桿（索）施工需要按照從上至下的順序進(jìn)行，邊坡放坡減載一級(jí)支護(hù)一級(jí)方式，支護(hù)施工全部完成后，再進(jìn)行下一級(jí)放坡開(kāi)挖。具體施工步驟如表1所示。

表1 預(yù)應(yīng)力錨桿（索）施工步驟

3.1 施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備是保證預(yù)應(yīng)力錨桿（索）施工質(zhì)量的一項(xiàng)重要工作。因此在正式施工之前，相關(guān)工作者應(yīng)重視施工準(zhǔn)備工作的開(kāi)展，首先要進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)，之后準(zhǔn)備好相關(guān)的工程材料以及機(jī)械設(shè)備，并做好相關(guān)材料試驗(yàn)檢驗(yàn)工作，核實(shí)是否滿(mǎn)足開(kāi)工條件，如果滿(mǎn)足可以申請(qǐng)單項(xiàng)工程開(kāi)工。開(kāi)工申請(qǐng)批復(fù)后不能立即施工，需要先進(jìn)行有關(guān)錨索的基本試驗(yàn)，在試驗(yàn)過(guò)程中，為了保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，一方面要合理確定試驗(yàn)孔，另一方面要合理的確定錨索長(zhǎng)度。在試驗(yàn)過(guò)程中，試驗(yàn)孔注漿應(yīng)采用適宜的方式，通常采用與工程孔相同的注漿方法，試驗(yàn)時(shí)要準(zhǔn)確記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)，完成試驗(yàn)后，可以行程試驗(yàn)報(bào)告提前給設(shè)計(jì)單位，對(duì)相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)不合理的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。最后在錨索施工前，還要進(jìn)行相關(guān)檢驗(yàn)，包括鉆孔深度、錨索長(zhǎng)度等。

3.2 錨孔鉆造

錨孔鉆造時(shí)，首先應(yīng)科學(xué)、合理的放線(xiàn)，以確定錨孔的位置，具體要通過(guò)設(shè)拉線(xiàn)尺量結(jié)合水準(zhǔn)測(cè)量進(jìn)行，確定錨孔位置以后，還應(yīng)用鐵釬和油漆進(jìn)行標(biāo)記。其次鉆機(jī)準(zhǔn)確就位?？赏ㄟ^(guò)測(cè)角量，對(duì)鉆機(jī)角度進(jìn)行控制，并嚴(yán)格控制鉆機(jī)導(dǎo)軌傾角和方位，按照要求其誤差分別不超過(guò)±1°和±2°。再次鉆機(jī)鉆進(jìn)。根據(jù)地層，選擇適宜的錨索（桿）成孔，嚴(yán)格控制鉆進(jìn)的相關(guān)參數(shù)，包括鉆進(jìn)速度、鉆進(jìn)壓力等，需要注意的是鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)避免用開(kāi)水進(jìn)行沖鉆以及沖洗孔壁，避免出現(xiàn)扭曲等情況。當(dāng)鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，為了防止出現(xiàn)孔底尖滅的情況，不僅要穩(wěn)鉆3～5min，還要超鉆50cm才能停止。完成鉆孔后，需要將對(duì)錨孔進(jìn)行清理，既要將錨孔中的巖土粉清除干凈，也要將錨孔中的水清除干凈，完成錨孔清理以后，需要嚴(yán)格檢驗(yàn)錨孔，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員檢驗(yàn)合格后，方可進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié)。在鉆進(jìn)過(guò)程中，如果出現(xiàn)塌孔，施工人員應(yīng)立即停鉆，并及時(shí)的通知監(jiān)理工程師后，并通過(guò)注漿的方式，實(shí)現(xiàn)固壁處理，并等待24h，再進(jìn)行重新鉆進(jìn)。

3.3 錨筋制安

在制作錨筋時(shí)，需要在邊坡平臺(tái)附近搭建臨時(shí)鋼筋加工廠，然后按照實(shí)際要求進(jìn)行制作，制作人員整齊、準(zhǔn)確的進(jìn)行錨筋下料，并將其誤差控制在合理的范圍之內(nèi)，具體要求不大于±50mm。同時(shí)還應(yīng)合理預(yù)留張拉段鋼絞線(xiàn)和鋼筋錨桿的長(zhǎng)度，按照要求其預(yù)留長(zhǎng)度分別1.5m和0.5m。對(duì)于預(yù)應(yīng)力錨桿（索），本次工程采用壓力分散型錨索較為適宜，與此同時(shí)還應(yīng)合理的采用錨筋材料，一般情況下，在本工程中，無(wú)粘結(jié)高強(qiáng)度低松弛鋼絞線(xiàn)較為適宜。同時(shí)安裝人員要對(duì)擠壓頭、擠壓套、擠壓簧等進(jìn)行科學(xué)、合理的組裝。為了鋼絞線(xiàn)擠壓強(qiáng)度符合要求，需要對(duì)鋼絞線(xiàn)擠壓情況進(jìn)行抽樣檢測(cè)，按照要求不低于200kN。同時(shí)還要科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)架線(xiàn)環(huán)間距，一般要控制在1.0～1.5m，保證架線(xiàn)環(huán)設(shè)置的合理性。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，合理的確定錨孔孔口位置。注漿管安裝不僅要做到準(zhǔn)確定位的要求，還要做到合理綁扎的要求，并且注漿管的安裝要深入導(dǎo)向帽。錨筋體設(shè)置以后，需要進(jìn)行檢驗(yàn)，錨筋體既要順直的要求，又要達(dá)到不扭不叉的要求，通過(guò)檢驗(yàn)以后，將錨筋體運(yùn)輸?shù)街付ǖ奈恢眠M(jìn)行安裝，保證安裝質(zhì)量，避免出現(xiàn)相應(yīng)的質(zhì)量問(wèn)題，如抖動(dòng)、串動(dòng)等。

3.4 錨孔注漿

按照設(shè)計(jì)比例，在錨索（桿）注漿前完成水泥砂漿的拌制，拌制時(shí)，應(yīng)做到均勻攪拌，嚴(yán)格控制水灰比，通常要保持在0.4～0.5之間范圍之內(nèi)，做到隨拌隨用。在本次工程施工過(guò)程中，一般情況下，可采用孔底返漿方法，但是在注漿施工過(guò)程中，如果遇到下面兩種情況：①土質(zhì)層強(qiáng)風(fēng)化巖層且富水的情況；②砂土壯強(qiáng)風(fēng)化巖層且富水的情況下，可以采用二次高壓劈裂注漿法。在實(shí)際注漿過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)技術(shù)要求，將注漿口充滿(mǎn)，孔口溢出新鮮漿液停止注漿，30min內(nèi)對(duì)回落的孔口漿面進(jìn)行補(bǔ)漿，補(bǔ)漿次數(shù)一般為2～3次。在此過(guò)程中，注漿人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)相關(guān)參數(shù)的記錄，并且還應(yīng)及時(shí)的進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，保證錨索孔漿體強(qiáng)度符合規(guī)范要求，通常不低于40MPa。注漿作業(yè)應(yīng)盡可能的一次性完成，如果必須進(jìn)行停止，應(yīng)控制停止時(shí)間，如果時(shí)間較長(zhǎng)，則在注漿之前，對(duì)注漿泵及注漿管路進(jìn)行潤(rùn)滑。在二次劈裂注漿過(guò)程中，根據(jù)要求，對(duì)開(kāi)始劈注時(shí)間進(jìn)行合理的控制，確保漿體強(qiáng)度符合施工要求，在二次注漿過(guò)程中，則采用摻入聚丙烯腈纖維（PAN）的注漿材料。

3.5 錨筋張拉鎖定

張拉鎖定作業(yè)，一方面要保證注漿漿體的混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度達(dá)到80%以上，另一方面要保證臺(tái)座混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%以上。錨斜托臺(tái)座的承壓面按照垂直于錨筋軸線(xiàn)方向科學(xué)、合理的設(shè)置，且還要保證平整性。在錨具安裝過(guò)程中，既要與錨墊板進(jìn)行密貼對(duì)中，又要與千斤頂密貼對(duì)中，同時(shí)需要安裝人員注意的是對(duì)于千斤頂、錨孔及錨筋體，在設(shè)置過(guò)程中，應(yīng)使其盡量保持在同軸一線(xiàn)。利用專(zhuān)用設(shè)備進(jìn)行科學(xué)、合理的張拉作業(yè)。為了保證錨索張拉的有效開(kāi)展，正式張拉前，需要做好預(yù)張拉工作，一般需要1～2次的張拉，一般按照10%～20%的設(shè)計(jì)張拉荷載進(jìn)行。對(duì)于壓力分散型錨索，根據(jù)實(shí)際情況可采用差異分布張拉方法，并進(jìn)行次序單元張拉，以滿(mǎn)足各單元錨索長(zhǎng)度不同的要求。具體張拉時(shí)，還要對(duì)各單元錨索長(zhǎng)度的差異荷載進(jìn)行計(jì)算，以保證分單元張拉合理進(jìn)行。

3.6 錨孔驗(yàn)收

完成錨孔施工后，為了保證錨孔施工質(zhì)量，要做好錨孔驗(yàn)收工作。在錨孔驗(yàn)收過(guò)程中，應(yīng)對(duì)所有工程錨索（桿）進(jìn)行驗(yàn)收，通過(guò)驗(yàn)收試驗(yàn)，獲得相關(guān)的參數(shù)，具體是可以獲得在大于設(shè)計(jì)荷載情況下，錨索（桿）受力短期的錨固性能，并對(duì)錨索（桿）的所達(dá)到的安全系數(shù)的進(jìn)行判斷。與此同時(shí)還可以獲得索錨（桿）長(zhǎng)期性能評(píng)價(jià)。

4 施工體會(huì)

（1）預(yù)應(yīng)力錨桿（索）邊坡治理施工現(xiàn)場(chǎng)刷坡要一次到位，且坡頂做好臨時(shí)截水，防止雨水沖刷，避免施工時(shí)多次坍塌，影響整體施工方案。

（2）高邊坡整治存在許多大量的不確定因素，要及時(shí)分析高邊坡現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)資料，做好動(dòng)態(tài)調(diào)整。

（3）因預(yù)應(yīng)力錨桿（索）做為永久工程的一部分，防腐錨固段、自由端、錨頭防腐尤為重要，要做好以上防腐工作。

（4）預(yù)應(yīng)力錨桿（索）做為一種新型高邊坡治理方法，適合山區(qū)、雨水豐富、地質(zhì)自穩(wěn)能力差的坡體，同時(shí)可以推廣到鐵路工程邊坡治理及水利等工程。

5 總結(jié)

本文首先分析了揚(yáng)州至績(jī)溪高速公路寧國(guó)至績(jī)溪段K19+520～K19+660段路基高邊坡治理的相關(guān)情況，其次提出來(lái)預(yù)應(yīng)力錨桿（索）的治理方案，最后對(duì)預(yù)應(yīng)力錨桿（索）的施工過(guò)程技術(shù)進(jìn)行深入探討，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作者提供借鑒。