高邊坡路基防護工程錨索框格梁施工技術(shù)

左寧

（核工業(yè)華南建設工程集團公司，廣東 廣州 510800）

0 引言

公路高邊坡路基對穩(wěn)定性要求高，采取防護措施是保障高邊坡路基穩(wěn)定性的重要舉措。在現(xiàn)階段的高邊坡路基防護技術(shù)中，錨索框格梁的廣泛應用可有效提升高邊坡路基的穩(wěn)定性，以防止發(fā)生滑坡、塌方等事故。錨索框格梁施工的細節(jié)多、要求高，深入探討此項施工技術(shù)的應用要點十分必要。

1 錨索框格梁的組成

在工程中，錨索框格梁的主要功能是加固公路邊坡，它的構(gòu)造可分為主梁和輔梁兩部分。其中，預應力錨索對整體結(jié)構(gòu)起到了很大的支撐作用，對框架梁、高穩(wěn)定性邊坡巖石等也起到了較大作用。該技術(shù)的應用，可為整個路面結(jié)構(gòu)提供非常穩(wěn)固的阻力，有效減緩外界力量對路面產(chǎn)生的影響，降低路面變形問題。錨索框格梁附屬結(jié)構(gòu)對整個道路主體也起著很大作用，包括植被防護系統(tǒng)和坡頂架設的頂梁，其主要作用并不體現(xiàn)在受力上，而是體現(xiàn)在對道路主體的輔助與維護作用，從而延長其使用壽命。

2 高邊坡路基防護中錨索框格梁的優(yōu)越性

就總體結(jié)構(gòu)而言，錨索框格梁重量輕，占地面積小，能很好地與斜坡緊密結(jié)合，可有效減小對橫向場地的占用，降低相關(guān)工程量和成本。

錨桿框格梁具有更好的受力性能，可利用邊坡上的巖土來增強其本身強度。

相對于支撐結(jié)構(gòu)，錨索框架框格梁具有更廣泛的應用范圍和更靈活的施工布置方式，在很多情況下不會受到地形的影響。

采用預應力錨索框架，不僅可以增加結(jié)構(gòu)外形的美感，而且可以與靈活的植物保護系統(tǒng)結(jié)相合，提高斜坡巖石和土質(zhì)的穩(wěn)定性，達到全方位綠化，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致的效果。

錨桿框格梁施工縮短了施工時間、降低了成本。

3 錨索框格梁施工流程要點

3.1 鉆孔

鉆孔所用的鉆頭直徑應不小于孔徑，使錨孔直徑具有合理性。在設計深度的基礎上增加0.5m或更多，作為實際鉆孔深度。鉆孔達到指定深度后，穩(wěn)鉆1min～2min，經(jīng)過充分鉆進后，確保孔底直徑達到設計要求。鉆孔后，用高壓空氣以0.2MPa～0.4MPa的風壓清孔，將殘留在孔內(nèi)的水、巖粉及其他雜物清理干凈，避免對水泥砂漿與孔壁黏結(jié)產(chǎn)生影響。錨孔中有承壓水流出時，須在水量和水壓均變小后開展錨索安裝和注漿作業(yè)，出于對工程質(zhì)量的考慮，必要時可于周邊設排水孔。待鉆孔、清孔各項工作完成后，用標準鉆桿檢驗孔徑和孔深，檢驗時鉆頭須平順推進、無抖動、退鉆順暢。錨孔質(zhì)量檢驗時，應由現(xiàn)場監(jiān)理監(jiān)督。若用高壓風吹孔檢驗，須滿足無明顯塵碴飛濺的要求。在完成錨孔質(zhì)量檢查后，復查錨孔孔位和傾角，確保無誤。

3.2 錨索的制作

3.2.1 鋼絞線下料

根據(jù)鋼絞線的設計尺寸，用砂輪切割機下料，得到長度合適、切口整齊且完整的鋼絞線。鋼絞線的下料長度除考慮各分段錨固長度、錨索工作段長度、自由段長度、框格梁厚度外，還須考慮截長誤差（約為100mm），取其總和作為最終的下料長度。

3.2.2 編索制束

在工作平臺上有序放置下料后的鋼絞線、進漿管、回漿管，按設計內(nèi)錨固段長度位置布設進、回漿管及止?jié){環(huán)。管道內(nèi)部須暢通，具備耐壓能力。全面檢查管道后，若無誤則臨時封閉管口，掛牌編號。錨固段，用緊箍環(huán)和擴張環(huán)每間隔1m對鋼絞線做一次固定處理；沿錨索長度方向，每隔2m布設一處隔離支架，梳理鋼絞線使其與管路保持平行，再綁扎無鋅鉛絲，最后將導向帽套在錨索端頭。按前述提及的方法操作后，要求錨索中各鋼絞線平順、有序分布，錨索整體完整、穩(wěn)定，以便錨索安裝順利。錨索框格梁結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 錨索框格梁結(jié)構(gòu)示意圖

3.3 錨索的安裝

以機械和人工相配合的方式安裝錨索。下索前，核對錨索編號和孔口編號，要求兩者相對應；用探頭檢查鉆孔，由工人將錨索運至孔口并送入孔內(nèi)，若此項操作的難度較大，可用手動葫蘆輔助作業(yè)；精細安裝錨索，曲率半徑不可小于3m，并確保安裝全過程中錨索結(jié)構(gòu)無損傷。穿索時，若錨索結(jié)構(gòu)損壞，應盡快安排換新。

3.4 注漿

注漿材料采用水灰比為0.4～0.5的純水泥漿，采用普通硅酸鹽P.0 42.5水泥，摻入0.6%的高效早強減水劑和10%的UEA-Z型復合膨脹劑。漿液由灰漿攪拌機拌和而成，要求漿液具有均勻性，且在拌和完成后盡快投入使用，避免固結(jié)。注漿設備采用3SNS系列注漿泵，注漿壓力為0.4MPa～0.8MPa，勻速注漿，隨著漿液的注入而逐步抽拔注漿管，但必須確保注漿全過程中注漿管口始終在注漿液面以下，以此來提升漿液的密實性。當孔口溢出新鮮漿液后，即停止注漿。注漿期間，注漿壓力、注漿量、持續(xù)時間等各項信息均要得到完整記錄，并制作試塊驗證質(zhì)量。

3.5 框格梁混凝土施工

全面清理坡面、孔口周邊的碎石及其他不利于施工的雜物，綁扎鋼筋、立模，配套定向筋、定位管及承壓板；待各項準備工作完成后，分段澆筑框格梁混凝土，并根據(jù)混凝土澆筑情況適時采取振搗措施，保證混凝土的密實性。

3.6 錨索的張拉

在錨孔注漿體強度、框格梁混凝土強度均達標時開展。張拉前，標定張拉機，借助高精度的儀器精準張拉；計算千斤頂受力與油壓的線性方程，并以此為準，準確控制張拉油壓和張拉力；檢查鋼絞線穿入錨板的順序，避免交叉纏繞。

以0.2P的張拉力做預張拉，隨后開展后續(xù)各級的張拉作業(yè)。錨索張拉分6級完成，依次為20%、25%、50%、75%、100%和105%，每級持荷時間穩(wěn)定在10min（超張拉時增加至25min），在持荷過程中觀察錨索，判斷是否存在失穩(wěn)、受損等問題，若無異常隨即鎖定。張拉時，千斤頂?shù)妮S線應始終與錨索軸線保持一致，張拉裝置保持干凈，夾片、錨環(huán)、錨索體各部位均不可存在銹蝕、泥砂及其他雜物。

錨索張拉應采取“雙控”的質(zhì)量控制方法，以張拉油壓為主要控制對象，用伸長值校核。若某項指標存在異常，應隨即查明原因，盡快處理。

張拉完成后，處理錨板外的鋼絞線，避免松散；安排2d～3d的觀察期，判斷是否存在預應力損失，若有損失，則須隨即補張拉，直至實際預應力達到要求為止；每完成一次張拉后，對外錨頭采取防護措施。

3.7 自由段封孔注漿及封錨

預應力張拉結(jié)束后，拌制不低于M35級的水泥凈漿，經(jīng)自由段注入，起到封孔的效果。注漿管從預留孔插入，管口到達錨固段頂面約50cm，經(jīng)注漿后若漿液從孔口溢出，則開始緩慢提拉注漿管，其間持續(xù)注漿，保證漿液填充的密實性。注漿完成后，逐孔檢查各錨索孔的注漿飽滿程度，若局部注漿量不足，須安排復注，最終保證各錨索孔均被漿液飽滿填充。封孔后，確定多余的鋼絞線，用砂輪切割機切除；保留5cm的防滑段，用C30混凝土封閉。

4 工程應用

陜西省某公路工程，其合同段訖號為ZK27+395～ZK32+500、YK27+230～YK32+200，其工程建設左幅為5.105km、右幅為5.270km。其余指標按照《公路工程技術(shù)標準》執(zhí)行。整個工程量為：路基挖方23.5萬立方米，填方11.9萬立方米，防護排水4萬立方米，大中橋1342.7m/6座，涵洞1道/27.4m，秋山隧道1座（單洞7311m/2座），通風斜井744.92m/1處，被交線3處。

4.1 施工流程

錨索框格梁的施工工藝流程圖，如圖1所示：

圖2 錨索框格梁的施工工藝流程圖

4.2 孔位的測放與鉆孔

按設計要求，在坡面準確測放錨孔位置。刷方坡面不平順時，在獲得設計及監(jiān)理單位許可后，適度調(diào)整錨孔定位或放寬定位精度，但必須確保坡體和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在滿鋪坡面搭設腳手架，確保連接扣件牢固，并由專員檢查，保證架體始終維持穩(wěn)定。為每臺鉆機配置操作平臺，以孔位中心為準，調(diào)整鉆頭直至鉆頭中心與之對齊。工作平臺的搭設，必須避免累計誤差超過允許偏差，搭完平臺后，應按規(guī)定校步距、縱距、橫距、立桿的垂直度。橫桿與立桿連接完成后，須檢驗合格，才能開始下一道工序。工作平臺結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 工作平臺示意圖（m）

綜合考慮錨固地層的類別、現(xiàn)場施工條件、錨孔孔徑及深度等因素，選擇適應于實際工程環(huán)境的鉆孔設備。鉆孔方法以巖層特性為標準選擇，對于整體性良好的巖層，以潛孔沖擊成孔的方法為宜；對于松軟飽水巖層或破碎巖層，考慮到鉆孔期間易出現(xiàn)塌孔、埋鉆等問題，應以跟管鉆進的方式安全鉆孔。鉆孔須干鉆，避免由于錨索施工而惡化邊坡巖體的地質(zhì)條件。

4.3 錨桿施工

物質(zhì)基礎：預應力錨桿的材質(zhì)以鋼筋為主，常用的是32mm和25mm的HRB355。除鋼筋外，還須采用錨桿連接件，以及普通的水泥，這兩種材料都要經(jīng)過檢才能正式使用。

配筋：在安放鋼筋之前，必須先清除孔內(nèi)污物，為鋼筋做防腐處理。

灰漿的攪打與灌漿：在認真清理完洞口后，應馬上澆注水泥，并嚴格控制灰漿和水泥的配比，使其達到1∶2。另外，混凝土中所加入的外加劑也要控制在0.5%～1%，以保證灌漿壓力達到建筑設計要求。在混凝土澆注完畢后，待混凝土充分凝固后方可拆卸活動錨桿。

4.4 錨索施工

材料：在這一步的施工過程中，要根據(jù)具體的施工情況來選擇材料，特別是混凝土材料。該工程選用P-042.5型普通硅酸鹽水泥，以水為配比，確保原料品質(zhì)。在工程過程中，塑料管道必須是完全不透水的，其他有關(guān)物質(zhì)也必須是完全穩(wěn)定的。

制作和安裝預應力錨索：錨固件安裝時，一定要保證1m距離，并要適時地將圓錐導頭罩固定好。在安裝時，必須先把鐵皮除去，然后澆上牛油，再在外面包上一層工程膠帶。

拌和灌漿：在攪拌和注漿過程中，現(xiàn)場工人要保證其施工特征與錨桿相同，且最好一次性完成，以免中途中斷，直至孔口溢漿超過2min，才能停止。

錨桿的張拉：與上述工序比較，錨桿張拉比較復雜。加載張拉結(jié)束后，要仔細觀察加載狀態(tài)，持續(xù)時間約5min，直至測試結(jié)果合格，才能開始下一道工序的張拉。在張拉后2d內(nèi)，也有可能發(fā)生預應力的喪失，應及時發(fā)現(xiàn)，及時補充。

錨固：張拉后，要鎖緊鋼纜，該過程要持續(xù)3d，以觀察鋼纜的位置是否改變。3d后，當錨索位置穩(wěn)定時，再切割鋼索，完成支撐模板的架設。切割鋼索時，須留出10m的長度。在封錨時，要保證錨墊板和錨頭的空隙都被填滿并封閉，且要嚴格使用C30混凝土封錨，有效防止后續(xù)的質(zhì)量安全問題。

5 結(jié)束語

綜上所述，公路高邊坡防護領(lǐng)域常采用錨索框格梁施工技術(shù)，通過此項技術(shù)的合理應用，可有效加固高邊坡，提升高邊坡的穩(wěn)定性。本文著重介紹了錨索框格梁在高邊坡路基防護過程中的應用，為其他的路基防護工程提供了經(jīng)驗。