錨索(桿)錨防護(hù)在路塹高邊坡中的應(yīng)用

1、錨索（桿）技術(shù)在路塹高邊坡中的應(yīng)用摘要 ：在我省高速公路施工過程中，受地質(zhì)情況復(fù)雜、土力學(xué)干擾因素多等影響，路塹高邊坡病害治理工程較為復(fù)雜，因此合理確定加固方案、施工順序和施工工藝顯得尤為重要；目前，我省大部分高邊坡治理普遍采用錨索（桿）加固技術(shù)，確保了路塹高邊坡的長期穩(wěn)定和運(yùn)營安全。關(guān)鍵詞 錨索（桿） 高邊坡 應(yīng)用一、引 言我省內(nèi)陸屬重丘陵地區(qū)，地質(zhì)情況復(fù)雜，近年來，隨著高速公路建設(shè)的迅速發(fā)展，路塹高邊坡相繼越來越多。目前，路塹邊坡防護(hù)在許多地形復(fù)雜的地區(qū)特別是不良地質(zhì)地段，錨索（桿）防護(hù)技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用。我國錨桿的工程應(yīng)用始于20世紀(jì)50年代后期，隨著錨索（桿）技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，對

2、加快我省高速公路建設(shè)發(fā)揮了重大作用。與傳統(tǒng)的各類加固支護(hù)技術(shù)相比，錨索（桿）技術(shù)的主要優(yōu)勢：由于錨索（桿）力學(xué)機(jī)理的本質(zhì)是改造和利用巖體自身的力學(xué)性能，變僅僅是單純的外荷的巖體為部分自承載體，從而保證了工程整體的穩(wěn)定性和安全性，改善了周圍環(huán)境和工程質(zhì)量，大幅度地節(jié)約了工程材料并縮短了工期，這些優(yōu)點(diǎn)已被大量的工程實(shí)踐所證明。二、概 述錨索（桿）錨固工程是指錨索（桿）框架（或格子梁）、錨索地梁、錨索墩（墊塊或十字面板）和錨索抗滑樁等邊坡加固工程。它是一種把受拉桿體埋入地層并對其施加預(yù)應(yīng)力技術(shù)，從而來保持坡體穩(wěn)定的防護(hù)。邊坡錨固工程不同于傳統(tǒng)的防護(hù)形式，它是一項(xiàng)地質(zhì)條件復(fù)雜、關(guān)鍵工程隱蔽和施工技術(shù)難

3、度大的特殊施工作業(yè)。錨索（桿）一般由錨頭、自由段和錨固段三部分組成。其中錨固段用水泥漿或水泥砂漿桿體（預(yù)應(yīng)力筋）與本體粘結(jié)在一起形成錨桿的錨固體。根據(jù)土體類型、工程物性與使用要求，土層錨桿錨固體結(jié)構(gòu)可選用圓柱型、端部擴(kuò)大頭型或連續(xù)球體型（見圖），錨固于巖層較好地段易選用圓柱型，錨固于砂質(zhì)土、硬粘結(jié)性地段易選用端部擴(kuò)大頭型。三、邊坡錨固工程施工預(yù)應(yīng)力錨索（桿）施工主要包括施工準(zhǔn)備、錨孔鉆造、錨筋制安、錨孔注漿、砼結(jié)構(gòu)鋼筋制安、混凝土澆灌、錨孔張拉鎖定和驗(yàn)收封錨等工作流程。其中有兩個主要環(huán)節(jié)，一是錨孔成孔，二是錨孔注漿，錨孔成孔的技術(shù)關(guān)鍵是如何防止孔壁坍塌、卡鉆；注漿的技術(shù)關(guān)鍵是如何將孔底的空氣、

4、巖（土）沉渣和地下水體排出孔外，保證注漿飽滿密實(shí)。1 施工前準(zhǔn)備施工前應(yīng)首先按照設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行錨索或錨桿基本試驗(yàn)，即抗拔拉破壞試驗(yàn)，以便及時調(diào)整和修正設(shè)計(jì)參數(shù)和施工工藝。作業(yè)時，必須搭設(shè)滿足相應(yīng)承載與穩(wěn)固能力和施工技術(shù)與安全要求的操作的平臺、運(yùn)輸通道及升降設(shè)備。2 錨孔鉆造2.1 錨孔測放根據(jù)具體工點(diǎn)錨固施工設(shè)計(jì)圖要求，將錨孔位置準(zhǔn)確測放在坡面上，誤差不超過50mm。2.2 鉆孔設(shè)備根據(jù)地層類別、錨孔孔徑、深度以及現(xiàn)場條件，選擇合適的鉆孔設(shè)備。2.3 鉆機(jī)就位錨孔鉆進(jìn)施工，應(yīng)搭設(shè)相應(yīng)承載力和穩(wěn)固條件的腳手架，根據(jù)坡面測放孔位準(zhǔn)確安裝固定鉆機(jī)。2.4 鉆進(jìn)方式錨孔鉆進(jìn)應(yīng)采用無水干鉆，禁止開水鉆進(jìn)，

5、以確保錨固工程施工，不致于惡化邊坡巖土工程地質(zhì)條件和保證孔壁的粘結(jié)性能。鉆孔速度應(yīng)根據(jù)鉆機(jī)性能和錨固地層嚴(yán)格控制，防止鉆孔扭曲和變徑，造成下錨困難或其它意外事故。為確保錨孔深度，要求實(shí)際鉆孔深度大于設(shè)計(jì)深度0.2mm以上。2.5 錨孔清理與檢驗(yàn)鉆進(jìn)達(dá)到設(shè)計(jì)深度之后，不能立即停鉆，應(yīng)穩(wěn)鉆35分鐘，防止孔底塵灰，若遇錨孔中有承壓水流出，待水壓水量變小后方可進(jìn)行下道工序。鉆進(jìn)過程中若遇到塌孔，應(yīng)立即停鉆，采用注漿固壁處理，24小時后重新鉆進(jìn)，或采用跟管鉆進(jìn)工藝。錨孔鉆造的允許偏差和檢驗(yàn)方法項(xiàng)次項(xiàng) 目允 許 偏 差檢 驗(yàn) 方 法1孔位坡面縱向±50mm用經(jīng)偉儀或拉線和尺量檢查坡面橫向

6、7;50mm孔口標(biāo)高±100mm2孔向孔軸線傾角±1.0°用測角儀或地質(zhì)羅盤檢查孔軸線方位±2.0°用經(jīng)偉儀或地質(zhì)羅盤檢查孔底偏斜滿足設(shè)計(jì)要求用鉆孔測斜儀檢查3孔徑滿足設(shè)計(jì)要求驗(yàn)鉆和尺量檢查4孔深大于設(shè)計(jì)深度20cm驗(yàn)鉆和尺量檢查3 錨筋制安在邊坡錨固工程中，錨筋材料分預(yù)應(yīng)力錨索、預(yù)應(yīng)力錨桿和非預(yù)應(yīng)力錨桿等幾種。預(yù)應(yīng)力錨索宜選用鋼鉸線或高強(qiáng)鋼絲，一般適用于預(yù)應(yīng)力值較大和錨固較深的工程情況。預(yù)應(yīng)力錨桿宜選用高強(qiáng)螺紋鋼筋，預(yù)應(yīng)力值較小時，可采用級或級鋼筋。錨桿組裝前鋼筋應(yīng)平直，并除油除銹處理合格，沿錨桿軸線方向每隔12m應(yīng)設(shè)置一個對中支架，并與錨桿

7、體綁扎牢固，錨桿體自由體段應(yīng)用塑料布或塑料管套。當(dāng)采用鋼鉸線或高強(qiáng)鋼絲作錨筋體時，錨索編索前，要確保每根鋼鉸線順直，不扭不叉，排列均勻，沿錨索軸線方向自由段每1.52m設(shè)置一個隔離支架。為方便下錨順利，應(yīng)在錨索底端接裝導(dǎo)向帽，導(dǎo)向帽采用鐵絲綁扎牢固。錨筋體防腐：錨筋體自由段的防腐與隔離一般采用首先刷防銹油漆，然后涂脫水黃油，最后外套塑料管處理。塑料管內(nèi)端，即自由段與錨固段分界處，應(yīng)纏繞膠布進(jìn)行固接和密塞處理。錨筋體安裝：入放錨孔前，應(yīng)檢查錨筋體制作質(zhì)量。安裝時應(yīng)防止錨筋體擠壓、彎曲或扭轉(zhuǎn)，錨筋體入孔傾角和方位應(yīng)與錨孔的傾角和方位一致，要求平順推送，嚴(yán)禁抖動、扭轉(zhuǎn)和串動，防止中途散束和卡阻。4

8、錨孔注漿注漿材料宜選用灰砂比1:11:2，水灰比0.380.45的水泥砂漿或水灰比0.40.45的純水泥漿，其中錨固段遇土質(zhì)或砂土狀強(qiáng)風(fēng)化巖層且富水時應(yīng)采用二次高壓劈裂注漿法來提高地層錨固力。注漿體強(qiáng)度不應(yīng)低于20MPa，作業(yè)一般宜為孔底返漿方式注漿（注漿壓力一般為2.0Mpa左右），直至錨孔溢出漿液或排氣管停止排氣時，方可停止注漿，嚴(yán)禁抽拔注漿管或孔口注漿；如發(fā)現(xiàn)孔口漿面回落，應(yīng)在30分鐘內(nèi)進(jìn)行孔底壓注補(bǔ)漿23次，確?？卓跐{體充滿。5 鋼筋砼鋼筋砼工程是指邊坡錨固工程抑制構(gòu)件，包括錨索地梁、錨索（桿）框架（或格子梁）、錨索抗滑樁、以及錨索（桿）墩（墊塊或十字面板）等。灌注砼前，必須將錨具中螺

9、旋鋼波紋管和錨墊板按設(shè)計(jì)要求固定在地梁或立柱鋼筋上，方向和錨孔方向一致，擺放平整，再一起現(xiàn)場澆筑、振搗。6 張拉鎖定封錨張拉必須采用專用設(shè)備，張拉時，錨斜托占承壓面應(yīng)平整，并與錨筋的軸線方向垂直，注漿漿體與臺座混凝土應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%以上方可進(jìn)行張拉。對于壓力分散型錨索，因各單元錨索長度不同，張拉應(yīng)注意嚴(yán)格按設(shè)計(jì)次序分單元采用差異分步張拉，根據(jù)設(shè)計(jì)荷載和錨筋長度計(jì)算確定差異荷載，并根據(jù)計(jì)算的差異荷載進(jìn)行分單元張拉。錨筋張拉至設(shè)定最大張拉荷值后，穩(wěn)定1015分鐘，然后進(jìn)行卸荷鎖定作業(yè)。鎖定后，切除余露錨筋，最后用水泥凈漿注滿錨墊板及錨頭各部分空隙，外錨頭應(yīng)用與錨梁同標(biāo)號的砼封頭，以防銹蝕破壞

10、。7 錨索（桿）試驗(yàn)錨索試驗(yàn)分為基本試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)?；驹囼?yàn)不少于3根，最大試驗(yàn)荷載不應(yīng)超過錨筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)的0.8倍。驗(yàn)收試驗(yàn)數(shù)量取總數(shù)的5%，永久性錨索的最大荷載為錨索軸向拉力值的1.5倍。基本試驗(yàn)得出的錨索安全系數(shù)K0值由下式確定：K0=RU/NT式中RU錨索（桿）極限承載力，取破壞載荷的95%NT錨索（桿）設(shè)計(jì)荷載四、錨索（桿）防腐巖土錨固結(jié)構(gòu)使用壽命取決于錨索（桿）的耐久性，對壽命最大威脅則來自腐蝕，錨索（桿）預(yù)應(yīng)力筋腐蝕主要危害是地層和地下水中的侵蝕性，防護(hù)措施應(yīng)采用聚已烯和水泥漿雙層以上的防護(hù)層，水泥保護(hù)層厚度不應(yīng)小于20mm，錨桿自由段與錨頭接合處空隙，務(wù)必實(shí)施三次補(bǔ)漿，張拉完成后，錨頭應(yīng)及時封閉保護(hù)。五、工程實(shí)例龍巖雙永高速某段，因穿越高山較多，高邊坡實(shí)行動態(tài)設(shè)計(jì)，挖方路塹高邊坡多采用錨索防護(hù)工程。原設(shè)計(jì)右側(cè)開挖九級邊坡，邊坡高度達(dá)70米，后經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，改為二、四、六級錨固防護(hù)，坡率二至六級由原來1:1變?yōu)?:0.75。坡率變陡后，右側(cè)開挖由九級降至七級，邊坡高度為54米，該段因此少開挖土石方44000m3，并少占用林地1200m2，錨固工程防護(hù)增強(qiáng)了該段高邊坡的穩(wěn)定性。當(dāng)前我省正在進(jìn)一步加快高速公路的建設(shè)步伐，為了適應(yīng)工程建設(shè)的需要和推動新