淺談框架錨桿在高邊坡施工中的應(yīng)用講義

淺談框架錨桿在高邊坡施工中的應(yīng)用目錄引言高邊坡框架錨桿加固機理高邊坡框架錨桿工程在實際工程中的應(yīng)用框架錨桿的施工技術(shù)要點結(jié)束語

引言

近年來我國框架錨桿加固技術(shù)在理論研究和施工方法已經(jīng)取得了突破性發(fā)展。本文結(jié)合廣深港客運專線ZH-1標(biāo)DK61+846.88-DK61+986.07左側(cè)高邊坡框架錨桿工程的設(shè)計、現(xiàn)場施工及閱讀大量技術(shù)資料的基礎(chǔ)上，談?wù)劰P者的一點看法和經(jīng)驗，以期對進一步研究和施工有一定的幫助，不足之處有望指正。高邊坡框架錨桿加固機理

框架錨桿加固是巖體邊坡設(shè)計常用的一種方法，就是基于可能出現(xiàn)的巖體失穩(wěn)形式，采用剛體極限平衡法對加固前的巖體進行分析，再根據(jù)下面的公式計算，保持邊坡穩(wěn)定所需施加的預(yù)錨固力Q1+Q2tanα=KT式中:Ｔ—加固前巖體的下滑力；α—滑動面的內(nèi)摩擦角；Ｑ1,Ｑ2—由框架錨桿提供的切向抗滑力和法向正壓力；Ｋ—安全系數(shù)；然后由經(jīng)驗和一些近似計算公式來確定其余的布錨參數(shù),包括錨桿的布設(shè)范圍、間距、方向、長度、錨固方式、錨固段長度等。

框架錨桿加固體系由預(yù)應(yīng)力施加體和被加固巖體組成，是一個不可分割共同工的整體。其含義包括：

(ａ)每根錨桿與周圍巖體形成一個整體，從而使預(yù)錨力能有效地傳遞到巖體；

(ｂ)各錨桿通過周圍巖體聯(lián)系在一起，產(chǎn)生群錨加固的整體效應(yīng)；

(ｃ)通過對加固前后巖體整體穩(wěn)定性的比較，研究預(yù)錨加固的機理和效果。

框架錨桿的加固作用不僅提供直接平衡力，限制巖體變形，更在于加強巖體結(jié)構(gòu)，提高巖體強度以及參與調(diào)整應(yīng)力狀態(tài)，其實質(zhì)就是施加主動的錨固力，一方面使巖體的結(jié)構(gòu)的到加強，大大提高巖體的承載力；另一方面在巖體內(nèi)產(chǎn)生預(yù)錨附加應(yīng)力場，使不利的應(yīng)力狀態(tài)得到調(diào)整和改善，從而提高巖體的可靠度。

高邊坡框架錨桿工程在實際工程中的應(yīng)用廣深港客運專線ZH-1標(biāo)DK61+846.88-DK61+986.07表層為坡殘積粉質(zhì)黏土Qdl+el，硬塑，II級；下伏基巖為震旦系黃山婆組長石云母片巖Zh，全～弱風(fēng)化，Ⅲ～Ⅴ級。左側(cè)邊坡局部高約35m，為避免產(chǎn)生過大的土石方開挖，設(shè)置框架錨桿加固邊坡后采用較陡坡率刷方。其中DK61+860～+982左側(cè)一～四級塹坡采用框架錨內(nèi)空心磚內(nèi)客土噴播植草護坡(坡率1:1～1:1.25)，錨桿橫縱間距2m，一級塹坡錨桿長15.0m，其余塹坡錨桿長16.0m，錨孔直徑為90mm，傾角15°?？蚣苠^桿的施工技術(shù)要點

框架錨桿施工主要包括施工準(zhǔn)備、錨孔鉆造、錨桿制安、錨孔注漿、砼結(jié)構(gòu)鋼筋制安、混凝土澆灌、錨桿張拉和驗收封錨等工作流程。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、巖（土）沉渣和地下水體排出孔外，保證注漿飽滿密實。1、施工準(zhǔn)備

進行框架錨桿施工前應(yīng)做好施工組織設(shè)計，明確施工方法、施工工藝、工序流程、人員組織和施工設(shè)備、材料、試驗、監(jiān)測安排及安全、質(zhì)量管理。接著，申請單項工程開工，開工條件包括開工報告、錨桿材料試驗、漿體材料試驗、配合比試驗、相關(guān)機械設(shè)備等。并對張拉設(shè)備及有關(guān)機具應(yīng)進行標(biāo)定。在單項工程開工申請批復(fù)后，按設(shè)計要求先進行錨桿基本試驗，即抗拔拉破壞試驗。在錨固漿體達到28天齡期且錨墩砼強度達到80％后進行試驗?；驹囼灥哪康脑谟隍炞C設(shè)計采用的工作錨桿的性質(zhì)和性能、施工工藝、設(shè)計質(zhì)量、設(shè)計合理性以及所提供的安全儲備，同時考慮有關(guān)搬運、儲存、安裝和施工過程中抗物理破壞的能力。DK61+846.88-DK61+986.07左側(cè)高邊坡框架錨桿工程取基本試驗孔兩處，錨桿長度分別為15ｍ、16ｍ。安裝錨桿前，應(yīng)先進行鉆孔深度、鉆孔傾角、錨桿長度的檢驗；然后安裝經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理檢驗制作合格的錨桿并注漿；錨桿施工完畢后，按規(guī)范要求進行錨桿驗收試驗和長度檢驗。DK61+846.88-DK61+986.07左側(cè)高邊坡框架錨桿經(jīng)試驗各項指標(biāo)均符合要求，進入錨孔鉆造工序。2、錨孔鉆造

錨孔空位放樣，按照設(shè)計樁號采用拉線尺量，結(jié)合水準(zhǔn)測量進行放線，并用鐵釬和油漆標(biāo)記準(zhǔn)確定位錨孔位置。搭設(shè)鉆機機架平臺，安裝鉆機就位，嚴(yán)格按照設(shè)計孔位、傾角和方位準(zhǔn)確就位，采用測角量具控制角度，鉆機導(dǎo)軌傾角誤差不超過±1°，方位誤差不超過±2°。鉆機一般選用重量輕，易移動，操作簡單的鉆機。DK61+846.88-DK61+986.07左側(cè)高邊坡錨桿工程采用QZJ-100B潛孔鉆機，其鉆機重量輕，4人就可以移動，鉆進速度可達60cm～90cm/min，此種鉆機特別適合土質(zhì)邊坡。鉆進采用無水干鉆，嚴(yán)禁開水沖鉆及沖洗孔壁，同時應(yīng)嚴(yán)格控制鉆進速度，防止鉆孔偏斜、扭曲或變徑。如果遇到變徑或塌孔，應(yīng)采用套管跟進，以防止卡鉆。在鉆進過程中要認真作好施工記錄，如鉆壓、鉆速、地層和地下水情況等。鉆孔孔徑、孔深要求不得小于設(shè)計值，并超鉆50cm，鉆進達到設(shè)計深度后，不能立即停鉆造成卡鉆。錨孔鉆造結(jié)束后，經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理檢驗合格后，方可進行錨桿體安裝。3、錨桿制安

DK61+846.88-DK61+986.07左側(cè)高邊坡錨桿工程采用Ф25mm錨桿，錨桿長度為15m、16m、兩種共17598m。錨桿下料應(yīng)整齊準(zhǔn)確，誤差不大于±50mm，預(yù)留張拉段10cm；錨桿的制作應(yīng)搭建高于地面50cm以上與錨桿設(shè)計長度相適應(yīng)的的制作臺及簡易防曬防雨棚。錨桿擺放順直，排列均勻。錨桿經(jīng)檢驗合格后，方可運輸至相應(yīng)孔位進行安裝。水平運輸時，各支點間距不小于2M，且轉(zhuǎn)彎半徑不宜太?。淮怪边\輸時，除主吊點外，其它吊點應(yīng)使錨桿快速安全脫鉤。錨桿體安裝時應(yīng)按設(shè)計傾角和方位平順推進，嚴(yán)禁抖動、扭轉(zhuǎn)和串動。安裝完成后，不得隨意敲擊錨桿或懸掛重物。錨桿體的安裝，必須在現(xiàn)場監(jiān)理旁站的條件下進行。4、錨孔注漿

錨桿注漿采用水灰比0.4～0.5的純水泥漿。注漿材料要求嚴(yán)格按照經(jīng)試驗合格的配比備料，注漿漿液應(yīng)嚴(yán)格按照配合比攪拌均勻，隨拌隨用。錨孔注漿必須采用孔底返漿方法（注漿壓力一般為2.0Mpa左右），直至孔口溢出新鮮漿液，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)進行孔底壓注補漿2～3次，確?？卓跐{體充滿。在注漿作業(yè)開始和中途停止較長時間再作業(yè)時，應(yīng)用水或水泥稀漿潤滑注漿泵及注漿管路。注漿過程應(yīng)認真做好現(xiàn)場施工注漿記錄，每批次注漿都應(yīng)進行漿體強度試驗，試件不得小于兩組。漿體未達到設(shè)計強度的70％時，不得在錨桿體端頭懸掛重物和拉綁碰撞。錨孔鉆造完成后應(yīng)及時進行錨桿體安裝和錨孔注漿，原則上不得超過24小時。對錨孔注漿施工，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)施工規(guī)定和設(shè)計要求，監(jiān)理應(yīng)全過程旁站，確保錨固工程質(zhì)量。5、錨桿框架鋼筋制安

注漿完成后進行框架梁鋼筋制作安裝。鋼筋進場后，應(yīng)及時請試驗室取樣進行力學(xué)性能檢驗，其各項質(zhì)量指標(biāo)必須符合設(shè)計要求及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定?？蚣芰轰摻畎磮D加工各項指標(biāo)應(yīng)符合規(guī)范要求，鋼筋連接均采用雙面焊焊接接頭，焊接長度≥7d，且鋼筋接頭應(yīng)布置在內(nèi)力較小處，并錯開布置，兩頭間距離不小于1.3倍搭接長度。配置在搭接長度區(qū)段內(nèi)的受力鋼筋，其接頭的截面面積不大于總截面面積的50%。在鋼筋安裝時，在鋼筋與模板之間設(shè)置墊塊，墊塊應(yīng)與鋼筋扎緊，并相互錯開兩層受力鋼筋之間應(yīng)用短筋支墊，保證位置要準(zhǔn)確穩(wěn)固，并要保證保護層厚度，還要滿足相關(guān)的技術(shù)規(guī)范要求。模板使用鋼模板，宜采用標(biāo)準(zhǔn)化，系列化和通用化的組合模板。模板表面平整、形狀準(zhǔn)確，不漏漿，有足夠的強度、剛度等。澆筑混凝土之前，模板應(yīng)刷脫模劑，外漏面混凝土的脫模劑應(yīng)采用同一種品種，不得使用易粘在混凝土上或使混凝土變色的油料。側(cè)模安裝時應(yīng)考慮防止模板的位移和凸出?；炷翝仓板^桿方向要與錨孔一致，且擺放平整穩(wěn)固。模板安裝完畢后，應(yīng)對其平面位置，頂面高程、節(jié)點聯(lián)系以及橫向穩(wěn)定性進行檢查。經(jīng)監(jiān)理工程師現(xiàn)場簽認后方可澆筑混凝土。6、框架梁混凝土澆筑

水泥進場時對其品種，包裝出廠日期進行檢查，并對其強度，安定性等性能指標(biāo)進行復(fù)檢，經(jīng)檢驗合格方可使用，拌制砼的粗細骨料、規(guī)格及級配和拌和用水要進行現(xiàn)場抽檢合格后方可施工。施工中所采用的配合比應(yīng)由試驗室所選用的配合比，且試驗強度應(yīng)滿足設(shè)計強度。砼提升運輸應(yīng)設(shè)有完善的保護措施，確保施工安全，尤其是高邊坡施工中澆注框架時，施工平臺應(yīng)予以加大并設(shè)安全網(wǎng)及圍欄。砼施工過程還要保證砼振搗密實，尤其是在錨孔周圍，鋼筋較密，振搗應(yīng)采用適用的振固設(shè)備，仔細振搗，及防止模板漏漿跑模，以保證砼質(zhì)量。錨孔斜托澆注應(yīng)與框架主肋同時施工，并要加工模板使其與錨墊板平齊，確保結(jié)構(gòu)強度和工程效果，整個梁體澆注完畢后應(yīng)注意表面外觀，加強養(yǎng)護工作。7、錨桿張拉

在注漿漿體與臺座混凝土強度達到設(shè)計強度80％以上時，采用扭力扳手進行張拉作業(yè)，張拉力為5KN。如為選定進行驗收試驗的錨孔，應(yīng)在達到設(shè)計強度的條件下，待驗收試驗結(jié)束并經(jīng)檢驗合格后再進行。驗收試驗的錨孔應(yīng)由監(jiān)理工程師、設(shè)計代表現(xiàn)場確定。8、錨孔驗收

驗收試驗的目的是檢驗施工質(zhì)量是否達到設(shè)計要求，也稱現(xiàn)場驗收試驗或質(zhì)量控制試驗，它是針對所有工程錨桿進行的；通過驗收試驗，可獲知錨桿受力大于設(shè)計荷載時的短期錨固性能，以及滿足設(shè)計條件時錨桿的安全系數(shù)。將驗收試驗結(jié)果與基本試驗結(jié)果進行恰當(dāng)?shù)膶Ρ?，可作為錨桿長期性能評價的參考。如果發(fā)現(xiàn)驗收試驗錨桿不合格，則應(yīng)及時上報有關(guān)部門并調(diào)查分析產(chǎn)生原因，根據(jù)實際情況具體分析，對指定驗收工程錨桿做如下處理：（1）報廢或重新安裝；（2）降低錨固力使用；（3）進行補救性重新張拉等其它特殊處理措施。9、封錨

錨桿張拉完成后應(yīng)及時對錨頭進行補漿和封錨，外錨頭應(yīng)用與錨梁同標(biāo)號的砼封頭，以防銹蝕破壞。對于錨梁等空隙的補漿應(yīng)作為錨頭防腐的一項關(guān)鍵工序在現(xiàn)場監(jiān)理旁站的條件下認真進行，補漿管應(yīng)插入錨梁底面以下進行返式補充注漿，直至補漿孔溢漿為止。對于錨桿外露部分應(yīng)嚴(yán)格進行去銹除油后并及時采用與錨梁同標(biāo)號混凝土進行封錨。10、施工變形監(jiān)測與預(yù)報在路塹高邊坡工程施工期間，坡體變形監(jiān)測與預(yù)報工作十分重要，一般采用地表簡易觀測法和重要工程專業(yè)儀器監(jiān)測法，必要時開展動態(tài)預(yù)報工作，施工變形監(jiān)測與預(yù)報，可以指導(dǎo)動態(tài)設(shè)計，確保施工安全，并且，檢驗工程效果。對于重點復(fù)雜的路塹高邊坡路段應(yīng)由業(yè)主會同監(jiān)理和設(shè)計代表根據(jù)具體情況制定相關(guān)邊坡坡體變形監(jiān)測和錨固工程應(yīng)力監(jiān)測方案并組織安排專業(yè)單位實施。11、其糊他要求因邊坡變準(zhǔn)形及滑坡他病害受地餅下水影響聚較大，故證原則上要蹦求在雨季護之前施工妙完畢，以內(nèi)確保邊坡印穩(wěn)定和結(jié)耐構(gòu)安全。對于實版施錨固針工程的片路塹邊授坡防護限，原則寄要求邊耐坡開挖齒一級防醋護加固倘一級，億按照自桂上而下師的順序待逐級開錯挖與防筍護加固禁施工。錨桿工挨程施工但前，應(yīng)偏根據(jù)錨庫固地層賣、錨固泥噸位進縣行框架氧錨桿基國本試驗脅，即抗屑拔拉破腎壞性試朵驗，以摟檢驗設(shè)癥計錨固尚工程參窯數(shù)及其兄相關(guān)施寒工工藝蔑。待提紹交框架喂錨桿基編本試驗癢報告并晌查驗合澤格后，濁方可進亦行框架剃錨桿工滋程施工繼。根據(jù)以呢往錨固敢工程施爹工經(jīng)驗鴿與教訓(xùn)閣，確保棗錨固工叮程及時壘有加固性坡體，牲建議除踩完成框的架錨桿陡基本試徑驗工作推外，尚非需鋼筋字混凝土架框架或耳地梁施庸工隊伍臭、設(shè)備笨及材料劑到場后板，方可芒進行框普架錨桿嫩工程施允工?？蚣苠^桿秀工程屬于節(jié)隱蔽性強責(zé)的巖土工閑程，其施拼工工藝復(fù)篩雜性及技制術(shù)難度使醒得非專業(yè)蘿施工隊伍泡難以保證訪其施工質(zhì)茶量，故應(yīng)踩安排具有定巖土工程掛專項資質(zhì)際或地質(zhì)災(zāi)黑害防治施貝工資質(zhì)與纖相當(dāng)施工吸經(jīng)驗和良柿好業(yè)績的震專業(yè)隊伍墾承擔(dān)。重點復(fù)雜忌路塹邊坡音防護加固婦工程，由善于其地質(zhì)撈條件復(fù)雜捏，應(yīng)結(jié)合塵現(xiàn)場實際田開挖揭示浴地層信息閃及坡體結(jié)雞構(gòu)條件進太行必要的監(jiān)調(diào)整與完慘善，即進堡行動態(tài)設(shè)付計和信息增化施工，棟從而達到形經(jīng)濟合理丘和安全可螞靠的目的煎。結(jié)束語高邊坡晉框架錨壞