淺談高邊坡樁錨支護(hù)施工方法及施工管理注意事項(xiàng)

曾文兵，連煜皓，韓榮榮

（1.云南金沙江中游水電開發(fā)有限公司，云南 昆明 650000；2.中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310014；3.國(guó)家能源局大壩安全監(jiān)察中心，浙江 杭州 310014)

1 項(xiàng)目概況

云南金沙江中游水電開發(fā)有限公司生產(chǎn)運(yùn)行管理基地場(chǎng)地主要分為2個(gè)高程平臺(tái)，平臺(tái)間最大高差達(dá)29.85m，2個(gè)平臺(tái)建筑外墻最近處距離約為23.2m，建筑平臺(tái)之間布置一條寬4m的場(chǎng)內(nèi)道路。上平臺(tái)基本為現(xiàn)狀高程，下平臺(tái)離現(xiàn)狀地面高度約為25m。

場(chǎng)地土層自上而下為：粉質(zhì)粘土（厚5.4m）、粘土（厚6.0m）、全風(fēng)化頁巖（厚7.2m）、強(qiáng)風(fēng)化頁巖（厚11.9m）和中風(fēng)化頁巖。邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)在場(chǎng)內(nèi)道路的前緣和后緣各設(shè)一排預(yù)應(yīng)力錨索+灌注樁進(jìn)行支護(hù)，其中預(yù)應(yīng)力錨索由7根15.24mm鋼絞線組成，鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860MPa，預(yù)應(yīng)力鎖定值為400kN～850kN，灌注樁樁徑1.2m。

預(yù)應(yīng)力錨索+灌注樁支護(hù)剖面如圖1所示。

2 施工工藝

2.1 工藝流程

施工準(zhǔn)備→上平臺(tái)整平→樁孔開挖（旋挖）→制作安裝支護(hù)樁鋼筋→灌注樁身混凝土→錨索鉆孔→錨索安裝→錨固段注漿→冠（腰）梁施工→預(yù)應(yīng)力張拉→封錨注漿。

2.2 施工方法

2.2.1 灌注樁施工

測(cè)量放線，放好線路中心線、擋土墻和各樁孔的設(shè)計(jì)軸線，開挖線、分段線等施工要點(diǎn)線，樁孔采用旋挖設(shè)備成孔。放樣及樁孔現(xiàn)場(chǎng)管理要求為：樁位偏差不大于1%，樁徑允許偏差±50,垂直度允許偏差為0.5%，成孔施工應(yīng)一次不間斷地完成，成孔完畢至灌注混凝土的時(shí)間間隔不應(yīng)大于24h。

鋼筋籠在加工場(chǎng)加工好后,運(yùn)至孔邊，用卷揚(yáng)機(jī)吊起放入孔內(nèi)?；炷链蚕铝蠒r(shí)，應(yīng)將串筒接至距孔底1.0m處。灌注樁身混凝土必須連續(xù)進(jìn)行,以保證樁身混凝土質(zhì)量。鋼筋籠架設(shè)及混凝土灌注現(xiàn)場(chǎng)管理要求為：分段制作的鋼筋籠，其鋼筋接頭應(yīng)采用焊接，在同一截面內(nèi)的鋼筋接頭不得超過主筋總數(shù)的50%，兩個(gè)接頭的豎向間距不小于500mm,焊接長(zhǎng)度單面焊為10d，雙面焊為5d；灌注樁混凝土漿液的充盈系數(shù)>1.10，孔底沉渣厚度≤100mm，鋼筋籠安裝深度偏差不超過±100mm；混凝土必須連續(xù)灌注，每根樁的灌注時(shí)間按初盤混凝土的初凝時(shí)間控制。

待樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,應(yīng)對(duì)其完整性進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)采用低應(yīng)變法，檢測(cè)樁根據(jù)監(jiān)理現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)指定，檢測(cè)數(shù)量為總樁數(shù)的30%。

2.2.2 預(yù)應(yīng)力錨索施工

2.2.2.1 鉆孔

由于本工程錨索需要從樁之間土體（后排支護(hù)樁和建筑樁基）穿過，鉆孔需按避讓角度進(jìn)行鉆進(jìn)，符合要求后把鉆機(jī)牢固安裝在作業(yè)平臺(tái)上。本工程錨索較長(zhǎng)，且土層濕度較大，采用一般的無水鉆進(jìn)時(shí)，高壓風(fēng)難以將土渣吹出，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，最后采用泥漿護(hù)壁成孔工藝。鉆機(jī)配置1臺(tái)泥漿泵、柴油機(jī)及傳動(dòng)裝置，靠傳動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)和傳動(dòng)的推進(jìn)力的作用下成孔，泥漿泵將泥漿通過鉆桿和向孔內(nèi)壓，泥漿起到護(hù)壁及帶出泥漿沿孔周邊涌出的作用。錨索鉆孔時(shí)，鉆孔直徑為220mm，孔間水平方向允許偏差為±10mm，垂直方向允許偏差為±50mm，鉆孔傾斜允許偏差為3‰，孔深應(yīng)超過錨索設(shè)計(jì)長(zhǎng)度0.5～1.0m，終孔后清孔要徹底，并立即插入錨索灌漿。

2.2.2.2 下料

材料均采用砂輪切割機(jī)切割，下料長(zhǎng)度為：錨索設(shè)計(jì)長(zhǎng)度+張拉承臺(tái)高度+千斤頂長(zhǎng)度+限位板厚度及張拉操作所需長(zhǎng)度的總和。張拉操作余量，一般宜取150mm。

2.2.2.3 組裝

量出錨固段和自由段長(zhǎng)度，并作好標(biāo)記。將7根鋼絞線插入導(dǎo)向帽內(nèi)，與導(dǎo)向帽焊接連接。在錨固段范圍內(nèi)，架線環(huán)與緊箍環(huán)間隔100cm設(shè)置，自由段每隔100cm設(shè)置一道架線環(huán)以保證鋼絞線順直。

2.2.2.4 安裝

安裝錨索前，要仔細(xì)核對(duì)錨索編號(hào)是否與鉆孔編號(hào)一致，確認(rèn)無誤后對(duì)號(hào)裝索。

2.2.2.5 注漿

注漿是錨固質(zhì)量好壞的關(guān)鍵性工序。注漿從孔底錨索注漿采用二次注漿，一次注漿注漿壓力不小于0.5MPa，注漿管插至孔底，漿液由孔底注入，直至漿液從孔口溢出；二次注漿待一次注漿的漿液初凝后，再進(jìn)行壓力（劈裂）注漿，壓力不小于1.5MPa。

2.2.2.6 冠(腰)梁施工

同一排預(yù)應(yīng)力錨桿施工完畢后，應(yīng)在孔口位置筑澆混凝土強(qiáng)度為C30冠(腰)梁，分段施工，每段長(zhǎng)度約20cm～30m。冠(腰)梁的施工流程為：基槽開挖→鑿除樁頂松散層（80cm）→鋼筋綁扎→模板安裝→混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護(hù)→模板拆除。腰梁的施工流程為：土方開挖至腰梁下30cm～50cm→鑿除樁周松散層→植筋進(jìn)入灌注樁→鋼筋綁扎→模板安裝→混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護(hù)→模板拆除。冠(腰)梁鋼筋綁扎時(shí)，需埋設(shè)Φ200鋼管，以便錨索通過。

2.2.2.7 預(yù)應(yīng)力張拉及拉拔試驗(yàn)

待錨索錨固體及冠(腰)梁強(qiáng)度達(dá)到70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度(腰梁約7d)后方可進(jìn)行張拉鎖定,張拉方式采用整體張拉法。預(yù)應(yīng)力錨索張拉:錨索設(shè)計(jì)荷載400～850kN,先用千斤頂施加第一級(jí)0.2倍鎖定值,以消除錨索的松弛,并以此拉伸讀數(shù)為基準(zhǔn)點(diǎn)；然后以44kN/min左右的加載速率繼續(xù)進(jìn)行4級(jí)均勻加載,分級(jí)總荷載分別為0.275倍鎖定值、0.55倍鎖定值、0.825倍鎖定值、1.1倍鎖定值。每級(jí)荷載需穩(wěn)壓5min,若實(shí)際伸長(zhǎng)值大于計(jì)算伸長(zhǎng)值的10%或小于5%時(shí),應(yīng)暫停張拉,查明原因并采取措施予以調(diào)整后,方可繼續(xù)張拉；總張拉力為預(yù)應(yīng)力鎖定值×1.1倍，而不是預(yù)應(yīng)力鎖定值。錨索張拉應(yīng)在冠梁或腰梁達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度和內(nèi)錨固段漿液抗壓強(qiáng)度達(dá)到20MPa后(7d齡期)。

錨索基本試驗(yàn)：錨索施工前應(yīng)選擇相同地層進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，試驗(yàn)孔數(shù)不少于3孔，以驗(yàn)證錨固段的設(shè)計(jì)指標(biāo)，確定施工工藝及參數(shù)，要求單孔7束張拉力不小于1980kN。試驗(yàn)采用JTM-V1800型錨索測(cè)力計(jì)和609B型振弦式讀數(shù)儀。

錨索驗(yàn)收試驗(yàn)：驗(yàn)收試驗(yàn)的錨索數(shù)量不得少于總數(shù)的5%，且不少于3根，驗(yàn)收試驗(yàn)的錨索應(yīng)隨機(jī)抽樣，試驗(yàn)荷載取值為990kN。驗(yàn)收合格標(biāo)準(zhǔn)為:拉力型錨索在最大試驗(yàn)荷載下所測(cè)得的總位移量,應(yīng)超過該荷載下桿體自由段長(zhǎng)度理論彈性伸長(zhǎng)值的80%,且小于桿體自由段長(zhǎng)度與1/2錨固段長(zhǎng)度之和的理論彈性伸長(zhǎng)值；同時(shí)要求在最后一級(jí)荷載作用下1min～10min錨桿蠕變量不大于1.0mm,如超過,則6min～60min內(nèi)錨桿蠕變量不大于2.0mm。

錨桿鎖定后若經(jīng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)明顯的預(yù)應(yīng)力損失,應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償張拉。

2.2.2.8 封錨

錨索驗(yàn)收試驗(yàn)合格后，可以封錨。封錨前用手動(dòng)砂輪切斷外露過長(zhǎng)的鋼絞線，保留3cm～5cm,然后用C20混凝土封好外錨頭。

3 施工管理注意事項(xiàng)

高邊坡樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)型式較為復(fù)雜，施工過程中關(guān)鍵控制點(diǎn)包含以下幾個(gè)方面。

①確保樁位定位準(zhǔn)確，由于錨索孔布置與兩樁中間，且錨索需避讓后排裝及建筑樁基，樁需要按設(shè)計(jì)樁位進(jìn)行施工方可保證錨索能順利鉆進(jìn)。

②樁身混凝土必須連續(xù)灌注,不得形成水平施工縫。

③按設(shè)計(jì)要求預(yù)留足夠長(zhǎng)的樁身鋼筋，在冠梁施工時(shí)錨入冠梁。

④按挖土一皮施工一道錨索，下層土在上層支護(hù)達(dá)到強(qiáng)度后才可繼續(xù)開挖，嚴(yán)禁超挖，隨挖隨施錨索直至邊坡底，邊坡開挖應(yīng)分段開挖，每段10m～15m。

⑤由于錨索采用泥漿護(hù)壁成孔，為減小泥漿滲入邊坡對(duì)邊坡穩(wěn)定的影響，泥漿的密度適當(dāng)加大，取1.3kg/cm3，并在坡腳做好泥漿回收。

⑥由于錨索采用二次注漿，二次注漿需在初凝后進(jìn)行，二次注漿的需保證注漿壓力大于1.5MPa。

⑦冠（腰）梁埋設(shè)鋼管的位置及角度應(yīng)與錨索相對(duì)應(yīng)，以防錨索張拉時(shí)鋼管口切削錨索。

⑧基本試驗(yàn)錨索應(yīng)選擇與最終施工錨索相同的錨固段地層、施工工藝和參數(shù)。

⑨本工程邊坡較高，施工過程要求對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行每日觀測(cè)，施工該段時(shí)，雨天及雨后應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)，并及時(shí)上報(bào)。

4 實(shí)施效果

由于本項(xiàng)目邊坡高度高，且錨索需穿過支護(hù)樁、建筑樁基，現(xiàn)場(chǎng)施工和管理難度較大，按照上述工藝及管理注意事項(xiàng)進(jìn)行施工,施工全過程處于安全、穩(wěn)定、快速、優(yōu)質(zhì)的可控狀態(tài)，完全滿足總工期的要求。工程場(chǎng)地邊坡支護(hù)共172根灌注樁，樁基小應(yīng)變無損檢測(cè)優(yōu)良率100%；預(yù)應(yīng)力錨索632根，錨索驗(yàn)收試驗(yàn)合格率為100%。

本工程在每排錨索中設(shè)置了4個(gè)錨索測(cè)力計(jì)，樁頂每隔20m設(shè)一個(gè)沉降、水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行表層觀測(cè)，樁后土體每隔40m設(shè)一個(gè)測(cè)斜孔進(jìn)行深層觀測(cè)。經(jīng)觀測(cè)顯示，預(yù)應(yīng)力錨索+灌注樁施工完成后,錨索受力性能良好,蠕變量小,樁頂位移較小，測(cè)斜孔的深層位移及傾斜均能滿足設(shè)計(jì)要求。說明本次預(yù)應(yīng)力錨索+灌注樁施工是成功的,施工質(zhì)量達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,保證了本邊坡工程的穩(wěn)定。作為本項(xiàng)目重點(diǎn)和難點(diǎn)，本邊坡安全支護(hù)，保證了整個(gè)項(xiàng)目能按計(jì)劃安全、順利實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。

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