高邊坡預(yù)應(yīng)力錨索框架梁施工技術(shù)

1、高邊坡預(yù)應(yīng)力錨索框架梁施工技術(shù)摘 要：本文闡述了高邊坡預(yù)應(yīng)力錨索施工的施工工藝、施工操作步驟及要點(diǎn)，施工過程中特殊問題的處理措施及施工安全要點(diǎn)。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力錨索框架結(jié)構(gòu) 高壓注漿中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：High slope of prestressed anchor beam construction technologyChenLiangSheng1 工程概況1.1 地形、地貌本工程建發(fā)北湖苑工程（一區(qū)）位于福州市新店鎮(zhèn)浮村村，總建筑面積62478.29m2，其中地下室二層，地下建筑面積14539.63m2，地上共3座樓（1#-3#），每座38層，建筑面積47938.66m2，

2、建筑總高度116.3m，為一類高層住宅建筑。場(chǎng)地南側(cè)為蒲山北坡，福州第七中學(xué)位于坡頂（由一段擋土墻與施工現(xiàn)場(chǎng)分隔），東側(cè)為南平路，北側(cè)與在建琴亭湖之間為在建規(guī)劃路，西側(cè)為浮村居民住宅區(qū)。由于福州七中位于坡頂，如果后邊坡坍塌，將造成嚴(yán)重社會(huì)影響，且舊擋墻下還有二層地下室防空洞，土方加固方案不能破壞防空洞。后邊坡場(chǎng)地狹窄，離舊擋墻及鄰近建筑很近，針對(duì)邊坡開挖情況，為保證邊坡加固質(zhì)量，由施工單位和業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)等單位共同成立了邊坡綜合治理小組，對(duì)邊坡進(jìn)行動(dòng)態(tài) 作者簡(jiǎn)介;陳良生,男,1967年4月出生,碩士,一級(jí)建造師，國(guó)注造價(jià)師，國(guó)注監(jiān)理工程師收稿日期：2012-3-5設(shè)計(jì)、施工。通過多次理論論證

3、，現(xiàn)場(chǎng)勘察并進(jìn)行多方咨詢，確定了采用壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索框架梁對(duì)邊坡進(jìn)行加固的實(shí)施方案。本高邊坡加固方案由福建省建筑設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)。本文重點(diǎn)闡述了高邊坡預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)要點(diǎn)及施工過程中一些特殊問題的處理措施。1.2 壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索框架梁加固方案1.21壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索作用機(jī)理預(yù)預(yù)應(yīng)力錨索框架梁是通過錨固在坡體深部穩(wěn)定巖石上的錨索將力傳給框架梁，再經(jīng)框架梁將不穩(wěn)定坡體連成一體，使巖體間的正壓力和摩阻力大大提高，增大抗滑力，限制不穩(wěn)定坡體的發(fā)育，從而起到了加固邊坡穩(wěn)定坡體的作用。錨索孔內(nèi)高壓注漿，使?jié){液填充了錨孔周圍坡體內(nèi)裂隙，提高了坡體的整體穩(wěn)定性。 1.22工程地質(zhì)情況 場(chǎng)地邊坡土

4、層至上而下為：（1）素填土：松散，層厚0.83.3m；（2）粉質(zhì)粘土：可塑-硬塑，層厚8-12.45m；（3）全風(fēng)化花崗巖：極軟巖，層厚8.811.3m；（4）砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖：松散，層厚0.8-3.3m；（5）碎裂狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖：可塑-硬塑，層厚812.45m；（6）中風(fēng)化花崗巖：極軟巖，層厚8.811.3m；1.23高邊坡支護(hù)組合型式東西段高邊坡采取不同的支護(hù)型式，其中：1)西段高邊坡長(zhǎng)度約105米，高度約15.2米-21.5米,采用雙排人工挖孔樁+預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)。第一排樁（10005000）樁中距舊擋墻2030mm，共計(jì)19根。第二排樁（12002500）樁中距舊擋墻5530mm，共計(jì)

5、42根。兩排樁的樁頂各設(shè)QL圈梁并通過LL連梁及200厚蓋板連接成整體，在內(nèi)側(cè)圈梁設(shè)置2800mm高斜柱，保護(hù)擋土墻框架，以防出現(xiàn)擋墻水平位移。預(yù)應(yīng)力錨索兩道間距4500mm，通過腰梁與人工挖孔樁連成整體。錨索1502500，L=32m，抗拔力設(shè)計(jì)值Na=800KN。2）東段高邊坡總長(zhǎng)度約90米，高度約21.7米，坡頂以下13米高度采用4道錨索和框架梁+3道錨桿，余下8.7米高度采用4道錨桿。單排人工挖孔樁10004000，共20根。孔樁樁頂設(shè)有錨梁，錨梁上設(shè)置2800mm高斜柱，保護(hù)擋土墻框架，以防出現(xiàn)擋墻水平位移。具體型式如圖一所示。2 預(yù)應(yīng)力錨索具體設(shè)計(jì)（1）、預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)圖詳見圖二。

6、（2）、圖中壓力分散型錨索由2-4個(gè)單元錨組成，每個(gè)單元錨分別由2根無粘結(jié)鋼絞線內(nèi)錨于鋼質(zhì)承載體組成（鋼絞線通過特制的擠壓簧和擠壓套對(duì)稱地錨固于鋼質(zhì)承載體上，要求其單根的連接強(qiáng)度大于200KN）。（注：4根鋼絞線2個(gè)單元錨，6根鋼絞線3個(gè)單元錨，8根鋼絞線4個(gè)單元錨索組成，各個(gè)單元錨由長(zhǎng)度為L(zhǎng)m/n（n為鋼絞線根數(shù)/2）共同組成復(fù)合型錨索的錨固段。）（3）、鋼絞線為s15.24，強(qiáng)度1860Mpa的高強(qiáng)度低松弛無粘結(jié)鋼絞線。（4）、鋼質(zhì)承載板要求采用45號(hào)鋼材加工制作，其厚度不小于2cm。鋼絞線架線環(huán)建議采用高強(qiáng)塑料制作，要求其材料強(qiáng)度不低于30MPa。（5）、錨索張拉鎖定后，應(yīng)先在錨墊板補(bǔ)漿

7、孔補(bǔ)漿，再進(jìn)行外錨頭封錨。（6）、為利于錨索框架梁內(nèi)坡面排水，應(yīng)在框架橫梁頂面及鑲邊頂面采用粘土夯填，設(shè)坡度為10%的排水坡，再進(jìn)行坡面綠化防護(hù)。夯填粘土粘粒含量不小于85%，且應(yīng)夯填密實(shí)。3預(yù)應(yīng)力錨索錨索框架砼澆注錨索張拉鎖定封錨養(yǎng)護(hù)、噴涂錨索編號(hào)報(bào)驗(yàn)清理坡面鉆機(jī)就位鉆孔清孔錨索入孔一次注漿錨索制作、拉拔試驗(yàn)測(cè)定錨孔位置報(bào)驗(yàn)報(bào)驗(yàn)二次注漿預(yù)應(yīng)力錨索4.1定位鉆機(jī)就位時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確，底座應(yīng)墊平，鉆桿的角度應(yīng)用羅盤校核，垂直度偏差不大于1%,度角度偏差不大于1.0度。成孔施工前應(yīng)在場(chǎng)地中挖好排水溝及準(zhǔn)備好循環(huán)漿池，以避免因泥漿隨意排放而影響施工。4.2 鉆孔抗浮錨桿土層段采用YB-100型鉆機(jī)，150鉆

8、具成孔，在容易塌孔的地段則泥漿護(hù)壁或跟管鉆進(jìn)成孔;巖層段則采用150金剛石鉆頭鉆機(jī)成孔。鉆進(jìn)后要反復(fù)提插孔內(nèi)鉆桿，并用水沖洗孔底沉渣直至出清水，再接下節(jié)鉆桿，應(yīng)比要求深度多鉆50cm以上。4.3 清孔在成孔后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清孔、洗孔，擬采用高壓空氣和高壓水雙管同時(shí)進(jìn)行清洗孔。高壓水可采用高壓注漿泵加壓，壓力不小于10MPa，出水管底端部應(yīng)塞緊，在底部水管側(cè)面均勻開設(shè)4個(gè)出水孔，孔徑為5mm。高壓空氣管出氣口可略低于水管的出水孔，并同時(shí)自下而上注入空氣和高壓水，直至孔口溢出清水為止。 4.4 錨索制作本工程采用6-8根15.24mm的高強(qiáng)度、低松馳無粘結(jié)鋼鉸線制作而成，中置二次注漿管，二次注漿管頂部

9、自由段為鐵管21，下部為PVC塑料管，自由段以下每隔1000cm開2個(gè)小孔，開孔后用橡皮圈或工程膠布密封，注漿管端部距錨索端部500mm，兩端連接時(shí)，塑料管套入鐵管，鐵絲綁扎，四周環(huán)列鋼絞線，鋼絞線每隔1-1.5m設(shè)置一個(gè)架線環(huán)并用鐵線綁扎固定好，在綁扎過程中鋼絞線都要順直，不要歪扭，更不要有交扭現(xiàn)象。鋼絞線自由段應(yīng)除油，除銹，刷瀝青船底漆，瀝青玻纖布纏裹三層，外套高密度聚乙烯（HDPE）或聚乙烯塑料管，自由段兩端200mm范圍內(nèi)，用黃油充填，外繞扎工程膠布固定，自由段長(zhǎng)度詳見各剖面圖標(biāo)注。要求組裝后的錨索整體性好，每根鋼絞線上無傷痕，搬運(yùn)過程中不走形錯(cuò)位，注漿管通暢，錨固段鋼絞線無油污。最后

10、在錨索上拴上孔號(hào)，以便對(duì)號(hào)入孔。4.5錨索入孔錨索入孔之前，要事先搭好作業(yè)臺(tái)，使其便于作業(yè)，作好準(zhǔn)備工作之后，數(shù)人抬著錨索運(yùn)到孔位。為了安全起見，宜用繩子拴在錨索的適當(dāng)位置，然后將錨索插入孔中，前面的人站在作業(yè)臺(tái)上，統(tǒng)一口令，同時(shí)用力向孔中推送錨索，因錨索較長(zhǎng)，后面的人要協(xié)同前面的人共同推送錨索，直至把錨索送到位。值得注意的問題是，錨索外露端要滿足張拉工作長(zhǎng)度，要精確計(jì)算，不能憑眼睛估計(jì)，防止出現(xiàn)錨索張拉工作長(zhǎng)度不夠或外留端過長(zhǎng)的現(xiàn)象，前者錨索無法張拉，后者保證不了錨索的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。如果在移動(dòng)的邊坡上施工，要根據(jù)邊坡的移動(dòng)速率事先留出滑動(dòng)量。4.6注漿注漿分兩次進(jìn)行，第一次為常壓注漿，鉆孔完成后

11、，第一次注漿通過一次注漿管從孔底向外灌注水泥漿（水灰比0.5：1）或水泥砂漿（灰砂比1：1），隨著水泥漿（砂漿）的灌入，應(yīng)逐步地將灌漿管拔出，灌漿至離孔口1-2米處，安放止?jié){袋，注漿壓力達(dá)0.81.0MPa。一次注漿可在安放錨桿前進(jìn)行。當(dāng)?shù)谝淮巫{初凝時(shí)（一般24小時(shí)），在預(yù)埋的灌漿鋼管上進(jìn)行第二次壓力灌漿，采用純水泥漿，水灰比0.5，注漿壓力達(dá)2-3MPa，應(yīng)觀察周圍土體是否冒漿上拱開裂，如果出現(xiàn)上述現(xiàn)象，應(yīng)停止注漿，采取措施后方可恢復(fù)注漿，二次注漿壓力上升至10Mpa后，關(guān)閉注漿閥門，穩(wěn)壓3分鐘，方可卸掉壓力。水泥均采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，水泥應(yīng)按有關(guān)規(guī)定送有關(guān)單位復(fù)檢后方可使用

12、。4.7 錨索框架砼澆注框架梁施工與一般鋼筋砼施工工序大概相同，框架梁施工前應(yīng)整平坡面，使之平整，順適，以保證框架梁充分發(fā)揮作用，錨索框架采用C30進(jìn)行澆注。施工時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整平臺(tái)附近框架梁長(zhǎng)度，使錨索、錨桿框架梁?jiǎn)卧幱诿考?jí)邊坡中央，砼澆注前框架梁內(nèi)錨索用波紋鋼管套住?？蚋駜?nèi)防護(hù)采用三維網(wǎng)植草防護(hù)，框架間設(shè)置2cm變形縫，用浸瀝青木板填塞。如圖三所示。圖三 錨索框架結(jié)構(gòu)4.8 錨索的張拉與鎖定錨索張拉鎖定前，施工單位應(yīng)會(huì)同有關(guān)單位對(duì)錨索進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，通過驗(yàn)收后方可進(jìn)行錨索整體張拉鎖定；錨索可在錨固體強(qiáng)度大于15Mpa并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的80%后方可進(jìn)行張拉。錨具為DWM錨具，用YC-1

13、00型穿芯式千斤頂、電動(dòng)油泵加荷鎖定。鎖定張拉系統(tǒng)事先經(jīng)過標(biāo)定，并用此油壓表的讀數(shù)換算成張拉壓力進(jìn)行控制。張拉過程中，按照設(shè)計(jì)要求張拉荷載分級(jí)及觀測(cè)時(shí)間進(jìn)行，每級(jí)加荷等級(jí)觀測(cè)時(shí)間內(nèi)，測(cè)讀錨頭位移不應(yīng)少于3次。當(dāng)張拉等級(jí)達(dá)到設(shè)計(jì)拉力時(shí)，保持10分鐘（砂土）至15分鐘（粘性土，在觀測(cè)時(shí)間內(nèi)測(cè)讀錨頭位移）3次，每次測(cè)讀位移值不大于1mm才算變位趨于穩(wěn)定，否則繼續(xù)觀察其變位趨于穩(wěn)定方可。張拉順序須考慮對(duì)鄰近錨索的影響，采用隔位張拉。錨索張拉控制應(yīng)力不得超過鋼絞線強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%。錨索應(yīng)采取除張拉，使各部位接觸緊密，鋼絞線完全平直。正式張拉時(shí)，張拉到設(shè)計(jì)荷載110%，穩(wěn)壓持荷，待錨索沒有明顯衰減時(shí)，再

14、進(jìn)行鎖定。錨索穩(wěn)定后48h內(nèi)，若發(fā)現(xiàn)明顯應(yīng)力松弛，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償張拉。錨索鎖定后，從錨具量起留10cm，切除多余部分后，涂防腐油脂保護(hù)。預(yù)應(yīng)力錨索5.1滲水處理在鉆孔過程中或鉆孔結(jié)束后吹孔時(shí)，從孔中吹出的都是一些小石粒和灰色或黃色團(tuán)粒而無粉塵，說明孔內(nèi)有滲水，巖粉多貼附于孔壁，這時(shí)，若孔深已夠，則注入清水，以高壓風(fēng)吹凈，直至吹出清水；若孔深不夠，雖沖擊器工作，仍有進(jìn)尺，也必須立即停鉆，拔出鉆具，洗孔后再繼續(xù)鉆進(jìn)，如此循環(huán)，直至結(jié)束。有時(shí)孔內(nèi)滲水量大，有積水，吹出的是泥漿和碎石，這種情況巖粉不會(huì)糊住孔壁，只要沖擊器工作，就可繼續(xù)鉆。如果滲水量太大，以至淹沒了沖擊器，沖擊器會(huì)自動(dòng)停止工作，應(yīng)拔出鉆具進(jìn)

15、行壓力注漿。巖隙間出現(xiàn)大量巖隙水的處理：第一次鉆進(jìn)后出現(xiàn)大量水，甚至是壓力水，應(yīng)讓其自然排水，第二天再利用鉆桿前端吹氣再排水一次，后視土壤內(nèi)干燥程度如還有較大水再吹氣，如無水可進(jìn)行部分壓力注漿。5.2注入率大、灌漿難以正常結(jié)束時(shí)的處理第一孔鉆進(jìn)達(dá)到深度要求后, 對(duì)注入率大、灌漿難以正常結(jié)束的孔段，應(yīng)暫停灌漿作業(yè)，出現(xiàn)注漿一直注不滿應(yīng)可判定為該位置有較大巖隙間裂縫，處理方法：先進(jìn)行無壓力注漿，要求采用濃砂漿漿液，對(duì)大的孔隙先行填補(bǔ)，以迅速封閉錨孔周邊裂隙；水灰比初擬為0.350.4，水泥強(qiáng)度等級(jí)采用42.5級(jí)，不要求全滿，時(shí)間間隔24小時(shí)后再采用壓力注漿，以達(dá)到水泥漿堵滿巖隙的目的。5.3塌孔與

16、卡鉆處理5.31對(duì)塌孔的處理第一次在出現(xiàn)塌孔難以鉆進(jìn)，并有較大石頭顆粒吹出后，甚至出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象時(shí)，可判定為塌孔。處理方法：每次少許鉆進(jìn)，鉆進(jìn)深度在3050cm后即提鉆桿退出1m左右，再次鉆進(jìn)可大部分避免塌孔（因?yàn)閮纱毋@進(jìn)把易產(chǎn)生塌孔的石頭先放下，再行鉆進(jìn)，如遇大塊石頭則直接鉆進(jìn)不易產(chǎn)生塌孔）。采用跟管的施工方法應(yīng)先判定無法鉆進(jìn)的位置，如在預(yù)應(yīng)力錨索的錨固端側(cè)應(yīng)經(jīng)過設(shè)計(jì)同意，相應(yīng)增加錨固長(zhǎng)度，以達(dá)到原設(shè)計(jì)效果，如在自由端采用跟管，則為最好辦法，如我們施工的原擋土墻及擋墻后的回填部分，可用跟管方法，但跟管的成本較高應(yīng)經(jīng)建設(shè)單位同意才能使用。5.32對(duì)卡鉆的處理發(fā)現(xiàn)卡鉆時(shí)就難于處理，有可能斷鉆桿，丟沖擊器，甚至?xí)谷裤@桿丟在孔中。在正常鉆進(jìn)中出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象，經(jīng)