高邊坡治理工程中預應力錨索應用技術

一、項目總結貴州省黔北市邊緣管理工程總面積14.5萬米。二、主承包商技術1.預應力錨索支護施工技術高邊坡工程中，基于預應力錨索的應用，可起到提升高邊坡穩定性的效果，避免邊坡的位移與失穩等質量問題。同時，高邊坡支護中基礎開挖量較大，整體施工效率偏低，通過預應力錨索施工技術的應用，可減少工程量。此外，預應力錨索施工技術還能夠合理地調整區域內荷載分布情況，避免過度集中現象，優化了邊坡受力狀況，解決了因荷載過度集中而引發的邊坡位移問題。2.錨索的張拉和張拉實際施工中，錨具、錨墊板與保護帽是必不可缺的工具。錨具的作用在于固定錨索，后續張拉作業時可避免偏移現象。在合適的區域設置錨索，張拉時達到力傳遞的效果，把較遠的力有效的傳遞至巖體中，緩解邊坡區域受力過度集中的問題。在錨索的作用下，具備有效承受外力的能力，但若要確保高邊坡的穩定性，還需對土體采取合適的加固措施，達到全面提高穩定性的效果。三、施工工藝1.孔錨執行工藝主要流程為：搭建操作平臺→成孔→清孔→錨索制作→下鋼絞線錨索→注漿→張拉鎖定。2.構建操作平臺以Φ48mm鋼管為原材料搭設操作平臺，同時還需搭設懸臂支架，通過焊接的方式將所有架體與錨固體連接。3.地層鋼套管與錨孔孔徑的設計(1）根據施工要求適配鉆機，用汽車吊將其吊裝到位，予以固定。(2）現場測設傾角，準確掌握鉆桿的位置并做調整，引孔定位從巖面開始鉆進，結束表面巖層部分的鉆進作業后，接單節長度為0.9m的鋼套管，以便跟管鉆進，待實際鉆進位置到達穩固層0.5m后，再次從套管內下φ150mm鉆頭，繼續向下鉆進，直至滿足深度要求為止。此處所用的鋼套管尺寸為直徑168mm、壁厚10mm；錨孔孔徑分節段考慮，自由段、錨固段分別為180mm、150mm。(3）鉆進初期保持慢速狀態，鉆進量達到1.5m后，若無異常，則恢復正常速度。鉆進過程中，施工人員加強對鉆機定位、鉆桿方位的檢查，減小誤差。4.預應力錨索的施工保障經鉆機鉆進施工后，孔內易殘留巖粉、碎屑等不利于后續施工的雜物，若清理不到位，則會影響預應力錨索的正常使用，使其錨固力降低。因此，必須全面清孔，給錨索施工提供質量層面的保障。要求成孔孔壁保持垂直，孔內無松動和塌陷的異常情況，內部雜物得到有效的清理，沉渣量被控制在許可范圍內，具體可以采用高壓風清孔的方法。5.鋼絞線綁扎及防護根據設計長度要求，在下料場地精細化下料，盡可能提高下料精度，單根鋼絞線的長度誤差不超過2cm。下料選用的是砂輪切割機，利用該設備切割后，在一端剝除PE管（15cm），按要求設承壓板、支撐環，再用GYJ60A型擠壓機處理該部分，擠壓上P錨。鋼絞線需平行順直，綁扎牢固。準確確定各處承載體的鋼絞線外露端，于該處設置臨時標記和永久標記。考慮到注漿管的穩定性要求，將其綁扎在錨索體上，管的端部距孔底50～100mm。在使用注漿管前，對其做詳細的檢查，不可破損或堵塞。綁扎后，在錨索頂部設導向帽，以便快速穿索。對承壓板、P錨外部采取防腐措施，可均勻刷涂防腐油漆。經質量檢查后，若錨索加工質量良好，則分區存放，采取防護措施，以免因日曬、雨淋而變質。6.錨索安裝控制清孔后，盡快將錨索安裝到位，以免因中途間隔時間過長而塌孔。沿索體軸線方向，按1.5m的間距依次設置定位支架。注漿管與索體綁扎，將其視為整體，共同插入孔內，直至與孔底相距50～100mm為止。若鉆孔環節使用到套管，則在錨索插入到位且經過注漿后，及時將套管拔出。為滿足非錨固段錨索可自由伸長的要求，重點處理索體的自由段，對該部分做包裹處理（材料可以選擇塑料布或塑料管），局部與錨固體連接，該區域利用鉛絲綁扎穩定。索體長度的控制考慮兩方面，即錨索設計長度和張拉長度，兩者的總和即指的是索體長度，經計算后確定具體長度并有效控制。錨索安裝環節，要求索體順直，入孔深度需達到錨索長度的95%及以上。索體到位后，加強防護，不可敲擊以及懸掛重物，否則均易影響索體的就位姿態。7.灌注，排氣、排水DE施工段鉆孔傾斜角為20°，注漿管的出漿口應距孔底50～100mm處，漿液自下而上連續灌注，從孔內排氣、排水。注漿材料選用的是水灰比為0.45～0.55的水泥漿液，注漿壓力2.0～2.5MPa，當孔口封口溢出漿液或排氣管停止排氣時即可停止注漿。隨灌漿壓力的增加，錨固體與周邊土層結合的穩定性更強，摩擦角、粘聚力均有所增加，自然會帶來巖土體抗剪強度的提升。8.預應力錨索張拉與張拉錨固體和錨墩梁結構的混凝土實測強度均≥20MPa時，利用YC-6C型穿心式千斤頂和SY-60油泵張拉。錨環、夾片、索體張拉部分均要保持潔凈，不可殘留泥沙等污染物。分階段張拉，首次為預張拉（1～2次），目的在于使預應力錨索保持拉緊的狀態，此后再按設計要求繼續張拉。張拉采取“雙控標準”，以張拉力控制為主，利用伸長值校核，要求實測伸長值與理論值相差不超過±6%，若超出該范圍則及時暫停張拉，分析原因并采取處理措施。錨索鎖定過程中，千斤頂回油將導致鋼絞線向坡內回縮，錨索鎖定荷載損失與該回縮量呈正比。張拉環節，適當超張拉5%～10%，經過兩次超張拉操作后，可減小應力松弛損失（通常可減少30～50%）。兩次超張拉結束后，若無誤則予以鎖定。四、施工困難分析1.串聯鉆具的安裝順利成孔的必要前提在于設備具有優良的工作性能，因此要全面檢查設備，尤為關鍵的是套管絲扣聯接情況。將套管（必須附帶套管鞋）置于鉆具內，要求偏心擴孔器完全被裸露在套管靴之外，于孔底增設橫向支撐，在扶正器的輔助下調整套管上端姿態，使其被完全扶正，套管與鉆桿維持同軸關系。做好上述工作是確保成孔垂直度的關鍵，否則將會發生套管歪斜現象，難以確保成孔質量。2.管道無倒角的問題工程經驗表明，伴隨施工作業的持續推進，套管內螺紋可能會逐步發生異常，從而導致受損極為嚴重。從該現象的成因來看，主要是套管接頭和套管銜接不當有關，即該處未形成倒角。針對此問題，可從套管原材料采購入手，加強對套管原材料螺紋加工質量的檢驗，要求內螺紋必須形成倒角，同時套管內外面都要保持足夠光滑的狀態，施工中偏心頭才可順利通過。在條件允許時，可對采購的套管采取處理措施，使用細紗布打磨，以人工加工的方式形成倒角。3.管道成孔面臨挑戰套管跟進鉆孔時，由于施工區域內存在土夾石，因此時常會遇到石英巖層，由于其硬度較高，對成孔帶來一定的難度。每1h鉆孔進尺只能在10cm內，既加大了成孔難度，又降低了施工效率。同時，在長時間的運行下，套管和鉆頭都將面臨巨大的損耗。經深入分析與探討后，最終選擇替換鉆頭法。五、土巖體質量安全事件貴