宋迎軍

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司)

1 引 言

高路堤邊坡的破壞形式主要有邊坡坡面及坡腳沖刷破壞、填土內(nèi)部結(jié)構(gòu)失穩(wěn)等。高路堤坡面沖刷破壞主要發(fā)生在表面，導(dǎo)致邊坡坡面發(fā)生破壞的主要原因是降水導(dǎo)致。高路堤填土發(fā)生失穩(wěn)可能會(huì)誘發(fā)局部坍塌甚至邊坡整體性失穩(wěn)。路堤填土不均勻，土的固結(jié)性質(zhì)不同，密實(shí)度不足，內(nèi)部排水不通暢等原因都會(huì)導(dǎo)致路堤產(chǎn)生不均勻下沉或沉降。在路堤防護(hù)中要特別注意水對(duì)邊坡的影響，深入分析邊坡破壞產(chǎn)生的內(nèi)因和外因。傳統(tǒng)的邊坡的防護(hù)可以采用植草防護(hù)、砌石防護(hù)等措施，這些傳統(tǒng)的路堤邊坡防護(hù)措施防護(hù)效果有限，在實(shí)際施工過(guò)程中也暴露出諸多弊端。錨索樁板墻是新近發(fā)展起來(lái)的一種新型輕型支擋結(jié)構(gòu)，其主要組成部分包括:錨索(錨桿)、樁、擋土板等構(gòu)件，在支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部要采用工程性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)都較為優(yōu)良的填料進(jìn)行填充。錨索樁板墻的主要工作原理是通過(guò)樁后的填土和行車荷載的作用所產(chǎn)生的水平土壓力傳遞到擋土板，擋土板將所承受的力均勻的分散傳遞到樁上，之后通過(guò)預(yù)應(yīng)力錨索將這部分力傳遞到處于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的巖體之上。

2 高路堤錨索樁板墻相關(guān)問(wèn)題探討

2.1 錨索樁板墻設(shè)計(jì)

(1)土壓力確定及活荷載確定

計(jì)算按照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》中的相關(guān)要求進(jìn)行計(jì)算，可以把作用在破壞棱體上的車輛荷載換算為均布土層，通過(guò)計(jì)算可以獲得均布土層的厚度，計(jì)算過(guò)程中可以結(jié)合實(shí)際的交通量狀況，考慮車輛超載情況來(lái)確定荷載的大小。

(2)土壓力計(jì)算

土壓力的計(jì)算按照庫(kù)倫理論進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算過(guò)程中要對(duì)樁板墻后沒(méi)有產(chǎn)生較大的位移而形成的庫(kù)倫主動(dòng)土壓力大小，由于主動(dòng)土壓力的存在，樁板墻在設(shè)計(jì)時(shí)要具有一定的柔性。土壓力的大小值介于主動(dòng)土壓和靜壓之間。設(shè)計(jì)時(shí)可以適當(dāng)考慮采用的土壓力值為主動(dòng)土壓力的1.2 倍左右。

(3)樁外側(cè)被動(dòng)土壓力

參考《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定，可以不對(duì)擋土墻的被動(dòng)土壓力進(jìn)行計(jì)算，如果錨索樁板墻的埋入深度較深、不受外部環(huán)境影響時(shí)可以將樁外側(cè)的被動(dòng)土壓力計(jì)入，計(jì)入分項(xiàng)系數(shù)的內(nèi)容。

(4)總土壓力計(jì)算

參照相關(guān)規(guī)范內(nèi)容，當(dāng)永久荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的整體受力不利時(shí)要采用永久荷載的效應(yīng)進(jìn)行控制，取該組合的分項(xiàng)系數(shù)為1.35，特殊情況不便于采用公路規(guī)范進(jìn)行計(jì)算的可以參照建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)規(guī)范內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算。

(5)錨索設(shè)計(jì)

通過(guò)計(jì)算可以獲得樁后的最終土壓力大小，對(duì)錨索的受力計(jì)算可以簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支點(diǎn)的連續(xù)梁來(lái)進(jìn)行求解，求得支點(diǎn)的反力作為控制錨索拉力的參考值。

(6)擋土板設(shè)計(jì)

擋土板選擇為預(yù)制的矩形板，按照簡(jiǎn)支板的受力原理來(lái)對(duì)其進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。

(7)錨索樁板墻穩(wěn)定性驗(yàn)算

目前對(duì)錨索樁板墻穩(wěn)定性計(jì)算可以參考克朗茲理論進(jìn)行求解。

2.2 錨索樁板墻施工研究

(1)樁的施工

樁的施工工法采用挖孔灌注樁，護(hù)壁每一米設(shè)定為1節(jié)，在護(hù)壁和護(hù)壁之間采用縱向鋼筋進(jìn)行搭接，施工期間要做好對(duì)樁孔的變形觀測(cè)。終孔之后對(duì)孔底進(jìn)行清理，放入鋼筋籠。樁身混凝土澆筑采用連續(xù)澆筑法進(jìn)行施工，樁身不能出現(xiàn)施工接縫。當(dāng)樁身長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)也可以采取分段澆筑法，但是在樁身連接位置處必須對(duì)主筋進(jìn)行焊接，并且主筋的焊接長(zhǎng)度不能小于30 cm，在灌注混凝土過(guò)程中，注意防止地下水進(jìn)入，不得有超過(guò)50 mm 厚的積水層，否則，應(yīng)設(shè)法把混凝土表面積水層用導(dǎo)管吸干，才能灌注混凝土。如滲水量過(guò)大(＞1 m3/h)時(shí)，應(yīng)按水下混凝土規(guī)程施工。邊澆邊插實(shí)，采用插入式振動(dòng)器和人工插實(shí)相結(jié)合的方法，以保證混凝土的密實(shí)度。在樁的整個(gè)施工過(guò)程中都要做好對(duì)樁位移的監(jiān)控，保證施工的質(zhì)量和安全。

(2)擋土板的施工

擋土板一般選擇為鋼筋混凝土矩形板，擋土板的兩端要預(yù)留吊裝孔以方便施工，同時(shí)吊裝口也可以作為排水孔來(lái)進(jìn)行使用，擋土板安裝過(guò)程中要進(jìn)行豎向起吊，按照設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確就位，在吊裝和安放過(guò)程中要避免板與樁發(fā)生碰撞。樁和板的連接位置處可以采用水泥砂漿或者瀝青麻絮進(jìn)行填充。

(3)錨索施工

在高路堤錨索樁板墻施工過(guò)程一般采用預(yù)應(yīng)力錨索，預(yù)應(yīng)力錨索是一種將拉力傳至穩(wěn)定巖層或土層的結(jié)構(gòu)體系，主要由錨頭、自由段和錨固段組成。其主要組成結(jié)構(gòu)為:

①錨頭:錨桿外端用于錨固或鎖定錨桿拉力的部件，由墊墩、墊板、錨具、保護(hù)帽和外端錨筋組成;

②錨固段:錨桿遠(yuǎn)端將拉力傳遞給穩(wěn)定地層的部分錨固深度和長(zhǎng)度應(yīng)按照實(shí)際情況計(jì)算獲取，要求能夠承受最大設(shè)計(jì)拉力;

③自由段:將錨頭拉力傳至錨固段的中間區(qū)段，由錨拉筋、防腐構(gòu)造和注漿體組成;

④錨桿配件:為了保證錨桿受力合理、施工方便而設(shè)置的部件，如定位支架、導(dǎo)向帽、架線環(huán)、束線環(huán)、注漿塞等。

錨索施工首先要按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行造孔，造孔過(guò)程要對(duì)施工范圍內(nèi)的地質(zhì)狀況有一個(gè)充分的了解，從而更好的保證成孔的精度，施工過(guò)程中錨索的水平和垂直方向孔距誤差要控制在10 cm 以內(nèi)。

在錨索的施工過(guò)程中注漿作業(yè)是極為關(guān)鍵的一個(gè)施工環(huán)節(jié)，因?yàn)樽{的主梁直接關(guān)系到了錨桿是否能夠正常工作，對(duì)整體錨固效果會(huì)產(chǎn)生直接的影響。在錨索施工過(guò)程中所采用的注漿材料主要為水泥砂漿或水泥漿。漿液的配合比設(shè)計(jì)、水泥質(zhì)量和采用的灌注工藝都會(huì)對(duì)灌注效果產(chǎn)生影響，好的灌注施工能夠給錨桿提供足夠的錨固強(qiáng)度，同時(shí)能夠?qū)㈠^桿跟周圍的空氣、水分等隔離，避免錨索的銹蝕。所以在注漿施工作業(yè)過(guò)程中要嚴(yán)格控制漿液的質(zhì)量，采用合理的施工工藝。

在錨索樁板墻施工過(guò)程中要結(jié)合工程的實(shí)際情況選取具有不同力學(xué)特性的鋼絞線，高路堤防護(hù)工程中選用的鋼絞線一般為具有高度和低松弛量的鋼絞線，其標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度值要不小于1 860 MPa。之后對(duì)錨索緊張預(yù)應(yīng)力張拉，施加的張拉力要根據(jù)設(shè)計(jì)要求并結(jié)合實(shí)際情況來(lái)選取，一般張拉量控制在10%左右。通過(guò)對(duì)錨桿的張拉作用能夠使得鋼絞線產(chǎn)生一定程度的自由彈性變形，通過(guò)施加的預(yù)應(yīng)力能夠更好的起到錨固作用。在預(yù)應(yīng)力的張拉過(guò)程中要根據(jù)所選用的張拉控制力來(lái)選擇合適的張拉設(shè)備，確定好施加荷載的分級(jí)，對(duì)張拉過(guò)程中張拉量的變化進(jìn)行精確測(cè)量，避免出現(xiàn)張拉量不足和過(guò)度張拉現(xiàn)象出現(xiàn)。一般在對(duì)錨索完成張拉30 d 左右之后，要對(duì)錨索進(jìn)行一次補(bǔ)償張拉，以消除由于鋼絞線的彈性變形所產(chǎn)生的回彈，在完成補(bǔ)償張拉之后就可以對(duì)錨索端進(jìn)行錨固固定。在完成錨固之后要對(duì)錨索的整體施工質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收的主要指標(biāo)是對(duì)錨桿的抗拉拔性進(jìn)行檢驗(yàn)，錨桿的檢測(cè)數(shù)量一般不小于總施工量的5%。

3 結(jié) 語(yǔ)

隨著錨固技術(shù)的不斷發(fā)展，錨索樁板墻技術(shù)在路堤高邊坡防護(hù)中的應(yīng)用也日益廣泛，錨固技術(shù)能夠充分利用地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的巖體結(jié)構(gòu)，通過(guò)錨索作用將高路堤中的軟弱結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的加固。探討了錨索樁板墻設(shè)計(jì)中的相關(guān)計(jì)算指標(biāo)，并對(duì)其施工過(guò)程進(jìn)行了探討，以期為錨索樁板墻的發(fā)展提供積極的參考。

［1］顧金才.預(yù)應(yīng)力錨索內(nèi)錨固段受力特點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，1998，(17).

［2］龍麗芳，黃柳云，李海民，等.預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻計(jì)算研究［J］.廣西工學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，(1):35－38.

［3］甘建國(guó)，李志勇，鄧宗偉.預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻受力現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與計(jì)算研究［J］.公路工程，2007，(5):105－109.