■許東坡(福建省交建集團(tuán)工程有限公司，廈門　361021）

預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻的施工技術(shù)

■許東坡
(福建省交建集團(tuán)工程有限公司，廈門361021）

摘要結(jié)合廈門機(jī)場(chǎng)路二期工程JCII-B合同段A匝道預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻工程實(shí)例，介紹預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工工藝、施工方法及施工組織，為同類工程施工提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工技術(shù)

1　前言

在道路通過(guò)地形復(fù)雜、地面橫坡較陡、邊坡高度較高的地區(qū)，有時(shí)采用普通的擋土墻形式，由于擋土墻過(guò)高或作業(yè)條件困難，不僅施工難度較大，也會(huì)給道路的使用帶來(lái)較大的安全隱患，甚至擋土墻的高度會(huì)超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)范允許高度，但如采用橋梁跨越又會(huì)造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。預(yù)應(yīng)力錨索樁板不僅在技術(shù)上安全、可靠，在經(jīng)濟(jì)上也較橋梁工程更為節(jié)約。

廈門成功大道二期工程JCII-B合同段湖里大道互通立交A匝道AK0+127.2～K2+520.55段右側(cè)路基邊坡高度為10.0～10.9m，受周圍建筑物(建龍大廈）的影響，無(wú)法采用放坡開挖，為了確保施工安全及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，設(shè)計(jì)采用預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻加固路基邊坡。

2　工程概況

預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻采用人工挖孔灌注樁，樁徑90cm，樁長(zhǎng)15.7～16.2m，樁身及護(hù)壁、腰梁、擋土板、鎖口梁均采用C30砼。錨索采用拉力型普通預(yù)應(yīng)力錨索，采用3Φs15.24鋼鉸線，錨具為采用OVM錨具。錨桿漿液采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥漿，水灰比0.45～0.55，注漿體設(shè)計(jì)強(qiáng)度不低于30MPa。樁板墻立面布置如圖1所示，樁板墻平面布置如圖2所示。

圖1　樁板墻立面布置圖

圖2　樁板墻平面布置圖

3　施工工藝

3.1施工工藝流程

預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻的施工工藝流程如圖3所示。

圖3　預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻施工工藝流程圖

3.2主要施工方法

3.2.1樁基施工

⑴開工前做好“三通一平”準(zhǔn)備工作，對(duì)危險(xiǎn)邊坡進(jìn)行臨時(shí)支撐防護(hù)。準(zhǔn)確定出各樁孔的開挖尺寸線，結(jié)合地形做好樁區(qū)周邊地面截、排水及防滲工作。

⑵本工程共30根樁基，按設(shè)計(jì)全部采用人工挖孔施工，樁徑為90m。由于樁基間距僅2.2m，為確保成孔施工安全，計(jì)劃隔一個(gè)樁位分兩批開挖。第一批灌注成樁后，再進(jìn)行第二批樁基施工。土質(zhì)部分開挖用洋鎬和鋼釬；軟、風(fēng)化巖石利用風(fēng)鎬；灰?guī)r、板巖人工用鋼釬硬鑿；有地下水用7.5kW、20～40m揚(yáng)程的潛水泵抽水，人工鑿除后，遇到整體巖石或孤石部分采用井下爆破：少藥多炮，防止超挖擴(kuò)孔及爆破對(duì)孔壁的擾動(dòng)；打眼、放炮時(shí)孔內(nèi)水位盡量降低，以便合理準(zhǔn)確控制炮眼位置，以防超爆、超挖。

開挖時(shí)孔口應(yīng)及時(shí)鎖口，挖掘及支撐護(hù)壁兩個(gè)工序應(yīng)連續(xù)作業(yè)，護(hù)壁每1m為一節(jié)，鎖口與護(hù)壁、護(hù)壁與護(hù)壁上、下節(jié)間用帶彎鉤的縱向鋼筋搭接綁扎。施工期間認(rèn)真觀測(cè)井壁變形，在巖質(zhì)松軟或可能滑動(dòng)的層面應(yīng)加密鋼筋布設(shè)，并適當(dāng)加厚護(hù)壁。

⑶鋼筋制安含樁基鋼筋、護(hù)壁鋼筋、腰梁鋼筋、擋土板鋼筋及鎖口梁鋼筋等內(nèi)容。樁身鋼筋采用單根孔外預(yù)制，孔內(nèi)安裝成型的方法施工，主筋接頭采用直螺紋連接。鋼筋的焊接和綁扎嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范及設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行。綁扎成型經(jīng)檢驗(yàn)合格后，方可進(jìn)入下一道工序。

⑷模板安裝主要有樁基護(hù)壁模板、腰梁模板、擋土板模板及鎖口梁模板等內(nèi)容。模板支立一般要求一次到頂，模板支架與腳手架分離，避免引起模板變形。在澆筑砼前，用同一種脫模劑涂刷模板，且不得污染鋼筋。安裝完成后，對(duì)其平面位置、頂部標(biāo)高、節(jié)點(diǎn)連接及縱橫向穩(wěn)定性進(jìn)行核查，并檢查鋼筋是否有同模板相抵靠，凈保護(hù)層是否滿足要求。澆筑時(shí)發(fā)現(xiàn)模板有超過(guò)允許變形值的可能時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整糾正。

⑸樁身砼灌注采用砼泵輔以溜槽入倉(cāng)的澆筑方式，且在中途設(shè)置一至兩道減速設(shè)置。灌注砼必須備用發(fā)電機(jī)及攪拌機(jī)，以防止施工意外中止，樁身砼的灌注要求一次到頂，否則視為斷樁，樁基砼保護(hù)層厚度4cm。當(dāng)澆筑至預(yù)留錨孔處，仔細(xì)振搗，以保證錨孔處的砼強(qiáng)度，并有專人指揮及做澆筑記錄。當(dāng)樁身澆注到錨索位置時(shí)，要及時(shí)準(zhǔn)確安裝錨索預(yù)留鋼管(D＝15mm）。注意防止地下水進(jìn)入，孔底不得有超過(guò)50mm的積水；每1～1.5m振搗一次，已保證混凝土的密實(shí)度，且相臨10m范圍內(nèi)的挖孔作業(yè)必須停止，并不得在孔底留人。3.2.2錨索、腰梁及擋土板

樁板墻錨索根據(jù)建龍大廈地下室位置進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)，無(wú)地下室段的錨索布置如圖4，有地下室段的錨索布置如圖5。

圖4　樁板墻錨索布置圖(無(wú)地下室段）

圖5　樁板墻錨索布置圖(有地下室段）

⑴土方開挖

樁基灌注成樁且達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后方可進(jìn)行外側(cè)土方開挖，土方開挖應(yīng)分層進(jìn)行，每層高度控制在50cm以內(nèi)，分層開挖到腰梁底標(biāo)高。

⑵錨索鉆孔

①邊坡土方開挖到腰梁底標(biāo)高后進(jìn)行錨索鉆孔。按設(shè)計(jì)位置、深度和角度準(zhǔn)確定位鉆孔位置，誤差不得超過(guò)±5cm。

②鉆孔是預(yù)應(yīng)力錨索施工中控制工期的關(guān)鍵工序，為提高鉆孔效率和保證鉆孔質(zhì)量，采用鉆桿統(tǒng)一規(guī)格的潛孔沖擊鉆機(jī)。錨索孔徑150mm，錨索鉆孔軸線的斜率不大于長(zhǎng)度的2%，豎向孔距偏小于100mm。由于鉆桿長(zhǎng)度均有±5mm的誤差，要求實(shí)際鉆孔深度超出設(shè)計(jì)孔深0.5m左右，按錨索設(shè)計(jì)長(zhǎng)度將鉆機(jī)所需鉆桿擺放整齊，鉆桿用完孔深也恰好到位。為防止惡化邊坡巖體的工程地質(zhì)條件和降低孔壁的粘結(jié)性，嚴(yán)禁開水鉆進(jìn)。錨孔下傾與水平夾角為15°，為確保錨孔深度，實(shí)際孔深不小于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度且不大于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度1%，當(dāng)孔內(nèi)有不可排出的雜物，應(yīng)考慮松散物所占據(jù)的深度。

③鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)對(duì)每個(gè)孔的地層變化、鉆進(jìn)狀態(tài)(鉆速、鉆壓）及地下水及一些特殊情況做現(xiàn)場(chǎng)記錄。如遇地層松散、破碎時(shí)應(yīng)用跟套管鉆進(jìn)技術(shù)，以使鉆孔完整不坍。如遇坍孔或地下水豐富時(shí)，應(yīng)立即停鉆，進(jìn)行固壁灌漿處理(灌漿壓力0.2～0.4MPa），待水泥漿凝固后，再重新掃孔鉆進(jìn)。

④鉆孔到位后，用高壓風(fēng)(風(fēng)壓大于0.4MPa）將孔內(nèi)的巖粉清干凈，然后，用預(yù)先做好的探孔裝置，進(jìn)行深孔，若探孔時(shí)輕松將探孔器送入孔底，鉆孔深度符合設(shè)計(jì)要求，經(jīng)驗(yàn)收同意后即可轉(zhuǎn)入下道工序。

⑶錨索制作

①錨索制作應(yīng)對(duì)鉆孔實(shí)際長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量，并按孔號(hào)截取錨索長(zhǎng)度，每根絞線長(zhǎng)度誤差控制在10cm左右。在預(yù)先平整好的下料場(chǎng)地上(場(chǎng)地要求寬4m、長(zhǎng)40m左右）按下料長(zhǎng)度進(jìn)行下料。鋼鉸線宜使用機(jī)械切割，不得使用電弧切割，制作好的錨索應(yīng)按時(shí)的錨索應(yīng)按對(duì)應(yīng)孔號(hào)進(jìn)行編號(hào)；編束前，要確保每根鋼鉸線順直，不扭不叉，排列均勻，對(duì)有死彎，機(jī)械損傷處應(yīng)剔出。無(wú)粘結(jié)絞線外套的PE管不管有破損。

②錨索制作應(yīng)進(jìn)行防腐處理，鋼鉸線全長(zhǎng)涂刷防銹劑，采用全長(zhǎng)波紋套管防護(hù)。

③錨索錨固段的架線環(huán)和束線環(huán)間距為1.5m。錨索頭部應(yīng)放有導(dǎo)向帽，以利穿索入孔。

⑷錨索安裝

向錨索孔安索前，要核對(duì)錨索編號(hào)是否與孔號(hào)一致，確認(rèn)無(wú)誤后，即可將錨索用人工抬至工作面，用人工將錨索平順穿入錨孔，當(dāng)外露部分滿足工作長(zhǎng)度時(shí)即到位，停止穿索。錨索往孔內(nèi)穿時(shí)，索體必須平順，不得扭絞，同時(shí)應(yīng)避免架線環(huán)脫落。錨索安裝工作結(jié)束后即可進(jìn)行灌漿工作。

⑸錨索注漿

注漿采用3SNS系列注漿泵，攪拌采用灰漿攪拌機(jī)進(jìn)行。漿液要攪拌均勻，隨拌隨用，并在初凝前用完。嚴(yán)防石塊等雜物混入漿液。注漿采用二次高壓注漿，二次高壓注漿在第一次注漿體強(qiáng)度達(dá)到5MPa后進(jìn)行，二次注漿壓力在2.0～5.0MPa,出漿孔應(yīng)密封處理。

注漿材料為M30水泥漿，錨桿漿液采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥漿，水灰比0.45～0.55，注漿體設(shè)計(jì)強(qiáng)度不低于30MPa，注漿壓力大于0.3MPa。邊注漿邊緩慢抽拔注漿管，保證注漿管口處于漿液面一下。并保證漿體密實(shí)、飽和，達(dá)到設(shè)計(jì)漿體強(qiáng)度。待孔口溢出清晰的漿體即可停止注漿。注漿過(guò)程中要做好相關(guān)記錄，并做好試驗(yàn)塊。

⑹腰梁施工

安裝錨索后進(jìn)行腰梁的施工，腰梁采用C30砼，砼保護(hù)層厚度3cm。先破除樁外側(cè)護(hù)壁，保留護(hù)壁鋼筋；保留的鋼筋用于與腰梁和擋土板鋼筋連接。模板用膠合板制作，底模安裝后綁扎鋼筋，腰梁鋼筋與樁身預(yù)埋筋連接。錨具按設(shè)計(jì)位置安裝定位，固定于鋼筋上，安裝側(cè)模后澆注混凝土。

⑺錨索張拉

待錨孔注漿體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后(錨索錨固段注漿體強(qiáng)度大于15MPa并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上），根據(jù)回填土的高程(一般高于相應(yīng)錨孔4m）和監(jiān)理工程師書面通知即可進(jìn)行張拉。張拉前須對(duì)張拉機(jī)具進(jìn)行配套標(biāo)定，計(jì)算出千斤頂受力與油壓的線性方程，用于張拉油壓與張拉力的控制。安裝錨板前，要用棉紗擦凈錨板內(nèi)的泥沙油污。鋼絞線穿入錨板的順序，力求與鋼絞線束綁扎的順序一致，防止交叉纏繞。錨索自由段采用黃油膠布包裹，錨索自由段穿過(guò)腰梁須保持張拉，錨索鋼鉸線外露長(zhǎng)度須滿足張拉要求。

錨索張拉應(yīng)根據(jù)填土情況、錨孔數(shù)分次分級(jí)進(jìn)行。張拉方式用小千斤頂對(duì)每個(gè)承載體按由內(nèi)向外的順序?qū)ΨQ進(jìn)行張拉，第一級(jí)觀測(cè)時(shí)間需穩(wěn)定10min外，其余每一級(jí)需穩(wěn)定2～5min，分別記錄每一級(jí)鋼絞線的預(yù)應(yīng)力施作情況。張拉過(guò)程中必須進(jìn)行樁位監(jiān)測(cè)和錨索應(yīng)力的測(cè)試工作。錨索張拉控制力不超過(guò)錨桿強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%。

張拉結(jié)束后，將錨板外的鋼絞線處理好，不能松散，以備再進(jìn)行張拉。為防止外錨頭的長(zhǎng)期暴露，每次結(jié)束后應(yīng)作相應(yīng)的防護(hù)。每級(jí)張拉的

穩(wěn)定時(shí)間必須保證，張拉時(shí)以張拉油壓為主，伸長(zhǎng)值進(jìn)行校核。當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，必須停止作業(yè)進(jìn)行檢查，查明原因后方可繼續(xù)進(jìn)行作業(yè)。

⑻張拉鎖定、封錨

考慮對(duì)鄰近錨索的影響，第一次張拉至抗拔力設(shè)計(jì)值60%后按要求鎖定，為克服地層徐變等因素造成的預(yù)應(yīng)力損失，錨索張拉后的第7天和第14天再分別進(jìn)行一次整體補(bǔ)張拉，然后按設(shè)計(jì)鎖定值進(jìn)行鎖定，灌注水泥砂漿進(jìn)行封錨。

按以上工序循環(huán)進(jìn)行到回填土填滿到位后，對(duì)樁上所有錨索進(jìn)行張拉鎖定，每次張拉需對(duì)樁位進(jìn)行監(jiān)測(cè)。預(yù)應(yīng)力張拉完成后，用手提砂輪機(jī)切除多余鋼絞線，外留長(zhǎng)度20cm。最后樁上保護(hù)罩，填充好油脂進(jìn)行封錨，封錨后保持樁面整潔美觀。

⑼擋土板施工

擋土板設(shè)計(jì)內(nèi)側(cè)與樁身和土邊坡連接，厚度15cm。澆注混凝土?xí)r下料和震搗困難，因此，擋土板必須從最底部開始逐段往上澆注。當(dāng)?shù)诙姥哄^索張拉完成后，土方分層開挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后進(jìn)行擋土板的施工。3段擋土板分3次澆注。施工時(shí)在腰梁內(nèi)側(cè)設(shè)置槽孔，做澆注混凝土?xí)r的下料通道。擋土板的鋼筋與樁身預(yù)埋筋連接；預(yù)埋筋的長(zhǎng)度除按設(shè)計(jì)要求外，還要考慮用作擋土板加固模板的長(zhǎng)度，加固模板的鋼筋也可用焊接加長(zhǎng)。擋土板的模板用膠合板制作，用方木做楞，利用樁身預(yù)埋筋用蝴蝶扣加固。當(dāng)?shù)谝欢位炷吝_(dá)到一定強(qiáng)度后，拆除模板，進(jìn)行第二段擋土板的施工。第三段擋土板與鎖口梁同時(shí)施工。

擋土板為鋼筋混凝土矩形板，澆筑時(shí)在兩側(cè)留有泄水孔。擋土板采用直接搭接樁身的形式，樁、板連接的縫隙不用處理，若縫隙過(guò)大可采用瀝青麻絮填塞。

⑽設(shè)置鎖口梁

樁板墻圍護(hù)樁頂設(shè)置60×100cm的鎖口梁，以確保樁身整體穩(wěn)定性。

4　結(jié)束語(yǔ)

樁板墻結(jié)構(gòu)在減小工程量、縮短工期、降低成本、節(jié)約投資方面相比于橋梁和擋土墻方案在高陡邊坡(不利條件邊坡）路段有著明顯的優(yōu)越性，且施工簡(jiǎn)便、結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定、外形構(gòu)造美觀，運(yùn)營(yíng)后養(yǎng)護(hù)、維修費(fèi)用低，病害隱患少。樁板墻在長(zhǎng)期實(shí)際運(yùn)用中逐漸完善，不但適用于道路建設(shè)，在工民建等高陡邊坡地段也可以推廣應(yīng)用。