韓登濤

摘要 不良地質(zhì)下公路擋墻會(huì)因地質(zhì)較差而出現(xiàn)傾斜、位移、下沉等問(wèn)題，需要采取一定的加固措施。以廣安市過(guò)境高速公路東環(huán)線及渝廣支線工程為例，著重探討了擋墻外側(cè)冠梁鋼管樁的錨索面板加固施工技術(shù)措施。結(jié)果顯示，在錨索面板的安裝、預(yù)應(yīng)力張拉等加固后，在監(jiān)測(cè)中未發(fā)現(xiàn)擋墻出現(xiàn)位移、沉降等問(wèn)題，取得了理想的加固效果。因此，借助錨索面板固定、施加預(yù)應(yīng)力等方式可以有效加固不良地質(zhì)下的公路擋墻，值得同類(lèi)工程參考。

關(guān)鍵詞 不良地質(zhì)；公路擋墻；冠梁鋼管樁；錨索面板；施工技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào) TU753文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2024）12-0049-03

0 引言

在不良地質(zhì)環(huán)境下，公路擋墻常會(huì)因?yàn)榈刭|(zhì)情況較差、土體承載力不足而發(fā)生擋墻位移、下沉等問(wèn)題，這就需要充分重視這類(lèi)工程的擋墻加固處理。案例工程處在丘陵陡坡地帶，土體結(jié)構(gòu)松散，屬于典型的不良地質(zhì)。針對(duì)工程地質(zhì)的特殊情況，案例工程在擋墻外側(cè)設(shè)置了2排由鋼混冠梁連接的鋼管樁，以及預(yù)應(yīng)力錨索面板，起到了顯著的加固效果，具體施工技術(shù)方案如下：

1 不良地質(zhì)條件下公路擋墻的問(wèn)題分析

公路擋墻在不良地質(zhì)條件下可能會(huì)面臨多種常見(jiàn)問(wèn)題，主要包括以下幾點(diǎn)[1]：

（1）公路擋墻可能會(huì)因?yàn)榈刭|(zhì)勘察不足或設(shè)計(jì)不當(dāng)，導(dǎo)致其穩(wěn)定性不足。在不良地質(zhì)條件下，如軟土、滑坡等，擋墻可能會(huì)因?yàn)橥翂毫υ龃?、地基承載力不足等原因發(fā)生傾斜、下沉或位移等現(xiàn)象。這些問(wèn)題不僅會(huì)影響擋墻的外觀，更嚴(yán)重的是會(huì)導(dǎo)致?lián)鯄κブ巫饔?，進(jìn)而對(duì)公路的安全運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生威脅。

（2）公路擋墻可能面臨外部侵蝕問(wèn)題。在不良地質(zhì)條件下，如河岸、水庫(kù)邊緣等，擋墻可能受到水流的沖刷和侵蝕，導(dǎo)致?lián)鯄Φ膲w和基礎(chǔ)被破壞。同時(shí)，地下水位的波動(dòng)也可能對(duì)擋墻的基礎(chǔ)造成影響，導(dǎo)致?lián)鯄Τ霈F(xiàn)裂縫、變形等問(wèn)題。

（3）不良地質(zhì)條件還可能引發(fā)公路擋墻的內(nèi)部損傷。由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性和不確定性，擋墻的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可能遭受不同程度的影響，如裂縫、斷層等。這些內(nèi)部損傷可能會(huì)逐漸擴(kuò)大，最終導(dǎo)致?lián)鯄Φ慕Y(jié)構(gòu)破壞。此外，地震、車(chē)輛撞擊等外部因素也可能對(duì)擋墻造成內(nèi)部損傷，這些問(wèn)題也需要得到重視。

（4）擋墻的排水問(wèn)題也是不良地質(zhì)條件下常見(jiàn)的問(wèn)題之一。由于地質(zhì)條件的限制，擋墻的排水系統(tǒng)可能無(wú)法有效地排除墻后的水分，導(dǎo)致?lián)鯄﹂L(zhǎng)期處于潮濕狀態(tài)，進(jìn)而引發(fā)墻體開(kāi)裂、侵蝕等問(wèn)題。

2 冠梁鋼管樁加錨索面板加固方法與技術(shù)

2.1 項(xiàng)目概況

廣安市過(guò)境高速公路東環(huán)線及渝廣支線項(xiàng)目，該段地貌上屬于丘陵地貌，地形起伏較大，相對(duì)高差較大，局部可見(jiàn)近直立巖坎。丘包頂部及斜坡一般上覆少量殘坡積粉質(zhì)黏土，結(jié)構(gòu)松散，陡坡處一般基巖裸露。該段主要以半填半挖路基形式通過(guò)，局部分布危巖塊體，特殊路基主要為陡坡路堤。K7+770～K7+968段左側(cè)為3～11 m高衡重式路肩墻通過(guò)該地段。在施工過(guò)后，K7+740～K7+750段的11 m高擋墻出現(xiàn)位移及沉降現(xiàn)象。為保證該擋墻穩(wěn)定，制定了冠梁鋼管樁及墻底45 °斜向鉆孔注漿加錨索面板方案，對(duì)該段進(jìn)行加固處置。

在擋墻外側(cè)依地勢(shì)設(shè)置2排鋼管樁，梅花形布置，間隔為1.0 m，樁長(zhǎng)為9 m，在墻底45 °斜向鉆孔注漿，鋼管樁之間采用鋼筋混凝土冠梁連接。設(shè)置兩排錨索，在距擋墻頂4 m和7 m處各設(shè)置一排，并在錨索墊墩下設(shè)置鋼筋混凝土面板。

2.2 冠梁鋼管樁的施工方法與技術(shù)要點(diǎn)

2.2.1 施工放樣

鋼管樁應(yīng)嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)要求進(jìn)行放樣。為確保施工過(guò)程中的準(zhǔn)確性，每根樁都應(yīng)配備護(hù)樁，以便隨時(shí)進(jìn)行復(fù)核查對(duì)。

2.2.2 鉆孔

鋼管樁沿路線螺旋布設(shè)，鉆孔為Φ170垂直向下，成孔孔徑不得小于設(shè)計(jì)值的101%。鉆孔應(yīng)勻速，防止彎曲和變形，采用無(wú)水鉆進(jìn)、空氣排渣，禁止高壓水洗。鉆孔跳空施工，鉆到設(shè)計(jì)深度后應(yīng)穩(wěn)鉆1～2 min，確保孔深、孔徑和孔內(nèi)干凈。墻底注漿孔于墻前設(shè)置兩排注漿孔，對(duì)擋墻基礎(chǔ)進(jìn)行注漿處治。墻前設(shè)置兩排注漿孔，第一排注漿孔緊貼擋墻設(shè)置，注漿孔縱橫向間距1 m，矩形布置，并與鋼管樁錯(cuò)開(kāi)設(shè)置；注漿孔頂與地面同高，注漿孔向擋墻方向的入射角為45 °，注漿孔深度為進(jìn)入基巖2 m。同時(shí)，施工的兩個(gè)孔的距離不小于3 m，每鉆完一孔應(yīng)及時(shí)注漿[2]。

2.2.3 鋼管制備

在鋼管樁施工中，采用Φ127的熱軋無(wú)縫鋼管。在下孔之前，需要預(yù)先在管壁上開(kāi)出注漿孔，這些孔的直徑為15 mm，并以120 °螺旋形方式、豎向間距20 cm進(jìn)行布設(shè)。

2.2.4 鋼管下孔

在鋼管下孔之前，除在管壁上鉆好注漿孔外，還需在鋼管外壁涂抹適量的潤(rùn)滑油。這樣做的主要目的是降低摩擦力，使鋼管更順利地插入孔中。

2.2.5 砂漿灌注及封孔

鋼管樁就位后應(yīng)采用M30水泥砂漿立即注漿，壓力不小于0.4 MPa。鉆孔宜間隔施工，灌漿后應(yīng)封孔。注漿采用孔底返漿法，嚴(yán)禁上拔注漿管。砂漿達(dá)到注漿量10%、孔口冒漿、超過(guò)預(yù)定壓力或壓力驟降時(shí)，應(yīng)結(jié)束注漿。冒漿、漏漿時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)方法進(jìn)行處理。土質(zhì)滲透性大時(shí)，可調(diào)整漿液水灰比。

2.3 錨索面板的施工方法與技術(shù)要點(diǎn)

2.3.1 錨索護(hù)面板工藝流程

錨索護(hù)面板工藝流程如圖1所示：

2.3.2 錨索護(hù)面板施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）鉆孔。鉆孔施工技術(shù)要點(diǎn)主要包括以下內(nèi)容[3]：①錨孔鉆進(jìn)應(yīng)無(wú)水干鉆，錨固鍛造孔避免使用泥漿等護(hù)壁方式，必要時(shí)可用鋼管護(hù)壁。成孔后需排凈巖粉、碎屑及積水，確?？變?nèi)干燥、孔壁干凈粗糙。②鉆孔機(jī)具的選擇應(yīng)依據(jù)地層類(lèi)型、孔徑、孔深及場(chǎng)地條件。塑形黏土可用螺旋或取芯鉆鑿設(shè)備；巖層中采用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的潛孔沖擊鉆機(jī)；破碎或松散地層采用跟套管鉆進(jìn)技術(shù)，確保鉆孔穩(wěn)定。③嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖，在擋墻上設(shè)置兩排預(yù)應(yīng)力錨索。第一排錨索距墻頂4.0 m，長(zhǎng)19 m，錨索入射角度為20 °；第二排錨索距墻頂7.0 m，長(zhǎng)19 m，錨索入射角度為25 °。擋土墻錨索橫向間距為3.3 m，錨索自由段進(jìn)入基巖的長(zhǎng)度不小于2 m。④鉆孔偏差：鉆孔軸線應(yīng)在設(shè)計(jì)公路路線的法向豎直面內(nèi)。鉆孔軸線應(yīng)準(zhǔn)確，孔口誤差為±5 cm，孔底誤差小于5%的孔長(zhǎng)，相鄰鉆孔軸線間距參見(jiàn)設(shè)計(jì)圖；鉆孔速度應(yīng)嚴(yán)格控制，不得高出標(biāo)準(zhǔn)鉆速的1%～2%，勻速鉆進(jìn)，防止彎曲和變徑；鉆孔深度應(yīng)大于錨索設(shè)計(jì)深度的50 cm，超鉆部分作為預(yù)留沉渣段；如發(fā)現(xiàn)地層差于設(shè)計(jì)資料，應(yīng)及時(shí)通知監(jiān)理和設(shè)計(jì)單位，確定是否增加孔深或采取特殊措施；鉆孔的孔徑、傾角、方向角等均有相應(yīng)的誤差要求。⑤在穿鋼絞線前應(yīng)用高壓氣清孔，直到孔壁干凈無(wú)粉塵、碎屑，孔底無(wú)殘塊為止，以保證錨索能下到預(yù)定深度，確保漿體與孔壁的黏結(jié)質(zhì)量。⑥在施作上排錨索時(shí)，應(yīng)搭建滿(mǎn)足相應(yīng)承重能力的腳手架。

（2）錨索制作：①錨索鋼筋采用φ15.2 mm的低松弛無(wú)黏結(jié)鋼紋線，技術(shù)參數(shù)包括公稱(chēng)直徑、強(qiáng)度等級(jí)、截面面積、質(zhì)量、極限和屈服張拉荷載以及伸長(zhǎng)率等。②鋼絞線為成圈產(chǎn)品，80%材料需進(jìn)行探傷和預(yù)張拉檢驗(yàn)，直徑按10%盤(pán)抽樣、力學(xué)性能按5%盤(pán)抽樣（不少于3盤(pán)），各截取一個(gè)試件進(jìn)行拉力試驗(yàn)，結(jié)果需滿(mǎn)足技術(shù)指標(biāo)。③錨索在安裝前，錨索必須做好防銹、防腐處理，張拉段錨索需涂防腐劑。先將鋼絞線錨固段剝皮后用洗衣粉或其他去油產(chǎn)品，將鋼絞線表層油污洗刷干凈；自由段與錨固段的接口處用膠布纏繞。然后在孔外把收縮及擴(kuò)張定位環(huán)牢固地綁扎在鋼絞線錨固段上，間距為75 cm；自由段內(nèi)設(shè)定位器，其后安裝錨具；錨具應(yīng)采用OVM15-6定型產(chǎn)品，錨具墊板平面應(yīng)與錨索體垂直；安裝時(shí)應(yīng)套上定位支座，定位支座形式可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)修改，但應(yīng)保證錨索鋼絞線在孔中居中，同時(shí)還應(yīng)保證不影響灌漿和水泥漿固結(jié)[4]。④根據(jù)鉆孔深度及設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，采用砂輪切割機(jī)切斷。每6根鋼絞線組成一束。

（3）錨固注漿：①在灌漿之前，應(yīng)對(duì)錨孔用高壓風(fēng)穩(wěn)吹沖洗，排盡殘?jiān)头e水。②將組裝好的錨索平順、緩緩?fù)浦猎O(shè)計(jì)深度。預(yù)應(yīng)力錨索灌漿設(shè)計(jì)應(yīng)采用一次注漿法，灌漿應(yīng)利用壓力泵進(jìn)行，采用孔底注漿法，注漿壓力為0.6～0.8 MPa，待漿液自由流出孔口再勻速拔出注漿管，灌漿完靜置待凝。砂漿灌注必須飽滿(mǎn)密實(shí)，錨孔灌漿初凝收縮后，應(yīng)從孔口補(bǔ)灌滿(mǎn)盈。施工過(guò)程中，應(yīng)做好注漿記錄。③預(yù)應(yīng)力錨索采用M35水泥砂漿，水灰比根據(jù)設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，使用硅酸鹽水泥。④灌漿漿液應(yīng)攪拌均勻，隨攪隨用，應(yīng)在初凝前用完；沙子應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)篩，防止雜物混入。⑤灌漿作業(yè)開(kāi)始和中途停止較長(zhǎng)時(shí)間后，應(yīng)用水或稀水泥漿潤(rùn)滑灌漿泵及管線。⑥在注漿過(guò)程中，如果超漿量過(guò)大，應(yīng)及時(shí)改善注漿工藝。

（4）面板施工：①面板用C30混凝土，墻內(nèi)設(shè)單層25 cm×25 cmφ16的鋼筋網(wǎng)。②鋼筋網(wǎng)各接點(diǎn)均采用焊接。③面板是維護(hù)坡面的受力構(gòu)件，且長(zhǎng)期曝露。因此，混合料的級(jí)配，水泥、砂、石的質(zhì)量必須符合要求。鋼筋的保護(hù)層必須滿(mǎn)足規(guī)范。④面板施工必須立模。⑤面板混凝土必須待其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的80%以上，方可拆模進(jìn)行下一步施工，因此宜在混凝土中加早凝劑。

（5）錨索張拉及鎖定、封錨。在孔內(nèi)水泥砂漿和面板均達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%以上，方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索的張拉。設(shè)計(jì)一孔6束錨索張拉鎖定，荷載預(yù)應(yīng)力應(yīng)為200 kN；張拉采用OVM錨具配套的YCW100B型穿心式千斤頂，也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇適合技術(shù)要求的千斤頂[5]。

張拉力分兩級(jí)，第一級(jí)100 kN，間隔10 min再?gòu)埨?00 kN，持荷穩(wěn)拉10 min后鎖定。錨固后，通過(guò)墊板上的注漿孔補(bǔ)充注漿，預(yù)應(yīng)力錨索張拉錨固后，錨頭部分應(yīng)涂防銹劑，再用C30混凝土將錨頭封閉保護(hù)。錨索張拉必須按規(guī)范進(jìn)行，符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

3 冠梁鋼管樁加錨索面板加固施工質(zhì)量控制措施

3.1 施工準(zhǔn)備階段質(zhì)量控制措施

（1）施工方案編制與審批：根據(jù)設(shè)計(jì)要求制定詳細(xì)周密的施工組織方案和專(zhuān)項(xiàng)施工技術(shù)方案，并通過(guò)專(zhuān)家評(píng)審，確保施工工藝先進(jìn)、可行、安全。

（2）施工設(shè)備與材料檢驗(yàn)：對(duì)用于冠梁鋼管樁打入、錨索安裝、混凝土澆筑等關(guān)鍵工序的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行調(diào)試與驗(yàn)收，確保其性能良好；同時(shí)，對(duì)進(jìn)場(chǎng)的鋼管、錨索、混凝土等材料進(jìn)行全面的質(zhì)量檢查。

3.2 施工過(guò)程中的質(zhì)量監(jiān)控

（1）冠梁鋼管樁施工：嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行鉆孔、下放鋼管、灌注混凝土等工作，確保鋼管樁垂直度、嵌入深度準(zhǔn)確無(wú)誤；采用高精度儀器監(jiān)測(cè)鋼管樁的承載力及位移變化。

（2）錨索施工：執(zhí)行嚴(yán)格的錨固系統(tǒng)安裝程序，包括鉆孔、安放錨索、張拉鎖定、灌漿填充等步驟，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)錨索張拉力、灌漿密實(shí)度和錨固段完整性。

（3）面板施工：精準(zhǔn)測(cè)量并控制面板的位置、尺寸、平整度及連接牢固性，保證面板與冠梁鋼管樁、錨索的有效銜接。

3.3 施工記錄與驗(yàn)收

（1）記錄與追溯：全面翔實(shí)地記錄每一道施工工序的操作流程、所用材料、檢測(cè)數(shù)據(jù)等信息，形成完整的施工檔案，便于后期的質(zhì)量追溯與問(wèn)題排查。

（2）竣工驗(yàn)收：按照相關(guān)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)已完工的冠梁鋼管樁加錨索面板加固結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量驗(yàn)收，包括外觀質(zhì)量、內(nèi)在質(zhì)量和使用功能等方面的檢查評(píng)估。

3.4 后期維護(hù)與監(jiān)測(cè)

（1）完工后應(yīng)定期進(jìn)行維護(hù)檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在的質(zhì)量問(wèn)題或病害現(xiàn)象，如裂縫、滲水等，保障加固結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）應(yīng)建立健全運(yùn)營(yíng)期的健康監(jiān)測(cè)體系，利用現(xiàn)代傳感技術(shù)和數(shù)據(jù)分析手段，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)擋墻的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)、位移變化趨勢(shì)以及環(huán)境因素影響等，為后續(xù)的安全評(píng)估和養(yǎng)護(hù)決策提供依據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)該文對(duì)公路擋墻在不良地質(zhì)條件下常見(jiàn)問(wèn)題的分析，以及針對(duì)這些問(wèn)題提出的冠梁鋼管樁加錨索面板加固施工方法的研究，可以得出以下結(jié)論：

首先，不良地質(zhì)條件對(duì)公路擋墻的穩(wěn)定性產(chǎn)生了重要影響。在地質(zhì)勘察、設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，應(yīng)充分考慮地質(zhì)條件的特點(diǎn)和變化，采取有效的措施預(yù)防和解決擋墻可能面臨的問(wèn)題。

其次，冠梁鋼管樁加錨索面板加固施工方法是一種有效地解決不良地質(zhì)條件下公路擋墻問(wèn)題的技術(shù)手段。該方法通過(guò)冠梁鋼管樁提高了擋墻的承載能力和抗滑移能力，同時(shí)利用錨索面板加強(qiáng)擋墻的穩(wěn)定性和抗變形能力。在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行合理的加固設(shè)計(jì)和施工，確保加固效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

最后，質(zhì)量控制措施的嚴(yán)格執(zhí)行對(duì)于確保冠梁鋼管樁加錨索面板加固施工的效果至關(guān)重要。從原材料質(zhì)量控制、施工工藝控制、質(zhì)量檢測(cè)與監(jiān)控到質(zhì)量管理體系的建立等方面，都需要采取有效的措施進(jìn)行控制和管理。只有確保每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量符合要求，才能實(shí)現(xiàn)整體加固效果的可靠性和持久性。

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