预应力锚索桩板墙施工工法

预应力锚索桩板墙施工工法预应力锚索桩板墙施工工法 中铁二十局集团第四工程有限公司 一、前言一、前言 在山岭陡峭、地形复杂、山高谷深的地区，高等级公路通过的地段造成大量的高填深挖，高桥及隧道 处处可见。在山谷深、地面横坡陡峭的地段，路基难于填筑，旱桥跨越在经济和技术上造成较大的浪费， 同时也给路基稳定及桥梁的桥桩、墩柱带来隐患。采用新型高挡墙跨越不仅开挖面小，也可消耗废方，起 到安全、经济和环保的作用。 个旧至冷墩二级公路预应力锚索桩板墙工程是采用 40 米高预应力锚索桩板墙进行边坡治理的项目， 稳定了高填方路基，减少了陡坡旱桥，预应力锚索结构由于其合理的受力机理以及在软弱岩体中能更有效 的发挥土体承载力而提供了较大锚固力，通过施工经总结形成本工法。 二、工法特点二、工法特点 1.采用 MG-50A 型潜孔冲击钻跟套管无水干钻，能有效的预防塌孔，保证水泥浆与孔壁岩体的粘结强 度。 b 2.锚索材料选用低松弛环氧喷涂无粘结钢绞线（ASTMT416-88a 标准 270 级，强度 R y=1860Kpa，松弛 j 率为 3.5%，Φ =15.24mm） ，配套 OVM15 型锚具，钢绞线强度高，性能好，可以在张拉结束后有效的进行放 张或补偿张拉且弥补了钢绞线在特殊环境下中长久防腐的问题。 3.该体系能主动提供抗滑力，有效的控制岩体的位移，在锚索的锚固范围内产生亚应力带，从而从根 本上改善岩体的力学性能。 4.根据现场实际地质情况，大吨位锚索主要锚于碎石土、亚粘土中，鉴于土体破碎，抗剪强度低，在 锚索结构上， 通过对拉力型锚索与分散压缩型锚索工作性能的比较， 采用分散压缩型锚索结构有突出优点。 拉力型锚索与分散压缩型锚索工作性能的比较见表1。 表表 1 1拉力型锚索与分散压缩型锚索工作性能的比较拉力型锚索与分散压缩型锚索工作性能的比较 项目 岩体—水泥浆体间的粘 结摩阻应力分布状况 岩体—水泥浆体间的粘 结摩阻应力值 粘结摩阻强度 锚索承载力 耐久性 拉力型锚索 沿锚固体长度分布极不均匀，应力集中严重，易发生渐进 性破坏 总拉力大，粘结摩阻应力值大 灌浆体受拉不会引起水泥浆体横向扩张而增大粘结摩阻 强度 锚固长度超过一定值后，承载力增长极其微弱 灌浆体受拉，易开裂，防腐性差 分散压缩型锚索 沿锚固长度分布较均匀 总拉力可分散成几个较小的压力，粘结摩阻应力值显著减 小 灌浆体受压产生横向扩张而使粘结摩阻强度增大 锚索承载力随锚固段长度增加而增加 灌浆体受压，不易开裂，预应力筋外有油脂、PVC 涂层及 水泥浆体多层防腐，耐久性好 三、适用范围三、适用范围 本工法适用于公路、铁路、水利、城市建设等相关领域的浅、中、深层土石混合滑坡、土滑坡、岩石 滑坡的防治工程。 四、工艺原理四、工艺原理 穿过边坡滑动面的预应力锚索，外端固定于抗滑桩上，另一端锚固在稳定整体岩体土石混合体中。锚 索的预应力使不稳定岩体处于较高围压的三向应力状态，岩体强度和变形比在单轴压力及低围压条件下好 的多，结构面处于压紧状态，使结构面对岩体变形消极影响减弱，显著提高了岩体的整体性，锚索的锚固 力直接改变了滑动面上的应力状态和滑动稳定条件。 五、施工工艺五、施工工艺 （一）施工工艺流程（见图1） 1 坡面整修 桩位定位放样 工作平台搭设 挖孔、浇桩、放板 回填土压密至一定 高度、桩位监测 桩上锚孔 造孔、制索 桩上锚孔钻孔、制索锚索安装、注浆 锚索安装、注浆锚索预紧 锚索预应力施作、桩位监测回填土压密、桩位监测 锚索预应力施作、桩位监测 回填土到位、桩上 锚索张拉锁定 封锚 图 1预应力锚索桩板墙施工工艺流程 （二）施工要点 1.桩板墙施工 （1）桩基施工时，应准确核对平面位置，结合地形做好桩区地面截、排水及防渗工作。 （2）桩基采用挖孔桩施工，施工方法主要有：碎石土开挖用洋镐和钢钎；软、风化岩石用风镐，；灰 岩、板岩人工用钢钎硬凿；有地下水用7.5KW，20—40 米扬程的浅水泵抽水人工凿后，整体板岩和弧石用 静态爆破进行凿除。提升采用人工辘轳和电动葫芦。挖孔及支撑护壁连续作业，护壁1 米为一节，采用孔 内现浇，一天后拆模，严格按隔桩开挖的方法进行。 （3）挖孔到位后，清理孔底，重新进行桩位放样，复查准确后开始绑轧钢筋。在绑扎过程中若发现 钢筋笼位置偏差，应及时将其调整准确。 （4）钢筋的焊接和绑扎应严格按照技术规范要求进行。绑扎成型经检验合格后，转入下道工序—— 模板安装。 （5）由于桩板墙结构的特殊性，采用标准化的组合钢模。模板支架与脚手架分离，避免引起模板变 2 形。在混凝土浇筑之前，用同一种脱模剂涂刷模板，且不得污染钢筋。安装完毕后，对其平面位置、顶部 标高、节点联系及纵横向稳定性进行检查。浇筑时发现模板有超过允许变形值的可能时，及时纠正。 （6）桩板墙桩长均大于10 米，为防止离析，利用串桶倾卸，且在中途设置一至两道减速装置。由于 钢筋密度大，用 4 台插入式振动器同时进行捣固，浇筑层厚度 15cm 左右。浇筑混凝土，必须一次性全桩 浇成，否则视为断桩。当浇筑至预留锚孔处时，仔细振捣，以保证锚孔处的强度。在混凝土浇筑期间，设 专人检查支架、模板、钢筋和预埋件等稳固情况，发现松动、变形、移位时及时处理。专人填写混凝土浇 筑记录。 （7）挡土板为钢筋混凝土矩形板，预制时两侧留有吊装孔，同时作为泄水孔。挡土板采用直接搭接 桩身的形式，桩、板连接的缝隙不用处理，若缝隙过大可采用沥青麻絮填塞。 挡土板采用平面堆放，受力面朝上（受力面按设计图纸标识） ，其堆积高度不宜超过 5 块，板块间用 木块等支垫，并置于设计支点位置，运输过程要轻搬轻放。安装时，应竖向起吊，用手牵引，防止与桩相 撞，将挡土板正确就位，同时应做好防排水设施及填筑墙被填料，挡土板顶面不齐时，可用砂浆或现浇混 凝土调整。 2.桩后回填 桩板墙段路基填土严格按照公路工程技术规范和设计标准施工，在填料选材和路基填筑工程中加强了 试验工作，从长远考虑，在填土与桩板之间填一层 50cm 厚的碎石深水层，从而使渗入填土路基中的雨水 从挡板泄水孔排出，以保证锚索长久不受雨水的侵蚀，从而保证路基的工程质量。 3.预应力锚索施工 （1）施工准备 将预应力的造孔设备、注浆设备、张拉设备调至工作面附近，待工作面完成后，马上吊运至工作面， 所有施工材料均应由出厂证明、合格证，钢绞线应检测合格，做好施工场地的排水工作，材料、机械的防 雨、防水工作，水、电等在前期施工中已接到位，稍做处理即可满足施工要求。 （2）回填土、压密至一定高度。填土高度按锚索张拉控制程序施工。随时进行桩位监测。 （3）钻孔 钻孔是预应力锚索施工中控制工期的关键工序，为提高钻孔效率和保证钻孔质量，采用 MG-50A 潜孔 冲击钻机。该钻机所配钻杆是统一规格，按锚索设计长度将钻机所需钻杆摆放整齐，钻杆用完孔深也恰好 到位，由于钻杆长度均有±5mm 的误差，要求实际钻孔深度超出设计孔深0.5m 左右。为防止恶化边坡岩体 的工程地质条件和降低孔壁的粘结性，严禁开水钻进。 钻进过程中应对每个孔的地层变化，钻进状态（钻进、钻压）地下水及一些特殊情况做好现场记录， 如遇地层松散、破碎时应用跟套管钻进技术， 以使钻孔完整不坍。 如遇坍孔