預應力錨固技術在巖土工程的應用

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摘要：文章以預應力錨固技術在巖土工程施工中的應用為主題，從施工準備、錨孔鉆造、錨索的制作與安裝、錨孔灌注、錨墩混凝土澆筑、張拉鎖定方面闡述應用預應力錨固技術施工工作的具體流程，為預應力錨固施工技術的合理、快速、高效應用提供參考。

關鍵詞：巖土工程；支護施工；預應力錨固技術

近年來，隨著我國基礎設施的大力興建，錨固技術已在邊坡、基坑、抗浮結構、隧道、洞室、抗傾和受拉基礎工程中得到大量應用。相對于非預應力錨固，預應力錨固有安裝后能及時提供支護抗力，使巖土處于三軸應力狀態，控制地層和結構物變形能力更強，施加預應力后能在地層內形成壓縮區，有利于地層穩定，張拉工序能檢驗錨桿的承載力，質量易保證，能提供更大的抗拔力等諸多優點，使得預應力錨故在高邊坡、深基坑、大型滑坡等難度較大的巖土工程中使用越來越廣泛。

1巖土工程施工中預應力錨固技術概述

錨固技術經歷了漫長的發展歷程，最初巖石錨桿普遍被應用到礦山支護作業中，隨著施工技術的不斷創新發展，巖體錨固技術的應用范圍被進一步拓寬，尤其是在計算機深入發展與廣泛普及的時代背景下，巖土工程中對各類數值的模擬也逐漸涉及對預應力錨固技術方法的運用[1]。在巖土邊坡工程、水利工程、建筑工程、鐵路隧道工程及交通工程建設施工中都可以見到預應力錨固技術的身影。錨固技術的核心在于固定，其能夠將巖土充分發揮自身的固有能力，并在最大限度內提高巖土介質的強度，發揮潛力性能等，這樣無論是巖土自身的穩定性能，還是自身的承載能力，都可以得到有效增強，達到緊密連接結構物與巖土的效果。將這一技術引入并應用到巖土工程施工中，可為整體作業的安全性與穩定性提供重要保障。由于多樣化與復雜化的巖土介質會在很大程度上增加施工難度，因而為了避免不穩定性因素對施工質量造成不良影響，普遍采用傳統的經驗豐富，借助于預應力錨固技術開展施工工作。在錨固機制、設計理論以及計算機方法方面，由于其當前的發展尚未成熟，因而相比于工程實踐，現有的大部分預應力錨固技術理論體系依然較為滯后[2]。

2預應力錨固技術在巖土工程施工中的應用

2.1預應力錨索施工準備工作

預應力錨索施工技術性及工藝要求嚴格，施工過程中需要遵循規范的作業流程，其中的基礎部分便是開展施工前的準備工作。對于施工單位來說，在正式開展施工作業前，需熟悉設計圖紙及現場施工環境、條件等，對所需的人力資源、機械設備等予以統一組織，梳理規范具體的施工工序流程，確定技術工藝的施工與作業方法等，依照設計方案的總體要求，為巖土錨固施工作業的有序進行提供必要保障[3]。錨索施工前應對監理和試驗室對生產廠家資質進行報驗，施工所用的水泥、鋼材、預應力鋼絞線及錨具等材料和設備必須符合國家標準，且使用前必須提供材質檢測證書、合格證書、并且必須出具材料第三方檢測報告。錨索施工前應按規定的工藝流程進行作業，施工前在非錨固區選擇具有代表性的且與錨固工程條件相似的部位進行一定數量的錨索生產性試驗。按選定的工藝進行施工，試驗內容包括材料試驗、錨索受力性能試驗、錨索張拉試驗、錨索驗收試驗等，以此熟悉和優化施工工藝，驗證設計參數，改進并完善設計及施工工藝。與此同時，施工單位應制定嚴格的質量保證體系，配備專職施工、技術、質檢人員，并將質量貫穿于錨索施工的始終。施工前及施工中做好人員培訓，施工中按報經批準的施工方案進行施工，并做好施工中每道工序的過程檢查、原始資料的記錄、整理和工程總結工作。

2.2錨孔鉆造技術

（1）測放錨孔需要參照設計方案中給出的具體樁號，采用雙頻動態GPS儀器或免棱鏡全站儀進行測放。為了確保定位的準確性，可以使用油漆、鐵釬等材料用具標記。在對鉆機位置予以選定且標注時，需嚴格遵守施工準備階段的作業要求，將設計的傾角、孔位等作為參考依據，確保對鉆進角度控制的準確性與穩定性，然后精確合理地確定鉆機孔位[4]。（2）鉆進方式的選擇是否適宜對巖土工程錨固施工中錨孔的鉆造質量及施工進度具有直接影響。潛孔錘鉆機對比回轉鉆機具有鉆進速度快，清孔干凈、無沉渣，無循環液污染等優點，但地下水豐富，地層中潛孔錘鉆機受到一定限制，故設備選擇應根據場地地質水文及環境條件做好選擇。在鉆孔錨固的作業階段內，施工人員需尤為注重對鉆孔孔徑、孔深、傾角的準確把握，嚴控偏差，終孔后必須認真清孔。鉆孔過程中應排專人負責記錄施工錨索的鉆進情況，地質情況、時間、異常等進行專項記錄。鉆孔完成后，應用預先做好的探孔裝置進行探孔，若探孔時輕松將探孔器送入孔底，則表明鉆孔深度符合設計要求。需檢查鉆孔孔道的清潔程度、孔深及孔斜，填寫鉆孔測斜原始記錄表。在錨索安裝前，應對孔口進行暫時封堵，不得使碎屑、雜物進入孔口。錨索鉆孔過程中孔口段開孔遇到覆蓋層或全強風化破碎巖體，可采用套管施工跟進；遇到孔內嚴重掉塊、卡鉆、排渣困難、地下水滲漏嚴重鉆進受阻等成孔難度大或成孔后縮頸時，說明孔內地質存在嚴重缺陷，主要是孔內錨固段存在裂隙破碎帶，巖石強度低，并可能產生相鄰孔串漏，從而影響錨固段灌漿效果；若孔深不能穿過破碎帶，內錨頭的圍巖質量不高，可對孔內地質缺陷采用全孔道一次固結灌漿的方法處理，采用單孔單灌的方法，灌漿壓力采用0.5～0.8MPa，固結灌漿后3～7d，按鉆孔要求進行孔道清理；可根據吃漿量大小，間歇性控制灌漿，在漿液中添加速凝劑，減少灌漿量。如漏漿嚴重，可采取孔內噴混凝土，漿液中加水玻璃、聚氨酯復合堵漏劑等措施，以保證成孔。

2.3錨索制作與安裝

鋼絞線下料長度應符合錨索的設計尺寸及張拉工藝需要，錨具外鋼絞線外露長度應滿足補償張拉要求，下料前檢查鋼絞線表面有無缺陷，鋼絞線平順，不能打絞，鋼絞線下料只能采用機械設備切割，不得電焊切割，要保證切口平整，無散頭現象，表面不能有油污、潤滑劑、污垢和銀屑。錨索自由段刷防銹漆，瀝青玻纖布纏裹二層后裝入保護套管中，自由段套管兩端用黃油填充，外繞工程膠布固定。錨固段先要除銹，按設計間隔設置隔離架，將鋼絞線依次放入定位支架的凹槽內，再用鐵絲將其與支架扎緊并與錨索索體綁扎牢固。錨固段底部用鐵絲將鋼絞線捆在一起，不得有分叉現象，防止下錨時將錨索插入土體內。待錨索綁扎完成后，先將PVC管沿錨索軸線方向從定位支架的中間孔洞從自由段開始向底端穿進，注漿管與鋼絞線捆扎在一起，以防止下錨時脫落。錨索編制完成，做到隨編隨用，避免長時間存放，存放時放置在干燥通風的地方，并采取防水防油污措施。錨索安裝前，應檢查、索體鋼絞線或鋼絲的順直性，進出漿管的位置與通暢性，檢查孔道通暢情況，用高風壓注入孔底，進行清孔，直至沒有粉末和碎石渣流出。錨索運輸中，嚴防與硬質物體摩擦，以免損傷PE套管，安裝時先將錨索體的底端放入孔內，用人工依次向孔內緩慢均勻推進，不得用力過猛。安裝完畢后，應對外漏的鋼絞線或鋼絲進行臨時防護。

2.4錨孔灌漿

依照工程設計方案與施工要求?？茖W選取、配比并檢驗所用的注漿材料，確保其滿足巖土錨固施工的質量規定。如若注漿施工中有較長的停止時間，在繼續開展注漿作業前，應使用水或水泥漿材料，潤滑處理注漿與注漿管路。無論是安裝錨筋體的施工工作，還是錨孔注漿，均應在結束錨孔鉆造工作后的1d內全部完成。靈活運用孔底返漿的技術方法，能夠在錨孔注漿期間有效控制注漿量。如若在此期間發現存在漿回落的問題，應在一定時間內做好補漿作業。注漿過程，工作人員需對每個孔水泥用量做詳細、完整的施工記錄。

2.5錨墩混凝土澆筑

按照設計圖紙進行錨墩鋼筋加工制作和模板的立架，立模時保證預埋鋼套管軸線與錨索孔道軸線重合、錨索同心，并嵌入孔內，鋼套管與承壓鋼墊板垂直，以保證良好的受力條件，模板固定要牢固。準備工作完成后，按設計要求的混凝土進行澆筑，澆筑時要注意錨墩下部的振搗，防止出現蜂窩麻面。

2.6張拉鎖定錨孔張拉鎖定

錨孔是巖土工程施工中錨固技術應用的最終環節，也是十分重要的作業階段，無論是建筑工程還是其他工程的錨固施工，均應確保錨斜托臺座的承壓面處于平整狀態，并垂直于錨筋的軸線方向。在正式開展錨索張拉作業前，施工人員應充分了解并掌握設計方案中的作業流程與具體要求等，在張拉過程中應按照設計要求逐級加載，錨索張拉完畢后及時進行鎖定及錨頭保護。

3結束語

作為一種隱蔽性的施工工作，預應力錨固施工的操作工序較為復雜，且具有較高的技術應用難度。因此，對于預應力錨固技術，建筑單位需要安排專業的技術人員，確保其具備一定的作業經驗，為預應力錨固施工質量提供基本保障，提高巖土與結構的穩定性。

參考文獻：

[1]邵峰.預應力技術在公路橋梁施工中的應用分析[J].住宅與房地產,2019(33):195.

[2]劉雪明.預應力技術在道路橋梁施工中的應用[J].工程技術研究,2020,5(17):70-71.

[3]王皓.淺談預應力錨固支護技術[J].四川建材,2019,45(1):81-82+84.

[4]張華,王建元.邊坡預應力錨索施工技術探討[J].人民黃河,2020,42(S2):185-186.

作者：王俊杰 賈汝濤 單位：四川省川建勘察設計院有限公司