预应力锚索桩弧形挡板墙在高边坡支护中的应用

预应力锚索桩弧形挡板墙在高边坡支护中的应用1工程概况xx路改扩建工程为连接xx市区和xx新区的城市Ⅰ级主干道。工程位于xx省xx市xx东岸，南北走向，全长22.75km，规划红线宽80m，机动车双向10车道加非机动车道和人行道。xx线K1+440～K1+792边坡位于xx省xx市xx县北，边坡支护部分长400m（含交叉口），高7.56～15.33m。边坡开挖后外貌见图1。山体顶部为自然上延的边坡，坡顶除大量树木外，尚有重要建筑结构。图1边坡开挖后外貌边坡的裸露必然影响到山体及其顶部的稳定性，而且既破坏了植被，又损害了生态景观，还易造成水土流失，这不符合我国的可持续发展战略[1]。为此，必须对该边坡进行支护并考虑到与周围环境的协调，在挡板墙面形状上采取措施。该边坡采用预应力锚索桩弧形挡板墙，将结构和景观绿化融为一体，同时解决了边坡安全与环境绿化问题。2工程地质条件边坡主要为剥蚀丘陵而形成的斜坡地貌，自然坡度最大可达35。地层为寒武系沧浪铺组（1c1）风化砂岩、泥岩互层，厚度超过20m，各土层分布不均。整体以零散分布的散状土层为主，工程性质差且结构不均匀，遇水软化。按照其成因和岩性自上而下为：风化残积土（Qel）、全风化砂泥岩（εSs+sh）、强风化砂泥岩（εSs+sh）和中风化砂泥岩（εSs+sh）。场地地下水埋藏较深，勘探范围内未见地下水。3边坡支护方案边坡采用人工挖孔桩预应力锚索支撑，桩顶之间用冠梁（80cm×50cm）连结，桩身之间为现浇混凝土挡板多排锚杆拉设。除顶部混凝土挡板为直立外，其余为部分直立、部分弧型，混凝土挡板左右两侧镶嵌在支护桩内，弧型挡板上部凹处填种植红粘土做边坡绿化，边坡效果图如图2。预应力锚索桩弧形挡板墙结构如图3～5。图2xx线K1+440～K1+780高边坡支护效果图图3预应力锚索桩弧形挡板墙结构正视图图4支护桩桩身剖面图图5弧形挡板剖面图本工程共设计支护桩72根、锚索221根、锚杆937根、挡板1316m。支护桩断面尺寸为1.50m×2.50m，即平行于道路方向为1.50m，垂直于道路方向为2.50m，桩长为12.58～22.30m。支护桩分2型、3型和4型3种，锚固段长分别为5m、6m和7m。所有支护桩均通长配筋，桩身混凝土强度等级为C30。预应力锚索分A型、B型和C型3种，每排孔数分别为2孔、3孔和4孔，长度分别为20m、25m和25m，锚固段长均为10m，设计抗拔力为320kN。锚杆分1型、2型和3型3种，每根锚杆长度分别为9.26m、9.42m和10.13m。锚索钻孔直径为130mm，锚杆钻孔直径为110mm，锚索采用3φj15.2（1860MPa）钢绞线，锚杆采用28钢筋。锚杆垂直于挡板，与水平方向夹角为0°，A型锚索沿桩横断面纵轴线外张2°，与水平方向夹角为15°；B型锚索下部两锚索与A型相同，上部锚索沿桩横断面纵轴线与水平方向夹角为15°；C型锚索中部两锚索与A型相同，上部锚索沿桩横断面纵轴线与水平方向夹角为14°，下部锚索沿桩横断面纵轴线与水平方向夹角为16°设计挡板1316m，挡板山体侧设多排排水孔，内径100mm，长2m，仰角10°，管内埋置相应的PVC透水管并用土工布包扎，排水孔竖向间隔＜5m。多排排水孔由φ150竖向排水管联接。颗4柿边坡施工躲边坡为永庆久性陡支护且为醉一人文景串观进，对工程愿材料、施奏工要求严湿格，尤其枪是支护桩标和弧形挡泽板外观，爪锚杆、锚凝索施工，像从材料选冲择、运输砌，锚杆、刊锚索体制驾作，钻孔美精度，锚豪杆、锚索反安装、注尸浆，到锚渠索张拉锁票定和锚杆保与弧形挡摊板钢筋网谎片的焊接蛇都有很高咸的要求。禁该工程工画序多，工炕艺复杂，畏尤其是在圆边坡上三普面支模、筛预应力锚购索和弧形出挡板的施云工，难度瞒很大。滑根据场地删岩土层条爱件和技术美要求，采愁用机械开翼挖，人工驶修坡。高途边坡部分察先搭设脚症手架人工滚开挖后再公用机械开较挖。采用参人工挖孔赢工艺成桩学，锚索、迎锚杆机械赏干成孔，巾压力注浆滚，现浇混稍凝土制作宫弧形挡板棒。边坡支蠢护施工流孕程如仗图键6吹。站捷迁愤图设6渔听边坡支护烧施工流程耐4.1增丧支护桩住4.1两.1摘采用全站乌仪放样，她根据设计秧图纸将桩看孔位置准挤确测放在视坡面上，书孔位在坡窄面纵横误浅差不超尘过合±垄50mm享。惧4.1榆.2解在专人统晃一指挥下应按自上而械下的顺序月分层开挖贝，随挖随奔装随运。蛮边坡垂直戒开挖呈马研蹄型，横护向尺寸核2.8+怀0.2查0m较。中风化吴砂泥岩采珍用风镐开鸟挖。裸露利土体均匀厦较稳定时忍，采用素但喷型40m鸭m佣水泥砂浆涉保护坡面份。裸露土啄体松散有胜掉块时，佳挂网喷射唇80mm约的细石混腹凝土保护傍坡面。国4.1矿.3剪采取跳跃扣间隔方式午人工挖孔括，地上采钓用固定人溉工挖孔机拐架，地下顽人工挖土啊，基岩段耳采用风镐罗振碎、人描工清渣，仰用机架钢朽丝绳吊土激和妙/炼或岩渣至铺地表。裸凉露土体松剥散时，须秘喷射立20mm易的细石混雀凝土保护邪孔壁。上伐部舰1m劝需支模板光用细石混看凝土护壁口，护圈高疼出地面舅20cm乎，宽度易20cm而。芦4.1肉.指4林失边坡用三墨面支摸（缺图目7撑），坡壁绣与柱间间站隙用据C30氏混凝土充愤填捣实。伤模板坡面赵方向用土遗钉拉结带。影错图系7驰疑支护桩跟4.1崭.5钟涨按设计图挥纸要求在停孔内就地镰制作钢筋召骨架。为宋便于挖出艇混凝土挡槐板嵌槽，猜钢筋骨架旺两侧绑扎掠塑料泡膜环。按锚索龟类型安呼设丽φ读140梅钢管，作敞为锚索孔厦施工的预粒留通道热。毁欠4.1询.6感摘桩身采用赶整体式浇理筑，浇筑岁过程连续泽。浇筑的狠混凝土用潮振动棒及原时振捣讯。床政4.赞2蹦锚索、锚利杆昏4.2.联1掀采死用地KSZ1漆0顿0捐型潜孔钻病机，气动久潜孔锤成盾孔扁，啊VY-1定2/7-继B节型空压机口冲孔，钻渐压为于6勤～旱10kN券，转速为嚷30r/傲min棵，风压为上0.7自～蓝1.1M絮P坐a右，风量为样12饺～璃15m匹3付/min芦。达到孔织底深度后姻，稳钻拒1~2牌mi漫n茂或更多时恶间，防止峰孔底尖灭痒。实际终条孔深度大评于设计锐0.5m样。坑4.2.压2料锚杆定位锡器采芽用伴φ岛6.5胸钢筋制作书，并与主田筋焊结。额28妨钢筋与网秧筋和加强泳筋焊结优。陕φ剩14坏钢筋网眼墨12.5桶cm膊。锚杆头株部加强筋殖20鞋。为防止谷推送钢绞再线时变形鞋，率用负φ誉6.5泄钢筋斜拉断定位器作划支撑。钱4.2.端3蚕锚索、锚皇杆在放入爹钻孔之前郊平直、除弊锈，下料席长度＞设牧计长度侧2m慰。承载体披采描用就18m烈m额厚值45裕钢钢板制顿作，承载歌体应用双帖重捆扎，烫在承载体际下方加一胀钢垫板，誉用螺杆固培定牢固，面连接强度冠>200窝kN拘。对中支煮架采用硬湿质塑料制联作，留有图一定的保姜护层注浆崭间距，锚环固段间距欲1.0席～跪1.5m蛇，自由段降间距犁2.0m顿，并用铁柜丝绑扎牢汪固。锚固猪段不少于苹3湖个隔离支窜架，自由轿张拉段全台长设置立。夕慰4.2.垄4顺原设计为招压力型锚排索，但通盆过计算发丹现水泥砂牧浆强度不惩能承受张炒拉荷载，巴故将锚固扑段的无粘躬结钢铰线纪改为有粘瞎结钢绞线剂，荷载变槐为由锚固某段通过水掏泥砂浆柱副体和锚固幼段岩层或奇土层的摩训擦力逐渐掌向端部传序递，原设雅计的压力示型锚索改心为了拉力究型锚索。聪对已到货命的无粘结斤钢绞线去碎除套管、没清除油污霸，而对后肠期进场的奇有粘结钢妥绞线自由更段加套管搬。浅4.2.惑5爷注浆管强静度应达注牌浆泵压要抖求，从对饱中支架和湿承载体中台心通过，过管头置于埋导向帽内纷（导向帽电用钢管制井作），并趣用铁丝固脊牢，防止稻安锚时脱附落孔底。猫4.2.淘6互扰清孔完毕抛后立即将酬灌浆管与版锚杆钢筋洁同时放至潮钻孔底部颈，然后用骗砂浆泵将朵灰砂比伤1恳：狼1绞、水灰比闷0.45托的朵M大4絮0狼水泥砂浆津用华BW-1开5己0陈型砂浆泵休注入锚孔腿，注浆压毅力涉≥件0.5M效P壮a牙。当孔口屋流出浆液颗时，封堵数孔口，一松次注浆结此束。注浆费量根据理监论计算和个抽拔钢绞把线视其实蔬际压浆长种度后确定皱。如发现阅浆液减少责或收缩时遍，应及时追补浆。一公次注浆结商束等12h侧后进行二续次压力注社浆，待压瞒力表下降必（卸荷）贺时终止。口注浆压赚力机≥雕3.0M擦Pa蛛。二次注读浆管用透晴明胶带绑责扎，以便播顶开。容4.2.艇7溜例锚索注浆逗体养浓护俊9希~眼12闯d和后张拉至童设计值陷的晓110丈%粮，接着实馋施自由段辜注浆。正础式张拉前右，取书20%袭的设计张窃拉荷载对若其预拉一映次，使其秧各部位接梁触紧密，脚然后按设轿计预应力道的烛50溜％、悲75过％、智100晶％和封110棍％四级进呢行张拉，籍张拉应力触误纲差皆≤尸5%呼，锚索张歌拉至设定典张拉荷载租后，持荷走10~1额5min祝，进行自惧动锁定。质24探h厦后进行补尝偿张拉，值以减少预画应力损失乓。每孔锚蕉索预应力济锁定值为夜320k恐N旨。阶男4.2.趋8尝匹当锚固段挺位于非均渔质地层时概，合理调钥整单元锚凭固长度，笼使不同地饥层粘结强畏度都能得粮到充分利涌用。始4.2.立9扎采用机械抚切割余露扭钢铰线，披留长场10cm残。用纯水洒泥浆注满僵垫板及锚枯头各部分违空隙，用辈20MP穿a蝴细石混凝获土按设计沾要求制模街封锚。熔4.2.崇10画贫边坡锚杆魄裸露部分庸套奖PV亲C司管，防止捧伸入挡板孕和碎石中冰腐蚀炉。牛假再4.堆3马弧形挡板逆4.2.哑1饭夫按设计要絮求将桩侧滔清理出凹宏槽，挡板竞内层钢筋裤网在相应猫的位置与惭桩钢筋骨晃架焊接，刺调整钢筋售网片的曲涂率，准确佛测量出每乏排锚杆的辱焊接位置桨后将钢筋缩网片与锚豪杆焊接。戏重复上述茫工作，完车成外层钢典筋网片的怪制作安装千。陷4.2.雕2谎近路一面析采用整块顽模板，另让一面采用慨单块就位片组拼。先冰做好模板弄定位基准箱工作，桩盖凹槽部清斤扫干净、麦支撑稳固叮，弹出板吼的外边线显和板中防疤线，挡板父的两面模伞板就位并园组拼好，欢校正调整桥模板角度菜、位置正本确，并固控定。然后卫以第一段目模板为基举准，用同鸡样的方法宇组拼第二谋段模板，军直到全部耻完成。元4.2.诵3坡搬采用常规扣浇筑法浇郊筑混凝土效。浇筑过虫程中每隔引0.5剃～浮1.0m晨进行振捣都，并从外鸽部用附着着式振捣器郑辅助振捣罪。窑尚辉5茧洽抗拔试验拐与变形观饰测侮5.1协澡抗拔试验胁盾盆选择土层前和岩层各廊1刑根做锚索似抗拔试验房。岩层锚腥索抗拔试炸验贼Q-熄s痕曲线如动图璃8坚。硬图连8吼做锚索抗拔旁试浑验予Q-塞s远曲线贤5.2核馆变形观测需由于边坡傻较长，在时坡顶共布曲置观测傅点签1便0筛个，前期进用全站仪勒每周对边睁坡水平位逃移观司测恨2吉次，后期喇每洽周晴1茄次。施工报期间边坡铁变形观测诞结果如生图张9储。罪图悟9闻摇边坡变形殊观测结果乡6纪撒结束语碗预应力锚络索桩弧形奸挡板墙突捐破了垂直帖边坡支护豪结构不与辽景观绿化好联系的传蜂统观念，订在放设计理念疼和结构形押式上进行慰创新，薪将垂