建筑工程高边坡施工中框架预应力锚索施工方法研究

郑高文

为提高高边坡施工中框架预应力锚索施工的稳定承载力，本文在高边坡施工中设计一种新型框架预应力锚索施工方法，致力于从根本上提高高边坡施工中框架预应力锚索施工稳定承载力，进而提升框架预应力锚索施工质量。

1.建筑高边坡施工中框架预应力锚索施工方法

在本文设计的框架预应力锚索施工方法中，本标段边坡支护约800m，水平向自西向东顺序施工。根据高边坡施工标准，框架锚索是本边坡工程主要工序，框架锚索竖向自上而下分多段施工，每段最大高度不超过8m。本文设计的高边坡施工中框架预应力锚索施工流程为：首先，在土方开挖前加固锚索影响区地层；其次，设置框架预应力锚索施工参数，自上而下分段施工格构式框架；再次，通过混凝土喷面，执行预应力锚索(杆)施工；最后，通过截、排水沟工程施工，完成高边坡施工中框架预应力锚索施工。

1.1 锚索影响区地层加固

锚索影响区地层加固的主要作用是保证自上而下分段施工格构式框架锚索时地层的稳定性，将框架区间设置为锚索影响区[1]。通过安置旋喷桩止水帷幕双管，并在地面进入隔水层至少1m处进行注浆加固，以此实现锚索影响区地层加固。针对锚索处理区地层加固所需的注浆量，可以根据注浆量理论建筑空隙表达式进行计算。设加固所需的注浆量为，可得公式（1）。

公式（1）中，为框架区间环宽，单位为m；指的是框架开挖直径，单位为m；为旋喷桩止水帷幕双管管片外径，单位为m。通过公式（1），在得出加固所需注浆量的基础上，对注浆速度进行计算。设锚索影响区地层加固注浆速度为，可得公式（2）。

公式（2）中，为盾构机掘进速度，单位为mm/min。根据公式（2）得出的具体数据，通过锚索影响区地层加固，为高边坡施工中框架预应力锚索施工提供良好的土层环境[2]。现场平台宽度约1.5m，上级平台外立杆搭接在下级平台脚手架外立杆上。现场坡面弯曲，脚手架跟着弯曲时，需在立杆弯曲位置设置竖向z字支撑增强架体稳定性。脚手架搭接，长短立杆搭配使用，避免出现搭接在同一位置现象。

1.2 设置框架预应力锚索施工参数

根据加固后的锚索影响区地层条件，在混凝土喷面过程中设置框架预应力锚索施工参数[3]。其中包括：将掘进速度控制在15mm～18mm/min；刀盘扭矩为600kN～750kN·m；刀盘转速为1.4r～16r/min；总推力控制在9500kN～10000kN。混凝土具体参数，如表1所示。

表1 混凝土具体参数

结合表1信息，控制混凝土喷面混凝土具体参数，确保各项参数均在控制范围内，施工过程中，在坡面未喷射混凝土前，为确保坡面不受水流冲刷，在坡面覆盖彩条布或塑料膜。施工顺序为：人工修坡放线定位开挖梁槽铺砌梁底砂浆调平层支模板绑扎钢筋浇砼养护[4]。框架梁间采用喷射混凝土，喷射砼强度为C25，厚度为16cm。在此基础上，设置预应力锚索(杆)。由于设置预应力锚索(杆)时很容易造成沉降过大的问题，会对连接部分结构带来较为不利的影响，降低高边坡施工中框架预应力锚索施工的稳定性。在锚索段施工前通过地表沉降观测点监测，严格按照有关技术规范，将监测频率设定为3次以上，避免施工中存在的沉降安全隐患。设施工沉降位移为，可得公式（3）。

公式（3）中：为施工沉降位移取值范围，通常以1个单位为标准，为实数；为监控到的施工沉降范围中的分层数量；为沉降中的土建单层厚度，计算单位为mm；为施工中混凝土的凝结缝隙比，取值为常数。结合上述计算公式，可得出施工沉降的基础位移，实现对框架预应力锚索施工参数的监控。

1.3 完成框架预应力锚索施工

在截、排水沟工程施工阶段，排水孔采用YG28风动钻机成孔，成孔孔径φ110mm，按4m×4m等间距布置，斜向上深入坡面20m，倾斜10°的系统排水孔。排水孔内置φ75mm软式透水管，管后端包一层无纺布。锚杆制作好应进行自检并经监理验收合格后方可将索体插入孔中。本文采用液压切断进行的方式进行锚索清理[5]。并且密切关注排浆泵吸口水压，将排浆泵吸口水压控制在0.1-0.2MPa之间。至此，完成高边坡施工中框架预应力锚索施工。

2.实例分析

2.1 实验准备

为构建实例分析，实验对象选取德化县乐兴小区（乐陶安置地）边坡工程一标段安全专项施工项目，主要机械设备计划表信息，包括：2台空压机，规格为12 m3～13m3；2台注浆泵，型号为BW-150；4台锚杆钻机，型号为MGY-60；2台灰浆搅拌机，规格为300L；2台液压千斤顶，型号为YCW15-200；2台电焊机，型号为11KVA；2台切割机，规格为3.5Kw；3辆自卸汽车，规格为8-15T；1台反铲挖掘机，型号为CAT-200B。首先使用本文设计施工方法，在高边坡施工中执行框架预应力锚索施工，通过黑盒工具 QAcenter测得施工稳定承载力，记为实验组；再使用传统施工方法，在高边坡施工中执行框架预应力锚索施工，同样通过黑盒工具 QAcenter测得施工稳定承载力，记为对照组。实验主要内容为测试两种施工方法的施工稳定承载力，施工稳定承载力越高证明施工安全性越高。针对黑盒工具 QAcenter测得的施工稳定承载力，记录实验结果。

2.2 实验结果分析与结论

施工稳定承载力对比结果，如表2所示。

表2 施工稳定承载力对比结果

通过表2可知：本文设计的施工方法施工稳定承载力最高为880.52Mpa，实验对照组为468.12Mpa。通过实验结果证明，所设计的施工方法施工安全性更高，具有现实应用价值。

3.结束语

通过高边坡施工中框架预应力锚索施工方法研究，能够取得一定的研究成果，解决传统高边坡施工中框架预应力锚索施工存在的问题。由此可见，本文设计的方法是具有现实意义的，能够指导高边坡施工中框架预应力锚索施工方法优化。在后期的发展中，应加大本文设计方法在框架预应力锚索施工中的应用力度。截至目前，国内外针对高边坡施工中框架预应力锚索施工方法研究仍存在一些问题，在日后的研究中还需不断引进先进的科学技术，进一步对高边坡施工中框架预应力锚索施工方法进行优化，对设计提出深入研究。