戴選鋒

（中國冶金地質(zhì)總局青島地質(zhì)勘查院，山東青島 266000）

1 引言

近年來，預應力錨固技術(shù)憑借其成本低、強度高、穩(wěn)定性強、適用性強等優(yōu)勢應用于巖土工程施工中，在保證工程質(zhì)量的前提下，顯著提高了施工效率。為了進一步提高預應力錨固技術(shù)的應用水平，保證施工質(zhì)量，需要立足巖土工程施工實際探索該技術(shù)的應用要點，使施工企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益雙贏。

2 錨固技術(shù)概述

錨固技術(shù)，指的是借助錨固構(gòu)件對巖土體進行加固的技術(shù)[1]。該技術(shù)應用范圍廣，并且施工成效顯著，既能保證巖體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，又能優(yōu)化工程質(zhì)量。尤其是將錨固技術(shù)應用于邊坡巖體加固時，具有周期短、成本低的優(yōu)勢。鑒于巖土工程施工環(huán)境日趨復雜化，以及施工要求的多樣化，出現(xiàn)了多種錨固技術(shù)，如預應力錨固技術(shù)、錨索邊坡技術(shù)、短錨桿技術(shù)等，擴大了錨固技術(shù)的應用范圍。其中，預應力錨固技術(shù)的優(yōu)勢顯著，既能取代立樁支護技術(shù)，又具有極強的適用性和安全性，贏得了巖土工程施工單位的認可。另外，錨固技術(shù)的應用，有利于從多方面優(yōu)化配置資源，減少成本投入，使施工質(zhì)量大幅提高，技術(shù)人員在實踐階段應注意相關(guān)事項，當錨固技術(shù)用于隱蔽工程施工時，應保證與質(zhì)量管理人員的協(xié)同配合，在保證安全的前提下完成施工任務[2]。

3 預應力錨固體系設計

預應力錨固技術(shù)作用的發(fā)揮得益于錨固體系的科學設計。錨固結(jié)構(gòu)是技術(shù)的核心，對于設計人員，要了解預應力錨桿的組成，并根據(jù)巖土工程項目合理選擇內(nèi)錨頭、外錨頭、張拉機具，保證錨固體系的完整性。

3.1 預應力錨桿的基本構(gòu)造

一般來說，預應力錨桿由錨根（內(nèi)錨固段）、張拉段、外錨固段構(gòu)成。其中，張拉段又被稱為自由段。錨根分為2 種類型：黏結(jié)式和機械式。黏結(jié)式錨根具有環(huán)境適用性強、承載速度緩慢等特點；機械式錨根應用范圍較為有限，但施工速度較快。張拉段是錨固力的產(chǎn)生段，在張拉過程中，張拉長度受多種因素的影響，包括張拉設備的噸位，錨筋的彈性模量、拉伸率等。錨桿張拉段自由狀態(tài)的維持，要以完好隔離、精細防護為前提條件。外錨固段主要起位置固定的作用，并且為相關(guān)檢測設備置放提供空間。

3.2 內(nèi)錨頭的確定

內(nèi)錨頭的位置、角度等因素直接影響了錨固力的大小，因此，為保證錨固技術(shù)作用的發(fā)揮，要準確置放內(nèi)錨頭。通常情況下，堅固巖層中的內(nèi)錨頭應滿足錨固力持續(xù)性平穩(wěn)供應需求[3]。

3.3 外錨頭及張拉機具的確定

隨著預應力錨固技術(shù)應用經(jīng)驗的累積，以及巖土工程施工要求的提高，外錨頭的類型也越來越多，為保證張拉施工的準確性，應合理選擇錨頭機具與錨頭類型。一般來說，應遵循實用性、安全性、便捷性等原則，使錨固效果最佳化。選擇張拉設備時，需了解待選機具的特點，經(jīng)對比選出可靠的張拉設備，大大減少錨索張拉時間，優(yōu)化張拉效果。

4 預應力錨固技術(shù)在巖土工程施工中的應用要點

為了更好地應用預應力錨固技術(shù)，應結(jié)合工程實例重點探究該技術(shù)的施工要點，從中總結(jié)技術(shù)應用規(guī)律，通過發(fā)揮預應力錨桿技術(shù)的優(yōu)勢提升巖土工程的施工質(zhì)量。以下結(jié)合工程實例，從多方面分析預應力錨固技術(shù)的應用要點。

4.1 工程概況

某水電站于2005 年建成，建成投用至今，存在壩體滲水、壩基位移等現(xiàn)象，在一定程度上增加了安全隱患。為繼續(xù)發(fā)揮水電站在農(nóng)田灌溉、電能供應等方面的作用，巖土工程施工企業(yè)制訂了預應力錨固技術(shù)應用方案，以此保證壩體穩(wěn)固性。

4.2 預應力錨固技術(shù)的應用要點

4.2.1 預應力錨固體的檢測

技術(shù)應用初期，檢測人員應動態(tài)記錄預應力錨固體系的變化情況，根據(jù)最佳錨固狀態(tài)維持要求，參照記錄信息調(diào)整錨固體的位置，使實際錨固力與工程需求一致。在此期間，制訂長效檢測方案，以保證預應力錨固體能夠正常發(fā)揮作用。此外，堅持全過程、全時段監(jiān)測原則，尤其是預應力錨固施工階段，針對錨索應用、錨桿張拉力變化、錨桿松弛度、錨固體系移動情況進行記錄，為技術(shù)實踐方案調(diào)整提供依據(jù)。錨固施工完成后，仍要進行持續(xù)性監(jiān)測，以便全面、系統(tǒng)地掌握錨固體系的工作狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)技術(shù)風險，要及時啟動應急處理方案，保證壩體耐久性和安全性。

4.2.2 邊坡治理

該水電站壩體邊坡高度在50～65 m，邊坡巖層分別為玄武巖、黏土巖。受外界風力以及內(nèi)部水流的影響，巖層產(chǎn)生了不同程度的位移，因此，施工環(huán)節(jié)要做好安全防護，降低巖土滑落的風險。經(jīng)測算可知，邊坡安全系數(shù)均值為0.4，可見預應力錨固措施刻不容緩[4]。預應力錨固技術(shù)用于邊坡治理時，需要施工人員與技術(shù)人員進行溝通，優(yōu)選適合的技術(shù)類型，并按照技術(shù)規(guī)范運用預應力錨固技術(shù)。一般來說，施工前應做好準備工作，根據(jù)工程施工實際以及設計要求，準備足量的施工材料，并將材料放到規(guī)定區(qū)域，確保材料有序利用。材料應用全過程要做好管理工作，以防材料丟失，或者材料低效投用。然后，按照規(guī)定完成高精度鉆孔工作，以固定錨桿、錨索。在此過程中，要確保錨桿與巖體固定良好，使二者成為一個整體，以充分提供錨固力。錨桿張拉環(huán)節(jié)要適當控制張拉參數(shù)，如張拉長度，從而使錨桿的預應力滿足需求。另外，施工人員應平穩(wěn)操作張拉設備，直到精準鎖定鉆孔，為注漿加固做準備。

錨桿桿體加固操作時，應先確定施工范圍，在附近安全區(qū)搭建作業(yè)棚。桿體加固環(huán)節(jié)要做好清潔工作，在自由端設置隔離層和防腐層，從而保證錨桿質(zhì)量。在空氣溫/濕度達標的環(huán)境中存儲錨桿，避免因銹蝕、變形而影響錨桿的性能。錨孔鉆孔期間，應按照確定鉆孔位置→測量放線→鉆空的步驟進行施工。鉆孔期間，要使用性能合格的鉆機，堅持邊鉆邊清理原則，最后進行孔洞檢驗，待無誤后進行錨桿安裝。錨孔注漿過程中，要合理配置材料，結(jié)合材料種類和邊坡治理要求適當優(yōu)化泥漿的配比，從而提高材料的性能。注漿環(huán)節(jié)應優(yōu)選返漿法，保證注漿的連續(xù)性，同時，做好監(jiān)督與記錄。錨桿張拉鎖定后，針對錨孔、自由段進行漿液填充，從而強化錨固效果。

4.2.3 錨桿擋墻

錨桿擋墻的形式有多種，如案例工程中的小錨桿擋墻（錨桿直徑約45 mm，深度為3～4.8 m）、豎向預應力錨桿擋土墻、重力式擋土墻等，個別施工區(qū)域根據(jù)擋土墻位置的不同，可應用山坡墻、路塹墻等。豎向預應力錨桿擋土墻的原材料包括漿砌片石、素混凝土、預應力錨桿等，其中，預應力錨桿兩端分別處于墻身和巖質(zhì)地基中，錨桿拉力來自錨具和圬工砌體。墻身施工期間應用重力式擋土墻，錨桿與墻背為同側(cè)，構(gòu)造形式為俯斜式、墻背形狀為垂直式。錨桿施工時，通過錨孔灌注泥漿進行擋土墻基底加固。為減少應力集中問題，在鉆孔上放置單元錨桿，達到復合錨固的效果。

4.2.4 地下工程支護

隨著用地資源日益緊張，地下工程施工越來越多，為保證工程施工的安全性和穩(wěn)固性，應借助預應力錨固技術(shù)進行工程支護，使施工風險最小化。案例中水電站附近地下廠房采用了預應力錨固技術(shù)施工，具體的施工技術(shù)要點總結(jié)為：（1）進行地下連續(xù)墻施工時，應參照JGJ 120—2016《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定，先后規(guī)范地完成鋼筋制作、混凝土澆筑、墻段連接、預埋件等施工。其中，預埋件位置要合理、準確。（2）防水工程施工階段，結(jié)合所在施工區(qū)的水質(zhì)、地下水位等因素，有效應用防水施工方法，使防水工程具備低成本、高效率等特點。（3）土方工程施工時，先進行土方開挖，接下來分層、均勻開挖土方，緩慢釋放周邊土體載荷，保證支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。（4）結(jié)構(gòu)洞口加固施工中，根據(jù)孔洞大小分別應用鋼筋混凝土邊梁與對撐結(jié)合法以及鋼筋混凝土邊梁法。應用錨固施工技術(shù)時，使用人工與機器配合的方式進行泥漿灌注，在此過程中，應準備速凝錨固劑，在材料拌制階段采用人工精準拌和。然后準備緩凝砂漿、注漿機以及錨桿安裝工具，注漿動作結(jié)束后安裝錨桿。基本工作完成后，精準測量錨桿強度，將實際強度與張拉要求進行對比，直到強度值達到要求，最后進行錨索張拉鎖定。（5）后澆帶施工時，根據(jù)被利用結(jié)構(gòu)面大小適當確定后澆帶位置，并合理設置誘導縫?；A結(jié)構(gòu)施工階段，后澆帶位置留出寬度約10 cm 的凹槽，目的是控制結(jié)構(gòu)形變與裂縫，發(fā)揮后澆帶作用。

5 預應力錨固技術(shù)在其他工程中的應用

預應力錨桿技術(shù)多用于建筑基坑施工中，該技術(shù)對地層環(huán)境適用性較強，無論是黏土層、砂層，還是淤泥層、碎石層，均能進行預應力錨桿技術(shù)進行支護。施工過程中，應合理控制基坑挖掘深度與寬度，并且做好準備工作，如施工人員按照要求打入工字鋼直立柱，接下來鎖定預應力錨桿[5]。錨桿投用3個月后，應動態(tài)測定錨桿張力的變化，觀察地面是否出現(xiàn)沉降或裂縫。在高層建筑深基坑工程中應用預應力錨桿技術(shù)時，主要借助直立式鋼筋混凝土板樁進行預應力錨索支護，從而保證基坑穩(wěn)定性，以最少的成本達到最佳支護效果，同時，工期會相應縮短，施工難度大大降低。對于技術(shù)人員，要掌握錨桿技術(shù)的工作原理，豐富自身技術(shù)實踐經(jīng)驗，以便在技術(shù)應用環(huán)節(jié)熟練、規(guī)范地操作施工機械，實現(xiàn)錨桿與擋土墻、地基土層緊密相連，進而承受水平荷載，借助錨固力維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少位移、變形等現(xiàn)象。

6 結(jié)語

綜上所述，新時期下巖土工程迅速發(fā)展，在工程施工階段應用預應力錨固技術(shù)可以彌補傳統(tǒng)技術(shù)的不足，保證工程質(zhì)量、降低施工成本。鑒于巖土工程施工情況不同，要從實際情況出發(fā)，科學把握預應力錨桿技術(shù)實踐要點，確保高質(zhì)量完成施工任務，促進建筑業(yè)繁榮發(fā)展。