范曙红
湖南源源生态工程集团有限公司 湖南长沙 410100
摘要：在激烈竞争的基本建设领域，追求“高品质管理，低成本竞争”的大趋势下，本文结合工程实例就桩锚支护方法在高边坡工程中的施工技术与管理进行分析总结，对如何安全、文明、高效、优质完成高边坡处理的类似工程提供一定的借鉴与参考。
关键词：桩；锚；高边坡；技术；效果
随着我国社会主义市场经济的不断深入、国家基本建设的蓬勃发展，不仅有力推动了各类工艺技术的研究与应用，还不断强化了“高品质管理、低成本竞争”项目管理模式。本文就伊莱克斯大道西延段(107国道～湘江大道)工程的高边坡桩锚支护施工过程中的安全管控，在施工场地狭窄的情况下进行高边坡施工的技术与管理措施进行分析研究。
一、项目概况
伊莱克斯大道西延段(107国道～湘江大道)工程位于长沙市天心区暮云西片区南托街道北塘村、沿江村。全线长1573.486米。沿线与京广铁路、京广东辅道及多条市政公路相交。本工程K1+400～K1+510段路基为深路堑挖方区，路幅左侧开挖深度介于7.88～11.96m，路幅左侧外为暮云中学，该边坡支护工程安全等级列为一级，边坡支护为永久性支护，设计使用年限为50年。
二、设计方案比选及设计概况
根据该地段水文地质条件，结合项目业主对工程的相关要求，为了满足学校建筑的安全防护，减少对学校教学干扰和周边环境的噪音等污染，因此快速完成该地段的工程施工，确保学校建筑及学生安全成为了重中之重。据此通过多方案比选和技术经济分析，最终确定采用高边坡桩锚支护的形式设计。具体设计的主要内容为：55根C30砼悬臂支护桩，桩径为Φ1000，桩长介于17.45～20.2m之间，桩顶设C30砼冠梁（1000×800mm），悬臂桩靠道路一侧设置200mm厚C30砼面板，共设置两道C30砼腰梁，第一道腰梁设置于人行道顶面以上4.8m处，第一道腰梁以上2.5m处设置第二道腰梁。单束预应力锚索为1860级4根Φs15.24mm高强度、低松弛钢绞线，锚孔直径150mm，入射角20°，设计共三排锚索，每排55束，第一排锚索长度L=23m，自由段长度8m，设计拉力标准值188KN，锁定值165KN。第二排锚索长度L=21m，自由段长度6m，设计拉力标准值197KN，锁定值180KN。第三排锚索长度L=20m，自由段长度5m，设计拉力标准值212KN，锁定值190KN。
附：桩锚支护立面图
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三、施工顺序与施工工艺
一）桩锚支护工程整体施工顺序
施工准备，人员、设备、材料进场→测量放线、定位→施工道路硬化→监测系统布置→按桩顶平面位置场地平整（包括旋挖桩施工平台整平）→旋挖桩及桩顶冠梁施工→第1层土方开挖→第1层喷锚网施工及第1层锚索施工→第2层土方开挖→第2层喷锚网施工及第2层锚索施工→剩余土方开挖→第3层土方开挖→第3层喷锚网施工及第3层锚索施工→面板泄水孔设置→竣工验收→材料、设备、人员撤场。在实施过程中根据现场实际场地条件和支护设计方案，先施工旋挖钻支护桩，错开施工，先施工1#、3#、5#桩，再施工2#、4#、6#桩，如此类推。凿除钢筋砼桩头后施工冠梁，冠梁砼强度达到设计要求后，施工冠梁锚索。分层开挖路堑土方，开挖深度达到2～3m时立即做钢筋挂网，现浇砼面板及砼腰梁，待砼强度达到设计强度要求后施工腰梁锚索，形成稳定的支护体系后，再挖下一层土体，直到施工至设计标高。
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二）施工工艺
1、旋挖成孔灌注桩
旋挖钻孔灌注桩，桩身直径1m，桩间距2m，桩身浇灌C30水下混凝土。关键控制点为：测量定位精准，钻孔过程质量把控，清孔质量检查，钢筋笼的制安质量管理，水下砼的质量与浇筑过程质量控制。工艺流程图如下：
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2、冠梁施工工艺
根据本工程的支护设计方案，C30砼冠梁尺寸为1200mm宽×800mm高，其中轴线与桩位圆心连线一致，冠梁外侧面与砼面板位于同一垂直立面。桩基检测并验收合格后，采用人工风镐凿除钢筋砼桩头。测量放线冠梁的平面位置及标高，人工平整压实桩间土方用作冠梁土胎模，绑扎钢筋，安装冠梁侧模，定位、预埋并加固冠梁锚索的Φ90PVC管、锚具中的螺旋钢筋、直径60mm钢管和锚垫承压板固定在冠梁钢筋上，确保砼振捣施工时不发生偏位或位移，模板、钢筋自检合格后报监理工程师验收，验收合格后浇筑冠梁砼，浇筑过程中重点检查锚索预埋件(预埋管、锚垫板等)的定位情况，如果发生偏移及时校正复位。
冠梁施工工序：旋挖成孔灌注桩强度达到80%→土方开挖到梁底标高下100MM →弹出冠梁的中心线→制作安装冠梁的钢筋→模板安装加固→浇筑C30砼冠梁→养护。
3、锚索施工
钻孔施工是锚索施工的关键工序。为提高钻孔效率和保证钻孔质量，根据锚固地层的类别、锚孔孔径、锚孔深度、以及施工场地条件等来选择钻孔设备确保成孔质量和施工进度。确保锚孔开钻就位的纵横误差不得超过±50mm，高程误差不得超过±100mm，钻孔倾角和方向符合设计要求，倾角允许误差位±1.0°，方位允许误差±2.0°预应力采用按ASTMA416-97标准生产的高强度低松驰270级钢绞线，公称直径Фj15.24mm,标准抗拉强度为1860Mpa，弹性模量为1.95×105 Mpa。钢绞线编制在工作平台上进行，其下料长度为：设计长度+张拉千斤顶长度+锚具厚度+张拉操作预留量=设计长度+0.5+0.2+0.5=设计长度+1.2m。注浆是锚索施工的关键工序之一，其效果好坏将直接影响到锚索的锚固性能和永久性。施工配合比经试验比选后确定。水泥浆强度不低于30MPa，配合比为1：1(重量比)，水灰比为0.4～0.55。为增加浆液的和易性和早期强度，保证灌浆达到“早强、高强和高时效”效果，可在浆液中掺入适量减水剂、早强剂和适量膨胀剂；采用二次注浆，一次注浆压力≥0.5MPa，当孔口出现溢浆且持续时间不低于5min后(或排气管停止排气),方可停止注浆，注浆必须饱满密实。待第一次注浆4～5h且水泥注浆体达到5.0MPa后进行，为提高地层锚固力，采用二次高压劈裂注浆，注浆压力控制在2.5～5.0MPa之间。现场施工以锚具排气孔不再排气且孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。预应力锚索的张拉分5次施加，一次取设计值的0.3、0.5、0.75、1.0和1.1倍进行逐级张拉，每级荷载施加后，稳定观测时间不小于10 min。张拉荷载严禁一次加至锁定荷载。张拉采用“双控法”进行质量控制，即以控制油表读数为准，用伸长量进行校核。锚索抗拔试验在锚固段注浆固结体强度达到设计强度的75%后进行。基本试验，同一条件下的试验锚杆数量不少于3根，验收试验检测数量不少于锚索总数的5%，且同一土层中的检测数量不应少于3根。
施工工序：锚索的施工内容包括施工准备、机械钻孔、锚索制作与安装、二次注浆、锚索张拉锁定、验收封锚、补浆七个环节
4、现浇砼面板、腰梁
冠梁锚索完成施工后开挖路堑土方，开挖深度达到冠梁底以下约3m处时，停止开挖路堑土方，着手准备砼面板的施工，砼面板由上往下三次施工，每次施工高度分别为3m、3m、3.2m，其施工立面见下图。砼面板、砼腰梁采用C30砼整体现浇。
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先平整并夯实地面，搭设钢管架施工平台，人工清理悬臂支护桩面向道路一侧的土方并微露砼桩面，按设计，砼挡土板设置四层钢筋网，其中Φ12双层双向钢筋为@200×200，Φ18双层双向钢筋为@1000×1000，Φ18为加强钢筋，竖向钢筋均锚入冠梁内70cm，横向钢筋均植入每根桩砼内30cm。腰梁在每根桩处植入6根Φ28钢筋，植入长度35cm。定位、预埋并加固腰梁锚索的Φ50PVC管、锚具中的螺旋钢筋、直径60mm钢管和锚垫承压板，固定在砼面板及腰梁钢筋上，确保砼振捣施工时不发生偏位或位移，钢筋报验合格后安装模板，安装过程中必须保证砼面板模板的垂直度、刚度及稳定性，模板验收合格后浇筑砼，浇筑过程中派专人重点跟踪检查是否出现模板松动、跑模等现象，以便及时加固处理，重点检查锚索预埋件的定位情况，如果发生偏移，及时校正复位预埋。
5、变形监测
监测必须贯穿于施工的全过程。加强桩基施工段边坡及桩身土体滑移、坍塌等进行监测。并重点监测桩顶水平位移，发现异常立即撤离施工人员，施工完后定期对坡面及桩变形监测。
四、施工技术措施要点
建设工程项目技术措施涉及对实现项目目标有利的设计技术和施工技术的选用。不同的设计理念、设计技术线路、设计方案会对工程产生很大的影响，在设计工作的前期，特别是在设计方案评审和选用时，不仅应分析技术的先进性和经济合理性，还应考虑其对进度的影响。在该高边坡桩锚支护施工中，重点抓好以下几个方面：
1、组织工程技术人员认真学习技术规范和质量标准，熟悉设计图纸、施工工艺，确保每个人员做到心中有数。在施工中严格按设计图纸和施工方案进行详细针对性的技术交底、测量布控与作业指导。
2、严格控制原材料进场质量（本项目主要是钢筋与商品砼），做好检查与检验，从源头上防止不合格产品的出现。
3、严格遵守国家规程规范，严格按施工方案与工艺要求进行施工作业。
4、对施工各道工序严格按质量“三检制”作业，尽可能做好事前和事中控制，避免事后返工。严格进行半成品、成品质量检查与验收，确保并实现质量检测与检验一次性合格率100%。
5、建立严格的奖惩制度与质量责任制度，实行全员、全面、全过程工程质量管理，确保施工全过程每一道工序、每一个环节责任人员可追溯，始终处于受控状态。
6、安全为了生产，生产需要安全，实现安全与生产有机统一。针对本工程施工特点，结合我公司多年来的安全生产经验，按照“01234”的安全生产管理模式（“0”即事故指标为“0”，“1”即工程项目经理为“安全生产的第一责任人”；“2”即认真贯彻执行部颁《建筑施工安全检查评分标准》（JGJ59-2011）和《施工现场临时用电安全技术规范》；“3”即全员、全过程、全面搞好安全生产；“4”即广泛开展防高处坠落、防坍塌事故、防机械伤害、防火灾与防触电事故），建立安全保证体系，落实安全生产责任制，确保本工程的安全生产。
五、项目实施效果评价
本项目边坡高度较高，且锚索穿过支护桩，施工场地狭窄，加上左侧是暮云中学，安全和文明施工要求高，现场施工与管理难度很大。通过精心组织，精细化施工管理，严格遵守施工规范规程，按施工方案、施工工艺要求组织施工，实现了安全、文明、质量优良、进度提前、较高的经济效益和良好的社会效益等管理目标，为其它项目的施工提供了保障,奠定了基础。具体表现为：
1、安全文明施工，实现了安全生产0事故；
2、55根灌注桩桩基小应变无损检测优良率100%，165束预应力锚索合格率100%，优良率75%。完工监测该边坡桩锚受力性能良好，变形量很少，满足设计与规范要求，能确保边坡稳定；
3、原计划工期160天，实际145天完成施工任务；
4、实际成本比计划成本降低了10%左右；
5、得到当地政府、学校、业主的高度好评，获得了显著的社会效益。
作者简介：范曙红（男；1974-），汉族，湖南长沙人，高级工程师，主要从事水利、房建、市政工程管理工作。