填方预应力锚索桩板墙施工工序研究

填方预应力锚索桩板墙施工工序研究

孟锐

武汉衡通公路勘察设计院有限公司湖北武汉430050

摘要：以鄂西北山区公路改扩建工程填方路基预应力锚索桩板墙施工为例，结合工程特点对采用预应力锚索桩板墙施工工序进行探讨，以为类似工程的施工提供一定的参考和借鉴意义。

关键词：预应力锚索桩板墙；施工工序

1、工程概况

S467谷城县紫金至赵湾改建工程位于地湖北省襄阳市谷城县境，原有老路为等外路，现拟改造为二级公路，路基宽8.5m，设计车速为40km/h，路线长42.6km，沿线设大桥1座，长268m，中小桥13座，长666m，隧道一座，长290m，路基长约41.4km，项目施工工期为36个月。

本项目部分段落地形陡峻，路基无法放坡填筑，部分段落设置重力式挡墙高度超过13m，圬工量过大、安全性较差，因此，从安全及经济的角度考虑，本项目挡墙高度超过13m段，均采用预应力锚索桩板墙，全线共设9段填方预应力锚索桩板墙，共长290m。

2、预应力锚索桩板墙简介

预应力锚索桩板墙是一种桩与岩土锚固相结合的柔性支挡结构，主要由抗滑桩、挡土板、连系梁、锚索四部分构成。锚索的一端锚固在稳定基岩内，另一端锁定在抗滑桩和连系梁上，预应力施工后在支挡结构上产生横向拉力作用。通过预应力锚索的锚固作用，有效地改善了悬臂桩的受力及变形状态，减少了抗滑桩所受的压力，并减小支挡结构截面尺寸，降低了工程造价。目前该结构实际应用单级高度已经达到25m。

3、预应力锚索桩板墙施工工法的选择

预应力锚索桩板墙根据填土工程与锚索工程施工的先后顺序，结合工程实践，其施工方法可归纳为以下三类。

（1）先锚后填法

先施工桩和预应力锚索，然后逐步填土和张拉锚索。施工顺序是：预应力锚索钻孔→下锚→注浆锚固→（同时）桩坑开挖→桩身一次性施工→填土→第一层预应力锚索防腐保护及初张拉→继续填土→再张拉→向上重复第一层预应力锚索过程→封锚。

本方法在填土之前，先按桩身设计孔位，在原自然山坡中施工预应力锚索的锚固段和部分自由段，外墙桩身与之同时施工。在桩身混凝土和预应力锚索水泥浆强度达到龄期后开始填土。由于预应力锚索为斜面，路基填方为平面，填土到预应力锚索位置高度后，采用挖沟等方法做好预应力锚索在填方部分自由段的防腐保护，并对预应力锚索初张拉。然后继续填方到上一排预应力锚索，重复第一排预应力锚索的过程，并对下排预应力锚索适当加载，如此循环。简要过程如右图所示。

这种施工方法减少了保持边坡稳定的多余填土量，有利于保障锚固段注浆质量并减少了注桨量的无效损耗，但预应力锚索易受意外损伤。

（2）先填后锚法

先施工桩和填方，后施工预应力锚索，以一排预应力锚索为一层，分层施工，每层先填方到预应力锚索孔以上适当位置，接着进行预应力锚索施工，如此循环。施工顺序是：桩坑开挖→桩身一次性施工→挂板→填土至预应力锚索孔以上适当位置→桩外搭钻机平台→预应力锚索钻孔→下锚→注浆→分级张拉→继续填土→向上重复第一层预应力锚索过程→封锚。

本方法先施工外墙装板部分，填土到桩身预应力锚索孔口以上1.0～2.0m，施工预应力锚索并注浆，锚索施工与通常的边坡预应力锚索施工程序相同，当锚固段浆体强度达到30MPa以上时，对预应力锚索进行初张拉30%，在自由段预埋一根注浆管，作为自由段和锚头密封注浆用。张拉后继续向上填土，同时按设计比例对预应力锚索加载，如此向上循环，简要过程如下图：

这种施工方法有利于路基压实，降低了锚索受意外伤害的概率，但增加了边坡在未锚固之前保持稳定的多余填土量及钻孔、注浆的工程量。

（3）填锚结合法

填锚结合法综合了上述两个工法的特点，施工顺序是：桩坑开挖→桩身一次性施工→挂板→填方至预应力锚索孔以上→在孔口位置挖钻机施工工作坑→预应力锚索钻孔→下锚→注浆锚固→填土→第一层预应力锚索防腐保护及初张拉→继续填土→再张拉→向上重复第一层预应力锚索过程→封锚。

本方法在施工一部分外墙桩板后，先填方到设计允许高度，由于填方面为平面，预应力锚索倾斜，用人工或机械开挖出钻机钻孔的工作坑，完成预应力锚索钻孔及下锚注浆等工序，在预应力锚索锚固段水泥砂浆强度达到30MPa以上时，对预应力锚索进行初张拉，并将填方段预应力锚索作防腐处理，然后施工坑回填，继续向上填土，同时按设计要求对预应力锚索加载，如此向上循环，简要过程如右图。

该方法可避免锚索的意外损伤，但对填土压实度有影响，且不能平行施工，影响工程进度。

（4）施工工法的选择

可根据以下情况对上述三种预应力锚索桩板墙施工工法进行选择。

①工期：如果工期比较紧，则可以选择先锚后填，提前进行预应力锚索施工；反之则可以选择其他工法。

②工程地质情况：如果边坡陡峻，安装脚手架安全隐患大，不经济，且锚索钻孔施工难度较大的，可以选择先锚后填或填锚结合的工法；反之则可选用先填后锚的工法。

③工程重要系数：对于不允许出现较大挠度和弯矩的工程，重要系数较高，要采用先填后锚的工法，保工程质量。反之则可采用其余两种工法。

④压实度：由于先锚后填和填锚结合工法都会对路基填筑压实造成一定的影响，因此对于对压实度要求较高的路基工程，要选用先填后锚的工法；反之则可采用其他工法。

实际施工中，必须根据工程特点进行全面的权衡，选择最合适的预应力锚索挡土墙施工工法。以保证工程质量和施工安全。

4、本项目预应力锚索桩板墙防护高填方施工工序的选择

本项目预应力锚索桩板墙最大高度为21m，设有4排锚索，一般高度13～19m，设有2～3排锚索，因本项目填土较高，对压实度要求也较高，且桩外有搭设脚手架的空间，结合预应力锚索桩板墙各种施工工法的适用条件，对本项目预应力锚索桩板墙采用先填后锚施工工法：即先施工桩柱和填方，再施工预应力锚索，以一排预应力锚索为一层，分层施工，每层先填方到预应力锚索孔以上适当位置，接着进行预应力锚索施工，如此循环至最上一级预应力锚索。

5、结语

预应力锚索桩板墙是山区公路建设中较常采用的支挡型式，对于地形地质条件或工期要求等不同的桩板墙，所采用的施工工序也不相同。本文对不同条件下填方预应力锚索桩板墙所采用施工工序进行了阐述，并结合具体项目进行了分析，这对于类似填方预应力锚索桩板墙的施工工序的选择有一定的借鉴作用。

参考文献

[1]《S467谷城县紫金至赵湾改建工程施工图设计》2018武汉衡通公路勘察设计院有限公司

[2]《公路路基设计规范》（JTGD30—2015）

[3]《高轻型支挡技术及应用》张玉芳杨延房锐/著科学出版社