公路高边坡加固中预应力锚索技术的应用

彭庆远，卓雪银

(1.河南高速公路发展有限责任公司南阳分公司，河南南阳473000;2.唐河县公路管理局，河南唐河473400)

1 预应力锚索技术的施工原理

在公路开挖施工后，会对自然应力造成重大改变，这是造成边坡失稳的直接原因。预应力锚索的一端连接工程结构物质，而另一端则在地基的岩层或土层中锚固，用来对结构物的拉拔力、土压力以及上拉力进行承受，运用地层的锚固力作用于地梁上，从而使边坡达到稳定状态。

当锚索注浆完成之后，应与地基相互胶结，此外加上局部的浆液向地层裂缝当中扩散，使地基的摩阻系数增加，对预应力锚索抗拔力的传递产生有利作用。在张拉锚索之后，挤压锚索长度值范围内岩层，使岩层板间的摩擦阻力得到大大增加，造成挠度与内应力变小，进一步增加了锚索范围内岩体的整体抗弯压能力。由于相邻锚索椎体压缩而相互重叠，有一定厚度的连续压缩带产生，使无粘结力的碎石体能够对相当负荷的重量进行承受，主要在预应力锚索的挤压加固作用中得到表现。

2 预应力锚索技术的施工工艺

2.1 钻造锚孔

设计桩号应运用拉线尺量以及水准测量的方法，通过铁钎和油漆标记的方式将锚孔的具体位置标出。将锚孔向下倾斜，与水平线之间保持在35°夹角，然后对钻机进行安装，同时对机位实施不断调整，使其保持在最佳效果即可。运用测角量具使角度得到有效控制。严格按照相应的设计孔位，将钻机的倾角和方位就位。运用无水干钻的方法，钻机在钻孔的同时应对钻孔的速度进行严格控制，避免在钻孔时有偏斜、扭曲等情况产生。在该过程中，必须做好相应的详细施工记录。将钻压、转速等具体情况进行准确记录，在有意外问题产生时，应对相应的措施做好。当出现塌孔问题时，应对钻孔进行立即停止，并及时向监理工程师进行上报，运用注浆固壁的方式对其进行处理。在事后24 h 后开展重新钻进。在完成锚孔施工之后，应运用高压空气彻底清除孔内存在的岩粉和水，当监理人员检验达到合格要求之后即可对下部工序进行操作。

2.2 锚索的制作及安装

在下料的过程中，应做到整齐且准确，可以有误差存在，但应将误差保持在50 mm 以内。对1.5 m 的张拉段钢绞线进行预留，钢筋锚杆的长度保持在0.5 m。钢绞线必须运用机械进行切割下料，避免运用电弧实施切割。在钢绞线安装之前，应保障每根钢绞线的顺直，避免有扭曲和交叉的现象产生，均匀排列，对其进行除锈、除油污处理，剔除存在死弯、机械损伤及锈坑的问题。沿锚索体轴线方向，应每1.0 ～1.5 m 对钢绞线进行一架线环的设置，确保锚索体保护层的厚度保持在20 mm以上。

1)安装承载体。在钢绞线的下端头对承载体进行安装，位置应控制在锚固段中心4 m 和5 m 的位置。将距离保持得极为准确。应通过挤压簧和挤压套在钢质承载体上将钢绞线实施对称锚固，其刚度必须与设计要求相满足。预应力锚索体的组成主要包括四部分:锚梁、锚固段、自由段及安全段。对压力分散型锚索进行运用，由三个单元锚索构成。其中，每个单元锚索的组成又包括两根无粘结钢绞线在钢质承载体上内锚，通过特制的挤压簧和挤压套，在钢质承载体上将钢绞线进行对称锚固，要求单根的连接强度应超过200 kN。要求运用45 号钢材加工制作产生钢质承载体，其厚度应保持在2 cm 以上。

2)安装注浆管。要求注浆管应有一定的强度，必须与设计时的要求相满足，能够避免注浆过程中有堵塞现象产生，从而出现爆管及破损拉断的问题。捆扎注浆管的位置应位于锚筋体的中轴，在绑扎的过程中，应避免对镀锌材料进行使用。

3)安放隔离架。在锚固段和自由段的相隔范围内对加工好的隔离架进行安装，会有不同之处存在。在锚固段范围内每1.0 m 对一个隔离架进行安装，而自由段则应每隔1.5 m 安装一个隔离架。绑扎施工与注浆管捆扎一样，都应避免对镀锌材料进行使用。

2.3 运输锚索

运输锚索时要求人工对压浆设备进行仔细的检查，检查其是否处于通畅完好状态。在管路连接好之后，应运用清水压注的方法对管路的运转状况进行详细检查。

运用水泥砂浆实施注浆，通过试验比选，将施工配合比得到确定。通常情况下，实际注浆量应大于理论注浆量，或将锚具排气孔不再出现排气，且孔口有浓浆溢出作为注浆完成的判定标准。若一次注不满或注浆后有沉降产生时，应实施补充注浆，直到注满即可。结束注浆之后，应彻底清洗注浆管、注浆枪和注浆套管，并对注浆记录工作做好。在注浆的过程中应实施均匀搅拌，并及时进行使用，避免有其他杂物进入的现象产生。在完成注浆之后，应彻底仔细清洗各个设备，使其能够及时且重复进行使用。

2.4 张拉锁定锚筋

在现场进行张拉试验，对张拉锁定的工艺实施有效确定。分级进行锚索的张拉及锁定，严格按照操作规定。在完成张拉设计6 ～10 d 时，应开展一次补偿张拉施工，然后进行锁定。在补偿张拉之后，应从锚具量起，对5 ～10 cm 的钢绞线进行留出，截去其余部分，通过机械实施切割，避免运用电弧烧割。最后运用水泥净浆对锚垫板和锚头各部分空隙实施注满，然后运用20 MPa 以上的混凝土对锚头进行封锚，避免锈蚀现象产生，且达到美观的效果。在张拉之前，应对孔口钢垫板、限位板、钢绞线以及确认编号的钢绞线进行检查。

在正式张拉之前，还需要对张拉值进行1 ～2 次的张拉，使各个设备的各个部分达到紧密接触。应分两次开展正式的张拉。应分5 ～6 级对每次张拉进行操作，每级张拉之间应保持在5 min，同时对伸长量实施测量记录，在张拉施工时，应运用先左后右、先上下后中间的原则进行作业。

3 结语

在公路高边坡施工中，预应力锚索施工技术已经得到广泛的应用，并发挥着极为重要的作用。不仅能够使边坡的结构稳固得到保障，而且还能增强高边坡整体的稳定性。因此，在公路工程施工中，预应力锚索技术的发展空间相对较大，结合自身潜在的优势，在未来公路工程项目施工中能够创造较高的经济和社会效益。

［1］徐至钧，李智宇，张亦农. 预应力混凝土管桩设计施工及应用实例［M］.中国建筑工业出版社，2009.