高边坡锚索框架施工

2014-08-15李德胜

黑龙江交通科技 2014年3期

关键词：张拉锚索岩体

李德胜

(贵州路桥集团有限公司)

高边坡锚索框架施工

李德胜

(贵州路桥集团有限公司)

结合大思高速公路某段的左侧边坡治理，介绍了高边坡治理工程中预应力锚索的应用，阐明预应力锚索在边坡加固中的原理和破坏形式，对预应力锚索框架的施工工艺做了阐述。

高边坡;锚索框架;施工工艺;防护

1 高边坡防护工程概况

某段左侧路基挖方最大开挖高度为56 m，岩体为中—强风化碳质页岩，裂隙发育、岩石破碎，遇水易软化，开挖边坡引起边坡失稳。边坡治理设计分为五级边坡防护，第一级边坡设置锚拉桩且两端为上挡墙支挡，挡墙高度5.5～9 m;第二～四级边坡设井字形框架锚索进行锚固，锚索长度为25 m，锚索间距6.3 m×3.5 m，第五级直立岩体采用锚索十字板防护，锚索长30 m，并对该段坡面采用锚喷网封闭。

2 锚索框架防护原理

在高边坡防护中，利用预应力锚索框架技术是一项较为有效的措施。它的防护原理是利用框架结构，将锚索锚固在框架结构上后产生的锚固力作用到岩体上，再通过这种作用力给岩体带来附加应力，从而改变岩体内应力环境，以达到防护目的。这一技术将预应力锚索的优点与框架结构融合在了一起，既保留了预应力锚索防护的优点，又用框架结构弥补了其缺点。当只利用预应力锚索时，由于作用面较小，锚索可能会造成边坡的表层变形，较大的变形又会反作用于锚索，造成锚索预应力损失。但是利用框架结构之后，框架会起到锚墩的作用。此时，框架与坡面的有效接触面积变大，从而可以有效的控制由于锚索作用导致的坡体变形情况。

3 施工技术

高边坡锚索框架施工主要包括钻孔、锚索制安以及注浆三个流程。

3.1 锚孔试验

在锚索框架的施工前要进行锚孔试验。利用这一工序可以有效的验证将要采取的锚索的性能以及设计阶段所确定的施工技艺、安全技术等是否实用、有效。此外，还可以为施工时会遇到的一些实际问题，如搬运、储存等提供参考。试验锚孔位置的选择应该依据工程的实际来确定。

3.2 钻孔

钻孔工序是高边坡锚索框架施工中的一个重点，首先要确定出锚孔的位置。也就是计算锚孔坐标，将锚孔位置准确测放在坡面上。其次要为钻孔选择合适的设备。钻孔的设备应该按照锚固地层等工程实况来进行科学的选择。通常情况下，为了提高钻孔效率以及钻孔的质量，会选择采用潜孔冲击式钻机。

(1)钻进方式

在高边坡防护工程中应用预应力锚索框架技术对边坡进行加固，确保有关工程边坡岩体的稳定。因此，在钻进时必须要注意避免对边坡岩体造成影响，否则会造成边坡岩体地质条件恶化，达到与目的相反的效果。一般而言，锚索孔的钻进方式宜使用干钻的方法，应严格杜绝水冲。

(2)钻进过程

钻进过程中，首先要注意的是钻进的速度，以避免锚孔钻完后出现扭曲或者变径的现象。钻进速度要按照钻机性能、锚固地层等工程实际情况来进行掌控。其次，钻孔时，要加强检测，尽量确保钻杆与锚杆方向一致。如两者方向出现偏离，则要采取一定的措施进行纠偏，最终确保锚索孔的钻进能够符合规范。第三，还要加强钻进过程的质量管理与控制，对钻进过程进行仔细的记录。当钻进过程遇到难题时，必须要能够及时提出应急策略，及时解决，保证钻进质量。

(3)孔径孔深

锚孔的直径以及深度是影响锚孔钻进质量的一个重要因素。实际钻进过程中，必须要确保孔径孔深的参数符合规范。例如，成孔的深度以大于设计孔深0.5 m左右为宜，而孔径的控制也要尽量大于设计值。

(4)锚孔清理

在钻孔达到一定的深度后，就可以将钻杆以及钻具取下，进入到锚索孔的清理过程。清理工作的要求就是要将锚孔孔壁内的沉渣以及水体清除出去，确保水泥砂浆与孔壁岩体能够有效的粘合。清理时，一般可以借助高压空气，风压一般要控制0.2～0.4 MPa之间。此外，实际的清理工作还要根据实际情况，选用合适的方法。例如，遇到孔内积水时，采用灌浆封堵二次钻进方法进行处理。

3.3 锚索制作

本工程中使用6根Φs15.24 mm钢绞线制作锚索。钢绞线沿锚索体轴线方向每2 m设置一道架线环，确保锚索体保护层厚度大于2 cm。锚索体采用人工安装，安装时缓缓将锚索体放入孔内，用钢尺量出孔外露出的钢绞线长度，计算孔内锚索长度，确定锚固长度。然后，依据要求长度对钢绞线进行切割，用冷弯机将无粘结钢绞线弯曲成U型并固定在承载体上，然后按设计荷载体间距组装完成整个锚索体。

3.4 锚索安装

锚索的安装可以分为下倾锚索安装、上倾锚索安装以及水平锚索安装三类。下倾锚索的安装较为简单，但是上倾锚索以及水平锚索的安装过程中锚索较长、较重，且边坡高，因此，下锚入孔应尽量慢，要保持锚索在孔内平直不扭。锚杆安装后，不得敲击、摇动、不得在锚杆上悬挂重物。

3.5 注浆

锚索注浆是锚索框架施工中的关键工序之一，它会对锚索的锚固能力以及永久性产生直接的影响。依据工程实际以及设计要求，为本工程选择排气注浆法进行注浆，选用的注浆材料为M35砂浆。另外，工程在设计阶段对注浆的实际参数提出了明确的要求，即要求注浆体强度高于35 MPa，注浆的压力要大于0.3 MPa。实际注浆时，为了达到设计要求，对砂浆的配比以及材料的掺加进行了试验，最后确定水灰比为0.4～0.5，在材料中加入了一定量的减水剂以及早强剂。注浆时，将注浆管插入孔底，砂浆从孔底进入，空气从锚索孔排出;上倾或者水平锚孔，砂浆由孔口进入，空气由孔底进入排气管排出孔外，当排气孔不排气时，表明砂浆注满。但是不能立即停止注浆，要待孔口溢浆且持续2 min以后，才可停止。

3.6 混凝土框架梁施工

框架梁是预应力锚索框架施工中的一个重要部分，它起到了限制坡体变形的作用。因此，其施工要严格按照规范进行，确保施工质量。首先，要对框架梁施工部位的坡面进行清理，清理干净之后，利用人工绑扎钢筋并将模板支牢，安装定向筋、定位管以及锚垫板。本工程中混凝土强度等级为C30，封锚混凝土强度等级为C30。实际采用的是分段浇筑混凝土方法。