预应力锚（杆）索技术在路桥边坡支护中的应用分析

刘建财

摘 要：预应力土层锚杆技术是一种高效、经济的岩土体加固技术，在地下围岩和边坡工程中、路桥工程中得到广泛应用。预应力土层锚杆技术，其不仅可决定支挡结构的稳定性，而且还能有效控制边坡变形，在支护工程中起着相当重要的作用。以下文章就对预应力锚杆索施工技术展开探讨。

关键词：预应力锚杆索施工；施工技术分析；技术控制要点

预应力锚（杆）索它是利用锚索周围地层岩土的抗剪强度来传递结构物的拉力或保持地层开挖面的自身稳定，由于锚杆、锚索的使用，使锚固地层产生压应力区并对加固地层起到加筋作用；可以增强地层的强度，改善地层的力学性能，可以使结构与地层连锁在一起，形成一种共同工作的复合体，使其能有效地承受拉力和剪力，并能提高潜在滑移而上的抗剪强度，有效地阻止坡体位移。由于预应力锚索技术能减轻结构物的自重、节约工程材料并确保工程的安全和稳定，具有显著的经济效益和社会效益，因而目前在工程中得到极其广泛的应用。

1 预应力锚杆施工流程图

锚杆制作→测量放线→坡面机械修整→搭设施工脚手架、工作平台→人工修整坡面→布设锚杆孔位、成孔→清孔→安装锚杆→注浆→预应力张拉

2 预应力锚（杆）索施工准备工作

首先了解施工区土层分布及土层的物理力学性能，以便实施预应力锚杆的布置、选择钻孔方法；了解地下水赋存状况及其化学成份，以确定排水、截水措施、以及钢绞线的防腐措施。

查明施工区范围内地下埋设物的位置状况，预测预应力锚杆施工对其影响的可能性与后果。

预应力锚杆长度超建筑红线，应征得有关部门和单位的批准、许可。

3 锚杆（索）施工

3.1 测量放样。依据设计图纸放出孔位和孔向，孔位用油漆在岩石上做好标记，孔向在钻机支架上量测方向，并增加支撑，最后刚性固定支架，以便钻机开孔时振动而改变孔位和方向。

3.2 钻孔施工。（1）在钻进过程中应合理掌握钻进参数和钻进速度，防止出现埋钻、卡钻等各种孔内事故；对土层锚杆的自由段钻进速度可稍快，对锚固段则应稍慢一点。（2）采用干作业法钻孔时，要注意钻进速度，避免“别钻”；钻孔完毕后，为减少孔内虚土，应先将孔内土充分倒出，再拔钻杆。（3）采用湿作业法成孔时，要注意钻进时要不断供水冲洗，始终保持孔口水位，并根据地质条件控制钻进速度，一般以300mm/min～400mm/min为宜，每节钻杆钻进后在接钻杆前，一定要用水反复冲洗孔底沉渣，直至溢出清水为止，然后拔出钻杆。钻孔结束后，逐根拔出钻杆和钻具，将冲击器清洗好备用。用一根聚乙烯管复核孔深，并以高压风吹孔，待孔内粉尘吹干净，且孔深不少于锚索设计长度时，拔出聚乙烯管，塞好孔口。

3.3 锚杆安装。锚杆安装前应选择相同地质进行拉拔试验，试验3孔，以验证相关设计指标，确定施工工艺及参数。要求锚杆抗拨力不小于150KN，抗拨力不足时，应通知设计人员检查处理。锚杆采用Φ32HRB400螺纹钢筋制作，间距为3.0m，矩形布置，锚头采用弯钩与框架梁主筋焊接或绑扎牢固。为确保锚杆安装时行车安全，锚杆全长采用直螺纹套筒分段连接，分段长度可按现场情况自行搭配，但分段长度不得小于1m，并确保施工时不侵入铁路限界。每根锚杆接头数不大于3个，且同一断面的接头数不得超过锚杆数量的1/2。锚杆施工应随边坡自上而下逐排施工，每排相邻锚杆错开施工，钻到设计深度并清孔后立即安装锚杆。

3.4 锚杆注浆。注浆材料采用水灰比0.45～0.5的纯水泥砂浆，浆液搅拌均匀。锚杆注浆分为一次注浆和二次劈裂注浆两个阶段：（1）一次注浆：由孔底开始注浆，当孔口冒出的水泥浆与新浆相同时，再继续注浆2分钟即可；拔出一节套管，在管内注满水泥浆，并在管口加盖高压注浆帽，继续注浆，管内水泥浆在高压作用下，向锚固端土壤扩散，渗透压缩周边土体，稳定2分钟后卸管，再拨出一节套管，并继续上述过程，直至拔管至自由段时停止二步注浆，继续拨管至完成。（2）二次劈裂注浆：二次注浆为劈裂注浆，注浆压力一般为2.5～4.0MPa，其目的是再次向锚固区段注浆，浆液在高压下被压入孔内壁的土体中，使锚索能牢固地锚入岩层。压浆管为胶管，在制作钢绞线时绑扎在钢绞线中。施工中为了使二次注浆达到设计的效果，在一次注浆中必须使锚固段注浆饱满。锚杆灌浆后至少养护7天，养护期间严禁敲击、摇动锚杆或在锚杆上悬挂重物。

4 预应力张拉

（1）在锚固体强度大于20MPa以上时方可张拉，锁定时先张拉至1.1倍设计荷载，稳定10min后再卸荷，上夹片后张拉锁定到锁定荷载。（2）为避免相邻锚索张拉的应力损失，采用跳张法张拉。（3）正式张拉前，应取设计拉力的10-20%，对锚杆预张1-2次，使各部位接触紧密，杆体与土层紧密，产生初剪。（4）正式张拉分级载，每级加载后恒载3分钟记录伸长值。张拉到设计荷载，恒载10分钟，无变化时可以锁定，锁定预应力为250KN。（5）锚头锚具刷二遍防锈漆再涂抹黄油，最后用C25砼封端。

5 质量控制要点及相应技术质量保证措施

（1）预应力锚杆钻进速度严格要求在0.3～0.5m/min，回转速度10～112N·m，防止速度过快引起旋喷搅拌不均匀，浆液过少。（2）预应力锚杆注浆用水、水泥及其添加剂应注意氯化物与硫酸盐的含量，以防对钢绞线的腐蚀。（3）预应力锚杆施工前应根据设计要求和土层条件，选出合理的施工工艺。（4）钢绞线应除油污、除锈，严格按设计尺寸下料，每股长度误差不大于50mm。钢绞线应该按一定规律平直排列。（5）注浆材料应根据设计要求确定。（6）预应力锚杆紧拉前，应对张拉设备进行标定。锚固体与台座混凝土强度均大于15.0MPa时，方可进行张拉。地锚张拉应按一定程序进行，地锚张拉顺序，应考虑邻近预应力锚杆的相互影响。（7）注浆管宜随杆体一同放入孔，注浆管头部距孔底宜为50～100mm，杆体放入角度应与钻孔角保持一致。（8）预应力锚杆允许偏差项目表（表4）

6 施工中易出现的问题及其处理措施

（1）施工注浆过程中如果出现断浆现象，及时停钻，解决施工问题后，重新进行注浆。（2）钢绞线安放应注意：钢绞线放入钻孔之前，应检查钢绞线的质量，确保钢绞线组装满足设计要求。钢绞线安放后不得随意敲击，不得悬挂重物。（3）注浆浆液应搅拌均匀，随搅随用，浆液应在初凝前用完，并严防石块、杂物混入浆液。注浆作业开始和中途停止较长时间，再作业时宜用水或稀水泥浆润滑注浆泵及注浆管口。除旋喷外孔口溢出浆液时，可停止注浆。浆体硬化后不能充满锚固体时，应进行补浆。（4）搅拌工艺在砂层中施工，容易出现塌孔，宜采用套管跟进钻孔来解决塌孔的问题。（5）由于本场地地下土体有厚层的淤泥及砂层，对预应力锚杆施工极为不利，常规的施工方法遇到不能成孔及流砂，管涌的事故，预应力锚杆可能在施工过程中扰动原状砂石也造成涌砂现象，引起挡土墙背后地面塌陷，所以施工过程中宜改用一次性锚筋结构。

7 结语

经实验证明，锚索施工完成后，曾多次下雨，边坡未出现坍落、变形，说明边坡已经稳定，达到加固效果，工程效果明显。在路桥滑坡治理加固工程中合理利用预应力锚索方位角，采用预应力锚索加固方案与其它加固方案相比，不仅投资少，工期短，而且施工更安全。

参考文献

[1] 黄武科.拉力分散型锚索在碎裂岩体边坡中的适用性研究文集[J].科技资讯，2008，24.

[2] 岩土锚杆（索）技术规程[M].中国计划出版社，2005.