预应力锚索高边坡防护施工要点探析

张铁权

摘 要：预应力锚索通过特殊手段将钢绞线奕成长期处于高温状态下的受拉结构体，以此来增强被土体锚固强度，改善岩体应力状态，达到提高岩体稳定性目的。这项技术优点明显，目前在各等级的公路深挖高边坡防护中已被广泛采用。本文论述了预应力在锚索高边坡防护的施工要点，为锚索在施工中提供一定的操作经验，以供参考。

关键词：预应力锚索，高边坡防护施工

在有些地区的公路施工中，路堑边坡较高，土石方开挖方量大，有些地质条件很差，坡体岩层松散、破碎，高边坡的开挖扰动直接可以影响破坏原地层结构，因为开挖边坡会将坡体的天然支挡部位切掉，对边坡的稳定性造成破坏，容易引发山体滑坡，岩塌等地质灾害，会直接影响施工及运营安全。因此，采用先进的预应力锚索对高边坡进行支挡防护施工的新技术，对防排水进行综合治理，是目前普遍采用的边坡治理方案。

一、预应力锚索高边坡防护施工要点

目前我国的预应力锚索施工工艺已经成熟，主要采用的是潜孔钻机进行钻孔，进行锚索的制作安装，然后采用灰浆泵对锚孔进压浆封闭，浇筑框架梁后采用满足设计吨位的千斤顶进行张拉锁定。

总的来说，施工顺序为：施工准备——测量放样——工作平台搭设——成孔——制作锚索——安装锚索——注浆——纵、横地梁施工——张拉和锁定——封锚。

1.成孔

锚索孔位确定后进行钻孔，孔径应该当吻合设计值，钻孔倾角按设计取定，误差幅度不得大于2。由于沉渣影响，实际钻孔深度大于设计深度的0.5m。为确保钻孔施工不会导致较差边坡地质条件进一步恶化，锚索成孔禁止带水钻进。为了防止钻孔弯曲和变径，下索困难，必须严格控制钻孔速度，匀速钻进，不能高出钻机本身标准钻速的1%～2%。钻进达到设计深度后，不能立即停钻，必须在停止进尺的情况下，稳钻1min～2min，防止孔底端部尖灭，达不到设计的锚固直径。在钻进过程中，视岩粉情况，对每孔地层变化、进尺速度、地下水情况以及一些特殊情况作现场记录。如遇塌孔，应立即停钻，进行固壁灌浆处理，注浆36h后重新钻进。

2.清孔

为了保证水泥砂浆与岩体的黏结力，在钻孔完成后，采用高压风进行清孔，孔壁不得有黏土或粉砂滞留。钻孔清孔完成后，应将孔口暂时封堵，封堵应该密闭以免碎屑及杂物等进入孔内，同时保证封堵物容易取出。

3.锚索的制作与安装

3.1锚索下料

对钢绞索进行调直，根据锚索长度L=L1+1.2m截取钢绞线，其中L1为终孔长度。为避免损伤钢绞线，钢绞线切割必须要用切割机进行，不准用电焊或者气焊切割。

3.2锚索制作

对除锈、除油污的钢绞线进行严格质量检查，合乎要求后按设计量出锚固段和张拉段长度，并且作好标记进行编组。在锚固段上每米设置一个隔离对中支架，对中支架应该保证其所在位置处锚索体的注浆覆盖层厚度不小于10mm，对中支架表面基本平滑，避免损伤钢绞线。

3.3锚索安装

下锚前核对锚索编号与孔位编号，进行清孔，终孔后，用高压风（0.2MPa～0.4MPa）将孔中余碴、岩粉及水全部清除出孔外，人工缓慢将锚索插入孔内，不能左右摆动及扭转，注意锚索顺直，用钢尺量出孔外露出的钢绞线长度，在保证锚索锚固段长度的基础上，计算也内锚索长度。由于锚索入孔后注浆管会有无法插入孔底的情况发生，必须将注浆管绑在锚索张拉段PVC管上，从锚固段隔离对中支架钢管内穿过，管口距离孔底约30～50m，注浆管应随锚索同时入孔安装，以避免此类情况发生。另外，安装锚索时，无对中支架的面朝上，以防止索体扭压弯曲。

4.注浆

一般采用二次注浆，第一次注浆是在锚索安装完成后及时在锚固段注浆，浆体为M30水泥砂浆，常压压浆。在已注浆体初凝时，进行第二次注浆，高压注浆，确保浆体灌注密实。注浆管端头到孔底距离宜为15～20cm，管底在注浆前应临时密封，二次注浆管在锚固段沿管身每米螺旋型钻六、七个注浆孔，孔外用透明胶带密封。

5.锚垫墩及框架梁浇筑

锚垫墩及框架梁采用整体浇筑法施工，按照图纸，注意框架梁嵌入边坡体的深度。现场浇筑时，注意混凝土振捣，为保证混凝土密实，应该在锚孔周围钢筋较密处仔细振捣。注意两相邻框架梁入预留2～3cm伸缩缝，每隔10.5m设置一道，缝内用沥青木板填填，伸缩缝设在横梁中部。

在锚索框架梁施工有三个施工要点：第一，在进行钢筋安装锚垫板时，有一个重要的工序，即锚斜托的安装，制作专用的锚板使锚斜托突出框架梁的表面，与锚索方向垂直；第二，在做砂浆垫层时，在需要做钢绞线砼框架处的坡面上要进行平整，凸出的地方要刻槽，遇到局部架空处要用浆砌片石进行填补；第三，需采用组合钢模板，以保证框架梁体尺寸准确。

6.张拉和锁定

锚索张拉和锁定的条件是框架梁、肋砼强度达到设计强度的85%以上，锚索孔内砂浆强度达到设计强度的80%。锚索张拉作业前必须对张拉设备进行标定。张拉采用整体超张拉，五级张拉，每次加载与卸载的速率要平缓，作好加荷和观测变形记录。

7.锚索封头

锚索张拉锁定后，切除多余的钢绞线，及时进行封闭锚头处理。因为张拉的钢绞线是采用夹片限制钢绞线位移，以达到锁定的目的，所以，在钢绞线张拉后及时封锚。随着气温、外界环境干扰因素的影响，钢绞线与夹片之间的接触易产生空隙，摩阻力损失，导致钢绞线拉应力减小，使锚索达不到设计的张拉应力锁定荷载的数值，因此，早封锚的锚索预应力损失比不封锚或者晚封锚预应力损失减少一半左右。

二、预应力描索高边坡防护的注意事项

1、锚索张拉前必须把承压支撑物件表现整平，安装好垫墩、锚墩和锚具，与锚索轴线方向垂直。千斤顶轴线与锚索轴线在一条直线上，锚头部分不能压弯。钢绞线受力特征以抗拉为主。

2、按标定数据进行张拉，在安装前对千斤顶进行标定。为避免在张拉时油泵工作的不正常而造成张拉不到位，在张拉时，应在事先检查油泵各阀门的工作情况，以及油管的畅通情况。

3、在施工时，应该根岩体的情况对锚索进行补偿张拉，以补偿前期张拉的预应力损失。间隔的时间一般为第一次张拉锁定后30～45天，被撑张拉守成就可以進行下一道工序。作为自由段钢绞线的防腐措施之一，在被张拉完成后，要对自由段进行注浆，注浆要饱满，浆液配比同锚固段注浆液。

4、高边坡一般设计坡率为1：0.75～1：1.0，设计框架梁平面坡率与边坡一致。在设计施工时，框架应尽可能设计为轻型锚墩或者尺寸较小的框架，只要能够承受锚索张拉锁定荷载作用即可。框架染的竖肋底部应直接伸入边坡平台内，以抵抗框架梁混凝土下滑，防止锚索被剪断。

三、结束语

近年来，我国的公路迅猛发展，很多地区地质条件相当恶劣，高边坡防护就显得尤其重要，如果采取的防护措施不当，或者施工技术欠佳，都能够导致公路的运行存在着很大的安全隐患。预应力锚索在高边坡加固中有着相当的现实意义，尤其对于有软弱或者不利结构面，高度较大，稳定性较差的高边坡的防护更加有着其不可替代的作用。随着我国锚索施工工艺的逐渐成熟，工艺技术的不断提高，预应力锚索高边坡防护将会为公路建设及其他基础建设提供更好的技术保障、安全保障，以此来实现更高的经济价值。

参考文献

[1]彭爱红，曾雅敏，黎维升.路堑高边坡采用预应力锚索防护探讨[J].预应力技术，2006（6）：28.

[2]陈文锋，框架锚索高边坡防护施工技术探讨[J].中国高新技术企业，2010（18）：46.