框架锚索边坡防护技术在高速公路中的应用

2018-03-28许亚丽

山西建筑 2018年12期

关键词：张拉锚索预应力

许亚丽

(山西交通控股集团有限公司运城北高速公路分公司，山西运城 044000)

1 框架锚索常见施工质量问题

1.1 对地质条件调查不准确

在设计过程中，设计单位没有对路堑边坡的工程地质情况进行深入调查，导致实际情况与设计不一致。很多设计单位在设计过程中盲目追求安全性，在对地质情况调查不足的情况下就采用框架锚索防护技术，这无形中也增加了工程造价，造成了不必要的浪费。

1.2 对植被破坏大

在高速公路边坡防护施工中，传统的施工方式就是大挖大刷，对周边的植被造成了严重的破坏。当采用框架锚索边坡防护时，通常采用刷缓坡的方式，这就增大了刷坡的挖方量，加剧了坡面植被的破坏。

1.3 设计计算不完善，不成熟

预应力锚索框架防护，需要结合高速公路边坡的地质情况进行科学的计算，构建框架锚索的受力模式。然而，我国现阶段对预应力框架锚索的的受力模式和设计计算方法还不完善，不成熟，存在很多问题，还需要不断改进完善。

1.4 长期有效性不明确

框架锚索施工完成后，会受到公路边坡土体荷载、水分的侵蚀等多种外界因素的影响，其使用寿命和长期有效性还不明确。同时，在施工中，个别施工单位偷工减料，导致框架锚索防护出现很多施工质量问题，包括锚索长度严重不足，不张拉、不注浆等。锚索长度不足，会直接影响锚固的有效深度。锚索施工中不注浆，水分渗入造成锚索锈蚀，长期锚固力失效。而不张拉锚索，将直接导致锚索失去锚固作用，造成严重的施工质量隐患。

2 预应力框架锚索防护锚固原理

预应力框架锚索防护是通过锚索对边坡岩石进行锚固，结合框架对边坡岩石进行保护，保证边坡的稳定性。框架的节段处设置锚索，将锚索和框架结合为一个整体，一同抵抗边坡岩石的剩余下滑力，形成一个稳定的受力体系。为了防止裸露出来的边坡岩石风化，通常在框架内部填充浆砌片石。总之，通过锚索和框架的综合作用，可有效抵抗边坡岩石的下滑力，其主要作用总结如下：

1)锚索的锚固作用可提高边坡的整体稳定性。

通过对锚索进行张拉，可以对其周边岩体进行锚固，提高其稳定性和整体性。按照设计要求，预应力锚索施工时还应该进行注浆，一方面可以保护锚索，防止锈蚀；另一方面浆液可以渗入岩体中，提高锚索和周边岩体之间的整体稳定性，进一步提高锚固力。

2)提高锚固体的整体强度。

通过在边坡岩体中设置预应力锚索，锚索与坡面岩石之间形成的锚固力可以有效提高岩体的抗剪强度。而岩体在出现破坏滑动时，首先应克服其自身的抗剪强度，这也就提高了整体强度。

3)有效改善坡体的受力状态。

预应力锚索所产生的锚固力和钢筋混凝土框架梁对坡面的推力，有效改善了边坡坡体的受力状态，控制了边坡的滑塌。

3 预应力框架锚索施工技术要点

3.1 施工准备

施工前，召集施工技术人员对施工图纸进行检核，查看是否与实际施工情况一致，图纸、地质资料等是否完整。然后根据设计文件编制详细的施工组织设计，对施工工期、人员设备、材料和施工质量进行科学合理的管理。

组织进行技术交底，对施工技术人员、施工人员和施工管理人员进行严格的施工技术交底和安全技术交底。做好施工现场准备工作，对设计孔位附近的松动石块与砂砾进行清理，平整场地，为正式施工做好准备。

3.2 锚孔放样

根据设计图纸，进行锚孔放样。首先根据框架竖肋的公路里程进行放样，并应保证竖肋与路线方向垂直，横肋与竖肋垂直。放样中利用全站仪、水准仪、钢尺等测量工具，并打桩做好标记，要求锚孔孔位偏差不得超过±3 cm。框架梁上部的锚孔是以第一根竖肋下部的锚孔为基准，根据间距确定其他孔位。

3.3 钻孔

钻孔施工前，采用脚手架搭建工作平台，安装过程中注意保证脚手架牢固和安全。锚孔钻孔施工采用潜孔钻，安装固定后必须准确确定钻杆的位置，保证符合偏差要求。

钻孔前应设置好倾角，然后使用潜孔钻钻进，钻进过程中注意防止钻机轴线偏移。每钻进3 m～5 m，就使用测斜仪量测一次。施工中如遇塌孔现象，应立即停钻，并做固壁灌浆处理，稳定后方可继续进行施工。钻孔完成后要检测钻孔深度，钻孔深度应超过设计深度，并确保无塌孔现象。

3.4 清孔

锚孔成孔后，必须进行清孔处理。清孔采用压缩空气，风压不小于0.4 MPa。清孔必须将孔内的岩屑和石粉彻底清除干净，清孔时间不得少于5 min。孔内残存岩屑和石粉会影响水泥砂浆与孔壁的粘结强度，影响施工质量。

3.5 锚索制作与安装

锚索制作和安装前，首先进行除锈处理，并涂抹黄油，做防腐处理后再外套塑料管。锚索制作应该按照设计图纸给定的间距设置架线环与紧箍环，所使用的材料的规格和强度等要求必须符合设计要求，并取样做试验检测。锚索制作过程中应注意固定好排气孔的位置，并采用人工将编制好的锚索送到孔底。

锚索制作完成后进行质量检验，合格后方可进行安装施工。锚索安装通常采用套管作导向，将锚索缓慢均匀送入，用力适中，不得造成锚索扭曲。锚索应距孔底0.5 m，并外漏1.5 m，然后进行居中固定，完工后将套管拔出。

3.6 注浆

1)第一次注浆。第一次注浆主要是用于固定锚索头部，一般采用由孔底向孔口的反式注浆法。注浆压力不得低于0.4 MPa，注浆过程中将注浆管匀速上提，并注意保证锚固段砂浆饱满密实。

2)第二次注浆。由于第一次注浆后，部分砂浆被锚孔周边的岩体或土体吸附，造成锚孔内砂浆不饱满。所以在第一次注浆2 d～3 d后，即安排进行第二次注浆。第二次注浆压力大，要求在5 MPa以上。通过高压注浆，可以有效填充锚索内的孔隙，保证锚索孔道饱满密实。

3.7 框架混凝土浇筑

框架混凝土施工采用水泥混凝土泵车配合浇筑，使用振动棒振捣。所选用的混凝土强度不得低于C25，并做试验检测其强度。混凝土强度超过设计强度50%后，方可拆模。

3.8 张拉与封锚

根据对张拉力的计算结果，锚索张拉施工一般分为五级加载，每级张拉后都需要保持一定时间，其中最后一级超张拉加载后应保持10 min～20 min，确保稳定后即可进行锁定和封锚。最后一级张拉完成后，卸载到锁定荷载锁定锚索。使用砂轮将多余的钢绞线切断，切口和锚具之间的距离不小于100 mm，最后用C20混凝土封锚。