预应力锚索施工在高速公路高边坡治理工程中的应用经验分析

2020-03-06欧阳龙

工程建设与设计 2020年21期

欧阳龙

（江西有色建设集团有限公司，南昌 330000）

1 引言

我国近些年高速公路建设的里程不断增多，施工规模不断扩大，为更好地满足经济建设发展的需求，对高速公路施工技术也有了更高的要求，高边坡是高速公路施工中常常遇到的情况，会出现地质状况不理想的问题，如岩石风化、坍塌及其他问题，严重的在深路堑施工中会出现临空面较高，地质构造出现裂缝等问题，会形成边坡不稳定的情况，在施工设计中必须树立边坡护理意识，探索边坡护理的方法。传统方法多采用的是土层锚杆喷射混凝土支护。在针对大中型边坡修护工作中，需要根据实际情况，选择合适的护理技术，预应力锚索方式备受人们的关注【1】。

2 预应力锚索施工概述

所谓的预应力锚索施工，主要是在施工过程中，针对相对松软不稳定的岩石土层通过预应力锚索框架进行稳固，从而使得松软的岩土能与深层稳定的岩土结合，阻止其表层脱离现象的出现。预应力锚索的一方面受力体是锚索桩本身，同时也可以依靠锚固段受力，从而穿破土体，让表层土和深层土结合，最终形成稳定的受力面，实现边坡加固的目的。对高速公路而言，要加强边坡的稳定性，需要依靠已有的锚索技术提升滑面摩擦力，并提升滑面产生的抗滑摩擦阻力。高速公路边坡防护中，应用预应力锚索施工，是利用一定强度的水泥砂浆，在一定深度的锚孔底部与周围的岩石形成一定程度的锚固体，并在锚索预应力作用下，将不稳定山体与稳定的山体进行组合，最终形成一个完整稳定的整体，从而确保整个边坡的稳定，避免裂缝问题的加深【2】。

3 预应力锚索施工应用中存在的问题分析

高速公路边坡治理工程施工中，需要重视分析其稳定性，了解边坡自身特点及影响其稳定性的环境因素等，从而结合实际制定相应的措施和方法。但在实际的施工中，预应力锚索技术还相对不够成熟，部分地区和部分工程施工中对其应用方法了解不深入，仅仅是套用其他地区的方法，因此，在实际的应用中出现与实际情况不符合的问题。还有一些高速公路工程建设的边坡坡度相对较大，采用锚索结构及相应的施工方式进行加固，施工过程中也会对原有的植被造成破坏【3】。

在高速公路工程设计中，锚索角的设计和确定至关重要，如果角度不合理，会带来承载力浪费的问题。因此，在实际的工程治理中，需要对锚固角取值加以明确的规定，不能仅仅是确定其范围，锚索格构是锚索预应力中惟一的传力构件，因而必须将其作为整个设计的重点，需要考虑锚索外锚头设计的协调性和合理性。在实际的应用中，会存在虽然混凝土格构未达到极限，但因为外锚头受到破坏，最终导致边坡加固失去了稳定性。对相关设计、计算方法和受力模式的探讨方面相对不完善，需要进一步研究。

4 预应力锚索的结构设计分析

4.1 预应力的广泛应用

预应力锚索除了加固压缩边坡浅表，也能抑制潜在的滑动边坡，因此，在高速公路及水利工程建设中，在路基边坡支护设计中应用较为广泛，且外锚头结构形式也得到了很大程度的开发和应用，遇到松散的层边坡，格梁能确保边坡表层的预应力均匀传递，也能减少岩土应力集中带来的压缩变形等问题的出现。格梁能加强各锚索之间的联系，也能提升抗滑锚索的整体性和连续性。除此之外，格梁之间也能进行景观绿化设计【4】。

4.2 格构梁的内力分析

格构是由垂直坡面位置横纵梁组成，在横纵梁相交的预应力位置设置锚索结构，对锚索结构梁模型设计和分析时，需要对格构下部岩土体及格构的相互作用进行分析，根据线弹性体计算来设计岩土体格梁，因此，要求预应力锚索格构在力学分析中，要分析受边坡土体地基的影响作用。在模型计算中，需要对周围岩石土体及格构梁体的作用力进行计算，可以采用弹性地基模型法计算。对弹性地基梁模型的计算，一般是将格构梁作为地基上的梁进行计算。总体来讲，要结合不同的地基模型，所选用的计算和设计方法也存在差别【5】。

4.3 预应力锚索工作

预应力锚索格构在实际的复合中涉及的边坡地质较为复杂。在常见的格构梁边坡加固中，受认知水平的影响，难以了解其内在联系，在边坡护理修复工程广度和深度上，都需要创新和开拓加固治理方法，并不断探讨和优化工程治理的措施，提升预应力锚索工作的效率。

4.4 分析锚索编号

预应力锚索压力的设计分析中，锚筋材料多采用无黏结的高强度、低松弛钢绞线，并标记各单元钢制绞线，方便施工人员的操作。编索过程中，需要将截取的钢制绞线放在架子上，对其进行逐根检查，并清除其表面的泥土污垢，去掉损伤的绞线，对锚段进行编号。

5 预应力锚索施工措施分析

5.1 做好施工前的准备

在高速公路边坡工程施工前，必须结合工程所在地的实际情况，到实地进行测量和勘察，并结合具体的边坡情况确定施工的工艺方法及具体的流程，确定施工技管理人员，做好设备的检查，并对施工管理体系加以明确。

5.2 建立施工平台

斜坡脚手架上搭建锚索施工平台，铺设超过3m 的木板承受水平推理，并重视安全栏的设置。对钻机方位、倾角、钻孔位置加以确定，确保整个设计符合要求，并对施工平台进行加固处理。

5.3 钻孔

要结合倾角、孔的位置和方位，对钻机进行准确的定位，并将其误差控制到合适的范围。钻孔过程中，要对每个孔的钻进状态及地层的变化进行全面的了解，并观察和记录地下水及周围环境的情况，做好相应的记录。在遇到地质松散和破碎时，要采用先进的钻进技术，避免钻孔坍塌。遇到坍塌的孔位，要停止钻孔，并进行灌浆固结处理，确保水泥浆凝固后，再次进行钻进处理。

5.4 施工中注意事项

边坡护理和修复处理中，地下水的水位对边坡变形及滑坡的影响相对较大，因此，边坡护理工程施工时间要选择在雨季来临前。施工中要在开挖的同时做好加固工作，避免因长时间裸露最终影响工程的稳定性。此外，在钻孔过程中，必须及时检查堵孔和塌孔的现象，并及时采取恰当的注浆措施。确保每根锚索在空间内保持平衡，坡面和地梁施工也需要保持平顺。遇到坍塌的问题，地梁设置与地面需要保持水平。