预应力锚索框架在高边坡加固中的应用

何健

(福建仙游经济开发区管委会,福建莆田 351200)

预应力锚索框架在高边坡加固中的应用

何健

(福建仙游经济开发区管委会,福建莆田 351200)

随着锚固技术的发展,预应力锚索框架结构具有明显的技术、经济优势,推广应用价值显著,己逐渐成为高边坡加固工程的一种有效结构,并广泛地应用于工程实际中。本文首先着重从锚索框架加固边坡的机理,使用条件等进行分析,再结合工程实际情况,对预应力锚索框架在设计、施工中的应用进行一些技术问题的探讨。

预应力锚索框架 高边坡 加固 应用

1 引言

随着我国城乡建设的迅猛发展，特别是在山区工程建设中涉及到比较多的高边坡问题，如何对高边坡进行正确的认识分析、合理的设计、有效的处理，是工程设计人员必须考虑的问题。同时，高边坡病害也成为困扰工程建设、设计、施工的难点问题之一。因此，迫切需要对此进行深入研究，针对某一具体工程，提出相应安全有效、技术先进、施工方便、造价合理的边坡处治方法。

2 锚索框架加固技术

2.1 加固原理

采用锚索框架加固边坡的机理是主要依靠锚索穿过潜在滑动的不利结构面锚固于稳定可靠的地层中，通过格构框架使锚索群体受力，控制边坡变形，充分调动岩土体自稳能力，从而达到加固边坡的目的，而格构框架的主要作用是将边坡坡体的剩余下滑力或土压力、岩石压力分配给格构框架结点处的锚索，然后传递给稳定地层，从而使边坡坡体在由锚索提供的锚固力作用下处于稳定状态。

2.2 适用条件

采用锚索框架加固技术时，必须有可靠的地层或稳定的基岩可供锚索锚固。格构梁底须嵌入坡面岩体内(深度一般不宜小于20 cm )，使格构梁与坡面形成整体，以免格构梁重力沿坡面方向的分力使得结点处的锚索遭受较大的剪力破坏，因此，锚索框架加固技术尤其适用于边坡稳定性差，坡体岩石均匀且下伏稳定岩层的岩石边坡或土质边坡。

3 锚索框架在工程中的应用

3.1 工程概况

福建福鼎某高边坡位于剥蚀丘陵地貌区斜坡上，地面高程为5.30～35.97m，相对高差30.67m，呈南高北低，自然地形坡度25°～40°。因场地北侧坡脚受到人工开挖及台风影响，在自重和外力的作用下，导致斜坡岩土体出现蠕动变形致使坡体滑动，滑体厚1.3～5.6m，主滑方向165°，滑动面位于凝灰熔岩残积粘性土层与全风化凝灰熔岩层的接触带上。坡体目前处于临界状态，如不采取有效治理措施，在强降雨的作用下，可能产生整体滑塌，危及周边建筑、道路及人身的安全。

3.2 治理设计与方案

由于坡体松散堆积层较厚，且滑坡的坡面承载力一般较低，单独采用锚索结构加固时，因锚索的张拉力较大，容易造成坡面破坏，而格构式锚索框架结构则是锚索与钢筋混凝土梁柱的复合结构，一般不需大规模开挖就能治理滑坡的有效措施。它兼顾深层加固与浅层护坡。将主动抗滑与被动护坡有机的结合在一起。通过对该边坡稳定性、特点分析后最终采用了锚索框架加固技术进行处治。

第二、三阶锚索框架

根据该边坡滑塌产生的特点、地质条件、范围及规模，将坡体分为上下两个部分进行处理。上半部分分两级坡，坡率1：1，采用锚索框格梁辅以植草护面支护，下半部分采用坡率1：2缓坡并辅以植草护坡。各阶平台宽度均为2m。加固断面如图所示。

在边坡上半部分设置预应力锚索框架加固，框架宽均为4m，设4孔锚索，第一级坡上排锚索长31m，下排锚索长29m，第二级坡上排锚索长29m，下排锚索长26m，锚固段长均为15m，设计拉力均为500kN，框架内喷薄植草防护。

4 预应力锚索施工

4.1 施工准备

锚索施工前，应根据锚固地层、锚固吨位做破坏性抗拔试验。试验孔锚索长度原则为20 m左右(具体以全部锚固段深入设计锚固地层1 m以上控制)，其自由段不注浆，锚固段与自由段之间设置止浆袋，锚固段外侧应设引排气管。

4.2 锚孔钻造

首先确定锚孔位置，然后根据地层选用相应的锚索钻机，且钻进过程中严禁开水冲钻及冲洗孔壁，同时应严格控制钻进速度，防止钻孔偏斜、扭曲或变径。最后进行锚孔清理，使用高压空气将孔中岩(土)粉及水全部清除出孔外。

4.3 锚筋制安

锚筋材料应整齐准确，误差不大于±50mm，预留张拉段钢绞线长度1.5m。设计预应力锚索为压力分散型锚索，其锚筋材料采用无粘结高强度低松弛钢绞线，对钢绞线不同单元和钢筋锚接头进行醒目可靠的标记。

4.4 锚孔注浆

锚索注浆采用水灰比0.4～0.5的纯水泥浆，其中锚固段遇土质或砂土状强风化岩层且富水时应采用二次高压劈裂注浆法来提高地层锚固力。锚孔钻造完成后应及时进行锚筋体安装和锚孔注浆，原则上不得超过24小时。

4.5 锚筋张拉锁定

在注浆浆体与台座混凝土强度达到设计强度80%以上时，方可进行张拉锁定作业。锚索的预应力分5级按有关规范或规定施加，即设计荷载的25%，50%，75%，100%和110%。在张拉最后一级荷载时，应持荷稳定10～15min后卸荷锁定。锚索锁定后48小时内，若发现明显的预应力损失现象，则应及时进行补偿张拉。

4.6 锚孔验收封锚

锚索张拉完成后应及时对锚头进行补浆和封锚，外锚头应用与锚梁同标号的砼封头，以防锈蚀破坏。

5 结语

在施工前进行了锚索抗拔力试验，施工中又对锚索抗拔力进行了检测，结果表明锚索实际抗拔力值均大于锚索抗拔力设计值，且位移很小，其外观也无明显变化，因此本工程锚索施工是满足设计要求的；坡体沉降、位移、测斜、水位等监测结果在施工和工程运营期均未超过设计允许值，边坡完整且坡体稳定。因此，锚索框架支护以其施工速度快、对场地要求低、安全可靠等特点，具有广阔的发展应用前景。

[1]GB 50330-2013,建筑边坡工程技术规范.

[2]赵明阶,何春光,王多根.边坡工程处治技术[M].北京:人民交通出版社,2003.

何健(1981—),男,工程师,土木工程专业,从事工程施工管理工作。