预应力锚索技术在公路高边坡施工中的应用

摘要：伴随公路工程建设事业的迅速发展，作为新型边坡加固技术，预应力锚索技术在公路高边坡施工中的广泛应用，不仅能够提升承载力，为工程建设提供可靠受力条件，还能降低工程造价，提升公路高边坡施工的整体质量。为此，文章通过工程实例对预应力锚索的作用机理、施工流程进行了分析，以期全面推动公路交通事业的可持续发展。

关键词：预应力锚索技术；公路工程；高边坡施工；作用机理；施工流程；公路建设 文献标识码：A

中图分类号：U213 文章编号：1009-2374（2016）10-0106-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.10.052

传统高边坡防护主要包含护面墙、挡土墙及护坡等硬性结构物，但随着社会经济水平的不断提升，人们对环境的要求也越来越高，此类高边坡防护方式已无法满足社会经济发展需求，预应力锚索技术在公路高边坡施工中的运用极大地提高了公路工程的质量。

1 预应力锚索的作用机理

预应力锚索是指从钻孔向软弱岩层、滑动面穿过，在较为坚硬的岩层内锚固其中一端，随后张拉施工于另一自由端，进而以岩层施加压力锚固不稳定岩体。锚索结构的构成成分一般分为3类：幅度锚头、锚索体与外锚头。内锚头为岩体内锚固并进行预应力供给的基础，其被叫做锚固段、锚根。按照结构类型可进行机械类与胶结类划分。

外锚头是将张拉吨位、锁定位置提供给锚索的主要结构，被叫做外锚固段。根据种类划分包括锚塞类、螺纹类等多种形式。作为内外锚头有机结合、连接的部件，锚索体不仅需要承受张拉力，还需将预应力提供给锚索体张拉。高强度钢筋、钢纹线与螺纹钢筋为组成锚索体的主要构件。作为一个复杂的结构，安装完成预应力锚索后需及时进行主动后张预应力场的建立，以此降低、减少天然力场对工程构造物的影响。在稳定边坡等工程中预应力锚索技术得到了广泛的运用。公路高边坡加固施工中预应力锚索技术的应用可对工程地质稳定性进行有效改善，并避免塌滑现象出现于不稳定块体内，以此对塑性区扩展问题进行有效遏制，达到边坡稳定性全面提升的目的。

2 工程实例

某高速公路工程为国家重点干线路段，其右侧路堑边坡为中低山区地貌类型，其地形结构为低山，沟谷交错分布，具有极大的地势起伏，紫红色细砂岩夹薄层泥岩、砂砾岩等为其主要岩性，5～6米为其全风化、强风化层厚度；浅黄色、软硬塑状亚黏土分布于沟谷间，7.4～9米为其厚度，因其属于顺层坡，极易出现顺向滑塌现象。此处可分为6级边坡，45.3米为最大高度，为避免滑坡现象的出现，必须做好预应力锚索支护施工。

3 公路高边坡预应力锚索的施工流程

伴随社会经济的快速发展，道路交通运输量大幅度提升，行车密度与车辆载重逐渐增大，作为影响国民经济增长的重要因素，为推动社会经济的快速发展，必须重视公路基础设施建设。近年来，预应力锚索技术在公路工程建设中也得到了广泛的应用与推广。为全面提升高边坡加固质量，必须做好施工准备工作，规范施工流程，具体如下：

3.1 准备工作

按照图纸与施工现场实际情况，对各类施工人员实施技术培训及交底，以此对现场实际状况和技术规定全面掌握。根据地质剖面图、地下水等实际情况，则选取的灌浆参数也不尽相同，只有确保参数选择的合理性，才能确保灌浆的均匀性与密实度。深层硬土，可通过压力、流量增加或降低旋转、提升速度等方式进行施工质量的控制。

3.2 钻孔

作为锚索施工质量控制的重点，钻孔深度需与有关设计规定相符，一般选取冲击回转钻进施工方式。孔位定位、钻进与钻孔冲洗为钻孔工艺流程：

第一，定位是指钻孔施工前，选取尺子实施测量作业，并将钻机专用钢管安装于脚手架上，遵循图纸设计相关规定，进行准确定位与测量放样。安装钻机并准确就位后，需对其倾斜角度、方位角度进行适当调节，确保其与设计规范相符后，才能进行钻进及复查施工。

第二，钻进施工前必须合理选择钻杆，按照锚索设计长度对钻杆长度加以确定，并做好整齐排列工作，放置时不能存有歪斜情况。各个钻杆应逐个钻孔，要求钻孔深度满足施工要求。钻进施工中需对工作风压、地质条件加以充分考虑。按照施工现场实际情况，实施调整。如对软弱地层实施钻孔施工，需及时对钻进速度进行合理调整，防止塌陷问题的出现。

第三，完成钻孔作业后，需冲洗钻孔，以此保证钻孔壁和浆体黏度符合施工规定。并选取高风压管向孔底插入，同时进行插入与吹风作业，以此彻底清理孔内

杂物。

3.3 组装锚索

钢绞线为组装锚索的主要材料，钢绞线下料长度=锚固段长度+自由段长度+张拉段长度。5厘米为下料长度误差最大值。如钢绞线存有锈迹现象，需做好除锈工作，随后在组装台上顺直放置。自由段需进行防锈漆的预先涂刷，并进行油脂的涂抹。最后将PR防护管穿上，并选取封口胶带将钢绞线自由端、锚固段连接位置进行充分缠绕，利用铁丝做好绑扎作业，防止管内有水泥浆流入。根据施工规定顺序做好钢绞线排列组装作业，并在锚索之间放置注浆管，以此保证锚固段以核状形式呈现，随后将导向帽添加到锚索前，完成锚索组装工作后，需将编号牌挂上，并做好堆放工作。安装锚索具体情况如图1所示：

图1 锚索组装示意图

3.4 安放锚索

安放锚索时，需利用硬塑料管向孔底伸入，随后通过压缩空气将孔内岩屑吹出，随后在孔内平顺放入锚索，要求外露长度满足施工要求。吹孔施工时，应对碎石掉块问题加以重视，只有这样才能顺利放入锚索。与此同时，为避免地下水大量渗出，可选取清水、压缩空气等进行重复性冲洗作业，完成冲洗施工后即可实施灌浆施工。

3.5 锚索灌浆

因水泥砂浆具有较差流动性，为避免注浆管堵塞现象，需选取纯水泥浆实施锚索灌浆，如锚固段存有土质、沙土状风化岩层问题，可利用二次高压劈裂注浆工艺施工，进而对地层锚固力进行全面提升。完成锚孔钻进施工后，需做好安装锚索与锚孔注浆作业。二次劈裂注浆法通过注浆强度对劈裂注浆时间加以控制，并做好封塞锚固段与花孔设置工作。在二次注浆实施后，需选取镀锌铁管、钢管等作为高压注浆管，根据掺入量规定进行注浆材料添加。

3.6 浇筑框架

正方形为锚索框架的主要形式，一般选取C30混凝土对框架实施浇筑作业。钢筋在人工绑扎后，需做好模板支立工作，并将PVC管套在锚索位置上，如锚索和框架箍筋不存在相互交错影响情况，可对箍筋间距实施局部调整，同时进行定向箍筋、定位管与固定锚垫板安装。在浇筑框架的同时，还应做好振捣作业及养护工作。

3.7 锚索张拉

锚索张拉作业需锚索锚固段浆体、承压地梁等固结一周后进行。大面积防护施工，需做好极限抗拔力试验，进而取得准确的锚索抗拔力参数。一般分两次实施锚索张拉作业：第一次张拉力进行4级划分，与预应力相比，设计张拉力为其10%、20%、40%、60%，同时每次张拉后，持续时间可定为3分钟；第二次张拉力需进行3级设计，在完成第一次张拉力3日后实施，其功能为第一次张拉不足的有效补充，与预应力相比，设计张拉力为其80%、100%、110%，持续时间与第一次相同。张拉施工中，应确保两端千斤顶具有相同的升降速度，避免偏心压力过大致使基础产生较大侧弯情况。在张拉分批进行时，先张拉的预应力筋必须对其他预应力筋导致的弹性压缩预应力损失情况进行充分考虑。

4 结语

综上所述，伴随交通运输事业发展速度的不断提升，公路工程建设地位越来越高。预应力锚索技术作为公路工程高边坡施工的重要技术之一，其技术水平的高低将直接影响到公路工程施工的整体质量。将其应用到公路工程施工中，可有效延长工程的使用寿命，提升工程建设整体质量，是实现公路工程经济效益最大化的重要条件。

参考文献

[1] 刘蔚.预应力锚索技术在公路高边坡施工中的应用分析[J].城市建设理论研究（电子版），2013，6（23）.

[2] 李兵，吴国发，孙福田.沪蓉西高速公路高边坡预应力锚索动态设计与施工的实例[J].科技资讯，2012，（7）.

[3] 龙丽芳，黄柳云，李海民，李丽芬，黄世斌.预应力锚索桩板墙计算研究[J].广西工学院学报，2009，（1）.

[4] 朱晗迓，孙红月，汪会帮，陆锡铭，尚岳全.边坡加固锚索预应力变化规律分析[J].岩石力学与工程学报，2004，（16）.

[5] 罗雪峰，杨淑洁.浅析山区高速公路预应力锚索施工工艺及注意事项[J].中国城市经济，2011，（8）.

[6] 罗碧玉，王敏，王军琪.预应力锚索在滑坡体防护中的应用[J].水利与建筑工程学报，2007，（4）.

作者简介：赵予荣（1975-），女，河南漯河人，供职于漯河市公路工程建设总公司，研究方向：公路工程试验检测及监理。

（责任编辑：王 波）