公路高边坡施工中预应力锚索技术的应用

魏当汁

摘 要：预应力锚索能充分发挥岩体的自承潜力，调节和提高岩土的自身强度和自稳能力，减轻支护结构的自重，节约工程材料，并能保证施工的安全与稳定，具有显著的经济和社会效益。已经广泛地应用于公路边坡工程滑坡治理、高边坡支护施工。本文主要通过工程实例，对预应力锚索的优点、施工流程进行了分析与探究。

关键词：预应力锚索技术；公路工程；高边坡

我国中、西部地区山地众多，地质环境脆弱，地质条件复杂，在进行铁路、公路等基础设施建设时，不可避免会遇到自然形成或人工开挖的高陡边坡，当地质条件较差而且处理不当时，很有可能会导致滑坡的产生。随着我国交通基础设施建设的大力开展建设的不断深入，以滑坡为主要形式的边坡工程灾害问题也越来越突出。有效的治理好边坡的滑坡问题是保证交通基础设施建设和运营顺利关键之一。至目前为止，治理滑坡的支挡结构体系有擋土墙、抗滑桩、锚杆、锚索及预应力锚索抗滑桩等。工程实践表明，预应力锚索抗滑桩己发展成为高陡边坡加固的一种有效的手段。但由于抗滑桩体系与滑坡体之间的相互作用的复杂性，必须在充分了解预应力锚索优点的基础上，结合具体案例进行公路高边坡预应力锚索施工工艺探讨。

1 预应力锚索的优点

预应力锚索是指由钻孔穿过软弱岩层或滑动面，把一端锚固在坚硬的岩层中（称内锚头），然后在另一个自由端（称外锚头）进行张拉，从而对岩层施加压力对不稳定岩体进行锚固。预应力锚索框架梁支护体系的优点如下：

1、预应力锚索框架是高边坡病害防治和坡面防护的有效措施。预应力锚索框架可以将高边坡病害防治与坡面柔性防护有机地结合在一起，既达到防治高边坡病害的目的，又可美化环境，实现了工程和自然的和谐统一。通过大吨位的预应力锚索锚固于边坡体内稳定的岩体中，并通过施加的预应力，可抵抗边坡体深层变形和破坏。

2、能有效地控制边坡病害的深层破坏。在支挡结构加固设计时，往往针对边坡病害的深层破坏力来采取工程措施，为抵抗此破坏力，重力式挡墙是依靠墙体自重及其产生的基底摩阻力和墙前被动土压力来克服的；抗滑桩是依靠锚固段的桩周侧向抗力或能提供土压力的桩侧土的被动土压力与主动土压力差来克服的；而锚索框架是依靠锚固于稳定岩、土体的高强度低松弛的钢绞线拉紧坡面的钢筋混凝土框架，提供与边坡破坏力相反方向的抗力来克服的。

3、施工简便易行，技术风险低。采用预应力锚索框架加固高边坡或防治高边坡病害，可遵循自上而下开挖一级加固一级的施工顺序，待上一级锚索进行初张拉后再开挖和加固下一级边坡，对每一级边坡的施工，还可以进行分层和分段施工。这样，大大减小了边坡施工本身对边坡体的扰动，避免因施工不当引起的边坡病害，这一点是其他支护形式无法比拟的。

2 工程实例

某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到6米为其全风化、强风化层厚度；浅黄色、软硬塑状亚粘土分布于沟谷间，7.4到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施工流程

1、钻孔

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，需固定钻进及复查施工。遵循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、地质条件加以充分靠露。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。

2、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，防止管内由水泥浆流入。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。

3、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。

4、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。

5、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。分段浇筑框架时，需以2米作为框架厚度，通过沥青模板进行填塞作业。在浇筑框架的同时，还应做好振捣作业及养护工作。

6、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。该工程需分2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，其功能为度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梁体产生较大侧弯情况。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 结束语

综上所述，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地应用与推广。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，以此推动公路工程事业的快速发展。

参考文献

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