预应力锚索在公路养护工程中的应用

陈艺泉

摘要：通过工程实例，在公路改造时，破坏了山体平衡，严重影响了行车安全，预应力锚索抗滑移桩是最主要的工程措施。本文介绍了预应力锚索在滑坡治理、桥台加固、边坡防护工程中的应用情况，分别取得了很好的效果，这对于推广预应力锚索材料的应用，具有—定的现实意义，为类似工程提供借鉴。

【关键词】预应力锚索技术;设计;施工

1.滑坡治理

1.1滑坡概况

G319线K233+750～ 945路段呈南～北走向，从吊钟岩老滑坡区中穿过。公路改造时，路基开挖，削弱了老滑坡坡脚的支护，破坏了山体的平衡，从而诱发局部生命，老滑坡在路北肩墙塌陷，多处路面路基局部塌陷隆起变形，路南路面塌陷，并出现明显开裂，原集肩墙多处土体开裂外倾，严重影响行车安全。

1.2主要工程措施

本工程采用了刷侧卸荷、防冲挡土墙、预应力锚索钢筋混凝土框架、改善地表排水、排水地下水等全面的管理措施。预应力锚索抗滑移桩是最主要的工程措施。

预应力锚索抗滑桩是在桩身顶部沿与水平方向大约30°的位置设置预应力锚索，锚索穿过滑体锚固到滑床内，使桩身成为一端固定、一端绞结的受力状态。本工程的预应力锚索抗滑桩沿公路上边坡的坡脚设置、一字排列，采用预应力锚索，主要考虑桩位滑动面较深，但桩后滑面较陡，可作为锚固地层的中风化砂岩埋深较浅，从经济及受力方面更为合理。桩的设计强度为C25，桩长度是18到21米，断面是2.5米乘以2米，桩间距是6米，在每个桩顶设置2个预应力锚索孔，每个锚索孔长度为30m，锚固段长度为13～ 15m。单孔设计张紧力为1000kN，锁紧时张紧力为700kN。锚筋使用标准强度1860mpa，部分9ф15.2高强度低松弛预应力钢绞线的生产。

1.3实施效果

我们在锚索上布置了3个锚索测力计，于滑坡治理工程完工后半年对其进行监测，锚索测力计的应力损失分别为3.56%、4.2%、4.47%，均小于10%，表明锚索工作稳定，滑波经监测己趋稳定，公路及其构造物未见新的变形，滑坡治理达到了预定的效果。

2.对桥台进行加固

2.1桥台疾病的概述

在1993年12月，位于永溪桥的G319线153K+850处正式通车。steam-20和挂- 100设计荷载，这座桥的长度是59.73米，桥面的宽度为9米，上部是2 20钢筋混凝土简支t形梁，桥的高度是13.9米，桥台是重力砌筑u型桥台和桥台强烈风化岩石的地质基础。

在桥梁检查中发现桥台病害：漳州方向沿着路朝桥台变形范围内7.6米长，大约100毫米到外包两边的人行道上，46～ 50 mm，地表沉陷和下游侧墙外向相对严重，侧向位移的50 mm，出现在前墙的位置两边的后坡长和大的通过性骨折，缝长5.7米，狭缝宽度40毫米。龙岩方向桥台桥台（1）沿着路长12.6米范围，左右两边的人行道和侧墙都有不同程度的变形和破坏，桥台产生水平位移变形、路面外包两岸的20～30毫米，两岸的前壁后坡长和大型贯通裂缝，缝到35毫米宽，拱座稳定已经受到严重影响：虽然前墙是悬挑的，但没有被土压力破坏。

造成桥台墙破坏的主要原因是桥台填料压实不够，桥台墙体高（高达15.1m），土压力大，超载严重，倾覆力矩大，导致墙体倒塌。侧墙本身能够提供的稳定力矩较小而不足以抵抗倾覆力矩所致。

2.2加固措施

O号桥台预应力锚索的布设如图3所示。桥台侧墙采用预应锚索对锚，桥台前墙采用预应锚索地锚;对锚锚索孔成水平方向，地锚锚索倾角20°;锚索孔间距横向3m、竖向4m。0号桥台共布设10孔对锚、6孔地锚。

侧墙对锚锚索单孔设计拉力450kN（取安全系数为1.5），锁定拉力450kN。

前墙地锚每孔锚索长16m，锚固段长度10m，锚索单孔设计拉力250kN，锁定拉力250kN。

锚索为4Ф15.2标准强度1860MPa的高强度低松弛预应力钢绞线制成。

2.3实施效果

永溪桥桥台加固后，通过例行的锚索测力计及外观检查，结果表明桥台侧墙完好，桥台未产生新的变形。在此之后，我局对同类病害的G319线笔架山桥、S203线小片桥采用相同的工程技术措施加固桥台，也取得了较好的效果。

3.预应力锚索施工

3.1操作平台的搭设

操作平台是钻孔施钻的工作场地，基础需设立在较完整的地基上，较松散地基处应予硬化处理，为保证施钻中操作平台的稳定性，应采用斜拉杆将结构加固成超静定性，局部施工时，还将操作平台与注浆锚索紧固在一起，以确保操作平台的稳定和施工安全。

3.2錨索孔施工

对锚的锚孔必须是水平的，这就要求钻机就位时既要水平，又要正对放线点，保证点位左右上下误差小于2mm，水平方向控制在对穿后偏差小于30mm;地锚孔的就位精度同上，角度控制误差在±1°内。

施钻时应采用无水干钻，根据岩层或回填物的地质条件，采用了相应的钻进方法。当钻进至相对较软的松散体时，应采用了正旋转套管跟进的办法;当钻进至相对较硬的松散体时，套管的合金钻头无法进行施钻，故采用反旋转冲击套管跟进的办法，直到孔中。

3.3钢绞线的制作及安放

考虑锚索张拉的需要，钢绞线的长度应比设计长度多留2m。钢绞线下料时采用砂轮切割机切割，避免电焊切割。

地锚的钢绞线表面也应除圬、除锈，自由段均匀涂抹一层防腐油，外套PVC波纹管;为防注浆时浆液进入波纹管内，波纹管的起始点用16～18#铁丝和钢绞线绕3～5圈连接，并用电工胶布缠封，再将钢绞线制成束;锚孔端头用自制导向尖壳固定成整体，以便入孔。锚索入孔后沿轴线方向每隔1.5m设一个隔离架，隔离架采用Ф50无缝管自制。

3.4锚孔压浆

安放锚索后取出套管应及时进行压浆。压浆材料为1：1的水泥砂浆，采用525普通硅酸盐水泥和的河砂，Mk=3.0，水灰比为0.38～ 0.40，砂浆强度不低于30MPa。注浆机的最大工作压力1.5MPa，正常工作压力0.6MPa。

对锚孔压浆采用“封一头反压法”，即将锚孔的一头封堵，封堵压力大于1.2MPa，再将压浆管的出口置于封堵的一头，使浆液从封堵的一头反压向开口处。

地锚压浆直接采用反压法，从锚索的孔底开始至孔口返浆式注浆，以保证水泥砂浆在锚孔内充分填隙。

3.5锚索的张拉

锚斜托台座的承压面应平整，并与锚筋的轴线方向垂直。锚具安装应与锚垫板和千斤顶密贴对中，千斤顶轴线与锚孔及锚筋体同轴一线，确保承载均匀。锚筋的张拉必须采用专用设备，设备在张拉作业前应进行标定，锚具、夹片等检验合格后方可使用。

锚索张拉采用分级、间隔、循环的方法。张拉时拉力分成五级，每级荷载分别为设计荷载的0.25、0.5、0.75、1.0、1.1倍。在张拉过程中，每增加一级荷载，要稳定5min，然后卸荷至前级荷载，再次升级荷载;五级加到最大荷载要稳定10～20min，变形稳定后卸荷至设计荷载锁定。

每次加荷锚头的位移量不得超过0.5mm;在加荷的过程中，要测量锚索的伸长量，使锚索在弹性范围内工作。

锚索锁定之后，切除多余钢铰线，用C30砼封闭锚头。

3.6后期监测

为监测锚索预应力变化情况，每项工程至少应布置3个锚索测力计，在完工后6个月、12个月分别监测锚索应力损失量。当锚索预应力损失小于10%时，则预应力锚索的质量稳定，可以满足设计要求。

4.结束语

本文主要结合G319线K233+750～ 945路段呈南～北走向，滑坡的特点进行了分析，通过预应力锚索抗滑移桩工程的实施表明对滑坡治理达到了预定的效果。预应力锚索通過对结构物（框架、抗滑桩）主动施压，可很好地限制结构物内的土体（滑坡体、边坡体、桥台及填料）继续变形，以保证公路设施完好。

【参考文献】

[1]郑登域，预应力锚索框架梁在公路滑坡治理工程中的应用[J].福建交通科技，2016（01）：30-33.

[2]邹宝良.预应力锚索桩板式挡墙在公路工程中的应用与施工[J].黑龙江交通科技，2015，38（07）：25+27.