锚索框架施工技术在高速公路边坡防护工程中的应用

中国路桥工程有限责任公司，北京 100000

1 工程地理位置

该项目沿线穿越多种地貌单元，依次为山前冲积平原区、黄土梁峁区、河谷区、低中山宽谷区、低中山区，沿线地势呈南低北高的特点。项目建设区域主要分布在印度板块与喜马拉雅板块结合带的南侧边缘，受地质活动的影响，岩体以破碎状为主，缺乏稳定性。

2 锚索框架施工技术的加固原理

锚索框架施工技术以水泥砂浆为材料来构成完整的锚索结构，并在其作用下向混凝土框架传递剪力，同时将预应力施加于失稳的坡体处，使原本处于松散状态的岩体被连接成完整的结构。在此基础上，岩体的摩阻力和正压力均有所提高，抗滑性能较好，此外，锚索框架施工技术可以对锚索孔进行注浆处理，借助压力的作用让浆液进入坡体裂隙，进而提高坡体的稳定性。

3 锚索框架护坡的施工工艺及施工要点

3.1 施工工艺

修整坡面→测放孔位→钻进成孔→清孔→安装锚索→注浆→挖槽→支模→绑扎钢筋→浇注框架→养护→张拉→封锚。

3.2 施工要点

（1）修整坡面。①按照自上而下分层的方式有序修整坡面，每完成一层开挖后立即采取防护措施。②取锚索上下横梁间距，将该值作为各层的开挖高度控制标准，避免超挖现象，然后再开挖格梁基础。

（2）测放孔位。①以设计要求为准，经过检测后确定锚孔的具体钻进位置并放样，要求实际位置与设计标准间的偏差不超过±0.2m。②依次检查各锚孔测量放样位置，若无误则编号，给后续施工提供依据。

（3）钻进成孔。①以测量放样孔位为基准，调整钻机的工作姿态，使其按照特定的方向钻进；钻进施工期间应及时利用测量角具检测，调整钻进方向，且不可采取开水冲钻的方式。②遵循匀速钻进的原则，钻孔的实际孔径和深度均要与设计值相同或适当增加，钻进至设计深度后立即暂停，停留3～5min的稳钻时间。③钻进期间如果出现塌孔现象，立即暂停钻进作业，将实际情况报监理工程师。

（4）锚孔检验。①经钻进作业后将形成锚孔，由监理工程师进行全面检查，若无误则进入下道工序。②在孔径和孔深两项指标的检测中，要求钻头平顺推进，期间不出现冲击或受阻的情况，钻具的验送长度也需要达标，用高压风吹孔，不可以出现水体或灰尘外溅的情况，否则均认为锚孔存在不合理之处。③通过质量检验后，用织物封堵锚孔口，避免外界杂物混入孔内。

（5）锚索制作安装。①预应力锚索体为关键结构，包含格梁、自由段及锚固段；材料通常选择φ15.24mm的高强度低松弛无黏结预应力钢绞线。②根据设计要求完成钢筋下料作业，误差不宜超过±50mm；合理控制各部分长度，预留张拉段为1.5m，钢筋锚杆0.5m；取适量挤压头并将其组装成型，取总量的3%用于检测，要求单根挤压强度至少达200kN。③在承载体的组装过程中，需要加强对挤压套的固定处理，即通过螺栓连接承载体和限位片；按照1.0～1.5m的间距控制标准有序设置架线环，同时应保证锚孔孔口处具有1个架线环。④导向帽应稳定在最前端的承载板上，可采取焊接工艺，以提高稳定性；预留溢浆孔，以便后续注浆施工期间孔底可顺利返浆。⑤潮湿空气、雨水等均容易发生腐蚀作用，导致钢质材料生锈，因此可通过涂刷防腐油漆的方式进行有效防护。

（6）锚固注浆。①拌制纯水泥浆，水灰比值控制在0.4～0.5。遇土质或砂土状强风化岩层时，鉴于其地质条件的特殊性，宜采取二次高压劈裂注浆的方法，切实提高地层的锚固力。②锚固注浆环节较为可行的是孔底返浆的方式，全程调整好注浆压力，约2.0MPa，持续向孔内注入浆液，直至孔口溢出新鲜浆液为止。③加强对孔口浆面的检查，如果存在浆液面回落的情况，则及时补浆。

（7）框架梁施工。以C25混凝土为施工材料，经浇筑后形成框架梁。框架梁施工期间遇锚索与框架箍筋交叉的情况时，则适当调整箍筋间距，而成型的框架嵌入坡面的部分需要达到50cm，外露部分10cm。

（8）锚索张拉。张拉前取设计荷载的10%～20%，按照此标准有序组织1～2次预张拉作业，以此提高各部位的连接紧密性，同时使钢绞线恢复至平直的状态。如果选择压力分散型锚索，则需要考虑各单元锚索的长度情况，以此为依据合理划分张拉单元，通过采取差异分布张拉的方式进行有序操作[1]。

（9）封锚。在锚索张拉作业后，如果没有质量问题，即可及时补压并封锚，以便有效防护锚索，避免出现锈蚀、损坏的情况。锚具和锚梁等结构存在空隙时，可通过采取补浆的方式处理，要求补浆管有效插入锚梁底面以下，注浆过程中观察补浆孔的情况，该处溢出浆液后即可停止。锚具和锚筋的外露部分在与空气等外界因素接触后易发生锈蚀，需要将其清理干净，在确保无误的前提下利用混凝土（要求与锚梁同标号）封锚。

4 施工技术要求

4.1 锚索结构施工

（1）根据设计方案来完成锚索孔位测量与设计，保证锚索孔位坐标放样准确、孔位平面位置和标高合理，达到设计要求。（2）严格按照施工图纸来进行预应力锚索钻孔作业，保证其倾斜度和方位角都能够达到设计标准，且钻孔孔径和深度均符合设计要求。（3）根据施工要求，锚索选择6束φ15.2mm钢绞线，锚具采用QVM15-6型。选择强度和松弛率都符合设计要求的无黏结预应力，强度不小于1860MPa，延伸率不小于3.5%。（4）应将锚索捆扎成束，理顺钢绞线，保证钢绞线的数量平均，还要避免钢绞线出现交叉和弯曲现象，最后根据编排规律将锚索捆扎成6束。（5）在正式开始压浆作业前，要做好准备工作，检查压浆管和注浆管是否存在堵塞，清点其他施工设备的种类和数量。选择普通硅酸盐水泥作为原料，保证浆体强度大于40MPa，在注浆施工后，利用排气法将浆体中的气体排出。

4.2 框架梁施工

（1）挖槽作业要间隔进行，综合设计图纸和锚索的实际位置确定挖槽位置，在结束挖槽作业后要找平槽底，保证槽底平整。（2）选择钢模板作为施工模板，保证模板安装到位，接缝处理效果良好，不会出现漏浆现象。要严格按照设计图纸来开展框架梁钢筋的制作作业，选择性能良好、尺寸恰当的钢筋，保证数量和间距符合施工需要，而且要确定预埋件的位置，达到预埋深度和预埋要求。（3）选择C30的水泥混凝土浇筑框架梁，每片锚索框架由两根采竖肋及其横肋构成。在实际施工时，要使混凝土框架梁一次浇筑成型，两个框架梁之间要预留一定的伸缩空间，通常为2cm。（4）在混凝土灌注施工中，施工人员应在相邻两个锚索之间设置一个施工缝，保证施工质量。同时，还应该做好养护工作，确保框架梁的养护时间超过7d。

4.3 锚索张拉锁定

（1）锚索张拉锁定作业应在锚固段注浆体具有一定强度后才能进行，具体来说框架混凝土的抗压强度应达到设计强度的85%。（2）在正式进行锚索张拉之前，施工人员应该做好准备工作，检查张拉设备。张拉作业应按照一定的顺序进行，遵循“先周边，后中间”的对张拉原则，保证结构受力平均。（3）一般情况下，松散边坡的预应力锚索的长期预应力损失较大，针对这种情况，施工人员在完成锚索施工后可补偿张拉，具体的补偿张拉大小要根据松散边坡的预应力损失情况来确定[2]。

4.4 坡面绿化

（1）该项目的岩石边坡选择客土喷播绿化的方式，根据设计好的配比，确定客土、植物种子以及肥料的用量，并将其充分混合。（2）用专门的播种设备将混合物播撒在岩石边坡上，做好后期的浇水养护，尽可能减少人为的痕迹，处理好坡面绿化和自然环境的关系。（3）在边坡上设置一层或两层的铁丝网，保证客土稳定，防止出现严重的水土流失[3]。

5 锚索框架施工要点

（1）张拉设备的选型至关重要，需要以锚杆材料和锁定力为依据合理选择。考虑到经济效益性要求，应尽可能选择通用性较强的设备，以便应用于其他部分的张拉作业中。（2）锚孔钻进过程中容易出现缩颈和卡钻的情况，为有效避免此问题，需要加入水泥粉慢钻护壁，随着钻进作业的持续推进，当其达到残积黏土层时则需要额外掺入适量的干石粉和石屑，此后再慢速旋转。（3）锚索成孔后，及时将成型的锚索筋装入孔内并完成压浆处理，避免因孔壁内毛细水增多而影响孔壁的稳定性，通常该项工作需要在锚索成孔后的24h内完成。

6 结束语

综上所述，边坡防护是高速公路建设事业中的重点环节，而边坡的稳定性将直接影响高速公路的运行状况，因此需要合理应用锚索框架施工技术来保证边坡的使用效果。但是锚索框架施工对工艺水平、施工人员的专业能力均有较高要求，因此需要形成合理的规划，按照顺序依次施工，通过加强对各道工序的质量检验，确保施工质量。