框架锚索在高路堑边坡防护中的应用

彭运兰

(中交广州航道局有限公司，广东 广州 510230)

1 工程概况

某公路工程主线长14.560 km，其中B标右侧边坡坡体以砂、泥岩护层为主，有较强的风化特性。边坡高度最大达31 m，路堑开挖有扰动性影响，容易威胁到边坡的稳定性，随之诱发滑塌等事故，因此，采取合适的边坡加固技术至关重要。经技术可行性分析后，最终采用的是锚索框架梁技术，用于加固边坡，保证边坡的稳定性。

2 施工工艺流程

锚索框架由C30混凝土浇筑成型，纵、横梁截面尺寸一致，即50 cm×50 cm，框架梁入土深度30 cm。边坡岩性呈微风化时，受开挖的影响，坡面局部可能出现不平整的状况，此时用浆砌片石填补。横梁每12～18 m设一道2 cm宽的伸缩缝，缝内填塞沥青麻筋，深度按10 cm控制。

考虑到日常检查维修的便捷性以及排水高效性的双重要求，在各级边坡施工中均设合适尺寸的检查踏步和急流槽。为提升边坡防护效果，在框架梁内种植生长能力较强的草种，成活率至少达到90%，同时增添30%的灌木种子。在采取绿化措施后，除了提升边坡稳定性外，还有助于凸显工程的生态环境效益，将公路与现场自然环境融为一体。

锚索框架梁施工具有流程性，需按照特定的顺序将各项工作落实到位，具体如图1所示。

图1 锚索框架梁施工流程

3 锚索框架梁施工技术的具体应用

3.1 锚索的材料选择、制作及施工

1)锚索选择的是φs15.20 mm高强度、低松弛预应力钢绞线，张拉应力fpk=1 860 MPa，并根据行业标准适配锚具。

2)锚索下料时采取砂轮切割的方法，禁止电焊切割，否则会严重损伤锚索。为便于张拉锁定，锚索制作时钢绞线预留1.5 m，待后续张拉作业落实到位并且无质量问题后，确定多余的钢绞线并将该部分切除，然后用C30混凝土浇筑锚头，有效封闭。

3)钢绞线下料后编束，此时要求每一束的钢绞线均匀排列，无交叉、扭曲等问题，同时全面清理残留的锈迹以及油污[1]。

4)锚索扩张环以工程塑料环为宜，具体根据锚索体钢绞线根数与扩张环孔数而定，形成相配套的关系。箍环以铁丝为原材料制作成型。分情况将扩张环、紧固环设置到位，其中锚固段间距为0.5 m，自由段间距调整为1.5 m。

5)钻孔后，注入高压风用于清孔，待孔内保持洁净后，随即将制作成型的锚索推送入孔，在此过程中尽可能做到平顺推送，避免抖动，否则容易散索，锚索下放1 h内注浆。

3.2 施工平台的搭设及拆除

1)施工平台的主体框架由φ48 mm钢管组成。立杆横距按3 m控制，在立杆的内侧设纵向水平杆，节点处采用碗扣接头的连接方法。为全方位保证施工的安全性，在平台四周设置高度≥1.2 m的护栏，再挂设安全网，满铺1.8 cm厚的木板。

2)施工平台搭设时，根据要求严格控制各杆件的位置，尽可能减小误差。搭设成型后检验步距、纵距、横距、立杆的垂直度，要求各方面均满足要求。

3)工作平台的拆除存在诸多安全隐患，需设置警示，挂设醒目的警示标志，任何无关人员均不可入场，由专员在现场指挥，协调各项工作，避免混乱。

4)按照自上而下、先横杆后立杆的顺序依次拆除，由两名员工配合完成长立杆、斜杆两部分拆除作业。

施工平台示意图如图2所示。

图2 施工平台示意图(单位：m)

3.3 钻 孔

1)测量放线：以设计要求为准，精准测放孔位，为给正式钻孔提供正确的引导，要求孔位误差≤±2 cm。

2)钻机就位：根据施工要求选择钻机，进场后用量角器定向，同时设置稳定可靠的支架，将钻机置于该处以避免失稳。

3)钻孔方法：潜孔钻无水干钻成孔，钻进全过程中禁止用水冲击；实际孔深略大于设计值0.5 m或适当增加，以保证锚孔深度的合理性。

4)锚孔清理：钻孔成型后注入高压空气，目的在于有效清理孔内的岩粉以及积水等各类不利于后续注浆施工的杂物。为保证锚孔清理效果，风压控制在0.2～0.4 MPa。

3.4 注 浆

1)注浆前组织配合比试验，确定合适的配合比，以保证拌制好的浆液满足工程质量要求，对于水泥材料的选择，采用的是普通硅酸盐水泥。

2)锚索的锚孔灌注施工材料选择M40水泥浆，对于锚杆体，此部分注浆施工材料调整为M30水泥浆。

3)根据现场作业条件，注浆采用孔底返浆法，要求PVC注浆管始终保持稳定，否则会影响注浆施工效果。注入的浆液收缩后及时对孔口补浆，此处材料选择的是M30水泥浆。

4)注浆后加强对浆液的观察，判断其是否存在回落，若有则安排补浆，保证浆液面所处位置的合理性。

5)锚索注浆施工分两个阶段完成：①锚固段和自由张拉段同步注浆，此阶段采取的是孔底返浆的方法，注浆压力≥1.0 MPa，在此期间注浆管不可从孔底抽出，确保注入的砂浆具有足够的密实性；②第一次注浆完成1～2 h后，对锚固段劈裂注浆，此时施工材料选用的是M40水泥浆，注浆压力≥2.0 MPa。经过注浆后，密切观察水泥浆的实际情况，若该部分凝固收缩则及时用M40水泥浆对孔口补浆。

3.5 张拉锁定

1)合理设置锚斜托台座，要求该处的承压面具有足够的平整性，同时必须与锚索轴线呈垂直的关系。

2)张拉前判断是否具备张拉的条件，若框架梁混凝土强度大于设计强度的80%以上并且锚索体浆液龄期达20 d，即可安排张拉。

3)根据张拉作业需求适配合适的张拉机具和仪器，并做好标定，切实提高张拉机具的运行精度。在安装锚具时，必须使该装置与锚垫板和千斤顶密贴对中，经过检测与调整后使千斤顶轴线与锚孔及锚索体轴线共处相同直线，此外不允许出现任何弯压现象。

4)考虑到钢绞线受力均匀性的要求，先围绕单根锚索进行1～2次的预张拉，此阶段的张拉力取设计值的0.1～0.2倍，经过预张拉后使锚固体各部分紧密接触，在此前提下方可正式进入张拉环节。

5)锚索张拉采取的是分级有序推进的方法，分别取设计张拉力的25%、50%、75%、100%、120%，前四级每次张拉后稳压持荷2～5 min，最后一级稳压持荷时间增加至20～30 min，每次均对张拉情况做全面的检查，包含锚头位移、锚座变形等，若有异常则及时查明真实情况，根据具体的原因采取针对性的处理措施。

6)锚索锁定后安排3 d的观察，若此过程中无异常状况则留10 cm，将多出的钢绞线切割干净。然后用水泥浆浇筑锚垫板及锚头的空隙，用C30混凝土封锚。需注意的是，在切除多余的钢绞线时需利用手提砂轮机完成，禁止采用电弧烧割的方法，否则会损伤钢绞线，例如出现留下部分长度不足的情况。

3.6 施工注意事项

1)施工前做好各项准备工作，例如：场地的规划，保证现场的平整性与稳定性；采取隔断措施，营造相对独立的施工场所，以免受到外部因素的干扰以及由于施工而对周边环境造成影响；严格检查边坡，识别其中的危险隐患，采取有效的防治措施[2]；根据工程要求，准备足量优质的原材料以及机械设备，组建施工队伍。

2)锚固段和锚索的定位需具有精准性，对此可用定位环或铅丝完成。张拉环节加大对锚索自由段的防护力度，例如对该处做除锈处理，刷涂沥青，以免自由段外露而锈蚀。经过防腐处理后，向自由段套入合适尺寸的波纹套管，同时在套管两端的300 mm内涂抹适量的黄油，再于外侧缠绕工程胶布，增强严密性与稳定性。

3)张拉试验时由专员规范操作，及时采集损失量等相关数据并完整记录，张拉控制力约为原标准强度的3倍，但要避免该值异常偏大的情况，即不可超过钢绞线锚索的强度，否则会由于张拉力过大而导致钢绞线锚索受损[3]。

4)公路高边坡支护预应力锚索施工时，必须提前组织预应力预锚试验，借助此途径掌握实际施工条件，同时准确把握具体的作业参数，以便正式推进预应力锚索施工进程。在试验时，推测锚索的受力情况以及锁定值，要求各项参数均具有合理性，锚索则始终保持稳定。随着施工进程的推进，待注浆体和混凝土腰梁的抗压强度超过75%后方可张拉锁定预应力锚索，若发现张拉过程中有预应力损失，则根据实际情况安排补张拉。在前述基础上确定多余的钢绞线，用手提砂轮机切除。在确保剩余钢绞线的长度满足要求且无断裂等异常状况后，完成防腐、压浆封锚等各项收尾工作。在循序渐进之下，最终全面保证锚索框架梁的施工效果。

4 结束语

锚索框架防护技术颇为成熟，在现阶段的公路高边坡防护中取得广泛的应用，可有效降低施工难度、保证边坡防护质量、提高施工效率。在框架锚索防护施工全流程中，涉及施工平台的搭设、钻孔、注浆、锚索张拉等多个环节，全体工程人员应高度重视，合理优化施工方法，保证最终的施工质量。

[ID:013499]