试分析高边坡支护预应力锚索施工

蒋炳林

关键词： 预应力锚索施工技术 高边坡支护 钻孔 编束 锚索安装

中图分类号： TU753 文献标识码： A 文章编号： 1672-3791（2024）01-0114-04

高边坡支护施工难度相对较大，在进行高边坡支护过程中，不仅要考虑岩层土体结构的稳定性，同时还要考虑预应力锚索支护施工技术应用加固效果，确保高边坡的整体应用不会出现失稳问题，以保证主体结构工程周边环境和自身安全，确保项目高质量建设。为进一步提升高边坡支护施工质量，各种先进技术开始在高边坡支护中得到应用，预应力锚索技术就是其中的一种。该项技术的应用能够达到提高高边坡岩层土体结构受力水平，保持高边坡稳定的目标，整体设计位置相对较为灵活，且工程施工较为便捷，值得进行深度研究和探讨。

1 预应力锚索施工技术应用优势

预应力锚索技术的应用不仅能够达到有效改变高边坡岩层土体结构受力情况的效果，而且可以通过对高边坡岩层土体结构进行加固处理的方式，保证高边坡在施工和使用过程中不会出现塌方或者失稳等问题。如果在进行建筑修建过程中，因为高边坡基础开挖等施工影响，导致工程量出现逐渐增大的状况，可运用预应力锚索技术实现对工程量的有效控制，保证工程能够在规定时间内完成［1］。同时，该项技术的应用也可以对结构过于集中的荷载力进行有效处理，通过对荷载力进行有效分散的方式，保证高边坡岩层土体结构的受力情况保持稳定，确保主体结构后续使用质量和安全。该项技术的应用也可以对出现裂缝或有失稳前兆等问题的高边坡进行有效修补，确保结构使用寿命能够得到切实延长。

2 预应力锚索施工技术应用

2.1 钻孔施工

需要按照施工区域的地质条件以及工程施工要求，确定钻孔具体方式，较为常见的钻孔方法包括重复钻灌与边转边灌等模式，按照高边坡的处理特点，一般会选择使用干钻成孔方式保证钻孔倾角，确保后续施工能够顺利实施［2］。在进行钻孔施工过程中，需要对钻孔参数如孔位、孔向、孔深、孔径进行严格控制，钻孔的开孔偏差不得大于100 mm，终孔孔轴偏差不得大于孔深的2%，方位角偏差不得大于3°，终孔孔深宜大于设计孔深40 cm，终孔孔径不应小于设计孔径，保证钻孔参数都能够得到有效控制。在具体进行锚孔钻进过程中，需要考虑到卡钻与塌孔等方面问题，选择逐步成孔的钻进模式进行有效施工，确保能够对施工周围岩体和孔洞形成有效固结作用，方便后续进行钻孔控制。如果在逐步成孔的钻进模式下仍出现塌孔，则应在钻进过程中增加套管辅助成孔。在钻孔深度达到设计要求后，一般都需进行一段不少于40 cm 的超深钻进，然后展开检验测量和清孔处理等一系列工作。

2.2 编束施工

该项施工模式会按照施工图纸设计内容进行装配锚束体组装，包括隔离护套承载体以及预应力筋等材料［3］。在具体实施操作时，需要做好以下几点：（1）在实施编束前，對锚束材料规格型号与质量等各项情况进行严格检查，保证钢绞线与管套等均能够达到设计要求，施工所使用的机械设备不会存在破损问题，通过提前进行检测的方式保证机械设备使用状态，确保各项工具的使用质量；（2）按照施工工序或者其他方面内容，进行不同装配锚束体材料标识，防止出现后续使用混乱问题；（3）利用紧密捆扎法实施编束，对锚固段长度进行测量和标记，将内锚固段穿过中隔离支架，实现对钢绞线的分离，理顺锚索钢绞线，运用铁丝进行隔离架和锚索钢绞线的绑扎，运用绑扎或电焊方式对锚索钢绞线最前端锥形导向帽连接；（4）按照施工图纸要求，对锚索钢绞线长度进行检查，在确定合格之后，才能够对材料进行切割；（5）做好自由段锚索钢绞线材料的防腐处理，通过涂抹防腐漆或者注入防腐油脂的方式，保证材料在使用过程中不会出现腐蚀性问题。现在为方便施工和保证自由段锚索钢绞线的防腐效果，一般采用带防腐套管的钢绞线。但使用带防腐套管的钢绞线，在施工时要特别注意钢绞线锚固段防腐油脂一定清理干净彻底，否则将大大降低锚索预应力张拉受力效果，达不到对高边坡岩层土体结构稳定加固作用。

2.3 锚索安装施工

在完成钻孔和清孔操作之后，需要立即进行锚索安装，如果无法及时安装，则要在安装之前再次对钻孔进行检查，重新对内部的杂物进行清理，运用高压风进行积水吹干之后，才能够进行施工操作［4］。在安装时，需要保证锚孔和孔索体能够处于倾角一致的状态，确保锚索索体平顺推进，防止造成保护层受损问题。需要对注浆管的畅通程度随时检查，及时对不畅通问题进行处理。如果拔出锚索再重新进行向前推送，仍然无法解决卡索问题，应将锚索索体全部拔出，运用高压风重新进行钻孔清孔处理，同时还应检查锚索索体完整程度，通过再次进行清孔的方式，保证锚索安装顺畅。

2.4 注浆固结施工

在进行注浆固结操作过程中，会将装配锚束体一端和锚孔连接在一起，运用水泥浆体作为注浆材料，确保能够在孔洞内形成固结，完成锚孔和装配锚束体的连接。在实施锚孔注浆之前，会将锚索和注浆管绑扎在一起，放入到孔洞之中，保证注浆管和孔洞底部能够保持一定的距离［5］。对二次注浆管端头和出浆孔进行封闭处理，确保依次注浆所使用的液体不会进入二次注浆管之中。在使用二次高压注浆施工操作时，需要保证水泥净浆的质量，运用普通硅酸盐水泥，混合不会对水泥凝结和硬化产生影响的有害物质，按照一定的水灰比进行配浆注浆。在进行注浆操作之前，需要对水泥进浆进行过筛和均匀搅拌处理，在初凝之前完成浆液的灌注，待一次注浆孔口溢浆之后，停止一次注浆，开始实施二次注浆，并对二次注浆压力进行严格控制。运用孔底返浆施工模式进行锚孔注浆操作，将锚索体和注浆管共同送到孔洞底部，在水泥净浆浓度达到设计要求时，确定完成锚孔注浆操作。如果在注浆完成之后发现存在回落状况，需要在30 min 之内进行补浆，直至质量达到要求为止。

2.5 锚索张拉施工

在进行锚索张拉施工过程中，通过对张拉设备的应用，对装配锚束体弹性变形状态进行调整，保证预应力锚索能够获得充足预应力，这是满足边坡支护加固要求，是保证预应力锚索使用质量的关键。在确定注浆固结质量达到设计要求之后，便可以进行锚索张拉施工［6］。在具体进行张拉之前，需要对张拉设备与参数等各项内容进行检查，对千斤顶应重新检验校定，保证设备额定值能够在张拉值之上，防止出现张拉精度受干扰的情况。在锚固体强度达到设计要求之后，便可以进行锚索的张拉。张拉时需要提前通过进行1～2次预张拉处理的方式，确定轴向拉力与相关施工操作基本参数，确保能够更好地完成后续张拉施工。在经过多次单循环验收之后，需要锁定荷载值。但如果在锁定之后发现出现预应力损失的问题，可通过进行补偿张拉处理的方式，保证张拉质量。

2.6 锚索防护施工

锚索防护施工需要贯穿于全部预应力，锚索施工之中，应在高边坡支护中发挥出相应作用，确保能够对已经完成封孔注浆锚固段进行有效保护，并且能够做好自由段的保护工作。在进行外锚头保护过程中，需要做好装配锚束体与外露钢垫板等内容的保护，保证元件使用安全性和可靠性。在具体进行保护过程中，会先进行防腐漆的涂刷，再运用钢筋网罩和混凝土浇筑手段进行封闭，保证保护层的厚度能够在50 mm 以上。在对自由段进行保护时，会展开防腐处理，确保水泥浆灌注防护强度能够达到设计要求。其中，在进行自由段的防腐处理过程中，要在对钢绞线进行除锈处理之后，实施两道防腐漆的涂刷，运用注入防腐油脂的方式，做好聚乙烯防腐套管的防腐处理（如果采用带成品防护套管的钢绞线锚索，则可以减少自由段涂抹防腐油脂的工序，大大提高施工效率）。

2.7 质量检验与试验操作

在完成上述所有施工之后，需要对施工操作质量进行检验，并进行实验操作。需要做好边坡支护结构原材料质量以及锚索、锚头质量等各项内容的验收和检验，通过试验操作，确定是否会在施工时存在各种问题，设置针对性应急预案，保证工程施工能够顺利实施。

3 工程施工实际案例

3.1 工程案例基本情况介绍

案例工程为云南某停车场建设项目永久高边坡支护结构，该工程位于云南省绥江县城内。停车场主体工程包括地上七层停车场，主体高度为23.6 m，采用框架式结构。该停车场主体结构周边地形环境十分复杂，其南侧为落差高达23 m 的高边坡，且坡顶为绥江县城市主道路，道路边还有两栋高层住宅，因此，该高边坡的支护是整体工程施工重点内容之一。在进行高边坡支护结构的施工时，需要展开抗滑桩、挡土墙、桩间支护以及高边坡支护等一系列施工。在对高边坡进行支护操作时，通过地勘报告、现场实际踏勘以及收集周边建筑以前施工资料综合分析确定，采用预应力锚索施工技术，对高边坡岩层土体结构进行支护处理。

3.2 预应力锚索施工

3.2.1 锚孔测放

在进行施工过程中，需要按照设计位置在抗滑桩施工时预埋套管预留锚孔位置，明确钻进坡度，以便科学进行钻进施工。在确定锚索预埋套管位置之后，便可以利用钻机展开锚孔钻进施工。需要搭设稳固条件和承载力能够满足要求的脚手架，按照开孔孔位进行固定钻机的安装，做好机位调整，保证钻孔施工纵横误差能够控制在规定要求之内。

3.2.2 钻孔施工

在进行钻孔时需要运用风动钻进行施工，严禁采用水冲钻进模式，防止对边坡岩体工程地质条件产生不良影响，确保孔壁黏结性能可以达到要求。对钻孔速度进行严格控制，按照锚固地层与黏结性能进行钻孔速度的设置，防止出现变径或者扭曲问题，保证下锚顺畅性。

在进行钻进过程中，需要按照地层以及钻进状态，及时进行施工调整，钻进过程中一定要对各项数据进行详细记录。如果发现存在缩孔或者塌孔等方面问题，则要立即停止钻孔施工，通过进行水泥浆液固壁灌浆处理的方式或采用套管跟进方式，再重新进行钻孔施工。在采用水泥浆液固壁灌浆方式处理缩孔或塌孔时，应待水凝浆液达到初凝状态后才能重新钻孔。

3.2.3 孔位、孔深、孔向、孔径的控制

需要按照设计要求对孔位、孔深、孔向、孔径等各项数据进行严格控制，保证锚孔孔位、孔深、孔向、孔径合理性，确保使用钻头直径能够大于设计孔径。在进行孔深度控制时，应保证深度能够大于设计孔深，实际钻孔深度能夠大于锚索设计长度不小于40 cm。

3.2.4 锚孔清理

当钻孔达到要求之后，不能进行立即停钻处理，需要在稳定钻进1～2 min 之后，再进行停转操作。需要使用高压空气对孔洞进行清理，保证其中的粉尘、水分以及颗粒杂质等能够得到清除，以防影响岩层土体和水泥砂浆的黏结强度。但需要注意的是，除特殊情况外可以使用高压水冲模式对坚硬完整岩体锚孔进行清孔，一般均应采用高压风进行清孔，以防清孔对结构造成破坏。如果在施工过程中发现存在锚孔有承压水流出的情况，需要在水量和水压下降到一定范围之后，通过进行注浆和安装锚筋处理的方式，配合在周围位置设置排水孔的方法，保证支护处理效果。如果在孔洞中存在积水问题，应运用灌浆封堵二次钻进的方式进行处理。

3.2.5 锚孔检验

在完成钻孔之后，需要通过现场业主、监理进行检验的方式，确定施工成孔是否合格，在确定合格之后，才可以展开后续工序。在现场业主、监理的监督之下进行孔位、孔深、孔向、孔径、孔底沉渣等各项细节的检查，必须保证验孔过程钻头推进的平顺程度，避免出现抖动或者冲击问题。保证钻具长度能够满足设计锚孔深度，确保退钻的顺畅程度，运用高压风进行清理，防止出现积水或者沉渣等问题。对倾角和孔位等内容进行复核，在确定全部施工达到要求之后，才可以进行后续操作。

3.2.6 锚索制作安装

在进行锚索安装之前，需要对钢绞线进行顺直处理，保证不会出现各种质量问题，做好除油污以及除锈等各项处理，剔除具有机械损伤或者死弯等材料。锚索制作时，确定锚孔编号，完成锚索长度的测量和计算，在锚固端设置中支架，保证锚索能够处于居中状态，在自由端按照一定间隔进行细铁丝的绑扎，做好防腐涂料的涂抹，并在完成套管之后，在套管两端进行黄油填充，外部用工程胶布进行缠绕和固定。按照设计规范要求，展开锚索防腐和防锈处理，确保锚索轴线和锚头顶面能够处于垂直状态。在锚索切割下料时，应保证外露钢绞线长度不小于1.5 m，以确保满足锚索张拉上锚索夹具的要求。在进行锚索安装之前，核对锚孔编号和锚索制作编号，先运用高压风再次进行吹孔处理，采用汽车吊和人工辅助手段将锚索缓慢放入到锚孔洞中，控制好孔外露锚索钢绞线的长度。

3.2.7 锚固注浆

运用一次注浆和孔底返浆处理方法，在自由端进行防锈油的涂抹，套上波纹管在管内注入黄油，进行两端封闭处理，保证锚索张拉段和锚固段能够一次注满，不会存在任何空隙。通过进行实验操作的方式完成砂浆配比，做好注浆量的控制，保证实际注浆量能够高于理论注浆量。在孔口浆液溢出浓浆后，便可以停止注浆。在注浆结束之后，需要及时进行注浆套管和注浆枪等内容的清洗，做好注浆记录，方便后续进行施工查验。

3.2.8 锚索张拉检测、锚索计安装、张拉锁定以及封锚

在孔内砂浆和外锚头达到设计强度要求之后，便可以进行锚索张拉检测和张拉锁定施工。通过进行张拉检测，确定锚固各项参数满足设计要求。通过试验的方式确定具体工艺操作内容和操作参数，设置科学合理切实可行的施工方案。锚索计按照设计图纸要求及规范布设。测点布置于边坡主测断面锚索端部，在同一竖直面内每道锚索均应布设测点。测点应选择在受力较大且有代表性的位置，如边坡每边中部、阳角处、地质条件复杂或者周边荷载大的区段。监测点布置的位置宜与水平位移监测点尽可能靠近。每层锚索的监测点数量应为该层总数的1%～3%，且不应少于3 根。同时，按照分级模式进行锁定和张拉处理，严格按照操作规程执行，在完成张拉施工之后，需要进行一次补偿，在确定所有内容达到要求之后，再实施锁定。完成补偿张拉之后，从锁定锚具外侧起预留出5～10 cm 钢绞线，对多余长度钢绞线进行切除处理。采用带微膨胀的水泥浆对锚头和锚垫板所有空隙进行灌浆填注，采用细石混凝土进行锚头封锚处理，保证锚索锚头防锈蚀质量，同时保证封锚混凝土外形美观。

4 结语

在进行高边坡支护过程中，需要对高边坡所在位置以及岩层土体结构基本情况结合地勘报告进行全面复核，通过进行实地钻孔结合地勘报告复核的方式，明确地下水和地质等各项情况，在此基础上展开预应力锚索施工应用。在具体进行应用时，需要做好钻孔、张拉等一系列施工，应结合实际情况确定工程施工的具体应用模式，按照设计内容，科学展开施工和施工质量把控，确保预应力锚索施工技术优势能够在高边坡支护中得到完全发挥，能够对高边坡岩层土体结构形成有效加固，保证边坡的应用质量，确保后续各项工程能够顺利实施和永久安全。