浅谈高边坡预应力锚索施工

【摘要】预应力锚固技术以其技术先进、经济合理、安全适用等优点，在世界各国得到了越来越广泛的应用。结合工程实例，详细介绍锚索的施工方法和施工工艺。

【关键词】高边坡预应力锚索施工

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

一、工程地质概况

高边坡位于某公路A3合同K116+820～K116+940左侧，线路呈东西自坡脚穿越，为构造侵蚀地形。该路段前、左均为人工高陡边坡，其上部的坡表面防护工程已基本完成。滑坡处为凹槽状地形，滑体及后部斜坡地形坡度30°～40°，滑体前为坡高70m～80m的人工边坡，工程地质形状差，岩体呈散体结构～碎裂结构，围岩松散，极不稳定。削坡后，坡面大面积出漏侏罗系中乡组灰白、灰黄、褐灰色的灰岩夹砂岩，节理发育，岩体多呈块状或碎裂状结构，岩石强度普片较高。在凹地中段原为一洼地水塘，削坡时，水塘被挖出一半，其上堆积大量山顶削坡碎石，该坡段在施工中有过一次大面积滑坡，其后一直缓慢滑移。凹槽斜坡后部，形成了很多大小不等的张拉裂缝，而且截水沟已被错断。

二、预应力锚索作用机理

预应力锚索防护是利用一定强度的水泥砂浆在有效深度的锚孔底端与周边岩石形成具一定强度的锚固体，而后在锚索的预应力作用下，将不稳定的山体与稳定山体组成整体，确保边坡的稳定，不使滑移体裂隙进一步发展，从而达到防护目的。预应力锚索加固是把破碎松散岩体锚固在地层深部稳固的岩体上，通过施加预应力，使锚固范围内的软弱岩体挤压紧密，提高岩层间的正压力和摩阻力，阻止开裂松散岩移，从而达到加固边坡的目的。锚索通过对部分坡体施加预应力，把坡体锚固于潜在滑移面下稳定的弱风化中砂岩中，保持坡面状态深入坡体内部进行大范围加固。预先主动对边坡松散岩层施加正压力，增大坡体对滑移面的正压力，增大了抗滑力F，使坡体趋于稳定。通过锚索孔的高压注浆，浆液能充填坡体内裂隙和空隙，提高了坡体内破碎岩体的强度，由于水泥浆的凝固作用使破碎的岩体连成整体，增强了坡体的整体稳定性。

三、施工工艺及质量控制

1、检查验收程序

端头锚索：造孔测斜编束、穿束锚固段灌浆锚墩混凝土浇筑张拉张拉段灌浆外锚头保护。

对穿锚索：造孔测斜编束、穿束两端锚墩混凝土浇筑张拉全孔灌浆外锚头保护。终孔测斜、锚固段灌浆、张拉、张拉段灌浆4个工序为关键工序，由监理实行全过程旁站；编索、垫座混凝土开仓作为重要工序现场验收签证；其余工序则采取现场抽检或巡视的方式控制。

2、锚索造孔

锚索孔定位采用全站仪或经纬仪测量，在岩面上标出孔位，在排架平台上标出后视点确定造孔方位。孔位误差控制在10 cm以内，因地质缺陷、废孔重造等原因调整孔位，在0.5 m内需经监理工程师同意，超过0.5 m需经设计认可。施工单位在钻孔过程中采用了分段测孔斜，进行及时纠偏的措施。锚索钻孔要求干钻，禁止开水钻，以确保锚索施工不致于恶化边坡岩体的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。为清除钻孔及孔壁上附着的粉尘、泥屑，钻孔完成后必须使用高压空气（风压0.2～0.4 MPa）将孔中岩粉及水全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩体的粘结强度，保证孔内干燥和孔壁的干净粗糙；钻孔完成并清洗干净后，应对孔口进行暂时封堵，不得使碎屑、杂物进入孔口。锚孔下倾与水平夹角为15°，允许误差±1°，为确保锚孔深度，实际钻孔深度不小于设计长度且不大于设计长度的1%，当有不可排出的松散物时，应考虑松散物所占据孔的深度。钻进过程中应对每个孔的地层变化，钻进状态（钻压、钻速），地下水及一些特殊情况作现场记录，如遇地层松散，破碎时，应采用跟套管钻进技术，以使钻孔完整不坍。如有地下水从孔口溢出时，应采用固结注浆，以免锚固段注浆体流失或强度降低；如遇坍孔，应立即停钻，进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.1～0.2 MPa），待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。

3、锚索编制安装

锚索采用满足设计要求的高强度、低松弛钢绞线制作，不应有死弯。自由段内钢绞线用注黄油的热缩管包裹，在锚固段与自由段交界处要注意绑扎牢固。自由段每隔2 m设置一道定中件，以保证钢绞线的顺直，锚固扩张件与紧固件采用16号铅丝绕制，不少于两圈。锚索制安流程图如图2所示。

图2 锚索制安流程图

4、锚索锚固段灌浆

锚固段灌浆，采用孔底返浆进行注浆，注浆管应随锚体一同送入孔底，在注浆时边注边拔，使注浆管始终有一段埋于注浆液中，直到注满；当孔中存有积水时，注入的浆液会将积水全部排出，待溢出浆液的稠度与注入浆液的稠度一样后再抽出注浆管，注浆压力≥0.3 MPa。压力0.6～0.8 MPa，

回浆管回浓浆后并浆压力0.2 MPa，注浆时间30 min。灌浆结束标准，主要以灌浆量大于理论耗浆量，回浆比重不小于进浆比重，且孔内不再耗浆为控制依据；灌浆过程中对耗浆量、止浆环气囊压力及回浆压力等诸项数据进行仔细的检查，若耗浆量过大、气压或回浆压力偏小，判断可能存在地质缺陷、裂隙漏浆等异常情况，则必须作进一步的分析检查。

5、预应力锚索张拉

（1）张拉工序包括：锚具安装单根预紧分级整体张拉锁定。

（2）张拉吨位。预紧采用n遍循环预紧方式，单根预紧荷载30kN。每根钢绞线以两遍预紧伸长的增量不超过3 mm为限，超过3 mm的钢绞线则进入下遍循环继续预紧。

（3）预张拉后采用整体张拉，按设计张拉力的25%、50%、100%、115%逐级张拉。为克服预应力蠕变损失，在张拉完毕6～10 d后应进行一次超张补偿张拉。

（4）稳压持荷时间：分级稳压5 min，最后一级稳压10 min锁定。

（5）张拉工艺及质量控制。张拉是预应力锚索施工的关键工序，张拉吨位以张拉力控制为主，采用张拉力与伸长值同时控制的双控标准，若张拉伸长量的实测值未超出计算值（－5%，＋10%）允许偏差范围，则符合规范要求。通过伸长值的校核，可以综合反映张拉力是否足够，以及预应力筋是否有异常现象等。若实测值超出允许偏差范围，则暂停张拉，分析原因，采取措施予以调整后，方可继续张拉。此外，在锚固锁定时检查预应力筋的回缩值，以免由于锚固锁定引起的预应力损失超过规范要求。张拉工序出现的夹片滑丝、实测伸长值超标等异常情况均及时发现，明确处理措施。处理方法包括更换夹片重新张拉、单根补偿张拉、整束锚索返工等。在锚索张拉符合要求或出现异常情况但经处理符合要求之后方准许进入下道工序。

6、锚索张拉段灌浆

张拉段灌浆原材料检查及取样检测与锚固段灌浆浆材的质量控制相同。锚索在张拉锁定后即进行张拉段灌浆。灌浆压力，0.2～0.7 MPa；结束标准，并浆时间30 min，实际耗浆量大于理论耗浆量，回浆比重不小于进浆比重，且孔内不再耗浆。

技术人员全过程旁站知道，检查浆液按配合比拌制及原材料符合要求，对比进、回浆比重，回浆比重达到进浆比重开始计算并浆时间，检查核实耗浆量，确认灌浆结束前孔内不再耗浆。对于灌浆过程中出现的裂隙漏浆、持续耗浆等异常情况，施工单位采取封堵裂隙、延长并浆时间进行处理，直至符合要求。

7、锚头封堵混凝土浇筑

外锚头保护是锚索施工最后一道工序。锚索在张拉锁定，并完成封孔灌浆后，将锚索外露钢绞线预留50mm长度，其余采用手持砂轮切割机切去。钢绞线、工作锚进行清洗、垫座混凝土凿毛处理后，用混凝土封闭保护锚头。

结束语

在施工过程中，边坡一直在缓慢滑移，治理完成后，滑坡稳定。实践证明，高边坡的滑坡治理，尤其是公路高边坡，预应力锚索加固是可行的，它具有受力可靠、造价低、施工简便、施工快速等优点，值得在公路高边坡中大力推广。

参考文献

[1] 钟慧明. 预应力锚索治理高边坡施工技术[J]. 黑龙江科技信息. 2009(22)

[2] 侯建岳. 高边坡预应力锚索施工技术及管理要点研究[J]. 科技资讯. 2011(16)

[3] 程险峰. 高边坡预应力锚索的施工[J]. 科技创新导报. 2010(19)