高边坡锚索框架梁施工技术探讨

摘要：本文结合工程实例，对高边坡锚索框架梁施工技术作一些探讨。

关键词：高边坡 ， 锚索，框架梁，施工技术

Abstract: combining with practical engineering, the high slope anchor frame beams discussed the construction technology.

Keywords: high slope, anchor cable, frame beams, construction technology

中图分类号：U416.1+4文献标识码：A文章编号：

预应力锚索框架可以将高边坡病害防治与坡面柔性防护有机地结合在一起，既达到防治高边坡病害的目的，又可美化环境，实现了工程和自然的和谐统一。通过大吨位的预应力锚索锚固于边坡体内稳定的岩体中，并通过施加的预应力，可抵抗边坡体深层变形和破坏。贴于坡面的钢筋混凝土框架对边坡体表层岩土起框箍作用，限制表层岩土变形和破坏。在框架内进行植被防护，既能防治水流对坡面的冲刷，又能防治坡面岩土风化剥落、落石等小型坡面变形，并达到美化自然环境的效果。

一、工程概况

某公路高边坡支护工程采用预应力锚索框架的支护形式：钢筋混凝土框架梁井字型布置，间距为3.0m×3.0m，混凝土强度为C25，现场机械搅拌。预应力锚索采用4×7φ5钢绞线，设计锚索孔深18～24m，孔径为φ110mm，锚孔采用干成孔施工工艺，锚固体长度根据岩质不同而不同（软质岩为10m，硬质岩为8m），锚固体采用一次高压注浆，注浆材料采用M25水泥浆，锚索设计荷载为600KN。

本工程特点与施工条件：本坡面岩质较差，裂隙较发育，因此开挖面平整度较差，框架梁施工难度大，同时锚索成孔难度大，施工现场条件较差，场地狭窄。

二、施工技术要点

锚索框架梁防护在施工前，首先对原材料进行试验，并进行张拉设备的配套标定工作，混凝土配合比试验设计，然后按如下步骤进行施工：施工放样边坡清理及孔位布置搭设平台、钻孔清孔安装预应力钢绞线、注浆框架混凝土施工（钢筋加工和模板安装）按程序分级张拉预应力钢绞线锚固封锚、混凝土强度检测。

1、钻孔

放样布孔，按设计要求将锚孔位置放在坡面上，采用φ50钢管脚手架搭设施工作业平台。钻机用汽车吊提升到平台上安装就位，钻机就位后自上而下进行钻孔作业，钻孔使用液压潜孔钻机施钻，采用无水钻进的干法作业，以确保边坡地质条件不被恶化，保证孔壁稳定性。钻孔过程应有专人负责，对地质情况及钻进情况详细记录，每钻进2米或地质变化时应取土样，土样应存放备查。在钻孔过程中，对每个孔的地层变化、钻进状态、地下水及一些特殊情况，要及时反馈、采取措施。若遇地层松动破碎时，应采用跟进套管的钻进技术，以确保孔壁完整不坍；如遇坍孔，应立即停钻，进行固壁灌浆处理，待水泥初凝后，重新清孔钻进。当采用注浆护壁时，在浆液中可掺入适当剂量的速凝剂（初凝时间控制在3～8min），浆液初凝后即可继续钻进。如果锚固端在预定位置提前进入或未能达到弱风化层，应提请变更设计。钻孔过程使用测斜仪检测钻孔的角度及顺直度，及时纠偏，保证钻孔斜度控制在允许误差±1°之内。为了确保锚孔深度，保证锚固段不小于设计长度，且必须嵌入弱风化岩层。

2、清孔

钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻1～2分钟，防止孔底尖灭、达不到设计孔深。钻孔结束后用高压风进行清孔，孔壁不得有粘土或粉砂。石屑和岩粉通过大量高压空气沿孔向孔口吹出，孔口处粉尘过大，易碍操作工人的视线影响操作，必须对孔口进行喷洒水雾的除尘方法，使岩粉与水雾同时沉积于地面，以保证动力不易损坏及影响操作工人的健康。清孔完成后，应将孔口暂时封堵，避免碎屑杂物进入孔内。

3、锚索体制作及安装

锚索编制前，要确保每根钢绞线顺直、不扭不叉、排列均匀。除锈、除油污，对有死弯、机械损伤及锈坑处应剔除。

（1）下料长度：下料前应对钻孔实际长度逐孔进行测量，并考虑锚墩高度、千斤顶工作长度、工具锚工作锚的厚度以及张拉操作余量，下料长度按下式确定：L=Ls+Lm+Lq+d其中：L—预应力钢铰线下料长度（m）Ls—实际孔深（m）Lm—锚墩及锚具厚度（m）Lq—千斤顶长度和工作锚长度（m）d—预留长度（m）编束：按孔号截取锚索体材料，钢绞线必须采用机械切割，严禁电弧切割，同时也不得采用焊接。材料截取后，在编索平台上进行拉直编索。自由端按设计要求安置隔离架，注浆管捆扎在钢绞线中间，捆扎要牢靠，其管端应伸入导向帽中，以防止沉放时土进入管口。压力分散型锚索每孔有2（3、4）组钢绞线（即2组锚索单元，6束预应力锚索为3组单元，8束预应力锚索为4组单元），为了张拉时便于区别，每组用红白黑三种油漆进行点刷作为标记，然后剥去承载体处聚乙烯外皮（只允许剥去能放下承载体、挤压套部分，其余不许破坏），将钢绞线通过特制的挤压簧和挤压套对称地锚固于钢质承载体上。（挤压套、挤压簧应安装准确，确保单根挤压强度不低于200KN）。安装完隔离架、承载体之后在锚索末端安装导向帽。每一边坡按设计频率安置钢弦式传感器，且每一边坡不少于3个。

（2）下索：锚索编制完成后，经检查锚固段长度及各部件是否正确，准确无误后按对应孔号下入锚索孔内。下锚时用力要均匀一致，防止在推送过程中损伤锚索配件和保护层。

4、锚固注浆

下锚后及时进行注浆，浆体为M35水泥砂浆。浆液采用砂浆拌合机拌制，汽车吊提升至工作平台贮浆斗中，由注浆机注入浆管进入孔底，空气从底孔中排出，注浆压力大于0.5MPa。实际注浆量一般要大于理论的注浆量，或以锚具排气孔不再排气且孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。如一次注不满或注浆后产生沉降，要补充注浆，直至注满为止。注浆结束后，将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净，同时做好注浆记录。

5、坡面整修

（1）由于岩石边坡破碎松散且不平整，故须将松散的浮石和岩渣清除干净。

（2）对较大的空洞，用石块和砂浆补砌平整；对较大的裂缝进行灌浆或勾缝处理，在边坡松散空洞处和坡脚处设置一定数量的泄水孔。

6、框架梁施工

（1）框架梁施工前，需先将该部分边坡进行修整。如有因刷坡超挖或坍塌悬空则先用浆砌片石嵌补。土质边坡采用人开挖地梁槽，石质边坡采用风镐开凿地梁槽。清除基坑表面松土，采用2～5cm水泥砂浆调平，然后进行钢筋骨架的安装，立模和混凝土浇筑。钢筋在加工场加工半成品，运至现场安装。

（2）安装钢筋骨架时应注意锚索钢管的埋设和锚锭板及锚具的定位。确保与锚孔保持顺直，斜托顶面与锚孔轴线应保持垂直。

（3）模板安装。在梁钢筋绑扎完后，首先安装梁的两边侧模，然后在混凝土浇捣时随混凝土面的升高由下至上逐块安装顶模。模板安装时应注意保护层的控制和模板的加固牢靠，模板采用拼装式钢模板，安装采用短锚杆固定在坡面上。

（4）混凝土浇筑。梁的设计强度为C25。采用现场机械搅拌，设计配合比为42.5水泥：碎石：砂：水=料，搅拌需充分，搅拌时间不少于120秒。混凝土采用滑车或吊斗运送到浇注点，直接到入模内或人工辅助入模。混凝土振捣采用φ50mm插入式振动棒，振捣时应合理布置振点，同时避免振捣模板，防止造成暴模的情况出现。竖梁一次连续浇注高度不能超过6m。

（5）拆模。竖梁模板及横梁侧模在混凝土浇捣完24小时后即可拆除，横梁底模须在混凝土浇捣完3天后方可拆除。

（6）混凝土养护。梁拆模后需覆盖淋水养护不少于7天。

7、张拉

待混凝土强度达到80%后，即可对锚索进行预应力张拉。张拉采用“双控法”及利用拉力与伸长值来控制锚索应力，以控制油表读数为主，用伸长量来较核。当实际伸长量与理论伸长值差别大于6%时，应暂停张拉，待查明原因后方可继续进行。张拉前应将锚垫板表面清除干净，锚具安装应与锚垫板和千斤顶密切对中，并与锚索轴线方向垂直，千斤顶轴线与锚索轴线应在同一条直线上。张拉方式采用差异分步张拉，其张拉步骤如下：

（1）将第一组锚索单元张拉至第一单元差异荷载。

（2）第一组锚索单元与第二组锚索单元一起张拉至第二差异荷载。

（3）第一、二组锚索单元与第三组锚索单元一起分五级张拉即：00.25P0.5P0.75P1.0P1.10P每级荷载稳定观测时间不小于10min，锚索锁定后48h内，若发生明显预应力损失现象，则应及时进行补偿张拉。

8、封锚

待锚索张拉或补偿张拉之后方可封锚，封锚按设计要求进行。多余外露的锚索用手提砂轮机切除，严禁电弧烧割，并留5～10cm外露锚索，以防拽滑。然后用混凝土将锚头封闭，以防风化浸蚀。

三、结束语

预应力锚索框架梁可提高高陡边坡岩土的结构强度和抗变形刚度，增强边坡的整体稳走性。

参考文献：

1、《公路路基施工技术规范》JTG F10-2006

2、《公路工程技术标准》JTG B01-2003

3、《公路工程施工安全技术规程》JTJ076-95

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。