公路高边坡支护预应力锚索施工技术探究

计亮军

摘要：近几年从诸多公路工程的高边坡施工案例中可以看出，预应力锚索施工技术的应用范围越来越广，其应用领域也在进一步扩展中，并且整个应用过程中获得了极大的经济效益和社会效益。传统的抗滑桩施工技术与预应力锚索施工技术相比，后者具有施工工期比较短，安全性比较高以及实用性非常强等优势特点，因而从某种程度上说预应力锚索施工技术在公路边坡支护施工中的地位极其重要。本文根据笔者工作实践，对公路高边坡支护预应力锚索施工技术进行了探讨。

关键词：公路；高边坡；支护；预应力；锚索施工技术

一、预应力锚索的优势

预应力锚索是指将受拉杆件直接埋到边坡的剪切面下面，促使剪切面上面的摩阻力增加，进而形成可以抵抗边坡滑动的强大作用力，使得边坡稳定性得以提升的一项公路工程边坡施工技术。在整个高边坡工程中，一旦潜在滑体沿着剪切滑动面产生的下滑力比抗滑力大时，就会出现沿着剪切面滑移与破坏的现象，高边坡的土层里面砂性土滑面一般为平面，粘性土滑面多为圆弧状，有时沿着上覆土层与下卧基岩之间的界面也会出现滑动。为了确保边坡具有充足的稳定性，施工人员可以采取两种方法，一种是大量削坡直到可以达到稳定的边坡角；另外一种则为设置支挡结构。大多数情况施工人员单纯的采取削坡或者设置挡土墙是很难确保边坡角稳定的，而且这两种方法单独使用起来非常不经济。此时施工人员便会采取预应力锚索框架梁对高边坡进行加固。所谓预应力锚索框架梁对公路边坡的加固，主要指岩土锚固技术在整个高边坡工程里的应用，其主要施工原材料为强度极好的水泥浆。施工人员通过在一定深度范围内的锚孔底端和周边岩石位置形成强度适宜的锚固体，之后借助锚索预应力的作用，促使不稳定山体可以和稳定的山体组成一个稳固的整体，这样便能确保边坡整体的稳定性。如果不能促使构造裂隙得以进一步发展，就很难实现防护的目的。预应力锚索施工技术的最大优势便在于它既可以将结构物自身重量减轻，还能节省工程材料以及施工成本，从而确保整个公路高边坡的安全与稳定性，与此同时它还可以给施工单位带来非常显著的经济效益与社会效益，所以该技术在当前的公路工程中应用范围越来越广泛。

二、锚索结构设计原理

锚索是指把滑动土体产生的拉力逐渐传递给稳定岩土层里面有关的结构体系中的一种高边坡结构。锚索一般由锚头、锚固段以及自由段三部分组成。在这里面锚头为锚索外端用作固定或者开展锚索张拉固定施工作业的位置，锚头一般由锚具、垫板与保护帽三部分构成；而锚固段则是把远端拉力传递到比较稳定的岩土里面；所谓自由段通常指把锚头拉力逐步传递到锚固段中间位置，它通常包含注浆体育防腐结构两个部分。另外，锚索也还包含注浆塞与支架等多种配件结构。锚索则分为锚头、锚固段以及自由段三个部分，为了确保锚索可以适当的承受一些外力，就能确保整个高边坡施工过程得以顺利进行，进而将土体加固作用充分发挥出来。

二、预应力锚索施工的主材与机械

（1）钢绞线材料选用

钢绞线强度要大于1，525N/mm?，这样的材料强度才能达到施工标准，所以在实际操作中要尽量选用强度较大的钢绞线产品，另外还要特别注意钢绞线的柔韧性，在施工中要选用容易弯曲的钢绞线。

（2）注浆材料选用

注浆材料的规格选择是比较严格的，通常采用水泥砂浆。在对各种材料进行水灰比例调和的时候，范围要控制在0.12kg-0.18kg之间，浆液的强度不能小于30N/mm?。在具体的实践当中，锚索注浆的流程要分成两个步骤来完成：首先在常压下对锚索进行固定并向其灌入水泥砂浆，当确定了砂浆的设计强度和张力都达到设计标准后，便可以进行第二次注浆，第二次注浆压力不小于2.0MPa，二次注浆时，要注意将裸露在孔中的锚索自由段的钢筋和孔壁间的空隙填满。水泥在使用之前一定要选用带有出厂合格证或是实验报告的，而不能使用铝水泥，水泥的质量应当满足国家硅酸盐水泥规范的要求。另外，对砂的选用标准宜采用坚硬耐久的粗砂，砂的细度要大于3.2mm，水含量应该控制在4%之内，一定要选择优质的水质，对于混合水来说，其中不应该有凝结的对水质造成影响的有害物质，不能使用污水，或是PH过小的酸性水。

三、预应力锚索施工要点

（1）在施工期间，要对施工场地有特别的要求，要严格选用，要做好场地和场地之间的隔断工作，目的是防止边坡支护出现危险事故，以便保证下方的安全。另外，一定要禁止无关人员进入工作地点，对边坡的局部应该做好检查，一旦出现问题，要及时发现，并以最快的速度解决。（2）在锚固段，锚索应该选用定位环或是铅丝对其定位，在锚固顶端不应该附带导向帽，在进行张拉时，锚索自由段应作防腐处理，钢铰线采用除锈、刷沥青船底漆、沥青玻纤布包裹，且不小于三层，防腐处理后，将自由段装入波纹套管中，自由段套管两端200mm长度范围内用黄油充填，外缠工程胶布固定；（3）进行张拉施工之前，要做好标高定位，对张拉设备进行检查，做好锚索的张拉试验；（4）在进行张拉试验时，应该对张拉力过程中的损失量做好记录，在进行超张拉时，注意张拉的控制力不能大于钢绞线锚索的强度过多，大约是原有强度标准的2倍左右，对工程锁定以后，如果发现预应力出现了过多的损失，那么就要及时对确实的拉力进行弥补。（5）在施工中需特别注意的问题，应及时对预应力预锚试验进行监测，通过试验能够对锚索的锁定值进行估算，并估测出时间的受力情况，同时也有利于其稳定。（6）預应力锚索须待注浆体及砼腰梁抗压强度超过80%时方可张拉锁定，在进行锁定之后，如果发现其中出现了预应力损失的情况，那么就要及时对其进行填补，这样才能将机械上多余的钢绞线切除，并采取一定的手段进行防腐，可以通过涂抹防腐润滑油的方式对钢板上的锈进行清除，最后进行封锚。

四、工程实例

（1）地勘资料某高速公路经过云贵高原北部，地势呈东高西低。地处纬度低、海拔高的地区，气候为暖温带季风气候，冬冷夏凉。沿线表露出岩石的复杂性，并且地层呈现出从老到新的状态。其中主要以永宁镇岩石、灰质岩石为主。路段边坡的失稳地段主要有三个，分别是前左侧、中左、后右处。全体岩体已经受到风化缺损，强风化层相对较厚，如果路基开挖很容易造成边坡失稳现象的发生。（2）治理目标目的是通过采用工程治理的方式加安全监测的手法，使公路高边坡的安全稳定性能够得到保证，生命力能得到延长。（3）边坡设计原则a、通过对边坡的治理，使整个空间、整个范围和每个部位都能够达到施工安全的标准和要求；b、由于边坡的治理有着相似的环境，所以还要减少边坡对环境的影响；c、在技术条件成熟的基础上，技术施工程序要从简，还要遵循安全的准则，并且要合理控制成本，使其控制在合理的范围内。（4）安全等级本边坡为岩土混合边坡，坡高大于15m，且边坡坡脚为二级公路，破坏后果很严重。根据《建筑边坡工程技术规范》，本边坡工程安全等级定为一级边坡。采用圆弧滑动法验算边坡工程稳定性，其稳定性系数不应小于1.30。（5）设计方案边坡采用分级放坡与设置格构梁+锚杆（索）相结合的支护型式边坡分级放坡高度为10m，放坡坡率1：1.0，平台根据边坡高度设1～3个，平台宽2m。根据边坡的放坡率和高度设置“井字”型格构梁+锚杆（索），锚杆位于格构结点位置上，按2.5×2.5m间距布置，长8～12m，锚索长21～22m，格构梁内培土植草绿化。通过对该边坡采用钢筋砼格构加锚杆（索）型式加固治理后，边坡由治理前易坍塌滑移，现在边坡整体稳定安全系数达到1.35。公路开通一年多时间，边坡水平位移以及沉降位移监测点各项监测数据都显示，边坡十分稳定，达到设计预期加固效果。

结束语

预应力锚索的施工技术在高边坡支护中发挥着越来越重要的作用，不但能够使坡体结构更加稳固，并且能够使高边坡的整体稳定性得到增强。通过工程实例证明，预应力锚索的施工技术特点具有一定的优势，相信在未来的发展中，这种技术的发展会越来越好。

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