公路高边坡预应力锚索技术的应用探讨

韩耀华

摘要：改革开放以来，我国社会经济得到了快速发展，科学技术水平也日益发展，成功地推动了我国公路的蓬勃发展。高边坡作为公路施工中的重要部分，其施工质量的好坏必然会对整个公路施工的质量产生直接的影响。文章对公路高边坡预应力锚索技术的应用进行了分析，以此为同类工程施工提供可靠的参考依据。

关键词：公路工程；高边坡；预应力锚索技术；施工质量；公路建设 文献标识码：A

中图分类号：U213 文章编号：1009-2374（2016）24-0099-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.24.049

我国社会经济的发展速度在不断提升，同时，我国的公路建设事业也得到了极大的发展。将预应力锚索技术应用到公路高边坡施工中，可有效提升工程质量，缩短工期。所谓锚索，是将滑动土体所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，其主要由三部分组成：锚头、锚固段以及自由段，同时包括注浆塞、支架等多种配件结构。锚头主要是由锚具、垫板和保护帽组成，是在锚索外端，其作用是对锚索张拉固定施工作业的位置进行固定；锚固段是将远端拉力传递到较稳定的岩土里面；自由段主要包括注浆体、防腐结构两个部分，是将锚头拉力逐渐传递到锚固段中间的位置。只要确保锚索能够承受一些外力，整个高边坡施工就能顺利地进行，土体加固的作用也会得到充分的发挥。

1 高边坡设计原则及稳定性的分析

1.1 高边坡设计原则

对于高边坡来说，其加固工艺最好能够一次完成，在确保其稳定性和安全性时应对排水、抗灾以及稳固等综合发展进行注意，这样可以确保其通车后长期处于稳定状况。

1.2 高边坡稳定性的分析

一般情况下，对高边坡稳定的分析方式有两种：极限平衡、有限元。首先，极限平衡根据摩尔及精力平衡-库伦准则，将具有滑动性质的岩体当作刚体，使用该方法能够对其安全系数进行测定。有限元根据摩尔-库伦强度理论，将其他当作可变形体，按照岩石的变形规律，对内部力的变化进行分析，从而可以将坡体的稳定情况计算出来。

根据上述内容，可以得到计算方法：条方法、不平衡推力传递法。另外，当开展工程时，应结合边坡的实际情况，尤其是底层的组成、坍塌、受风的影响程度以及含水量等，避免意外的发生。

2 预应力锚索施工工艺

2.1 施工准备

在进行预应力锚索施工前，应做好施工组织设计工作，对施工方法、施工工艺、工序流程、施工设备和材料、试验、监测安排以及质量管理等进行明确。对于其设计的验证，可以通过锚索的性质、设计质量、施工工艺以及所提供的各种安全储备等方式来进行验证。同时，要充分考虑施工过程中抗物理破坏的能力，此外，按设计的要求先进行锚索基本试验。

2.2 钻孔

在预应力锚索施工中，钻孔是整个施工环节和工程质量的关键性因素，这就要求钻孔的设计和深度必须满足规定的标准。钻孔的工艺可以通过冲击回转的方法来进行钻进。其工艺流程包括孔位的定位、钻进和冲洗。在进行钻孔之前，首先要进行测量，并在脚手架上安装钻机的专用钢管，同时要依照设计图纸的要求进行测量、放样、定位。在钻机就位之后，为了确保符合设计要求，应当对倾角和方位角进行适当的调整。在固定钻进之后，需要对其进行复查，直到达到相关标准后进行钻进。在钻进孔位时，需要采用钻机统一配置钻杆进行钻孔，并且采用统一的钻尺，保证其能够排列整齐且放置不斜歪，同时还要保证每一个钻孔的深度都必须符合相关的规定。此外，在进行钻进时，应时刻注意工作风压和地质情况，同时根据现场情况，进行适当调整。在钻孔结束后，冲洗钻孔也是钻孔流程中重要的一个环节，对钻孔进行冲洗能够提高钻孔壁与浆体的黏度。如果用高风压管插入孔底，就要一边插入一边吹风，并且保证能够将孔内的残渣及粉末清洗干净。

2.3 锚索索体的组装与安放

2.3.1 当进行锚索索体的组装时，应做好内锚头端部装配与防腐处理工作，采用防腐沥青对内锚板和驳除套管的钢铰线进行处理，并将水泥浆注入在端帽內，具体如图1所示：

2.3.2 锚索应按照设计的要求进行制作，通过在锚索杆上进行中架或隔离架的安设，这样就可以确保锚索处于钻孔中心。

2.3.3 当进行锚索的组装时，要确保钢筋、钢丝的平直和顺直。

2.3.4 对于锚索索体的安装，应确保索体不得出现扭曲、压弯现象，应将注浆管随锚索一同放入孔内，确保索体放入的角度与钻孔倾角相一致，并确保锚索索体处于钻孔中心。

2.3.5 一旦有孔壁坍塌的发生，应重新进行透孔、清孔，直到能够将锚索顺利送入其中为止。

2.4 锚索灌浆

导致注浆管堵塞发生的主要原因是水泥砂浆的流动性较差，再加上在锚索成孔之后，孔内出现的积水也比较严重，这样就造成水泥砂浆在遇到水之后产生离析，无法保证锚固段的强度。因此，锚索灌浆要采用纯水泥浆，为了提高地层的锚固力，如果锚固段遇到了土质或砂土状的风化岩层，就可以通过采用二次高压劈裂注浆的方法来实现地层锚固力提高的目的。在锚孔钻造完成之后，还需要对锚索体进行及时地安装以及对锚孔进行注浆，以上工序都必须要确保在一天之内完成。然而，就二次劈裂注浆法而言，主要是通过控制注浆强度和劈注的时间，进行封塞二次注浆管的锚固段。另外，在进行二次注浆时，需要注意的一点是要在高压注浆时使用钢管或镀锌铁管。

2.5 框架的浇筑

就浇筑框架来说，按照正方形的锚索框架进行浇筑的同时，采用C30的混凝土来浇筑是其常用手法。当完成钢筋绑扎之后，可以支立模板，并且将PVC管套在锚索的位置上。如果锚索与框架的箍筋之间存在干扰因素，则需要对箍筋之间的距离进行适当的调整，并安装固定的锚垫板、定向箍筋和定位管。进行框架浇筑时，应通过分段浇筑的方式，只有这样才能保证框架之间的厚度符合有关规定，同时要使用沥青模板来进行填塞。此外，要想确保框架浇筑的质量，应该加强振捣，做好平日的养护工作。

2.6 锚索张拉

在锚索锚固段的浆体、锚墩混凝土以及承压地梁凝固一个星期之后，方可进行锚索的张拉。相对于大面积的防护工程来讲，施工前，必须进行抗拔力的试验，确保锚索抗拔力参数的真实性。通常在设置公路高边坡的时候，需要把锚索分为两次来进行张拉，首次锚索的张拉力可以分为4个等级，分别为预应力的10%、20%、40%、60%，并且要保证每次的张拉力保持在3min左右。第二次的张拉力需要在第一次张拉力的三天后才可以进行，目的在于弥补第一次因底层受压或者锚墩所产生的位移引起的预应力造成的受损情况，其张拉力的设计可以为3级，分别为预应力的80%、100%、110%，且每次张拉也应保持在3min左右。

3 结语

综上所述，预应力锚索技术在公路高边坡施工扮演的角色越来越重要，凭借着能够提高坡体结构的稳固性以及增强整个高边坡的稳定性等优点，并且使施工难度得到了有效的降低，在公路高边坡施工中得到了广泛的应用。为了能够更好地控制公路高边坡施工质量，应根据公路高边坡的实际情况，依照施工的技术要求进行施工，同时对机械设备加以合理地选择，不断加强施工人员的学习，使其预应力锚索技术的施工水平得以提高，以此确保整个公路高边坡工程的施工质量，促进我国公路事业的发展，实现经济效益和社会效益最大化的目标。

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（责任编辑：小 燕）