山区高速公路路堑边坡加固预应力锚索施工技术探讨.doc

山区高速公路路堑边坡加固预应力锚索施工技术探讨摘 要：文章主要简述了山区高速公路预应力锚索技术，概述高速公 路路堑边坡加固工程中预应力锚索施工技术要点及其质量管理与控制办 法，并着重介绍压力分散型预应力锚索的施工工艺和工程应用关键词：路堑边坡加固，预应力锚索，压力分散型，技术，质量控制■ A —>IJIJ S：随着高速公路向山区的延伸，不可避免地要出现大量的路堑高边坡路 段，从而，边坡稳定性问题就非常突出本文基于山区高速公路预应力锚 索技术的工程实践，简要概述高速公路路堑边坡加固工程中预应力锚索施 工技术要点及其质量管理与控制办法，并着重介绍压力分散型预应力锚索 的结构特点和工程应用2、岩土锚固技术一一压力分散型锚索近年来，锚固工程技术在岩土工程生产实践中大量推广和应用，并取 得成功，积累了较为丰富的经验岩土锚固技术，是在锚喷支护技术基础 上发展起来的在岩土体的利用、整治和改造工程活动中，使之具备服务 功能的加固工程技术的总称锚喷支护技术在20世纪40年代初期起源 于国外，20世纪60年代在国内开始应用于工程实践经过约40年的研 究与实践，我国的岩土锚固工程技术获得了明显的进？i和发展，尤其是， 近20年来，由于各相关行业发展速度较快，锚固技术取得了大量的成功实践经验和理论与试验研究成果。

锚杆支护技术，主要是在结构、材料与施工工艺上进行了改进，向受 力合理、快速承载、适用性强、效率高的方向发展，以适应不良地质环境 工程建设或特殊工程结构的需要如非预应力锚杆发展到预应力锚杆，大 大提高了锚固强度和主动防护特征；精轧螺纹钢锚杆，不仅提高了锚杆的 承载力，而且根据需要进行套接，使锚杆的长度可以达到20m或更长，且 施工方便，工效显著；自钻（进）式锚杆的应用，对于成孔困难的地层之 锚孔钻造技术，提供了有效的技术保障，并具有成好的加固效果预应力锚索的设计承载力，从600kN发展到6000kN；设计长度，从 10m余发展到70 m余相应锚具、钻具设备也有较大的发展和改善，锚 具从预压式发展为自锁式；张拉千斤顶从600kN发展到6000kN；潜孔冲 击钻机，从中压气动发展到高压气动；扩孔钻头，从偏心扩孔发展到同心 扩孔；加强灌浆提高锚固力，从一次高压灌浆发展到二次高压灌浆；灌浆 技术和设备也得以逐步完善和提高近年来，我国预应力锚索工程技术获得了良好的应用和发展预应力 锚索，根据锚固体的受力状态，可分为摩擦型锚索和承压型锚索两大类 按照锚筋体结构的传力特征，一般可分为拉力型锚索、压力型锚索和荷载 分散型锚索；荷载分散型锚索又可分为拉力分散型锚索、压力分散型锚索 和拉压分散型锚索；此外，还有剪力型锚索，也有归之为荷载分散型锚索。

在山区高速公路路堑边坡锚固工程中所设计的预应力锚索，主要为压 力分散型锚索下面着重介绍压力分散型预应力锚索的结构特点和工程应 用压力分散型锚索的锚索体是采用无粘结钢绞线，其主体结构由自由段 和相对•锚固段组成较简单的压力分散型锚索是在不同长度单元的无粘结 钢绞线末端连接固定承载体（由承载板和挤压套组成）；在锚索体经灌浆 固定后，当以一定规律分配荷载张拉对应承载体的无粘结钢绞线单元时， 设置在锚孔中不同部位或深度的承载体将拉应力转换为压应力并通过浆 体材料传递到锚固地层，从而，使张拉荷载以压力的型式分散地传递至锚 固地层，提供工程需要的锚固力如图1所示压力分散型锚索结构一般由二个以上单元锚索组成，每个单元锚索常 采用两根高强度、低松弛的无粘结钢绞线（直径15.24 mm,强度1860 MPa） 通过特制的挤压簧和挤压套对•称的内锚于钢质承载板上组成如三单元结 构，各单元锚索的固定长度分别为LI, L2, L3 （一般L1二L2二L3）,共同组 成复合型锚索的锚固段钢质承载体采用45#钢加工制作，厚度不小于2 emo如图1 （B）所示对于各单元内锚承载体结构组装，早期的施工是用 铁丝将安装挤压套后的钢绞线单元对绑缚于钢质承载板上组成承载体，施 工费时且较粗糙，固定质量不易控制，并将影响荷载分布与承力效果。

图1某边坡加固工程压力分散型预应力锚索结构图3、预应力锚索施工技术与质量控制预应力锚索施工主要包括施工准备、锚孔钻造、锚筋制安、锚孔注浆、 混凝土结构钢筋制安、混凝土浇灌、锚索张拉锁定和验收封锚等工作流程 其中有两个主要环节，一是锚孔成孔，二是锚孔注浆，锚孔成孔的技术关 键是如何防止孔壁坍塌、卡钻；注浆的技术关键是如何将孔底的空气、岩 土沉渣和地下水体排出孔外，保证注浆饱满密实下面简要介绍压力分散 型锚索主要工序流程的施工技术及质量控制要点3. 1施工准备进行预应力锚索施工前应做好施工组织设计，明确施工方法、施工工 艺、工序流程、人员组织和施工设备、材料、试验、监测安排及安全、质 量管理接着，申请单项工程开工，开工条件包括开工报告、锚筋材料试 验、浆体材料试验、配合比试验、相关机械设备等在此应注意张拉设备 及有关机具应进行标定在单项工程开工申请批复后，按设计要求先进行 锚索（杆）基本试验，即抗拔拉破坏试验在基本试验锚孔施工完成后， 在锚固浆体达到28 d龄期且锚墩混凝土强度达到80%后进行试验基本试验的目的在于验证设计采用的工作锚索（杆）的性质和性能、 施工工艺、设计质量、设计合理性以及所提供的安全储备，同时考虑有关 搬运、储存、安装和施工过程中抗物理破坏的能力。

施工中必须认真做好 基本试验工作，并及时向业主、监理和设计部门提交基本试验报告基本 试验锚孔的位置应由监理工程师和设计代表现场确定3. 2锚孔验收封锚验收试验的目的是检验施工质量是否达到设计要求，也称现场验收试 验或质量控制试验，它是针对所有工程锚索（杆）进行的；通过验收试验, 可获知锚索（杆）受力大于设计荷载时的短期锚固性能，以及满足设计条 件时锚索（杆）的安全系数将验收试验结果与基本试验结果进行恰当的 对比，可作为锚索（杆）长期性能评价的参考 3.3验收试验设备和方法:试验设备包括张拉千斤顶、油压表、油泵和用于连接它们的高压油管, 以及相关变形量测系统和固定设施张拉设备投入正式使用前，应由具有 相应资质的计量单位进行标定，且在有效期内，并应绘制压力表读数与系 统出力曲线验收试验对张拉系统的精度要求一般较高，试验时对锚索施加应力和 变形需要几种设备同时进行测定，如精度较高的油压表、压力传感器、千 分表、油标卡尺、挠度计等验收试验可选择下述两种方式之一进行试验：业主委托具有相关试验 经验业绩的边坡锚固工程专业单位或部门进行验收试验在有关业主、监 理和设计代表的指导和监督下由施工单位组织进行验收试验。

验收试验应 按有关规范和规定要求认真做好记录，并提交试验报告，供工程验收使用3.4验收试验的规定和要求：（1） 验收试验锚索（杆）数量不少于工程锚索（杆）总数的5%,且 不得少于3根验收试验锚索（杆）孔位应在指定边坡或项目工程全部工 程锚索（杆）范围内由业主、监理和设计代表根据普遍性和代表性的原则 进行随机抽样2） 验收试验应分级加荷，起始荷载宜为锚索（杆）设计荷载的30%, 分级加荷值分别为设计荷载的0.5, 0. 75, 1.0, 1.2, 1.33和1.5倍, 最大试验荷载不能大于锚筋承载力标准值的0.8倍对于压力分散型锚 索，要求以设计张拉荷载计算补足差异伸长量（张拉荷载）后同步张拉至 锚索（杆）设计荷载的30%作为起始荷载如果最大差异张拉荷载大于设 计荷载的30%,则以最大差异张拉荷载作为起始荷载3）验收试验中，当荷载每增加一级，均应持荷稳定10 min,并记 录位移读数最后一级试验荷载也应维持10 mine如果在历时10 min内 位移超过Im,则该级荷载应再维持50 min,并在15, 20, 25, 30, 45和 60 min时记录其位移量4） 验收试验中，从50%设计荷载到最大试验荷载之间所测得的总 位移量，应当超过该荷载范围内锚筋自由段长度的预应力筋理论弹性伸长 量的80%,且小于自由段与1/2锚固段长度之和的预应力筋的理论弹性伸 长值。

对于压力分散型锚索，锚固段伸长应视为零，其自由段应分单元按 实际金长计算大量的工程实践表明，对于土质或类土质及破碎锚固地层, 考虑锚孔轴向压缩与锚固段孔壁剪切变形特性，其实测上限值一般比理论 上限值偏大5-10%,应具体情况具体分析5） 在最后一级荷载作用下的位移观测期内，锚头位移稳定，即在 历时10 min内位移不超过1颇，或者2 h蠕变量不大于2 mm0（6） 如果试验结果同时满足上述4, 5两款条件，则认为验收试验 锚索（杆）合格；如发现一孔试验锚索（杆）不能同时满足上述4, 5两 款条件，则需增加抽样三孔锚索（杆）进行验收试验，直至验收试验锚索（杆）全部同时满足上述4, 5两款条件，方可认为验收试验锚索（杆） 合格如果发现验收试验锚索不合格，则应及时上报有关部门并调查分析产 生原因，根据实际情况具体分析，对指定验收工程锚索做如下处理：%1 报废或重新安装；%1 降低锚固力使用;%1 进行补救性重新张拉等其他特殊处理措施在全部工程锚索（杆）经抽样进行验收试验并符合上述有关规定和要 求条件后，方可按照有关设计要求张拉锁定程序进行张拉锁定和封锚工 作对验收试验锚索（杆）一般应从1.50倍设计荷载全部退荷至零后， 再重新进行张拉锁定作业。

在封锚作业前，应对锚头空隙进行补充注浆充 填密实，然后按照设计要求进行封锚作业4、结束语：综上所述，山区高速公路高边坡防护工程设计因钻探资料有限，地质、 水文等资料的不确定性，防护工程设计具有复杂性、特殊性，且锚索、锚 杆加固费用前期投入相对较高，根据实际开挖的的地质情况进行动态设计 与信息化施工是非常有必要的，可保证边坡加固做到既安全可靠，又经济 合理参考文献：【1】梁炯?].锚固与注浆技术手册[M].北京：中国电力出版社，1999 [2]原国家冶金工业局主编.锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086-2001） [S].北京：中国计划出版社，2001。