路桥施工中高边坡预应力锚索施工技术分析
牛占月+孟铁庄
摘 要：路桥建设是现代交通基础设施建设中重要部分，其施工质量受到越多人的关注，为了保证路桥的通行安全性，建设施工中各个环节都应十分注意。本文探讨了路桥施工中预应力锚索施工作用机理，结合工程经验，对路桥施工中高边坡预应力锚索施工技术的施工流程进行了分析，以供参考。
关键词：路桥施工；高边坡预应力锚索
1 预应力锚索的作用机理
锚索就是高挖方路段为了减少对原状土的挖方数量，保护生态环境而设计的一种特殊挡防结构，主要解决破裂面至土体临空面之间破裂土体的稳定，其作用原理是：预应力锚索框架加固防护是把破碎松散岩体锚固在地层深部稳固的岩体上，另一端锚固在滑动面以内的稳定岩体中穿过边坡滑动面的预应力钢绞线，直接在滑面上产生抗滑阻力，增大抗滑摩擦阻力，使结构面处于压紧状态，以提高边坡岩体的整体性。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和抗滑力，使坡体趋于稳定。通过锚索孔的高压注浆，浆液能充填坡体内的空隙，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，有效地控制岩体的位移，促使其稳定。
2 路桥施工中高边坡预应力锚索施工流程
1、钻孔
锚孔测放要求按照设计桩号采用拉线尺量，结合水准测量进行放线，并用铁钎和油漆标记准确定位。钻孔采用QZJ-100B型潜孔钻机（成孔直径130mm），耗风量11～13m3/min.预应力锚索钻孔要求孔深、孔径不小于设计值，孔轴线倾角±﹤1o，孔轴线方位±﹤2o，施工中孔深、孔径比较容易控制，而孔向（孔轴线倾角及孔轴线方位）的误差不易控制，当超过允许误差时，锚索张拉时容易在孔口处发生弯折，这对锚索的受力极为不利。为此，施工中采取如下措施：
（1）加大钻杆刚度，加长岩心管长度，及时校正变形的岩心管。
（2）加强钻机平台的牢固度，认真校核钻具轴线，确保开孔段倾角准确，孔壁平顺。
（3）采用加大节点（每一个钻杆接头处增设一个弹子盘支撑），使全孔沿程都有可靠的支撑点，且不加大钻机负荷，能确保钻杆只能在钻孔中心圆周运动，不再自由抖动及敲打孔壁。
（4）每钻进5m检测一次孔向误差，发现偏差及时纠正。
锚孔钻进采用无水干钻，钻进时根据底层变化调整钻进速度，并记录底层变化及地下水情况。孔深钻进达到设计要求后，不能立即停钻，要稳钻3～5min，防止孔底尖灭，且应及时进行锚孔清理。
2、锚索的制作和安装
（1）预应力锚索制作由锚头、锚索体、内锚段三部分组成。设计预应力锚索倾角20°，锚索由7×7φ5钢绞线组成，单索公称直径15.24mm，下料长度21.5～31.5m，其长度由下式计算：
L=Ls+Lm+Ld+a
式中，L—预应力钢绞线下料长度；
Ls—锚索实际孔深（含承压垫座厚度）；
Lm—锚具厚度；
Ld—张拉设备工作长度；
a—调节长度（含张拉设备以外的外露长度）。
锚索下料采用砂轮机切割，避免电焊切割，对有死弯、机械损伤者应剔除。锚固段必须除锈、除油污，按设计要求绑扎架线环和箍线环，架线环间距原则为1m，最大不超过1.5m，且锚孔孔口位置必须设置一个；箍线环采用φ8钢筋焊成内径为4.0cm的圆环，钢绞线由其内穿过。自由段除锈后，立即加套软塑料管套管，套管两端绑扎封口。
（2）锚索的安装采用吊装法施工。吊点不少于5处，其中三个布置在锚固段内，两个布置在自由段内。锚索入孔前，用高压风枪清除孔内灰尘及杂物。锚索安装时要求按设计倾角和方位平顺推进，严禁抖动、扭转和串动，防止中途散束和卡阻。安装完成后不得随意敲击或悬挂重物。
3、注浆
锚孔钻造完成后，应及时进行锚索安装和锚孔注浆，原则上不超过24h。注浆液采用水灰比0.43的纯水泥浆，强度不低于40Mpa。锚孔注浆必须采用孔底防浆方法（注浆压力一般为2.0MPa左右），直至孔口溢浆，严禁抽拔注浆管或孔口注浆，如发现孔口浆面回落，应在30min内进行孔底压注补浆2～3次，确保孔口浆体充满。对锚固段较差的地层，施工中采用了二次劈裂注浆技术，以提高地层锚固力。
4、框架、地梁砼浇筑
锚索框架砼浇筑是锚索张拉质量的重要保证。两根竖梁及其所连横梁组成一片框架，每片框架整体浇筑，一次完成，浇筑时预埋QM锚垫板及孔口PVC管，锚垫板安装应与钢筋角度垂直，不能与竖梁平面一致。
5、张拉和锁定
锚索的张拉和锁定在锚固段注浆及框架砼强度达到设计强度的80%后才能进行，采用压力表读表为主，伸长量校核为辅的施工方法施工。张拉前先对千斤顶压力表等张拉机具设备进行检验和标定，且保证锚具、夹片等检验合格。锚索正式张拉前，应取10～20%的设计张拉荷载，对其预张拉1～2次，使其各部位接触紧密，钢绞线完全平直。张拉机具采用YCW250型群锚穿心千斤顶，公称张拉力2500kN，配套油泵型号ZB4/500.锚索张拉时应按设计次序分单元采用差异分步张拉，根据设计荷载和锚筋长度计算差异荷载。锚索的预应力在补足差异荷载后分5级进行张拉，每级荷载分别为设计张拉力的25%、50%、75%、100%、110%.除最后一级需稳定10～20min外，其余每级稳定5min.
张拉完毕后卸载的同时，锚环及夹片即完成锁定。考虑到夹片回缩对预应力的影响，采取超张拉至设计荷载的110%后锁定的施工方法补偿预应力的内损耗。锚索锁定后48h内，若发现明显的预应力损失现象，应及时进行补偿张拉。
6、锚索封锚
当全部工作锚索经抽样进行验收试验并合格后，方可进行封锚作业。封锚时，应将锚头砼凿毛后，用C25细石砼封闭，以防止锚索锈蚀并保持美观。封锚前，应对锚头空隙进行补充注浆充填密实。
7、预应力锚索验收试验
验收试验，也称现场验收试验或质量控制实验，其目的是获知锚索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的安全系数，它是针对所有工作的锚索进行的。验收试验锚索数量不少于工作锚索总数的5%，且不少于3根，并要根据普遍性和代表性的原则随机抽样。本段预应力锚索加固工程随机抽取4孔进行验收试验，试验表明，各孔的50%试验荷载到最大试验和在所测的锚头位移变化量，均大于该荷载范围内的锚索理论伸长量的80%，且小于自由段与1/2锚固段长度之和的锚索理论弹性伸长量，说明锚索的抗拉拔承载力达到本路段高边坡的加固要求。安全性满足本路段的地质情况，说明本路段预应力锚索采用的施工工艺及质量控制措施是可行，施工质量是合格的。
3 结束语
综上所述，随着我国城市化的迅速发展，城市道路等基础设施建设工程项目正不断开展。路桥施工建设中，高边坡施工十分常见。在高边坡施工技术中，传统的施工方式主要是采用修建护面墙、挡土墙等措施，这类修筑方式通常使用硬性结构物，这在面对当前城市紧张而复杂的用地空间时不仅达不到理想的边坡加固效果，而且对边坡周边环境影响较大。近年来，随着施工技术的不断发展，预应力锚索技术逐步发展起来，由于其固坡效果稳定、对环境影响小等优点，在路桥建设工程高边坡施工中得到了广泛的应用，极大地提高了路桥工程施工科学合理性。预应力锚索技术作为公路高边坡施工中的重要技术之一，其施工技术水平的高低将对公路整体质量起到关键性的作用，为此施工企业必须准确掌握预应力锚索技术施工的要点，把握施工过程中每一个技术环节，并规范施工工艺流程，确保预应力锚索施工的顺利进行。
参考文献
[1]李东升.谈高边坡预应力锚索施工技术[J].山西建筑.2012（02）
摘 要：路桥建设是现代交通基础设施建设中重要部分，其施工质量受到越多人的关注，为了保证路桥的通行安全性，建设施工中各个环节都应十分注意。本文探讨了路桥施工中预应力锚索施工作用机理，结合工程经验，对路桥施工中高边坡预应力锚索施工技术的施工流程进行了分析，以供参考。
关键词：路桥施工；高边坡预应力锚索
1 预应力锚索的作用机理
锚索就是高挖方路段为了减少对原状土的挖方数量，保护生态环境而设计的一种特殊挡防结构，主要解决破裂面至土体临空面之间破裂土体的稳定，其作用原理是：预应力锚索框架加固防护是把破碎松散岩体锚固在地层深部稳固的岩体上，另一端锚固在滑动面以内的稳定岩体中穿过边坡滑动面的预应力钢绞线，直接在滑面上产生抗滑阻力，增大抗滑摩擦阻力，使结构面处于压紧状态，以提高边坡岩体的整体性。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和抗滑力，使坡体趋于稳定。通过锚索孔的高压注浆，浆液能充填坡体内的空隙，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，有效地控制岩体的位移，促使其稳定。
2 路桥施工中高边坡预应力锚索施工流程
1、钻孔
锚孔测放要求按照设计桩号采用拉线尺量，结合水准测量进行放线，并用铁钎和油漆标记准确定位。钻孔采用QZJ-100B型潜孔钻机（成孔直径130mm），耗风量11～13m3/min.预应力锚索钻孔要求孔深、孔径不小于设计值，孔轴线倾角±﹤1o，孔轴线方位±﹤2o，施工中孔深、孔径比较容易控制，而孔向（孔轴线倾角及孔轴线方位）的误差不易控制，当超过允许误差时，锚索张拉时容易在孔口处发生弯折，这对锚索的受力极为不利。为此，施工中采取如下措施：
（1）加大钻杆刚度，加长岩心管长度，及时校正变形的岩心管。
（2）加强钻机平台的牢固度，认真校核钻具轴线，确保开孔段倾角准确，孔壁平顺。
（3）采用加大节点（每一个钻杆接头处增设一个弹子盘支撑），使全孔沿程都有可靠的支撑点，且不加大钻机负荷，能确保钻杆只能在钻孔中心圆周运动，不再自由抖动及敲打孔壁。
（4）每钻进5m检测一次孔向误差，发现偏差及时纠正。
锚孔钻进采用无水干钻，钻进时根据底层变化调整钻进速度，并记录底层变化及地下水情况。孔深钻进达到设计要求后，不能立即停钻，要稳钻3～5min，防止孔底尖灭，且应及时进行锚孔清理。
2、锚索的制作和安装
（1）预应力锚索制作由锚头、锚索体、内锚段三部分组成。设计预应力锚索倾角20°，锚索由7×7φ5钢绞线组成，单索公称直径15.24mm，下料长度21.5～31.5m，其长度由下式计算：
L=Ls+Lm+Ld+a
式中，L—预应力钢绞线下料长度；
Ls—锚索实际孔深（含承压垫座厚度）；
Lm—锚具厚度；
Ld—张拉设备工作长度；
a—调节长度（含张拉设备以外的外露长度）。
锚索下料采用砂轮机切割，避免电焊切割，对有死弯、机械损伤者应剔除。锚固段必须除锈、除油污，按设计要求绑扎架线环和箍线环，架线环间距原则为1m，最大不超过1.5m，且锚孔孔口位置必须设置一个；箍线环采用φ8钢筋焊成内径为4.0cm的圆环，钢绞线由其内穿过。自由段除锈后，立即加套软塑料管套管，套管两端绑扎封口。
（2）锚索的安装采用吊装法施工。吊点不少于5处，其中三个布置在锚固段内，两个布置在自由段内。锚索入孔前，用高压风枪清除孔内灰尘及杂物。锚索安装时要求按设计倾角和方位平顺推进，严禁抖动、扭转和串动，防止中途散束和卡阻。安装完成后不得随意敲击或悬挂重物。
3、注浆
锚孔钻造完成后，应及时进行锚索安装和锚孔注浆，原则上不超过24h。注浆液采用水灰比0.43的纯水泥浆，强度不低于40Mpa。锚孔注浆必须采用孔底防浆方法（注浆压力一般为2.0MPa左右），直至孔口溢浆，严禁抽拔注浆管或孔口注浆，如发现孔口浆面回落，应在30min内进行孔底压注补浆2～3次，确保孔口浆体充满。对锚固段较差的地层，施工中采用了二次劈裂注浆技术，以提高地层锚固力。
4、框架、地梁砼浇筑
锚索框架砼浇筑是锚索张拉质量的重要保证。两根竖梁及其所连横梁组成一片框架，每片框架整体浇筑，一次完成，浇筑时预埋QM锚垫板及孔口PVC管，锚垫板安装应与钢筋角度垂直，不能与竖梁平面一致。
5、张拉和锁定
锚索的张拉和锁定在锚固段注浆及框架砼强度达到设计强度的80%后才能进行，采用压力表读表为主，伸长量校核为辅的施工方法施工。张拉前先对千斤顶压力表等张拉机具设备进行检验和标定，且保证锚具、夹片等检验合格。锚索正式张拉前，应取10～20%的设计张拉荷载，对其预张拉1～2次，使其各部位接触紧密，钢绞线完全平直。张拉机具采用YCW250型群锚穿心千斤顶，公称张拉力2500kN，配套油泵型号ZB4/500.锚索张拉时应按设计次序分单元采用差异分步张拉，根据设计荷载和锚筋长度计算差异荷载。锚索的预应力在补足差异荷载后分5级进行张拉，每级荷载分别为设计张拉力的25%、50%、75%、100%、110%.除最后一级需稳定10～20min外，其余每级稳定5min.
张拉完毕后卸载的同时，锚环及夹片即完成锁定。考虑到夹片回缩对预应力的影响，采取超张拉至设计荷载的110%后锁定的施工方法补偿预应力的内损耗。锚索锁定后48h内，若发现明显的预应力损失现象，应及时进行补偿张拉。
6、锚索封锚
当全部工作锚索经抽样进行验收试验并合格后，方可进行封锚作业。封锚时，应将锚头砼凿毛后，用C25细石砼封闭，以防止锚索锈蚀并保持美观。封锚前，应对锚头空隙进行补充注浆充填密实。
7、预应力锚索验收试验
验收试验，也称现场验收试验或质量控制实验，其目的是获知锚索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的安全系数，它是针对所有工作的锚索进行的。验收试验锚索数量不少于工作锚索总数的5%，且不少于3根，并要根据普遍性和代表性的原则随机抽样。本段预应力锚索加固工程随机抽取4孔进行验收试验，试验表明，各孔的50%试验荷载到最大试验和在所测的锚头位移变化量，均大于该荷载范围内的锚索理论伸长量的80%，且小于自由段与1/2锚固段长度之和的锚索理论弹性伸长量，说明锚索的抗拉拔承载力达到本路段高边坡的加固要求。安全性满足本路段的地质情况，说明本路段预应力锚索采用的施工工艺及质量控制措施是可行，施工质量是合格的。
3 结束语
综上所述，随着我国城市化的迅速发展，城市道路等基础设施建设工程项目正不断开展。路桥施工建设中，高边坡施工十分常见。在高边坡施工技术中，传统的施工方式主要是采用修建护面墙、挡土墙等措施，这类修筑方式通常使用硬性结构物，这在面对当前城市紧张而复杂的用地空间时不仅达不到理想的边坡加固效果，而且对边坡周边环境影响较大。近年来，随着施工技术的不断发展，预应力锚索技术逐步发展起来，由于其固坡效果稳定、对环境影响小等优点，在路桥建设工程高边坡施工中得到了广泛的应用，极大地提高了路桥工程施工科学合理性。预应力锚索技术作为公路高边坡施工中的重要技术之一，其施工技术水平的高低将对公路整体质量起到关键性的作用，为此施工企业必须准确掌握预应力锚索技术施工的要点，把握施工过程中每一个技术环节，并规范施工工艺流程，确保预应力锚索施工的顺利进行。
参考文献
[1]李东升.谈高边坡预应力锚索施工技术[J].山西建筑.2012（02）
