高边坡预应力锚索框架的应用施工与施工工艺

高边坡预应力锚索框架的应用施工与施工工艺摘要：预应力锚索架结构是高边坡支护加固最为常用的一种有效结构，也是对高边坡支护进行加固的重要方式，随着工程项目的迅速发展和施工需要，尤其在近几年内该结构方式逐渐广泛地运用于工程施工中。

本文结合了工程中的实际情况，对预应力锚索架在高边坡的应用施工和施工工艺等一系列问题进行了探讨。

关键词：高边坡预应力锚索架应用施工施工工艺预应力锚索架就是通常我们说的框架梁式预应力锚索，它主要是由地梁和锚索两个部分组成的，是利用预应力锚索发出的预应力将测定具有滑动性的岩体与稳固性好的岩体紧密地连接在一起，以达到提高岩层的抗滑力，使得边坡稳固。

近年来，我国经济迅发展速带动了交通运输业的发展，刺激了交通运输业的繁华，使得公路建设更加紧锣密鼓地进行。

由于部分地区的地质特征，因此许多地段的高边坡都需要加固，否则就会引发不同程度的灾害而导致经济损失，所以预应力锚索架这一技术便成了防止高边坡滑动的有效防治方法。

虽然这一结构方法在预防高边坡滑动具有很好的防控作用，但在很多方面依然存在缺陷，且隐藏的风险性高，并且现行技术也无法测定其效果，因此研究预应力锚索架在高边坡的应用施工以及施工工艺，具有一定的重要意义。

1 预应力锚索架的特点和工作原理1.1 工作原理预应力锚索架主要是由预应力锚索和锚杆两个部分组成。

它主要是将锚筋打入岩体内部进行预加应力的施工技术，从而牵引岩体主体结构的支护应力到深层稳定岩层的主动支护方式。

因此，在预应力的作用下，将力传递给框架梁，并且经过锚索框架与具有滑动的边坡相互连成一体，以提高岩体之间的正压力和摩擦阻力，加大其抗滑动能力，把结构和周围的岩体相互组成一个共同的复合体，使之被结构锚固的岩体能够更加有效地承受滑动岩层产生的拉力和剪切力，达到限制不稳定坡体继续形成的作用。

1.2 特点该结构方式具有以下几个特点：1）施工方便，在一定程度上改善了人力施工的劳动条件；2）稳定边坡作用明显，对下级开挖不具备任何副作用；3）施工适应环境性强，能因地制宜以不同方式进行稳固边坡的施工；4）不具破坏性，不会影响到岩体整体特点和具有的功能，改善了岩体的力学功能，减少了工程中路基挖方的工程量，减少了资金的投入；5）有利于环境的保护，和控制水土流失；6）施工操作方便，且不需要大量的人力。

2 预应力锚索施工设计2.1 锚索架框架设计布设锚索架框架梁，主要是通过锚索对滑动坡体进行增大预应力，使滑动岩层与主体的稳固岩层相互贯穿为一体，从而防治和调整外层边坡变形，并保证抗滑基桩状体本身的安全开挖，使得在后期与其基桩共同发生效力，以增强岩层坡体的稳固性。

锚索框架梁的布置是在K142+725～K142+950之间的路基左则，坡率是1：1.5的2级边坡，长度共为225m。

框架梁横向要与坡面的走向要保持一致，并且纵向与横向之间要相互垂直。

而框架节点之间距离平均要达到3m左右，每个节点之间均要设置毛锁孔，采用9根符合规格的预应力钢绞线组成一束，长度要求在31～37m之间。

锚具的选择要选用OVM15—9的型号，单束锚索的张拉力度的应力为1000kN。

框架梁材料的选择主要是采用C30的钢筋混凝土，梁宽为100cm，厚为80cm，其下端30cm要嵌入坡体内。

待锚索施工完毕后，还要对框架内回填种植土，并相应地种植低矮的绿化植物。

2.2 抗滑桩的设计该桩体的布置位置是在滑坡路段路基边坡的一级平台上。

桩的尺寸要求为17.8～21m之间，嵌入稳定基岩8m。

其中K142+730—K142+850段布置3m×2m的抗滑基桩，桩与桩之间的距离为8m，总数为15根；K142+850—K142+940段采用3.5m×2.5m的抗滑桩，间距为10m，总数为10根。

2.3 锚索施工设计预应力锚索的应用范围比较广阔，在工程施工中一般都是运用于地质比较疏松，且滑坡岩体较大，地质比较复杂的高边坡。

由于预应力锚索架在加固高边坡的施工中，比较方便简洁，但是为了更加有效地对高边坡进行加固，我们必须得做好施工前的各个环节。

2.4 对地质进行勘察首先在施工之前就要做好对加固边坡的地质进行详细的勘察，并掌握有关的地质结构信息，从而根据有关测量分析该坡体的厚度、滑动趋向和特征，以及如何进行锚索加固施工等前期基础工作。

2.5 计算滑动坡体的力度对滑动坡体的计算有利于后期施工制定加固标准，同时在进行锚索施工时还应考虑其他因素的阻力和影响，比如通常情况下常见的暴雨使坡体附带的压力以及地下水作用等。

按照有关标准和准则进行预应力锚索的抗拔除实验，为了使锚索结构对滑动坡体产生有效的加固能力，防止后期出现锚索后期锚索松动拉力不足而造成坡体滑坡的现象，并确定预应力锚索的采用规格，土体或锚固体粘连强度的实验。

2.6 锚固端孔径变径锚固端成孔要造成变截面，且成孔要造成喇叭形，使分段增大的矩形或球形，这样才有利于锚索锚固。

然而统一截面孔径的锚索，通常情况下都会因灌浆后岩体吸收水分而容易软化，从而降低了土体与锚固之间的粘连度，使得高估效果达不到一定的使用标准。

3 预应力锚索架的施工准备工作3.1 技术交底以及施工人员的技术培训这一培训由该项目工程的总工程师主持，对每一位参与施工的人员进行相关的施工工艺流程和施工机械设备性能的培训教育，从而提高管理工作人员和施工操作人员的安全和质量意识，以及相关的职业道德水平。

3.2 施工组织设计这一工作主要是由项目技术设计师召集有关的管理人员和施工人员进行现场勘查，检验此项目工程的设计图纸是否符合标准，是否完善和是否与实际相符合，同时还应编制详细的施工组织设计方案，将工期进度、材料、设备、有关人员以及质量监督等做出详细的统筹安排。

4 施工工艺4.1 工艺流程修整坡面——钻机就位——钻孔——清孔——制作、安装锚索——锚孔孔内注浆——框架梁施工——锚索张拉及锚固——封锚——回填绿化。

施工之前，施工人员要配合相关机械设备进行修整边坡工作，清除施工区域坡面上锚孔附近松动的石块、危石和平整施工场地等。

坡面清理施工结束后，将QZJ—100B型的钻机摆放到需要钻孔的区域。

为了保证施工区域滑动边坡的稳固性，施工中严禁给水钻进。

钻孔过程中如果遇到滑坡挤压变形破碎带时，一般情况下都会发生坍孔，发生这种情况我们可以采取固壁灌浆的方法进行处理，通常做法就是采用注浆泵压入水泥浆，等到水泥砂浆凝固后继续钻进，在操作进行中要注意根据实际钻进情况采取相应的钻孔方式。

清孔处理。

由于裂隙发育，泥岩碰到水就会慢慢软化，水逐渐渗入到裂缝会导致岩石的内摩擦阻力降低，从而不利于边坡的稳定，因此我们可以选择相应的孔压机来进行处理。

对锚固段采用少量和高压风联进行冲洗，确保孔内干净干燥使锚固达到一定的效果，对自由伸长的段位则应采用高压风来进行清孔处理。

锚索的长度要考虑到预留张拉千斤顶以及夹板的实际长度。

锚固段锚索，每50cm要分别设置定位环和隔离架，这样做的好处是保证其受力均匀而不偏重于任何一方，在锚索前端加导向帽，可以便于锚索的安装。

在安装过程中，普遍方法是采用吊车提升，以及人工辅助机械配合进行，当锚索送入孔底后，向外拉出30cm左右，以确保锚索垂直，使注浆管畅通便于灌浆浇筑。

锚孔注浆施工。

注浆采用的水泥浆要求采用42.5级的华新牌水泥，黏稠度要达到14～18s，并且要在水泥浆里面要加入早强型的减水剂。

进行浆液搅拌时要注意使浆液混合均匀、过筛，施工浇筑过程中要注意经常保持浇筑通道通畅。

浆液采用注浆泵通过注浆管注入锚孔内，注浆管要随着浆液的注入慢慢往上提升，直至浆液注满锚孔方可。

锚索框架梁施工。

在施工前清理坡面时，工人要绑扎钢筋，预埋锚具螺旋筋、锚垫板安装螺栓以及土压力盒等应力监测原件。

并安装好浇筑模板。

锚索张拉。

锚斜托台座的承压面平整，要与锚筋的轴线方向垂直；锚具的安装要与锚垫板和千斤顶密切进行，使千斤顶轴线与锚孔锚筋体的轴线在同一条平行线上，以确保承载均匀同轴；锚固体与台座混凝土强度均要达到设计强度，才可以进行张拉测试；锚筋的张拉要按照一定的程序进行，此外，锚筋张拉还要考虑周围锚孔之间的相互影响；对于锚筋张拉控制应力应该不超过其极限应力值的0.6倍以上，临时锚筋张拉控制应力则不超过极限应力的0.65倍。

锚筋锁定。

锚筋张拉到设定的荷载后，要继续张拉并持续10min 以上，然后再进行卸荷至锁定荷载并进行锁定作业。

锁定使用锚具和夹片符合技术标准与质量要求。

如果在进行中发现有预应力损失的情况，要及时进行补偿张拉。

封锚。

锚筋锁定后，用机械切割机切掉露出的多余锚筋，但是严禁电弧烧割。

同时在割除钢筋的同时还要留出5～10cm左右的锚筋，以防止拽滑。

最后用水泥浆注满锚垫板以及锚头的各部分空隙，并按照最初的设计图纸进行封锚处理，以防止锚筋受雨水冲淋锈蚀和达到美观的效果。

5 结语据相关实践证明，预应力框架体系在各工程项目的高边坡防护施工中具有良好的防控作用，比如永宁高速的高边坡治理就取得了良好的效益。

然而，预应力框架体系是目前对高边坡进行防护最为有效的措施，在成本上它在减少资金投入的同时也为实际施工提供了很大的方便，并且拥有实际的社会和经济效益。

但是，这一工程也是一项复杂的工程，因为边坡锚固施工也会受到地质条件等因素的影响，这就使得施工工作人员在施工中要注意随时进行专业的指导和监督，并且按照相关规定和程序进行边坡防护施工，从而更好地突出其在高边坡防护的实质性作用。

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