关于公路高边坡施工中预应力锚索技术施工的分析

[摘要]由于公路项目数量的增加，公路工程施工规模的扩大，施工单位对施工技术的需要不断提高。预应力锚索技术作为一种新型的边坡加固技术，具有施工方便快捷、速度快、受力稳定等优点，并且工程造价较低。因此，在我国公路建设中得到了广泛的应用。预应力锚索技术，通过采用特殊的方法可以把钢绞线的受拉结构体处在高温的环境中，这样以来不仅可以提高土体锚固的强度，还可以确保岩体的稳定性。本文将对高边坡施工中预应力锚索技术施工进行详细的分析，以此使公路高边坡所出现的问题得以解决。

[关键词]高边坡；预应力锚索技术；应用

近年来，我国公路建设得到突飞猛进的发展，预应力锚索技术作为一种新的公路施工技术，可以进一步提高公路高边坡的质量。在有效深度的锚孔底端与周边完整的岩层作用下，水泥砂浆就会形成锚固体，这样以来锚固体和孔壁之间就会存在摩擦力，从而具有一定的反作用力。随着人们对环境要求的提高，以前的高边坡防滑技术已经不能适应现代化的发展，而预应力锚索技术不仅可以提高边坡的稳定性，而且可以确保公路的稳定性和安全性。

一、预应力锚索技术的应用意义

在公路高边坡施工中，预应力锚索技术的应用主要是从主要是施工设备、施工工艺流程、钻孔、组装锚索、安防、灌浆、张拉、锁定及封锚等多个步骤开展工作。一般公路边坡相对较陡，且高度相对较高。所以选用的轻型设备应具备较强的适应性。运用YG800型风动潜孔钻机时，由于具有较轻的质量比，因此能够实现整机提升。同时，钻机具有较强的随意性，能够有效调整钻机的范围及倾角，符合设计的角度要求。作为钻机的动力，全风动相对单一，在移动时较为便捷。更为重要的是钻机结构和操作过程较为简单，钻孔速度快，能够适用于高边坡施工中。在钻孔的过程中，禁止有水产生，钻机主要借助的是污水钻进工艺，简化了钻孔的配套设置，有效减低生产升本，进一步提升了施工工艺的经济效益。

二、预应力锚索施工的准备工作

1.主要施工设备选择

（1）成孔设备选择

在公路施工中，由于需要加固的边坡具有高度大、陡峭等特点，为了保障施工质量，必须选用适应性很强的轻型设施。在实际应用中，QZ-120K潜孔钻机，可以任意调整机械设备倾角和方位，从设计层面来看，它很容易满足施工要求。由于该钻机具有很轻的质量，1.5到2t的气动绞车，就能实现整个设备提升。QZ-120K型钻机不仅能进行人工搬迁，还具有结构简单的特征。钻机动力采用的是作业简单、移动方便、动力形式单一的全风动形式，动力一般隐藏在整个钻机的孔底，具有钻孔速度快、效率高，方便高边坡钻孔施工的特征。为了保障施工质量，在钻孔设计时，必须杜绝用水，使用无水钻进工艺的同时，降低施工成本，简化配套设施，进而不断提高施工工艺。

（2）动力设备、张拉设备

在动力机设备选择中，空压机作为钻机最主要的动力设备，对钻机成孔质量以及钻孔深度具有重要影响。根据实际施工要求，钻机耗风量一般在9到12立方米左右，通过2台12立方米的移动式空压机，协助2台钻机施工。在张拉设备以及灌浆施工中，由于整个工程单孔式灌浆量较少，通常使用砂浆灌注的方式进行施工。张拉设备一般选YCD-1500的配套式高压油泵以及千斤顶。

2.预应力锚索设计

根据工程施工的需求，在预应力体系中，使用OVM15—4夹片型锚具、低松弛高强钢线以及胶结式的锚固段构成对应的群锚体系，也就是OVM锚固状态。在锚索参数设置中，预应力根据施工要求，使用对应的低松弛高强钢绞线，超张拉应力为整个吨位设计的105%，每根锚索吨位设计为400KN；同时，每根锚索分别由4根钢绞线构成，钢绞线对应的砍断强度达到1860MPa。

三、预应力锚索的施工工艺

1.钻孔

作为施工控制质量的关键程序，钻孔在公路的锚索孔设计直径应达到φ115m，角度应为25°，锚索之间应有3.5m×4m的距离，坡度保持在15°，钻孔是对风动干钻施工进行运用，禁止采用水钻工艺，要求钻孔的设计和深度应符合设计要求，运用冲击回钻施工，其施工工艺主要包括：孔位的定位、钻进以及钻孔的冲洗等。

（1）孔位定位是在钻孔施工之前，运用尺子进行测量。在脚手架上安装专用的钢管，使其满足设计图纸的相关要求，进行测量放样定位。在钻机安装就位之后，应有效调整倾角和方位角，使其与设计要求相符，然后将钻进固定之后，再实施复查，直到满足相关标准后即可对钻进施工进行操作。

（2）在钻进施工时，应对钻机配置统一的定尺钻杆，根据锚索设计的长度，有效确定钻杆的长度，并对其进行整齐排列。避免产生放置歪斜的问题。对每一根钻杆逐一实施钻孔操作，在钻杆用完之后，孔的深度应符合相关规定。在钻进施工过程中，应注意工作风压和地质状况。根据现场的实际情况，有效调整对策。若钻孔过程中产生软弱底层或破碎带底层时，应迅速调整钻进速度，避免出现坍塌事故。最后在钻孔完成之后，有效冲洗钻孔，确保钻孔壁和浆体的粘度达到一定标准。运用高风压管插入至孔底，进行一边插入一边吹风操作，使孔内的粉尘和残渣得到彻底吹净。

2.组装锚索的施工

通过钢绞线实施锚索组装操作，要求钢绞线的下料长度等于锚固段的长度和张拉段的长度及自由段长度之和。控制小料长度的误差，使其小于5cm。对钢绞线进行防锈处理，最后顺直放置在组装台上。先对自由段进行一层防锈漆的图书，同时涂上一层油脂，最后对PR防护管穿上，运用封口胶带对钢绞线的自由端和锚固段的相交接的地方进行缠绕，运用铁丝进行扎紧，避免水泥浆向管内进入。根据顺序对钢绞线实施排列组装，在锚索之间放置注浆管，使锚固段呈现出核状，在锚索之前应对导向帽进行加上，在组装完成锚索之后，应对编号牌进行挂上，堆放准备后期使用。

3.锚索安放

数人对锚索进行抬放，使其放在孔口边。当锚孔成孔之后，再加入锚索。在放置的过程中，应向孔底伸入塑料管，通过压缩空气的作用，使孔内存在的岩屑得到吹出，最后将锚索平顺放入孔内，具有足够的外留长度。在吹孔的过程中，通常会出现下列问题：在吹孔之后，碎石会有掉块现象产生，导致无法顺利放入锚索。因此，在锚孔过程中，若产生该类孔，在钻孔之后，应立即放入锚索，再进行吹孔。为了避免由于大量地下水渗出现象产生，钻杆会对岩屑和地下水进行搅动。通过清水和压缩空气，开展反复冲洗，直到清洗处于清水状态，再清洗完成后即可进行灌浆处理。

4.锚索灌浆施工

由于是你砂浆的流动性相对较差，因此容易引发注浆管堵塞问题。同时锚索成孔之后，孔内会有严重积水产生，承受了较大的压力，当水泥砂浆遇水时会产生离析问题。锚固段会产生砂子离析沉积，无法对锚固段的整体强度得到保障。因此，运用纯水泥砂浆进行锚索灌浆，当锚固段出现土质或砂土状风化岩层时，应采用二次高压劈裂注浆法，有效提升地层的锚固力。在锚孔施工完成之后，应对锚索体实施及时安装，并开展锚孔注浆处理，通常要求操作时间不能超过一天。在对二次劈裂注浆法进行运用时，主要是通过注浆强度有效控制劈注的时间，在二次注浆管的锚固段进行封塞，或设置花孔。在开展二次注浆施工时，高压注浆管对镀锌铁管或钢管进行运用。根据掺入量，注浆的材料因为每方1.8kg～2.0kg的聚丙烯腈纤维。

5.浇筑框架施工

框架的浇筑施工主要呈现为正方形的锚索框架，运用C30混凝土开展浇筑。人工对钢筋进行绑扎以后，应对模板进行支设。同时应在锚索的位置对PVC管进行套设，若锚索和框架的箍筋产生互相干扰时，应对箍筋间的距离进行局部调整，对定向箍筋、定位管以及固定的锚垫板实施安装。应分段对框架进行浇筑，框架间的厚度保持在2m，运用沥青模板进行填塞，有效保障框架的浇筑质量，加强振捣，使养护工作做好。

6.锚索张拉施工

锚索锚固段浆体和承压地梁，锚墩混凝土等在凝固7天以后，应开展锚索张拉，开展大面积防护施工，在施工之前，应将极限抗拔力的试验做好，从而对真实的锚索抗拔力阐述得到获取。对于公路高边坡设置而言，应分两次对锚索进行张拉。第一次的张拉力分为4级，设计张拉力的预应力分别为：10%、20%、40%和60%，并在每一次的张拉之后，都应保持三分钟时间。将第二次张拉力设计为3级，在第一次张拉力三天之后进行，主要目的是为了将前一次由于地层受压或锚墩产生的移位等造成的预应力受损情况得到弥补，设计的张拉力预应力应分别为：80%、100%以及110%，同样需进行三分钟的保持。

7.锚索锁定施工

与钢绞线的股数相结合，对合适的锚具和夹片进行选用，与每一条钢绞线的位置对准，然后将锚具从钢绞线的端部穿入，从而和钢板处于一致状态，运用φ16钢管压紧夹片和锚具，将千斤顶桩号，等千斤顶与锚具达到压紧状态之后，且张拉至锁定的数值时，即可将千斤顶拆下。

8.锚索封锚处理

在完成张拉之后，应详细检查锚具、夹片和钢绞线，若没有异常存在，则应运用手砂轮机切断钢绞线，从锚具外进行测量，对9cm左右进行留出，并实施清洗，采用C30混凝土封闭锚头即可。

结束语

由于锚固工程有较多施工工序存在，且大多属于交叉施工，施工人员应对各工序的施工场地和作业时间进行合理的协调，并掌握好施工中各个环节的要点，确保公路高边坡施工的质量。同时，在公路高边坡施工中，预应力锚索技术的运用能够使边坡开挖造成的临空面得到有效避免，对边坡不稳定的处理有显著的效果存在。

参考文献

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