探讨预应力浅谈预应力锚索框架梁在高边坡防护中运用小结

论文导读：志是从孔中吹出岩粉，夹杂一些原状的（非钻头碎的、非新鲜的、无光泽的）石块，这时，不管钻进深度如何，都要立即停止钻进，拔出钻具，进行固壁注浆，注浆压力采用0.4MPa，浆液为水泥砂浆和水玻璃的混合液，24小时后重新钻孔。⑵清孔钻孔完成后使用高压风清孔，清除孔内岩粉和积水。由于裂隙发育，泥岩遇水软化，水渗入裂隙
摘要：随着我国交通事业的发展,高等级公路边坡病害问题尤为突出,预应力锚索框架在公路高边坡的治理中发挥了越来越重要的作用。本文以安康至毛坝高速公路中K235+345～K235+465段右侧高边坡锚索框架梁为例，对压力分散型锚索施工技术进行详细的介绍，并就锚索施工中出现的若干问题进行了分析，以便对类似施工提供直接依据，具有实际的应用和参考价值。
关键词：预应力锚索框架梁；高边坡防护；原理；施工技术

前言
高边坡防护工程目前比较普遍使用的方法是压力分散型预应力锚索框架梁防护。随着边坡的开挖，由于坡面应力释放及坡脚的应力集中作用，并在雨水、施工扰动等各种不利因素的作用下可能会产生落石、滑塌等不良现象, 预应力锚索框架梁防护可以有效防治这些不良现象。

1.锚索框架梁工程施工的原理

安康至毛坝高速公路中K235+345～K235+465段右侧高边坡锚索框架梁采用压力分散型锚索。其施工的原理是：锚索预应力一头靠桩身承受，另一头靠锚固段承受，同时中间穿过破裂土体。通过对锚索的张拉施加预应力，再使用锚具锁固定在桩体上，锚索产生的反作用力通过桩体传递到破裂土体中，使固定的破裂土体在外力作用下保持稳定。

2.锚索框架梁施工技术

2.1施工工艺流程说明

⑴施工工艺流程
测量放线→钻机就位→钻孔→清孔→安装锚索→孔内注浆→框架梁施工→锚索张拉及锚固→封锚→养护，详见图1所示。
⑵主要施工环节
其中三个主要环节，一是钻孔，钻孔技术关键是如何防止孔壁坍塌、卡钻；二是孔内注浆，注浆技术关键是如何将孔底的空气、岩（土）沉渣和地下水排出孔外，保证注浆饱满密实；三是锚索张拉锁定，张拉锁定的技术关键在于严格遵循预张拉、差异张拉、五级张拉施工程序，及应力损失后的补偿张拉。

图1 锚索框架梁施工工艺框图

2.2主要施工技术措施

⑴钻孔是锚索施工中控制工期的关键工序。为确保钻孔效率和保证钻孔质量，采用潜孔冲击式钻机。钻机钻孔时，按锚索设计长度将钻孔所需钻杆摆放整齐，钻杆用完，孔深也恰好到位。钻孔深度要超出锚索设计长度 0.5m～1m。两种特殊情况的处理：
①渗水的处理
在钻孔过程中或钻孔结束后吹孔时，从孔中吹出的是一些小石粒和灰色或团粒而无粉尘，说明孔内有渗水，岩粉多贴附于孔壁，这时，若孔深已够，则注入清水，以高压风吹净，直至吹出清水；若孔深不够，虽冲击器工作，仍有进尺，也必须立即停钻，拔出钻具，洗孔后再继续钻进，如此循环，直至结束。有时孔内渗水量大，有积水，吹出的是泥浆和碎石，这种情况岩粉不会糊住孔壁，只要冲击器工作，就可继续钻。 如果渗水量太大，以至淹没了冲击器，冲击器会自动停止工作，应拔出钻具进行压力注浆。
②塌孔、卡钻的处理
当钻孔穿越强风化岩层或岩体破碎带时，往往发生塌孔。 塌孔的主要标志是从孔中吹出岩粉，夹杂一些原状的（非钻头碎的、非新鲜的、无光泽的）石块，这时，不管钻进深度如何，都要立即停止钻进，拔出钻具，进行固壁注浆，注浆压力采用 0.4MPa，浆液为水泥砂浆和水玻璃的混合液，24 小时后重新钻孔。
⑵清孔
钻孔完成后使用高压风清孔，清除孔内岩粉和积水。由于裂隙发育，泥岩遇水软化，水渗入裂隙会降低岩石的内摩擦阻力，不利于边坡稳定，清孔可选用排气量17m³/min、气压1.2MPa的空压机。对锚固段采用少量的水和高压风联合冲洗。清孔干净后，对孔口进行暂时封堵，防止岩屑、杂物掉入孔内。
⑶锚索制作、安装
具体如图2所示：

图2 锚索结构图
锚具采用0VM 系列锚具。在锚索编束前，检查确保每根钢铰线顺直，排列均匀，对钢绞线进行除油污，除锈，钢绞线不扭不叉。发现有死弯、锈坑、机械损伤的钢绞线应剔出。自由段的钢铰线要涂抹黄油进行防腐处理后在外面加装具有一定强度的PVC软管，PVC软管在使用前需要检测，不得有破损。在安装的过程中，锚固段架线环与紧箍环间距1m，紧箍环系采用16 号铅丝绕制，在环绕的过程中不能少于两圈，自由段部分每隔2m设置一道架线环，确保钢铰线顺直。
锚索采用6根Φ15.24低松弛高强度钢绞线，其直径、强度、延伸率经试验检测均满足设计规定。锚具用OVM15-6型。为防止钢绞线端头破损，采用砂轮机切割下料，其切割下论文导读：18h,或一次注浆强度达到1.0～2.0MPa时，即可进行二次劈裂注浆。当砂浆体强度达到设计强度后，方可进行张拉锁定，在砂浆未完全固化以前不得张拉和移动锚索。⑹框架梁施工清理滑坡体坡面，模板采用钢管支撑，纵向、横向均进行加固，保证混凝土浇筑过程中模板不变形，为保证框架梁表面的平整、顺直，将模板表面调至一个平面
料长度等于有效钻孔深度与张拉机具所需预留长度之和。锚索在平坦无泥的加工场地加工，将除、防锈处理过的钢绞线按不同孔深分组摆直。每根钢铰线误差不大于50mm。锚索制作时按设计沿锚索全长每隔2m设置一架线环，锚固段每隔2m设置一箍线环。
架线环两端外壁做成倒角状，以防钢绞线在张拉时因应力集中而产生局部破坏。架线环形式应与各钻机的施工工艺相适应，以利于施工。每根钢绞线呈波纹状，整个内锚固段呈一串枣核状，使每根钢绞线保持顺直。在索的中心布置Ф20mmPVC注浆管。在索的端头套上导向帽。锚索自由段钢绞线涂抹黄油并外套塑料管防腐。两端应裹严密，防止漏入水泥浆。锚索加工检验合格后，方可下放。放入孔内后，外露张拉长度2m。安装采用汽车吊提升，人工辅助配合，依靠重力和人力将锚索缓缓放下。锚索送入孔底后，应向外拉出0.3m左右，以确保锚索顺直、注浆管畅通。
⑸注浆
注浆是锚索框架梁施工中一个至关重要的环节，注浆质量的好坏直接影响整个锚索能否达到设计承载力，采用水泥砂浆灌注。 浆液的拌合成分、质量和注浆方式在很大程度上决定了锚索的粘结强度和防腐效果。 锚索注浆分为一次注浆和二次劈裂注浆。 注浆首先按一次注浆的配合比将拌合好的浆液贮存在泥浆池中备用，利用高压注浆管将水泥浆从一次注浆管注入孔底，浆液从孔底向上反向孔口灌注,水泥浆将孔内的泥浆和水排挤出来，待孔口溢出正常的浆液后暂停注浆。 由于水泥浆的收缩和渗透，孔口一段往往很快成空孔,此时要及时进行补浆,直到锚索孔浆液饱满。在松散或裂隙发育或有地下水的岩土体内，一次注浆的浆液由于渗透较快, 使锚索锚固段水泥浆的充盈率不够，会降低水泥浆的强度,在锚索与孔壁之间的粘结力达不到设计承载力要求时，需进行二次(或多次)注浆。 根据以往施工经验及实验表明，采用二次劈裂注浆方法可增强锚索的承载力达 50%左右。 一次注浆后 12～18h ,或一次注浆强度达到 1.0～2.0MPa 时，即可进行二次劈裂注浆。 当砂浆体强度达到设计强度后，方可进行张拉锁定，在砂浆未完全固化以前不得张拉和移动锚索。
⑹框架梁施工
清理滑坡体坡面， 模板采用钢管支撑，纵向、横向均进行加固，保证混凝土浇筑过程中模板不变形，为保证框架梁表面的平整、顺直，将模板表面调至一个平面。框架梁采用C25砼浇注，边浇注，边振捣，框架以两摘自：学报论文格式www.7ctime.com
根竖肋为一片，施工时应一次性浇注而成，每片之间留设2cm的伸缩缝，用浸沥青木板充填。待砂浆体及框架梁达到设计强度后方可进行锚索张拉、锁定。
⑺锚索预应力张拉、锁定
张拉锚索前需对张拉设备进行标定，绘斤顶出力（kN）和压力表指示的压强（MPa）曲线，作为锚索张拉时的依据。正式张拉前先对锚索进行 1～2 次试张拉，荷载等级为 0.1 倍的设计拉力。张拉分五级进行， 每级荷载分别为设计拉力的 0.25、0.5、0.75、1.0、1.1 倍，除最后一级需要稳定 10～20 分钟外，其余每级需要稳定 5 分钟，并分别记录每一级钢绞线的伸长量。 在每一级稳定时间里必需测读锚头位移三次。 张拉后若发现有明显的预应力损失，应及时进行补张拉。当张拉到最后一级荷载且变形稳定后，卸荷至锁定荷载锁定锚索。 锚索锁定后，锚头外留置 8～10cm的防滑端,其余钢绞线用切割机切除，用钢丝刷除锚具、钢绞线、钢垫板上的锈迹,按设计尺寸用 C30 混凝土将锚头浇筑密封。
3.结束语
通过量测检验，本段破碎的高边坡处于稳定状态，边坡加固效果良好。根据本工程的经验，对于破碎岩体、断层、裂隙发育地段、大型崩塌堆积体、难以锚固入稳固完整岩体（Ⅲ类以上）的坡面，采用压力分散型锚索可大大提高边坡的稳定性与可靠性。
参考文献
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