预应力锚索在边坡施工中的难点分析及处理

发表时间：2020-09-10T06:14:57.127Z 来源：《建筑学研究前沿》2020年12期 作者： 林家文

[导读] 在我国快速发展过程中，经济在快速发展，社会在不断进步，以某项目边坡支护及挡墙工程为例，首先根据工程概况及工程地质条件简单介绍了该工程的高边坡防护加固设计方案，然后从八个方面详细阐述了压力分散型预应力锚索的施工要点，最后针对试验孔的认知问题、无粘结理解问题、半成品保护问题、锚索张拉问题、预应力损失问题等施工难点进行了深入探讨并给出了相应的处理措施。林家文

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摘要：在我国快速发展过程中，经济在快速发展，社会在不断进步，以某项目边坡支护及挡墙工程为例，首先根据工程概况及工程地质条件简单介绍了该工程的高边坡防护加固设计方案，然后从八个方面详细阐述了压力分散型预应力锚索的施工要点，最后针对试验孔的认知问题、无粘结理解问题、半成品保护问题、锚索张拉问题、预应力损失问题等施工难点进行了深入探讨并给出了相应的处理措施。 关键词：压力分散型锚索；预应力锚索；边坡工程；病害治理 引言

预应力锚索框架结构是在滑坡治理工程中出现和发展起来的一种新型抗滑支护结构型式，它是一种把锚杆埋入地层进行预加应力的技术，锚杆外露于地面的一端用锚头固定，同时利用某些框架结构或格构梁使锚头部位的应力向周围的岩土体传输。本文基于预应力锚索框架结构的结构力学特征，深入阐述了该支护结构的受力基本原理，并通过设计计算和工程应用实例对预应力锚索框架结构的有效性进行分析，为预应力锚索框架结构支护手段的广泛应用提供理论指导。 1预应力锚索概述

预应力锚索是通过预应力方法在岩体内部进行锚索支架的设置，并通过锚索与岩体的锚固来提升边坡结构的稳固性。预应力锚索在应用中，能够将锚索与岩体有效结合起来，进而改变岩体自身的应力水平，提高边坡结构的整体性，加强边坡强度及坚固效果。 2预应力锚索在边坡施工中的难点分析及处理 2.1对试验钻孔的认识不足

在施工准备工作中，一般需要施作试验钻孔，其主要的目的是根据施工现场的相关条件来验证设计的可行性，包括锚索性能、施工工艺、安全性、合理性以及锚索在运输、安装中抵抗物理破坏的性能等。如果没有开展相关的钻孔试验，就大规模地进行钻孔的施作以及预应力锚索的安装工序，在没有试验数据作为支撑的情况下直接采用施工数据代替，则可能会因为制作工期比较长，锚索的抗拔力无法满足设计要求，从而引发大规模、大面积返工整改的情况，反而会耽误工程进度、影响施工质量、造成施工成本提高等不良影响。本工程在施工准备阶段正处于夏秋雨水多发季节之前，所雇佣的锚索安装施工队伍进场后，未开展试验钻孔的情况下直接开始进行大面积施工，以防止后期雨季对工程进度带来的影响。施工技术人员在发现该问题后，及时上报。经施工技术团队开会讨论，认为这是施工工人对试验孔的认知不足问题，因此，给出了立即书面下发暂停施工通知的意见，要求锚索安装施工队伍在进行了试验孔验证工作并取得良好效果后可进行全面的压力分散型锚索施工。 2.2锚索灌浆

水泥砂浆不具备较强的流动性，易出现注浆管堵塞现象，致使孔内压力明显加大。在遇水环境下，水泥砂浆将出现离析现象，最终沉积在锚固段，使其强度难以达到标准。鉴于此，锚索灌浆时应选择合适的材料，较可行的有纯水泥泥浆。当现场为沙土桩锚固段时，还需采用二次高压劈裂注浆法，以达到提升地层锚固力的效果。经钻孔作业后，需及时安排人员安装锚索并灌浆，间隔时间要得到有效控制，通常不可超过1d。实际施工中，要控制好注浆压力和注浆量，以确保劈注时间的合理性，要求锚固段得到有效的封塞，注浆管可选择钢管。在既有注浆材料的基础上可掺入适量聚丙烯腈纤维，用量为1.7~2.1kg/m3，以改善注浆混合料的性能。 2.3锚索长度

锚索长度主要是由锚固段长度、自由段长度及张拉段长度这三部分构成。其中锚固段长度的确定上文中已有所提及，按照相关要求进行操作即可；自由段长度的确定需要先对地层截面的稳固情况进行了解，然后结合地层截面确定自由段长度，以提升其稳固性。另外，自由段需要深入到滑动面1m左右的位置上，且总长度要控制在5m以上；张拉段长度的确定则要根据张拉机具进行合理把控，通常情况下，长度不会超过1.5m。 2.4锚杆的配置

1）锚杆的配置原则锚杆的长度、锚固体直径以及间距的确定由两种要素决定，一是结构物的平衡状况，二是锚固岩土层的稳定性。2）相邻结构物的影响设计锚杆时，需要对周边的地下管线以及建构筑物加以考虑，若这种状况存在，必须充分论证锚杆的倾角及其插入点。3）锚杆的倾角只有锚杆轴线与其作用力的方向保持一致，才能产生最好的效果，但在现实中这一点很难做到。实际上，边坡临空面与锚杆轴线二者间的夹角必然影响锚杆轴力的分力，而锚杆轴线与水平面的夹角越大施工难度越大，故而在设计时应避免锚杆倾角大于35°。若锚杆倾角小于10°，由于灌浆材料（如水泥砂浆）在硬化过程中出现的残渣与冒出的浆液会影响锚杆的承载力，应该尽量避免。综上，锚杆的倾角一般取10°~35°。4） 锚固体的间距锚固体间距的取值涉及到对多种因素的考虑，如锚固体长度与直径、锚固力的设计值等等。同时须注意锚固体间距过小易产生群锚效应，锚固体的极限抗拔力会因此而减小。 2.4无粘结理解问题

将普通钢绞线外表面涂一层保护油脂且外包一层挤塑成型的聚乙烯塑料管就形成无粘结钢绞线。本工程中的锚索采用后张法张拉，其施工顺序：推送锚索、注浆锚固、锚墩浇筑、检测封锚。如对无粘结钢绞线认识不足，误认为其与普通钢绞线无差别，将外包的塑料管剥除，在后张法施工时，注浆混凝土与所张拉的钢绞线一并发生移位，则起不到边坡支护的作用，反而会对其稳定性产生影响。 3预应力锚索施工注意事项

（1）合适的场地是提高施工效率、确保施工质量的关键，应采取隔断措施，一旦高边坡支护过程中发生意外，可具有针对性地检查局部，更快速地锁定问题并分析成因，且施工中要做好监管工作。（2）确定锚固段和锚索定位精确性，可选择铅丝。张拉作业易对锚索自由段造成影响，该处可通过刷涂沥青等方式以提升防腐能力，且刷涂层数应超过3层。结束防腐作业后，再将波纹管套入自由段，足够稳定后再于套管两端300mm范围内刷涂适量黄油，外侧可使用工程胶布缠绕，以提升稳定性。（3）张拉试验是重要环节，应安排专员观测损失量并完整记录，尤为关键的是控制张拉力，该值以标准强度的3倍为宜，同时不可大于锚索强度。（4）通过预应力锚索试验的方式，可第一时间发现问题，是公路高边坡支护工作中尤为关键的环节。经试验后，可掌握锚索的受力状况，并初步预估锁定值，根据所得结果对不合理之处做出调整，以达到提高稳定性的效果。（5）检验注浆体与腰梁，若两处的抗压强度超过75%（相较于设计强度），即可安排人员张拉锁定。实际作业时，若出现预应力损失的现象，要及时采取填补措施，否则将对后续钢绞线切除作业造成不良影响。经填补作业后，需确保多余钢绞线得到有效的清理，必要时可采取防腐措施。 结语

压力分散型预应力锚索施工时，不仅要做好施工准备、钻孔的施作等步骤，还需严格控制预应力锚杆的制作、安装、注浆、锚墩制作，以及预应力锚杆张拉及锁定、封锚等工序的质量。本工程中压力分散型预应力锚索的施工难点主要集中在试验孔的认知问题、无粘结理解问题、半成品保护问题、锚索张拉问题、预应力损失问题等几个方面，具体的处置措施包括加强施工人员试验孔、无粘结问题的深入理解，重视半成品的保护措施，严格按照操作规程进行预应力锚索的张拉，避免预应力损失，保证试验准备工作的有序进行以及锚索的质量。 参考文献

[1]王灼英，刘成清，李俊君.高边坡压力分散型预应力锚索施工技术与安全质量管理[J].防灾减灾工程学报，2013，33（s1）：63-67. [2]郑利娜.压力分散型预应力锚索在高边坡防护中的应用[J].福建建材，2013（6）：33-35.