預應力錨索在整治滑坡體中的應用

于然東

（路橋集團國際建設股份有限公司，北京 100000）

對于山區高速公路，由于工程挖方量大，路塹邊坡高，地質比較差的地段容易誘發大型的工程滑坡。在治理這一類滑坡體的成功經驗中，采用預應力錨索為主的工程治理，再輔以防排水的處理措施進行綜合治理，是當前我國基礎建設工程越來越普遍采用的邊坡病害治理方案。

1 施工工藝

預應力錨索施工工藝流程見下圖1。

圖1 預應力錨索施工工藝流程圖

1.1 施工準備

（1）機械設備的選擇。根據現場的實際情況及設計要求選擇合適的機具，比如該段邊坡巖體即自由段深度范圍內，為覆蓋碎石土及風化嚴重的板巖，錨索孔成孔困難，考慮選擇大功率潛孔鉆機，并適當增加部分跟管鉆進工具及配套設備，減少卡鉆埋鉆及塌縮孔等工程問題，從而提高施工綜合效率。本段施工選用YG-60全液壓驅動的鉆機，并配備偏心式單動力風動潛孔錘套管跟進機具，選用20立方的電動空壓機配套使用，從而達到最佳的組合效果。

（2）錨孔的測設及鉆機就位。根據設計資料，測放錨索孔位，打入標樁、標明鉆孔編號，孔位偏差不得超過±1 cm。搭建鉆孔工作平臺，固定鉆機，確定鉆孔方向，該段邊坡設計錨孔下傾與水平夾角為25°，鉆孔傾角偏差不得超過±2°。

（3）進行錨索的拉拔試驗。在現場找與設計錨固段相似地質的巖層進行錨索拉拔試驗，以確定實際錨固力的大小，驗證設計錨索參數的選擇是否合理，并根據現場試驗結果加以修正，從而能夠正確地指導施工，達到最好的治理效果。

1.2 鉆機鉆進、成孔

（1）采用干鉆法造孔。禁止水鉆，以確保錨索施工不致于惡化邊坡巖體的工程地質條件和保證孔壁的黏結性能。鉆孔速度根據使用鉆機性能和錨固地層情況嚴格控制，防止鉆孔扭曲或變徑，造成下錨困難或其他意外事故；對巖層破碎松散的地段，采用鋼套筒跟進，防止塌孔。

（2）鉆進過程中，應對每孔地層變化（根據巖粉情況）、進尺速度（鉆速、鉆壓等）地下水情況以及一些特殊情況作現場記錄。若遇塌孔縮孔等不良鉆進現象時，應立即停鉆，及時進行固壁灌漿處理，待水泥砂漿初凝后，重新掃孔鉆進。

（3）錨孔鉆孔質量指標主要是鉆孔彎曲率和巖心采取率。因此，鉆孔要求每次采取率達到90%，以確定不穩定土體厚度或滑動面的位置，根據鉆孔揭示的實際地質情況對錨孔長度和位置做適當調整，一定要保證錨固段（即深入中風化巖層10m），錨孔長度比設計值多鉆進1.0m作為沉渣段，防止被土屑擠占孔底，影響錨固長度。錨孔圓直，不得彎曲，鉆孔過程中要及時測斜，必要時每5m測一次，發現孔斜，立即糾正。

（4）錨孔清理。鉆進達要求深度后，不能立即停鉆，要求穩鉆1min～2min，防止孔底尖滅，達不到設計孔徑。終孔后必須使用高壓空氣（風壓0.2MPa～0.4MPa）清孔，將孔內的巖粉或地下水清除出孔，以保證錨索、水泥砂漿、孔壁巖體間的黏結強度。清孔后及時對孔口進行暫時封堵。

1.3 錨孔檢驗

造孔結束后，須經現場監理檢驗合格后，方可進行下一道工序。孔徑、孔深檢查一般采用設計孔徑、鉆頭和標準鉆桿在現場監理旁站的條件下退孔，要求驗孔的過程中鉆頭平順推進，不產生沖擊或抖動，鉆桿驗收長度滿足錨孔深度，退鉆要求順暢，用高壓風吹驗不存在明顯飛濺塵渣及水體現象。同時要求復查錨孔孔位、傾角和方向，全部錨孔施工分項工作合格后，即可認為錨孔鉆造檢驗合格。

1.4 錨索體制作及安裝

（1）錨索采用8股ΦS15.2mm高強度低松弛的1860級鋼絞線組成，錨索下料時，采用砂輪切割機切割，不得電焊切割，實際長度要比設計長度增加2.0m的張拉端。（根據張拉所采用的千斤頂決定）

（2）防腐處理及編束。自由段（張拉端）涂抹黃油并套波紋管封閉，確保防護效果，并防止注漿液體進入；錨固段必須除銹、除油污以保證錨固效果。鋼絞線必須平順，不能相互交疊，以防止張拉的時候受力不均勻，為此在錨固段錨束沿軸線方向每隔1m交替設置架線環與緊箍環，在自由段每隔3m設置一道架線環，在緊箍環處使鋼絞線間有一定的間隙，以保證灌漿時能將錨束空隙充填密實，鋼絞線得到充分的握裹和保護。

（3）錨索安裝。確認核對錨孔無誤后，人工緩慢將錨索體放入孔內，用鋼尺量出外露的鋼絞線長度，計算孔內的錨索長度（誤差在±5 cm范圍內），確保錨固段長度。穿索時應防止錨索扭壓、彎曲，注漿管和錨索一同放入鉆孔，注漿管頭部距孔底適宜為50mm～100mm。錨索一經安放，不得隨意敲擊，不得懸掛重物，防止土屑將孔堵塞，并應立即注漿。

1.5 注漿錨固

注漿采用水泥砂漿，砂漿強度不低于30MPa。經試驗比選后確定施工配合比為水泥：砂：水：減水劑=1∶1.25∶0.47∶0.006.注漿方法采用孔底到孔口返漿式注漿，采用錨固段和自由段同時一次性壓注完成，注漿壓力不低于0.25MPa。漿液應攪拌均勻，隨攪隨用，漿液應在初凝前用完，防止石塊雜物混入漿液，由于漿液可能沿縫隙亂竄，可能壓出坡面，所以隔一段時間后壓注，直至注漿壓力達到或超過設計壓力為止。

1.6 鋼筋混凝土框架的施工

鋼筋混凝土框架是錨索張拉時直接受力構件，所以應該保證坡面平整，框架梁所在位置低洼處，采用漿砌片石填補，并且支架模板要有足夠的剛度及穩定性，以保證梁底與坡面的密貼，確保梁體均勻受力，避免應力集中拉裂梁體。框架梁采用C25混凝土就地整體澆注，施工時注意預埋錨具及穿束鋼管的位置，確保整條錨索束的順直及錨墊板平面與錨索束的垂直。澆注混凝土時對錨孔周圍、錨墊板下、鋼筋密集的部位要仔細振搗，保證混凝土質量。兩片框架之間設置2 cm的伸縮縫，內填浸瀝青木板。

1.7 錨索張拉、鎖定、封錨

框架梁混凝土的強度達到80%以上并且注漿強度到達100%時即可進行張拉，由于在張拉時，錨固段的靠近上端部分錨索和膠結體之間的剪應力存在嚴重的應力集中現象，如果施加預應力速度太快，會造成結合面局部黏結破壞，甚至引起整個錨固段的嚴重破壞，故張拉時采用分級加載，為了抵消坡面不平及張拉壓縮造成的預應力損失，根據設計要求超張拉20%。為避免單束錨索張拉時造成的框架梁橫移，錨索束上部彎折，造成錨索受剪力，甚至破壞，采用每根橫梁的兩束錨索同步張拉。

（1）錨索的張拉。采用YCW150B穿心式千斤頂整束同時張拉。在張拉前清理錨墊板面上的水泥砂漿等，保證錨環與其密貼。安裝千斤頂的時候要保證千斤頂的軸線方向與錨索軸線方向在一條直線上，不可使千斤頂壓彎錨頭部分。

張拉時按標定的荷載-油表讀數換算關系，計算出分五級加載時相應的油表讀數數值進行分級張拉，分別采用設計荷載的0.25、0.5、0.75、1.0、1.2倍五個數據作為控制標準，張拉到相應的每個油表讀數均要持荷5min，同時記下錨索的伸長值。張拉過程采用雙指標控制：拉應力和伸長量同時控制，相互校核。要求張拉完成以后理論伸長值和實際伸長值之差不超過6%。否則需要查找原因采取相應的措施進行處理。

（2）驗收檢驗。在正式大批量錨索張拉生產工序時，首先要進行錨索的驗收試驗，試驗的錨索數量一般為總數的3%～5%。驗收試驗主要是檢測拉應力和伸長值是否達到設計值。驗收試驗的初次荷載取50 kN；每級加載時間內，測讀錨頭位移的次數不應小于3次，加至最大荷載觀測15min后，再卸荷至50 kN量測位移，然后加荷鎖定。

（3）張拉錨索的鎖定。當荷載加到設計值的120%，觀測5min～15min，如果錨索變形后無變化，油泵上的壓力表指針無返回現象，就可以進行荷載鎖定作業。荷載鎖定嚴格執行規范要求，必須使用專用的工具將螺母擰緊，直到壓力表指針稍有擺動為止，鎖定后，如果有明顯的預應力損失，應該進行補償張拉。

（4）封孔注漿及封端。錨索張拉鎖定后，為了保證整個的注漿效果和對鋼絞線的有效包裹，必須進行補漿，同時對錨具封孔，注漿從預留孔注入，直到管口流出濃漿為止。

封孔注漿后，從錨具量起，預留50mm～100mm鋼絞線，其余部分割除，需要注意的是必須機械割除，同時用C25混凝土封錨，永久防護。

2 施工質量通病

（1）根據設計要求和地質條件，認真編制施工組織設計，選擇合理的鉆進方法，認真操作，防止發生鉆孔坍塌、掉塊、涌砂和縮徑，保證錨索順利安插和順利注漿。

（2）按設計要求正確組裝錨索，正確綁扎，認真安插，確保錨索安裝質量。

（3）按設計要求嚴格控制水泥漿水泥砂漿配合比，掌握攪拌質量，并使注漿設備和管路處于良好工作狀態。

（4）根據所用錨索類型正確選用錨具，并正確安裝承壓板和張拉設備，保證試驗數據準確可靠。