論預應力錨索在巖土邊坡工程治理中的運用分析

■趙海峰

（廣東核力工程勘察院 廣東廣州 510800）

論預應力錨索在巖土邊坡工程治理中的運用分析

■趙海峰

（廣東核力工程勘察院 廣東廣州 510800）

由于預應力錨索能夠增強巖體的錨固程度并且起到改善巖土體應力的效果以及能夠提升巖土體的穩定性等等。所以現階段在巖土邊坡的治理中應用十分廣泛。筆者結合了某個公路的滑坡的治理案例來進行分析了滑坡的原因并且詳細的介紹了預應力錨索的具體應用。通過預應力錨索在巖土邊坡治理中應用，介紹了預應力錨索的施工技術，并且總結了預應力錨索在邊坡治理中的經驗。

預應力錨索巖土體工程治理

0 引言

由于城市的發展需要，有時候需要對城市公路的邊坡進行開挖處理。本文所述邊坡進行開挖后，自然邊坡的穩定性就遭到了破壞，邊坡中部的土體由于失衡而形成了滑坡，并且在施工的過程中越來越嚴重從而使得滑坡的規模越來越大，這不僅對沿線的車輛造成了安全隱患，而且也對一旁的實驗樓以及民房造成了嚴重的威脅。預應力錨索是通過一些特殊的手段將鋼絞線變成了長期處于高溫狀態下的受拉結構體，從而改善了巖土體的應力狀態，將土體進行了錨固，從而提高了巖土體的穩定性。一方面由于預應力的作用，使得巖土體結構面呈現出緊壓狀態，從而提高了巖土體的整體性。另一方面，錨索的加固預應力改變了滑動面的抗滑力，使得邊坡加以穩定。由于該技術的先進性以及可靠性和經濟性等優點，在近些年的應用越來越普遍。

1 工程概況

邊坡現場位于一山坡上,屬于侵蝕性的低山丘陵地貌。由于一些建筑的需要，將該建筑場地依山勢進行了開挖，挖成上下的兩個平臺，平臺之間留置了傾斜的車道，并且在開挖前期，為了保證邊坡在開挖過程中的穩定性，需要采取一些必要的防護措施，例如修建合適的擋土墻。并且該邊坡的地層上部為棕紅色的碎石黏土，粘土的厚度約在18m左右。灰巖面的埋深為中間深，兩側淺，黏土層與灰巖接觸面處存在2m左右的軟弱粘土層。該軟弱粘土層的天然含水量以及孔隙較大,且呈軟塑狀態,是一潛伏的滑動面。由于特大暴雨的原因。在雨后第3級擋土墻的后邊坡產生裂縫、變形以及塌滑等滑坡體常常具有的特征。并且在第2級擋土墻的中間部位也產生了破壞，從而使得該處邊坡出現了滑坡現象。

談究其原因，主要是因為人工的開挖放坡破壞了原有的山體結構以及植被狀況，在坡體的下面形成了一個新的臨空面。又由于特大暴雨的影響，從而導致了該地區的滑坡現象。一方面,由于地表的積水沿著破壞的地表植物大量的進行下滲，增加了土體本身的含水量，使得碎石黏土達到了塑性狀態并且降低了山坡上土體的抗剪強度。同時又由于雨水的大量下滲，使得原有的軟粘土層經過浸泡軟化而形成了軟弱滑動面。以上所述從而使得土體的穩定性降低，而產生了滑動。經過對邊坡的破壞方式以及滑動面上的軟弱粘土層進行分析可知，該滑坡體滑動面上的軟弱粘土層隨基巖面進行發育。并且埋深在第3級擋土墻下遠遠低于擋土墻的底板。并且在靠近第2級擋土墻處滑動面的埋深較淺。

2 邊坡治理方案

綜合考慮了工程造價、地質條件以及地質構造特征等等，設計采用多級放坡加錨固加固的治理方案來進行邊坡治理。開挖后將邊坡分為了不同的等級，并且確定了一定的放坡率，并進行過度，每級坡且在各級邊坡間設計了5m左右的平臺布置兩排錨索,如下圖1所示。使用的錨索用高強度的低松弛預應力鋼絞線進行制作的。并且每根鋼絞線的強度都是標準值，并且每根錨索的設計長度都在17到24米之間不等，錨固段的長度為10米，并且錨索的設計張拉鎖定力為500kN。錨索的形狀為長條形糖葫蘆狀。并且坡面采用了鋼筋混凝土框架梁來作為傳力的結構,框內可以種植花草從而實現了防止水土流水以及美化坡面的效果。

圖1 邊坡治理斷面圖

3 錨索的施工工序

由于施工地段的土層含水量較大且較為破碎，因此成孔、錨索制作以及安放和注漿每道工序的施工狀況以及各個工序間的銜接都會工程的質量產生很大的影響，所以應該注重各個工序之間的銜接。

3.1 成孔工藝的選擇

由于邊坡的地位為破碎且風化嚴重以及含水量較大的巖層，所以常規的給水成孔工藝速度慢并且很難保證孔壁的完整,從而給錨索的安裝帶來了不方便，并且鉆進用水的滲透更會對邊坡的失穩產生影響。所以，在施工的上部使用風動偏心跟管潛孔錘進行鉆進；下部由于滲水較少，且底層較為完整，可以使用風動潛孔錘來進行鉆進,從而實現了無水干鉆。這不僅避免了水對孔壁以及巖層的侵蝕，又解決了破碎底層的成孔以及錨索的安裝問題，并且造孔的速度也得到了大大的提高。采用該工藝進行成孔,孔壁沒有泥皮,從而使得錨固水泥漿與孔壁的粘合強度提高，從而保證了錨索的張拉鎖定力以及變形滿足了設計的要求。

3.2 施工順序的確定

由于邊坡在開挖后穩定性很差,又加上坡面滲水嚴重，在施工過程中的動負荷極有可能對鄰近的邊坡產生影響。在施工的順序上應該采用自上而下作業和跳級相結合的施工方法來進行施工，并且在滲水嚴重的部位預先設置向上傾斜的疏干孔來對地下的水進行疏排處理。

3.3 錨索的制作、安裝與防腐處理

鋼絞線按照設計的長度進行下料后，在架空的平臺上進行制作。錨索在制作時，錨固段每隔一定的距離進行特制的擴張環和箍環,使錨索的形狀為長條形糖葫蘆狀如圖2所示,這種結構可以確保錨索在孔內的中部以及周邊的水泥漿保護層的厚度，并且可以大幅度提高錨索的錨固力。自由段每隔一定的距離安放一個隔離環，使得鋼絞線能夠均勻、平直排列。在錨索安放前將灌漿管從對中支架的中心孔中穿過并且進行綁扎牢固處理,且漿管的端部距離錨索導向頭不超過10cm。在安放錨索時,應該盡量保持平直，順著鉆孔角度平穩連續的進行推入孔內。

鋼絞線的錨固段應該除去油污以及銹跡等雜物。并且自由段在除銹后還應該涂抹相應的防水性能較好的鋁基質黃油來作為第一層的防腐,然后再套上抗老化以及耐腐蝕的高強度聚乙烯塑料套管來作為第二層的防腐,并且在兩端使用鉛絲進行綁扎以實現防水以及防止其他有害的物質滲入套管內。

3.4 注漿

在安放完錨索后應該進行及時的注漿處理，漿液應該選用純水泥灰漿進行一次性注漿和多次高壓補漿來完成。首次注漿應該采取水下注漿法,也就是通過注漿管從孔底開始注漿,可以將孔內的殘留物以及滲水排出孔外,直到孔口有漿液溢出，從而確保了灌漿的質量。在預應力張拉完成后，又通過錨墊板補漿孔來進行多次高壓補漿處理,從而確保了漿液能夠對錨索的完全以及有效的包裹。見圖2。

3.5 張拉與鎖定

當錨固體與框梁的混凝土強度都大于15MPa時,此時進行錨索的張拉操作。錨索在正式張拉前,應取規定的設計軸向拉力值來對單根鋼絞線進行預拉處理，使其各個部位能夠接觸緊密,索體完全平直,從而保證在正式張拉時每根鋼絞線能夠均勻受力。根據相應的要求，錨索張拉到一定的程度后先穩定一段時間，人后在卸載到一定的程度進行鎖定。當錨索鎖定后應該切除多余的鋼絞線，然后進行高壓補漿。采用C20的混凝土對露在外面錨頭部分進行包裹處理,從而防止錨具的銹蝕。

U416[文獻碼]B

1000-405X（2015）-11-388-2

趙海峰（1979～），工程師，研究方向為巖土工程勘察、設計、施工及地質災害治理等。