預應力錨索邊坡防護加固施工質量控制

周松年

【摘要】在高邊坡的治理當中，框架梁式的預應力錨索是主要的方式之一。而預應力錨索的使用主要有重量輕、簡化支擋結構、降低總體造價等多個方面的優點，所以能夠廣泛的應用到山區的高邊坡治理防護中去。本文介紹了加固高邊坡的預應力錨固的施工工藝以及檢測手段，主要是為了更好地進行預應力錨索邊坡防護加固施工質量控制。

【關鍵詞】高邊坡、預應力錨索、質量控制

一、前言

預應力錨索加固技術用于巖土工程產生于20世紀30年代， 之后廣泛應用于高邊坡加固、滑坡治理、深基坑支護、堤壩加固等領域， 我國最開始采用錨索技術是在20世紀60年代， 但當時由于材料及施工條件的限制， 該技術沒有被獲得廣泛使用。近十幾年來， 隨著對預應力錨索的研究，在理論和施工工藝上的突破，進而推動了該技術的迅速發展。

二、預應力錨索技術概述

預應力錨索技術主要是通過采取特殊方法將鋼絞線轉化成耐高溫的受拉結構體以起到加固的作用。隨著對此項技術的不斷研究，錨索技術不斷優化并完善，變得越來越系統化、規模化。其結構雖復雜，但是功能卻日益完善。

預應力錨索技術在加固防護中，主要是通過把破碎松散的巖體錨固在地底牢固的巖層上，對其施加預應力，確保錨固范圍內的軟弱巖層緊密的擠壓在一起，通過增大巖石之間的摩擦力來增強阻力，防止開裂或松散的巖體產生位置上的移動，起到加固邊坡的作用。在公路邊坡的施工中，對部分坡體進行加固，并施加預應力錨索，在保持坡面狀態深入坡體內部的基礎上進行加固，增大坡體的抗滑能力，保障坡體的穩定性。再對錨索孔進行高壓注漿，以使坡體內部的空隙被漿液充分填滿，增強坡體的穩定性。

三、主要施工設備的選擇

1、成孔設備的選擇

由于加固的邊坡陡、高度大，因而須采用適應性強的輕型設備，選用QZ-120K全風動潛孔鉆機。這種鉆機可隨意調整鉆機的方位和傾角，易滿足設計的角度要求。因鉆機質量輕，可用1.5～2t的氣動絞車實施整機提升。QZ-120K型鉆機結構簡單，也可解體人工搬遷。鉆機的動力是全風動的，動力單一，移動方便，操作簡單。鉆機動力在孔底，鉆進效率高，鉆孔速度快，宜用于高邊坡鉆孔施工。設計要求鉆孔時嚴禁用水，故采用無水鉆進工藝，簡化了鉆孔配套設備，降低了成本，提高了工效。

2、動力設備的選擇

空壓機是鉆機的動力設備，它決定鉆機的鉆孔速度和成孔質量。根據鉆機的耗風量9～12m3的要求，用2臺12m3移動式空壓機供2臺鉆機工作。

3、灌漿與張拉設備

由于單孔灌漿量少，選用砂漿泵灌注砂漿，張拉設備選用YCD-1500型千斤頂和配套高壓油泵。

四、預應力錨索的施工工藝要點

1、工藝流程

錨索錨固工藝流程：施工準備→拉拔試驗→鉆孔→錨索制作安裝→注漿→框架梁澆筑→張拉鎖定→封錨。

2、施工準備

搭設腳于架后，根據設計圖定出孔位，一般要求水平方向孔距誤差不應大于50mm，垂直方向孔距誤差不大于100mm。

3、拉拔試驗

正式施工前先施工試驗錨索，進行拉拔試驗，試驗至破壞為止；反聵試驗結果，以復核錨固段的設計。

4、造錨孔

造錨孔主要的要求是保證孔深、孔徑和孔的傾角。釆用專門的錨固鉆機施工。鉆進一般用風動鑿巖鉆機，無水風鉆。需配備大型空壓機，動力部分釆用風動或液壓軀動。對于巖層較破碎可采用套管跟進，保證成孔質量，跟進的套管用拔管機拔出。

保證鉆孔孔徑；下傾角度誤差不超過±1°，方位誤差不超過±2°。超鉆50cm，以免沉碴影響有效孔深。達到深度后釆用高壓風清洗孔壁，吹出沉渣。及時編錄與反饋施工地質情況。

5、錨索索體的制作與安裝

采用φ15.24mm的無粘結高強度、低松馳鋼鉸線制作，中置φ25塑料注漿管，四周環列鋼絞線。對鋼絞線作抗拉強度檢測，確認已作防腐處理，并防銹除垢。錨索的錨固段每間隔1.0m用擴張環和箍環擴束呈節狀，同時加上定位片以便入孔后居中，末端套φ60鋼管作為導向帽。

自由段采用塑料護套，末端用膠帶紙密封以防砂漿進入護套內。整根錨索稍長于設計長度，以伸出錨具供張拉。施工中錨索用人力插入錨孔中，端頭露出孔外適當長度，作套錨具和拉拔之用。

6、灌漿

為使砂漿灌注飽滿，將灌漿管置于錨索中心并與錨索等長，釆用一定壓力自孔底向上一次性灌注或釆用二次注漿工藝，不宜釆用孔口自流式灌漿方法，工期緊迫時可在砂漿中添加適量早強劑。

一般采用M40水泥砂漿注漿，采用普通425硅酸鹽水泥，水灰比約0.42。采用自孔底一次有壓注漿法，注漿壓力0.4～0.8MPa，穩壓3～5分鐘。漿體凝固收縮后，從孔口補灌滿盈。

7、框架梁澆筑

框架梁采用C30號鋼筋混凝土澆筑，先進行坡面處理，再鋼筋制作與安裝，后立模澆筑。

澆筑前須注意錨索抑制件墊墩部位，立面與錨索垂直，鋼筋與錨索沖突時適當調整鋼筋安裝位置。

8、封錨

鎖定后切除鋼絞線余長，切割后預應力筋外露長度不應小于30mm且不小于1.5倍預應力筋，用錨梁同標號的混凝土封頭以免鋼絞線銹蝕。當預計鎖定后預應力衰減過大時，要預留一定長度鋼絞線并加高封頭，以備重新張拉之用。

五、預應力錨索施工中的注意事項及質量控制方法

邊坡開挖時要做好排水設施的挖設，因為水對邊坡工程的危害是相當嚴重的，在廣東多雨季節施工，更須注意。邊坡開挖要遵循開挖一級支護一級，同時，也要避免開挖暴露時間過長，使邊坡松弛范圍變大，造成新病害。

鉆孔的好壞關系整個預應力錨索框架防護工程的防護效果，這一步驟要特別注意。在下錨之前要復查錨孔孔位、傾角和方位，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。

編制預應力錨索的時候要在搭設的制作平臺上進行，嚴禁在地面上直接進行編索。鋼絞線在存放時要避免直接露天，造成鋼絞線被雨水澆淋和氧化銹蝕。錨索的切割嚴禁使用電弧燒割，應該使用機械切割。

在注漿和張拉的過程中做好現場施工的記錄，保證孔道注漿飽滿，并且在注漿漿體及框格梁混凝土強度達到設計值的80%以后才可以進行張拉。張拉采用雙控法，以油表讀數為主，以實際伸長量為驗算指標。若出現過大偏差，應找出問題并解決后再繼續進行張拉。

由于預應力錨索是一種隱蔽工程，在現實的施工過程中容易出現問題，需要加強監督和管理，可以引入第三方檢測制度，對預應力錨索的灌漿密實度，預應力錨索的下料長度以及預應力損失進行檢測。這樣，可以及時發現施工中存在的問題，采取措施進行補救。

六、檢測

對于動態施工的工程，應對錨索進行檢測， 確定適時錨索應力， 以供邊坡穩定評判。現一般采用自動監控設備檢測， 該設備有位移計、錨索測力環、傳感器、電纜、讀數表等構件組成， 能對錨索進行適時有效的監控。

七、結束語

采用預應力錨索加固邊坡，可使滑坡體自重作用力均勻分布于邊坡上，適應地形地質的條件，施工條件易得到滿足，最大限度地使滑動面本身的力學性能不變，受力可靠，保障高邊坡穩定。

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