高邊坡壓力分散型預應力錨索施工研究

姜 婷

（廣州市市政職業學校， 廣東 廣州 510650）

1 工程概況

本文以某高速公路第十七合同段K81+635～K82+000 為背景，其路塹左右兩側分別是以35～42°為主的自然坡陡傾山體及溝谷和山間河流。一半挖方一半填方是這條路段的特征，坡度的最高值約為90m 左右，邊坡具有相當復雜的地質條件，節理裂縫和小斷層構造也非常發育。

2 壓力分散型預應力錨索施工特點

（1）采用壓力分散型預應力錨索，其最主要的目的是分散壓力，使各處壓力平衡，固定邊坡地段的公路[1]，同時減少索錨的損耗，延長其使用壽命，因此，其首要的特點是具有合理性。

（2）該施工能夠提升承載板的承載力，對承載板進行固定，并且其施工難度要求較低，可以有更多的精力去研究控制其他的不可控因素，提升整體設計的可靠性。

（3）使用該施工方式可以節省材料，一方面縮短錨索的長度，另一方面提升此后工序的完成率，如注漿工序，在一定程度是縮短工期的有效方法。

（4）該施工往往由多個部分構成，且各部分緊密結合，能提升錨索的抗拉力，轉移部分拉力，保障錨索的穩定性。

3 預應力錨索施工

3.1 鉆孔

為了使作業設備及工藝適應施工要求，前期使用多根錨索進行測試。先進行鉆孔作業，其次注漿試驗，當完成前兩步后測試張拉值與鎖定值。錨索施工中工程量比重偏大的鉆孔作業，其是作為主要因素影響著施工工期和費用。因此，應該按照設計要求中的技術參數和地質構造類型，在鉆孔施工中選擇合適的施工設備與工藝流程。

鉆孔施工安全須知：

①在鉆井之前，充分依據設計要求和土壤條件，確定并標記鉆孔位置。

③鉆孔的孔洞偏差和底部的偏斜尺寸分別在±2.5°以內和低于錨索長度的1/30。

④確定錨索孔深一般依據錨索的類型、地質條件、鉆孔的角度來定，孔深應≥設計長度，但不應過大，在較好地質或較差地質鉆孔時，要求分別是20～40cm和≤80cm 為宜。

⑤錨索鉆孔完成后清孔，緊接著進行錨索安裝和注漿。注意濕式鉆孔需要邊向孔口注水邊清洗，而干式鉆孔是在保證注漿體和孔壁的高度粘接前提下，孔內粉碴被高力度風壓將其吹出。

3.2 鉆孔機械

在復雜土壤結構下作業，選擇作業機械受各種因素影響，例如鉆孔精準度、地層類型等。在巖石中可優選潛孔鉆機，因為此鉆機形成的鉆孔內壁很粗糙，非常適合錨固的固定。旋轉鉆機及使用導管的鉆機適合松散的巖石，在這類巖體中的鉆孔多數需要多次鉆孔注漿循環才能成孔；當土質呈粘性狀時，適合用的鉆機類型為帶麻花鉆桿的。

根據配氣類型，潛孔型鉆機配備的沖擊器（也稱為井底錘）分為無閥式和有閥式。J 系列和CIR 系列閥門式潛孔裝置在中國普遍使用，此類潛孔器個別零件的使用周期低，對氣壓要求很依賴，極易損壞的柱銷會使孔內掉入鉆頭；無閥式沖擊器可正常工作于不同的氣壓下（0.7～5.OMPa），具有極強的適應力，且較好地克服了有閥式沖擊器存在的問題。

在導管跟進鉆孔時，務必使用偏心鉆頭及其配套沖擊器。工程施工時間、客戶要求及價格是導管選擇標準的參考條件，一般選用厚度≥6mm 的普通鋼。

3.3 錨索加工

有很多關鍵性因素制約著預應力錨索的下料長度，其中包含千斤頂的伸展度、定位板、應力測試儀、預留施工值、錨索的增長數值等。

這天晚上，米多翻來覆去無法入眠，腦海里一直在回憶鮑澤說的話。翌日，他收拾書包準備上學的時候，瞥見了桌上的筆筒里躺著一支錄音筆。

預應力錨索各部分的生產標準長度誤差值以≤5Omm 為宜，尺寸嚴格按照設計進行。制作無粘結的鋼絞線時，防止油脂導管被破壞，否則采用塑膠帶來包裹管道。在加工時以平直為排列標準，隔離架順軸線延伸方向設置，且間隔距離為1.0～1.5m，捆綁要結實避免搬運時松散，保護桿體安全層的厚度值要≥2cm，且不許扭轉。

隔離架使錨索體各鋼絞線相互分離，以保證錨索體周圍均有一定厚度的漿體覆蓋，同時也起到錨索體居中的作用。需注意的是，制作隔離架時不能采用木質材料，須使用塑料類、鋼類或對桿體無影響的其它材料組成，而且不能用鍍鋅材料捆扎注漿管道與索體、承載體、隔離架。

高壓注漿時，止漿密封設備和桿體需要一并加工并放置在指定的設計位置。全長無粘結型預應力錨索止漿密封裝置應放在離孔口1.0～1.5m 處，其他錨索需安置在自由段和錨固段的中間位置。

3.4 錨索下錨

桿體作業施工前，按規定標準組裝桿體，先對桿體質量進行查驗。在桿體組裝時，查看桿體是否因過大而扭曲變形，尾部使用膠帶密封并預留1～2 個小孔，注漿管一起進入，防止被孔內沉積物堵塞。注漿過程中，注漿管的插入深度應根據漿液到達孔口速度而定。

桿體插入孔內不可以掛載重物和進行敲打，插入深度要≥設計深度95%；桿體的入孔實際尺寸要比設計尺寸多進20cm 左右，然后在注漿過程中抽出多插入的尺寸，保證第一個單元錨索錨頭在注漿后能被水泥凈漿包裹。

孔內被錨索插入后立即注漿，尤其是作業時有泥水混合物和坍塌危險的索孔要及時注漿。一旦錨索入孔不順利，立刻檢查或更換不完整的錨頭及不合適的承載體。為減少鋼絞線的保護層損傷，用膠帶纏繞塑料管并同時包裹住涂有潤滑脂的鋼絞線，再次排查無誤后方可繼續作業。

3.5 錨索注漿

壓力分散型錨索中全段的錨桿都可靈活伸長，主要是使用預應力筋的緣故，而它使用的是無粘結鋼絞線，注漿中整段需要一次到位。

高鋁水泥不可用于水泥漿液的使用，選平常使用的硅酸鹽水泥。注漿時采用水灰比為0.4～0.45 的純水泥漿；也可采用灰砂比為1：1～1：2 和水灰比為0.38～0.45的水泥砂漿。

注漿漿液注意兩方面：一是均勻攪拌、防止其他不相關雜物如石料、土壤等落入；二是漿液應在初凝前用完。如果注漿施工開始或中途停止較長時間再作業，先使用水或者稀水泥漿潤滑注漿泵和注漿管路。高壓注漿當孔口溢出漿液或排氣孔停止排氣時，應立即封堵孔口或排氣管，不得讓水泥漿溢出，并持續注漿直到壓力達到設計要求。

3.6 錨索張拉、鎖定

施加張力的目的是進一步驗證錨索的錨載荷和各種機械性能是否由于錨索的載荷而達到設計加固效果。張拉時不僅要確保安全性施工，也要兼顧應力分布到遠端的時效性，因此加載速率通常在設計應力值的0.1/min，減二卸載速率宜在設計應力值的0.2/min 范圍。

錨索張拉前對張拉設備進行標定，得出曲線參數，并對張拉設備分別進行標識。另外須滿足兩項要求方可進行張拉，其一為墊墩硅承受力達到設計值的70%，二是錨索加固部分漿體韌度超出設計值。

有些張拉作業必須按照程序進行，例如復合錨的張拉程序為：先張拉索體1～2次達到緊密連接索體各部位的目的，一般采用0.1～0.2Nt（設計拉軸力值），再按照設計鎖定值進行補償與整體張拉，然后依據土壤層或者張拉級別的大小持荷相應時間在張拉的每一階段。鎖定錨索后，要在一定的時間內觀察應力的變化，采取合適的補償張拉。

4 結束語

綜上所述，在高邊坡地區采用壓力分散型預應力錨索的方式對高邊坡進行防護，不僅能節約成本，也能縮短工期，提升工程整體的穩定性，延長錨索的穩定性，可為今后相關工程參考。