預應力錨桿（索）在高速公路邊坡防護中的應用

徐向清

（中鐵十局集團第八工程有限公司，天津 300380）

1 工程介紹

揚州至績溪高速公路寧國至績溪段K19+520～K19+660段路基高邊坡治理，本段邊坡原施工圖設計最大坡高為35m，先進行正常比例放坡，其后采用植草防護措施，但在后續施工過程中，因多次降雨產生滑塌而進行清理刷坡，導致目前的邊坡高度達到60.25m，為六級邊坡，其中，最上一級邊坡（即第六級邊坡）采用一坡到頂的形式，最高為20.25m，其他邊坡高度根據地形發展基本在保持在8m左右，因施工時出現局部邊坡已繼續坍塌的趨勢，如果維持原施工方法繼續施工，一方面使邊坡的整體穩定性不符合施工要求，另一方面也達不到良好的邊坡防護效果。因此，有必要現階段對該高邊坡進行加固治理，防患于未然。

2 高邊坡加固治理方案

在高邊坡施工過程中，對于高邊坡加固治理方案的編制，需要深入勘察本工程地質情況，獲得高邊坡的結構情況，包括變形特征、邊坡體物質組成等等，與此同時還應對影響邊坡穩定性的相關因素進行分析，為高邊坡的治理加固方案的制定合理的措施，保證既要滿足邊坡安全、穩定的要求，也要滿足技術可行、經濟合理要求。介于本工程中特殊的地質條件及施工的可行性的綜合考慮，采用預應力錨桿（索）對坡加進行固治理，其中在一級邊坡采用錨桿鍍鋅網護坡，對于二、三、六級邊坡，根據工程實際情況以及施工技術要求，預應力錨索框架較為適宜，對于四級邊坡，則確定采用液壓噴播植草較為適宜，對于五級邊坡、錨桿框架護坡形式較為適宜。同時為了提高預應力錨桿（索）的錨固效果，需要采用適宜的預應力錨桿（索），一方面要保證具有較大錨固力，另一方面要具有較深的錨固深度。而通過預應力錨桿（索）可以解決高邊坡深部變形問題，保證邊坡穩定性以及安全性均符合要求，能達到高邊坡治理工程預期效果。通常情況下，根據要求分為正常工況下和非正常工況下，前者安全系數要不小于1.2，后者安全系數要大于等于1.15。

3 預應力錨桿（索）施工

根據現場施工視情況，預應力錨桿（索）施工需要按照從上至下的順序進行，邊坡放坡減載一級支護一級方式，支護施工全部完成后，再進行下一級放坡開挖。具體施工步驟如表1所示。

表1 預應力錨桿（索）施工步驟

3.1 施工準備

施工準備是保證預應力錨桿（索）施工質量的一項重要工作。因此在正式施工之前，相關工作者應重視施工準備工作的開展，首先要進行施工組織設計，之后準備好相關的工程材料以及機械設備，并做好相關材料試驗檢驗工作，核實是否滿足開工條件，如果滿足可以申請單項工程開工。開工申請批復后不能立即施工，需要先進行有關錨索的基本試驗，在試驗過程中，為了保證試驗的準確性，一方面要合理確定試驗孔，另一方面要合理的確定錨索長度。在試驗過程中，試驗孔注漿應采用適宜的方式，通常采用與工程孔相同的注漿方法，試驗時要準確記錄各項數據，完成試驗后，可以行程試驗報告提前給設計單位，對相關試驗數據進行驗證，對不合理的數據進行調整。最后在錨索施工前，還要進行相關檢驗，包括鉆孔深度、錨索長度等。

3.2 錨孔鉆造

錨孔鉆造時，首先應科學、合理的放線，以確定錨孔的位置，具體要通過設拉線尺量結合水準測量進行，確定錨孔位置以后，還應用鐵釬和油漆進行標記。其次鉆機準確就位。可通過測角量，對鉆機角度進行控制，并嚴格控制鉆機導軌傾角和方位，按照要求其誤差分別不超過±1°和±2°。再次鉆機鉆進。根據地層，選擇適宜的錨索（桿）成孔，嚴格控制鉆進的相關參數，包括鉆進速度、鉆進壓力等，需要注意的是鉆進過程中應避免用開水進行沖鉆以及沖洗孔壁，避免出現扭曲等情況。當鉆進到設計深度時，為了防止出現孔底尖滅的情況，不僅要穩鉆3～5min，還要超鉆50cm才能停止。完成鉆孔后，需要將對錨孔進行清理，既要將錨孔中的巖土粉清除干凈，也要將錨孔中的水清除干凈，完成錨孔清理以后，需要嚴格檢驗錨孔，經過現場監理人員檢驗合格后，方可進入下一個環節。在鉆進過程中，如果出現塌孔，施工人員應立即停鉆，并及時的通知監理工程師后，并通過注漿的方式，實現固壁處理，并等待24h，再進行重新鉆進。

3.3 錨筋制安

在制作錨筋時，需要在邊坡平臺附近搭建臨時鋼筋加工廠，然后按照實際要求進行制作，制作人員整齊、準確的進行錨筋下料，并將其誤差控制在合理的范圍之內，具體要求不大于±50mm。同時還應合理預留張拉段鋼絞線和鋼筋錨桿的長度，按照要求其預留長度分別1.5m和0.5m。對于預應力錨桿（索），本次工程采用壓力分散型錨索較為適宜，與此同時還應合理的采用錨筋材料，一般情況下，在本工程中，無粘結高強度低松弛鋼絞線較為適宜。同時安裝人員要對擠壓頭、擠壓套、擠壓簧等進行科學、合理的組裝。為了鋼絞線擠壓強度符合要求，需要對鋼絞線擠壓情況進行抽樣檢測，按照要求不低于200kN。同時還要科學、合理的設計架線環間距，一般要控制在1.0～1.5m，保證架線環設置的合理性。根據設計要求，合理的確定錨孔孔口位置。注漿管安裝不僅要做到準確定位的要求，還要做到合理綁扎的要求，并且注漿管的安裝要深入導向帽。錨筋體設置以后，需要進行檢驗，錨筋體既要順直的要求，又要達到不扭不叉的要求，通過檢驗以后，將錨筋體運輸到指定的位置進行安裝，保證安裝質量，避免出現相應的質量問題，如抖動、串動等。

3.4 錨孔注漿

按照設計比例，在錨索（桿）注漿前完成水泥砂漿的拌制，拌制時，應做到均勻攪拌，嚴格控制水灰比，通常要保持在0.4～0.5之間范圍之內，做到隨拌隨用。在本次工程施工過程中，一般情況下，可采用孔底返漿方法，但是在注漿施工過程中，如果遇到下面兩種情況：①土質層強風化巖層且富水的情況；②砂土壯強風化巖層且富水的情況下，可以采用二次高壓劈裂注漿法。在實際注漿過程中，應嚴格遵循相關技術要求，將注漿口充滿，孔口溢出新鮮漿液停止注漿，30min內對回落的孔口漿面進行補漿，補漿次數一般為2～3次。在此過程中，注漿人員應加強對相關參數的記錄，并且還應及時的進行強度試驗，保證錨索孔漿體強度符合規范要求，通常不低于40MPa。注漿作業應盡可能的一次性完成，如果必須進行停止，應控制停止時間，如果時間較長，則在注漿之前，對注漿泵及注漿管路進行潤滑。在二次劈裂注漿過程中，根據要求，對開始劈注時間進行合理的控制，確保漿體強度符合施工要求，在二次注漿過程中，則采用摻入聚丙烯腈纖維（PAN）的注漿材料。

3.5 錨筋張拉鎖定

張拉鎖定作業，一方面要保證注漿漿體的混凝土設計強度達到80%以上，另一方面要保證臺座混凝土設計強度80%以上。錨斜托臺座的承壓面按照垂直于錨筋軸線方向科學、合理的設置，且還要保證平整性。在錨具安裝過程中，既要與錨墊板進行密貼對中，又要與千斤頂密貼對中，同時需要安裝人員注意的是對于千斤頂、錨孔及錨筋體，在設置過程中，應使其盡量保持在同軸一線。利用專用設備進行科學、合理的張拉作業。為了保證錨索張拉的有效開展，正式張拉前，需要做好預張拉工作，一般需要1～2次的張拉，一般按照10%～20%的設計張拉荷載進行。對于壓力分散型錨索，根據實際情況可采用差異分布張拉方法，并進行次序單元張拉，以滿足各單元錨索長度不同的要求。具體張拉時，還要對各單元錨索長度的差異荷載進行計算，以保證分單元張拉合理進行。

3.6 錨孔驗收

完成錨孔施工后，為了保證錨孔施工質量，要做好錨孔驗收工作。在錨孔驗收過程中，應對所有工程錨索（桿）進行驗收，通過驗收試驗，獲得相關的參數，具體是可以獲得在大于設計荷載情況下，錨索（桿）受力短期的錨固性能，并對錨索（桿）的所達到的安全系數的進行判斷。與此同時還可以獲得索錨（桿）長期性能評價。

4 施工體會

（1）預應力錨桿（索）邊坡治理施工現場刷坡要一次到位，且坡頂做好臨時截水，防止雨水沖刷，避免施工時多次坍塌，影響整體施工方案。

（2）高邊坡整治存在許多大量的不確定因素，要及時分析高邊坡現場監測資料，做好動態調整。

（3）因預應力錨桿（索）做為永久工程的一部分，防腐錨固段、自由端、錨頭防腐尤為重要，要做好以上防腐工作。

（4）預應力錨桿（索）做為一種新型高邊坡治理方法，適合山區、雨水豐富、地質自穩能力差的坡體，同時可以推廣到鐵路工程邊坡治理及水利等工程。

5 總結

本文首先分析了揚州至績溪高速公路寧國至績溪段K19+520～K19+660段路基高邊坡治理的相關情況，其次提出來預應力錨桿（索）的治理方案，最后對預應力錨桿（索）的施工過程技術進行深入探討，希望能夠為相關工作者提供借鑒。