预应力锚索在公路边坡支护中的应用
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【摘要】伴随着我国经济的飞速发展，人民的生活水平的日益提高，对于建筑的要求日益提高，为适应新经济环境下对公路建设的要求，对预应力锚索在公路边坡支护中的应用也提出了要求。
【关键词】预应力；锚索；公路边坡；支护；应用
中图分类号：TD353 文献标识码：A
一.前言
伴随着人民对建筑不断提高的要求，公路建设也日益大规模的出现了，在山区公路的大量建设,其中公路边坡的施工问题也日益突出,其中的预应力描索加固技术，对于公路的建设起着至关重要的作用。
二．预应力锚索概述：
预应力锚索是通过对锚索施加张拉力以加固公路边坡,使其达到稳定状态或改善内部应力状况的支挡结构。锚索是一种主要承受拉力的杆状构件,通过钻孔及注浆体将钢绞线固定于深部稳定地层中,在被加固体表面对钢绞线张拉产生预应力,张拉后对岩体产生一个直接抗滑力和一个正压力来增加抗滑阻力,从而达到使被加固体稳定和限制其变形的目的。通过对锚索施加预应力,能够主动控制公路边坡变形,调整公路边坡应力状态,有利于公路边坡的稳定性。国内外很多工程都采用大型钢筋锚索加固边坡,取得了良好的经济效果。预应力锚索能锚固潜在滑面很深的深层公路边坡,目前的安装深度已从几米达到上百米。
三．施工工艺与方法
1、施工工艺流程
边坡预应力锚索施工工艺流程如下图所示：
2、特殊情况处理
（一）钻孔过程中出现掉钻、卡钻、钻等应采用钻探专门技术进行处理。
（二）钻孔过程中遇岩溶洞穴、孔壁垮塌或掉钻音响进一步钻进时，应先进行固结灌注处理，而后继续钻进。
（三）钻孔发现内锚段为较大的岩溶洞穴或断层破碎带时，应加深至较完整的岩体内，具体加深度由现场监理指示确定。
3、终孔的确定
（一）达到设计深度。
（二）钻孔取芯，确认锚固段已处于完整坚硬的基岩上。
（三）钻孔过程中应进行分段测斜，及时纠偏，钻孔完毕再进行一次全孔测斜，孔斜满足设计图纸的要求后方可终孔。
4、记录
（一）钻孔记录：对钻孔施工中的孔深、孔径、回水情况、钻进速度和岩芯记录等数据全面如实地记录。
（二）事故处理记录：对钻孔中出现的各种异常情况，以及采取包括灌浆处理等方法的内容作好详细记录。
5、洗孔、注水检查及固结灌浆
（一）洗孔及注水检查
钻孔完毕，将水管伸入孔底，通过大流量水流，从孔内向孔外进行冲洗，直至回水清净延续5～10min。在钻孔冲洗过程中采用灌浆自动记录仪记录孔内的失水情况，如平均单位长度失水量大于1L/min或内锚固段平均单位长度失水量大于10L/min时，则进行进行全孔固结灌浆。
（二）地质缺陷全孔一次性固结灌浆固结灌浆单孔单灌，采用孔口封闭纯压式（或循环式），灌浆压力采用0.3～0.5Mpa。灌浆浆液采用水泥浆或水泥砂浆，水泥砂浆标号M25（28d），拟采用水泥砂浆配比0.5:1:0.25(水:水泥:砂)，纯水泥浆水灰比0.5:1。具体待现场实际情况由监理工程师指示确定。
如果在灌浆过程中发现严重串浆、冒浆、岩溶洞穴漏浆不起压可根据具体情况采取嵌缝、低、浓浆、间歇灌浆、灌水泥砂浆、细骨料砼、加速凝剂等方法进行处理，若仍难以解决时，则及时通知监理工程师和设计单位，及进行研究处理。
灌浆结束标准：在灌浆达到规定的最大压力后，当注入率不大于1L/min，继续灌注30min时结束灌浆。
（三）地质缺陷自上而下分段固结灌浆
当地质缺陷异常严重，难以一次性成孔时，则先进行自上而下分段固结灌浆。采用孔口封闭、下射浆尾管、孔底循环的灌浆方法。
分段段长：拟定第1段2m，第2段3m，以下各段为5～6m，具体待现场实际情况由监理工程师指示确定。
灌浆压力：拟定第1段0.3Mpa，第2段0.3Mpa，以下各段0.4～0.5Mpa，具体待现场实际情况由监理工程师指示确定。
灌浆浆液配比：拟采用水泥浆或水泥砂浆，水泥砂浆标号M25（28d），参考配比水泥砂浆0.5:1:0.25(水:水泥:砂)，纯水泥浆水灰比0.5:1，具体待现场实际情况由监理工程师指示确定。
灌浆结束标准：在灌浆达到规定的最大压力后，当注入率不大于1L/min，继续灌注30min时结束灌浆。
6.锚索安装
（一）锚索运输：采用人工水平运输，每距离1米1人，转弯半径以不改变锚索的组装结构为限，曲率半径不得小于5m（最小不小于3m），以免破坏波纹管。
（二）入孔前检查：锚索入孔前就以下几方面再进行认真检查，确保准确无误后方可入孔。
（1）孔口杂物和孔内清理干净；
（2）锚索孔号牌与锚孔孔号相同，并核对孔深与索体长度是否相同，否则，应设法处理确保一致；
（3）锚索无明显弯曲，扭弯现象；
（4）锚索涂层无损伤，否则应予以修复；
（5）锚索中的进浆、回浆管、排气管必须畅通，止浆环完好。
（三）锚索入孔安装以人工为主，入孔时应保持平顺，均匀推进，严禁旋转锚索，以防损坏索体结构。在穿索中如发生锚索结构，否则应给予更换。
（四）锚索安装时，应通知监理工程师旁站监理。
（五）锚索安装好后，应及时对外露索体进行保护。
7.锚墩金属构件制作
（一）锚墩金属构件包括钢垫板、钢套管等均在加工车间按设计要求加，并组装完成。
（二）组装完成后的锚墩金属构件妥善保管，确保防水、防潮、防腐蚀。
8.预应力锚索施工工艺流程
预应力锚索施工工艺流程为:孔位放线y土方开挖至一定标高y钻机对位y造孔y清孔y安装锚索组y一次常压注浆y二次高压注浆(压力310~510MPa)y制作联系梁(或腰梁)y锚索张拉锁定y封锚。
四．存在的问题与思考
1在预应力锚索设计中,反算滑动面抗剪强度、计算滑坡下滑力、计算采用钢绞线的根数、计算锚固段长度、计算垫墩的平面尺寸都涉及到安全系数问题,其中计算滑坡下滑力时安全系数的选取最为困难和敏感。从式三可知,安全系数是加在滑体重力的下滑分量(Wsina)上的,由于Wsina的值相当大,要增大1%的安全系数也得增加不少锚索。因此设计和施工的不少用于滑坡加固的预应力锚索工程安全系数不到.
（一）甚至低于铁路路基规定得下限1.05,但加固效果很好,滑坡至今很稳定,这些实践说明,设计所取的较低安全系数是形式上的。所以设计中所取的形式上的安全系数不宜过大,以免增加工程量。
（二）预应力损失是制约岩土锚固技术的重要因素之一,通过大量的工程实测资料的分析,认为影响预应力锚索锚固效应的主要因素有锚固时机、岩体类型、外锚墩性质及环境条件：
(1)预应力锚索能主动提供抗滑力,有效地控制岩土体的位移,从而使岩土体孔隙变小,岩体裂隙密闭,减少孔隙水、裂隙水的渗透作用。
(2)锚索设计时考虑到锚索施工与路基的开挖同步进行,即当路堑开挖到某排锚索的高程后,就开始该排锚索的施工。但实际施工中由于不同作业交叉施工,协调困难,锚索施工要等到边坡成型后才能动工。在自重和雨水作用下,开挖出露的土层易发生坍塌和顺层滑坡,造成工程损失,不仅造价增大,也严重影响工期。因此,锚索施工应尽可能做到开挖一级,施工一级,在来不及施工时,应做好临时防护措施。
(3)本文综合论述了预应力锚索结构构造和原理、设计、施工原则,应用效果和优越性,对有关理论、工艺问题进行了探讨,为进一步推广这些新技术提供了理论参考和实践经验。
(4)由于预应力锚索锚固土体的理论尚处于发展阶段,相关设计、施工和验收规范不够完善,实际应用中应多方分析,比较论证。
五．结束语：
本文通过对预应力锚索的概述初步了解了锚索技术，并从其施工工艺与方法方面进行了说明，对其存在的问题进行了思考。其中的锚索工艺作为一项新兴的技术,预应力锚索在公路边坡支护中的应用，有着广阔应用前景，本文通过对预应力锚索的施工技术等方面进行了简要的阐述，旨在为提高预应力锚索的技术提供参考。
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