锚索框架在高边坡防护中的应用

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摘要: 本文介绍了特殊地质情况下锚索框架在高边坡防护中的使用的相关施工工序及施工方法。

关键词: 锚索框架施工工艺

中图分类号：U443.24文献标识码： A

1 工程概况

安徽沿江高速公路K136+160～K136+380右侧高边坡由于地质原因，频繁出现塌方现象，由于坡顶有高压线塔，无法通过降坡卸载等方法稳定高边坡，设计院根据现场情况，确定将塌方体清除后采用锚索框架对边坡进行防护，主要工程量为：锚索孔数179个，钻孔长度3627m，钢筋193T，锚索3789m，砼1300m³。

2 人员、设备及材料配备

2.1 人员

现场负责1人，技术负责1人，钢筋工12人，张拉工6人，模板砼工15人，钻孔工人16人。

2.2 材料

水泥、钢筋、钢绞线由业主指定的供应商供应。锚具使用合肥裕兴预应力厂OVM15-6预应力锚具。砂子采用秋蒲河中砂；碎石采用涓桥镇生产碎石；水泥选用华新堡垒牌。

2.3 设备配备

主要机械设备

3 锚索框架施工主要施工工序及方法

3.1 施工准备

3.1.1 为保证边坡稳定与安全，争取在雨季之前竣工，并先做好边坡的截水沟。

3.1.2施工前按设计边坡坡比将边坡修整好，松散土方全部清除。

3.2 测量放样

锚索孔位测放力求准确，偏差不得超过±3cm，钻孔与坡面俯角25度，倾角允许偏差±1度。锚索框架施工时先从坡面中心向两侧放线确定锚索位置，使框架梁横平竖直，并且上下坡对齐，保证坡面美观。

3.3 支架搭设

在坡面平台处用钢管搭设操作平台支架，上铺方木和竹胶板作为锚杆钻机停放和工作人员操作时用。沿坡面高度方向从上至下每级锚杆（锚索）框架施工完成后才可将支架拆除。

3.4 锚索框架施工分片进行，每片框架施工顺序：整理坡面测放孔位钻孔锚索制安注浆挖槽支模绑扎钢筋砼浇筑养护锚索预应力张拉锁定框架内植草绿化。

3.5 锚索拉拔试验

3.5.1根据预应力锚索设计与施工规范，在施工前必须进行锚索现场拉拔试验，根据实验结果验证设计锚固段长度是否满足要求。预应力锚索是预应力锚索框架工程中的关键，对整治工程的成败起着至关重要的作用。但在设计时，锚索水泥砂浆体与围岩的抗剪强度值均是参考现有的统计资料而选取的，施工前必须进行现场锚固力拉拔试验，确定实际锚固力大小，验证设计参数选择的是否合适，并根据现场试验结果对设计加以修正。

3.5.2试验要求做一组拉拔试验，每组3孔，孔深不小于15米，锚固段各取6、8、10m，试验必须为破坏试验。

3.5.3试验中应注意的事项

3.5.3.1加载方法

张拉试验连续进行，逐级加载，每级加载为循环荷载。即开始对锚索施加一个初始荷载，并记录锚头位移初始读数。加载到第一级荷载时记录锚头位移值，然后卸荷到初始荷载并记录位移值，接着依次按照加荷等级加载-卸载-加载，每加一级荷载均要稳定一段时间，该段时间内测读锚索位移量不小于三次。

3.5.3.2加载稳定条件

采用如下稳定标准：

ⅰ锚索在某一等级的荷载作用下，10分钟的相对位移量小于或等于0.1mm，则视为稳定；否则继续观测直到位移量小于0.1mm。

ⅱ锚索相对位移曲线是收敛的。

3.5.3.3锚索破坏标准：

一般地，锚索破坏通常有下列情况，试验过程中无论哪一种情况发生，均视为破坏。

ⅰ锚索位移长时间不稳定，或者不收敛。

ⅱ后一级荷载产生的锚头位移量是前一级荷载位移量的2倍，即拉拔力——位移曲线出现明显的拐点。

3.6 钻孔

钻孔采用角度可调节的锚杆钻孔机，考虑沉渣等影响，为确保锚索深度，实际钻孔深度大于设计深度1.0m。锚索成孔禁止开水钻进，以确保钻孔施工不致恶化边坡条件，钻进过程中，应对每孔底层变化（岩粉情况）、进尺速度（钻进、钻压等）及一些特殊情况做现场记录，若遇塌孔，应立即停钻，进行固壁灌浆处理24h后重新钻进。

3.7 清孔

成孔后用空压机送高压空气（0.4MPa）清孔，以免降低水泥砂浆与孔壁岩体的粘结强度。

3.8 锚索制安

锚索材料采用高强度、低松弛预应力钢绞线，直径φ=15.24mm，强度1860MPa。要求顺直、无损伤、无死弯。钢绞线与导向帽必须焊接牢固（导向帽如图所示）：

锚固段架线环与束线环每隔1m间隔设置，金箍环系16号铅丝绕制，不少于2圈；自由段每隔3m设置一道架线环以保证钢绞线顺直（架线环如图所示）：

自由段除锈后，涂抹黄油并立即外套塑料管，两头用铁丝扎紧，并用电工胶布缠封，以防注浆时浆液进入塑料管。考虑到锚索张拉工艺要求，实际锚索长度要比设计长度多留2.0m，即锚索长度L锚=L锚固段+L自由端+2.0m（张拉段）。

3.9 索孔注浆

锚索孔内用压浆机灌注M25号砂浆，灰砂比1:1，水灰比0.38～0.45。采用从孔底到孔口返浆式注浆，注浆压力不小于2.5MPa。待钢筋砼框架及砂浆体强度达到设计强度后，方可进行张拉锁定，在砂浆未完全固化以前不得拉拔和移动锚索。

3.10 框架施工

框架砼采用强制式搅拌机拌合，用卷扬机运至浇注现场。钢筋骨架在现场绑扎焊接成型。框架嵌入岩体30cm，外露30cm，框架采用C25钢筋砼现浇，浇注时预埋OVM锚具及孔口PVC管，节点处务必振捣密实。三根竖肋及横梁组成一片框架，竖肋及横梁截面尺寸为0.6×0.5m，每片框架整体浇筑，一次完成，每两片框架之间设置2cm伸缩缝，待框架砼达到设计强度后方可进行锚索预应力张拉。当两侧边缘整片框架放不下时也可做两片竖肋，在边缘根据需要打随机锚杆后用浆砌片石护面。每片锚索框架放线时，按竖肋对应公路里程放线，并使竖肋投影垂直于路线，横梁与竖肋垂直，每片框架上的锚索孔应以前一根竖肋最下部的孔位基准（按锚索框架结构图确定），然后再确定其余孔位，第二根竖肋的上、下自由端长度可根据路线纵坡确定。

3.11 张拉、锁定

锚索张拉作业前必须对张拉设备进行标定。正式张拉前先对锚索进行1～2次张拉，荷载等级为1.1倍的设计张拉力（即750KN）。设计荷载750KN，张拉锁定荷载800KN。锚索张拉分五级进行，每级荷载分别为设计张拉力的0.25（即187.5KN）、0.5（即375KN）、0.75（即562.5KN）、1.0（即750KN）、1.1（即825KN）倍，除最后一级需要稳定10～20分钟外,其余每级需要稳定5分钟，并分别记录每一级钢绞线的伸长量。在每一级稳定时间里必须测读锚头位移三次。张拉后若发现有明显的预应力损失，应及时进行补张拉。当张拉到最后一级荷载且变形稳定后，卸荷至锁定荷载锁定锚索。锁定后，用砂轮切割机切除多余钢绞线，用C20砼及时封锚。

4 结束语

通过采用预应力锚索框架对该段高边坡进行加固防护，边坡处于稳定状态，未再出现滑动坍塌现象，防护效果较为明显。