1、预应力锚索地梁在工程中的应用摘 要：预应力锚索地梁，一方面可直接在滑面上产生抗滑阻力，另一方面通过增大 滑面上的正应力来增大抗滑摩擦阻力。从而提高边坡岩土的整体性和稳 定性。 关键词：预应力锚索地梁石质边坡应用 中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号： 1 引言 随着经济的发展，高速公路已修入山区，而在我国，山区公路的石质路基所占的比重较大，因此石质边坡、仰坡的稳定问题成为高速公路建设的一大重点，也是一大难点。 石质边坡的防护形式很多，如锚杆框架梁植草防护、方格网植草防护、人字型骨架植草防护、护面墙、路堑墙。这些防护只使用于强风化的破碎岩层，可防止边坡表面岩层的不稳定情况发生。预
2、应力锚索加固山体主要是通过锚索将软弱松动、不稳定的岩土体悬吊在深层稳定的岩土体上，以防止其离层滑脱。预应力锚索地梁，一方面可直接在滑面上产生抗滑阻力，另一方面通过增大滑面上的正应力来增大抗滑摩擦阻力。从而提高边坡岩土的整体性和稳定性。因此对于存在断层、裂隙的层状石质边坡，尤其是陡峭的石质边坡，为了减少开挖量，实现低成本，只能采用预应力锚索地梁来防护。 2 工程概况 贵都高速第三合同段地处贵州山区，山高坡陡，植被茂密，地势险峻，施工难度很大。在边仰坡防护工程中，有两处采用预应力锚索地梁防护：一处在 K226+760.6K226+800 段，属于路堑边坡防护；另一处在K225+092，属于隧道仰坡
3、防护。 2.1 路堑边坡防护 2.1.1 地质构造 K226+760.6K226+800 段路线位于陡峭岩壁下方。本路段区域地质构造发育，有 F1、F2 两条断层，F1 断层位于路线下方的深切沟谷中，F2断层位于山体斜坡上，与路线交叉于 K226+900 附近，夹角约 27，为正断层，产状 2660，本路线位于断层上盘，底层为奥陶系白云岩底层，岩层产状 33020，倾向路基。 2.1.2 主要问题及稳定性分析 本路段的问题有两个：是路基开挖后，容易诱发顺层滑坡或崩塌；是路线上方存在危石，影响其下方路基、桥梁等构筑物的稳定安全。 稳定性分析：计算模型为平面滑动模型，正常工况下，处理前的稳定系数
4、Fs=1.027，处理后稳定性系数 Fs=1.315。 2.1.3 处理措施 为防止该路段顺层滑坡和崩塌的发生，应采用预应力锚索地梁。单根锚索（4j15.24）设计吨位为 500KN，每列设置 3 根锚索，纵向间距为 3m，锚固段长度 L=8.0m。 2.2 隧道仰坡 2.2.1 地质构造 银洞坡隧道左洞出口 K226+095 位于峭壁之上，洞顶仰坡山体极其陡峭，表面岩层极破碎，而且发育有四条纵向裂隙，与洞身垂直相交，裂隙中被泥质填充，有发生滑塌和落石的危险。我项目领导曾多次请有关专家和工程技术人员对该段工程进行了现场勘察，先后提出了多种方案进行比选，但均因地形、地质及工程造价高等因素，无法实
5、施。最后在详细研究工程地质状况和认真分析勘察资料的基础上，本着“技术可行、经济合理”和“一次处治、不留后患”的原则，提出了预应力锚索地梁的防护措施。 2.2.2 主要问题及稳定性分析 该处的问题有两个：隧道爆破施工时，容易引起岩体的整体倾覆或滑塌；隧道爆破施工时，容易引起落石，危及隧道施工人员和山下便道行人的安全。 2.2.3 处理措施 为防止发生岩体沿断层发生滑塌和落石的可能，采用预应力锚索地梁加 SNS 主动柔性网防护。单根锚索（6j15.24）设计吨位 750KN， 3 施工方案 3.1 锚孔测放 边坡施工采用边开挖边防护的方法，即开挖一级，防护一级，不得一次开挖到底。根据各工点工程立面
6、图，按设计要求，将锚孔位置准确测放在坡面上，孔位处用红漆做标记。孔位误差不得超过50mm。如遇不平顺坡面或特殊地形时，需经设计、监理单位认可，在确保坡体稳定和结构安全的前提下，适当放宽定位精度或调整锚孔位置。 3.2 钻机就位 3.2.1 钻孔设备与钻孔技术选择 钻孔设备一般选用潜孔钻。钻孔技术的选择，应根据锚固地层的类别、锚孔孔径、锚孔深度、以及施工现场具体情况等来选择。在完整程度较好的岩层中采用潜孔冲击成孔技术；在破碎或松软饱水等易于塌孔、缩孔和卡钻埋钻的岩层中采用跟管钻进技术。 3.2.2 钻机就位 搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架。根据锚孔测放位置，准确安装并固定钻机。严格进行机
7、位调整，准确控制孔位和钻孔倾角，确保锚孔位置误差不超过50mm，钻孔倾角偏差不超过1。同时锚索间距不超过50mm，锚孔深度不小于设计值。 3.3 钻孔 3.3.1 钻进方式 钻孔要求采用干钻，禁止采用水钻，保证锚索正常施工而不至于恶化边坡岩体的稳定和锚索与孔壁的粘结性能。根据使用的钻机性能和锚固地层特点严格控制钻孔速度，防止钻孔扭曲和变径导致下锚困难或其它意外事故的发生。 3.3.2 钻进过程 钻进时对钻进过程中的地层变化、钻进状态（钻压、钻速） 、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录。如遇塌孔、缩孔等不良钻进现象时，应立即停钻，及时进行固壁灌浆处理（灌浆压力 0.10.2MPa） ，待水泥砂
8、浆初凝后，重新扫孔钻进。 3.3.3 孔径孔深 钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值。为确保锚孔直径满足要求，应采用钻头直径不小于设计孔径的钻头。为确保锚孔深度满足要求，应使钻孔深度大于设计深度 0.2m 以上。 3.4 清孔 钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻 12 分钟，防止孔底尖灭、达不到设计孔径。钻孔孔壁不得有沉碴及水体粘滞，必须清理干净，在钻孔完成后，使用高压空气（风压 0.20.4MPa）将孔内岩粉及水体全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩体的粘结强度。除相对坚硬完整的岩体外，其它岩体不得采用高压水冲洗。若遇锚孔中有承压水流出，待水压、水量变小后方可安设锚筋，必要时在周围适
9、当的部位设置排水孔。如果设计要求处理锚孔内部的积聚水，一般采用灌浆封堵二次钻进等方法处理。 3.5 锚孔检验 钻孔结束后，须经现场监理检验合格后，方可进行下道工序。孔径、孔深检查时监理工程师必须在场，采用设计孔径、钻头和标准钻杆验孔。要求验孔过程中钻头平顺推进，不产生冲击或抖动，退钻要求顺畅，用高压风吹验不存在明显飞溅尘碴及水体现象。同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位，所有锚孔施工分项工程合格后，即可认为锚孔钻造检验合格。 3.6 锚索制作及安装 预应力锚索由自由段和锚固段组成。钢绞线采用 j15.24mm 高强度低松弛无粘结预应力钢绞线，其各项技术性能必须符合国家现行标准规定和设计要求。制作锚
10、索前，要求仔细检查每根钢绞线的质量，确保钢绞线无断丝滑移的现象出现。严禁使用有死弯、机械损伤及锈坑的钢绞线，要保证每根钢绞线顺直，不扭不叉，排列均匀，除锈、除油污。 钢绞线沿锚索体轴线方向每 1.0m 设置一架线环与紧箍环，紧箍环系16 号铅丝绕制，不少于两圈，自有段每 2m 设置一道架线环，以保证钢绞线顺直。 安装锚索体前再次认真核对锚孔编号，确认无误后再用高压风吹孔，人工缓缓将锚索体放入孔内，用钢尺量出孔外露出的钢绞线长度，计算孔内锚索长度（误差控制在 50mm 范围内） ，确保锚固长度。 3.7 锚固注浆 注浆材料为 M30 水泥砂浆，水泥砂水=10.40.45，其最佳比例应根据实验结果
11、适当调整。注浆方式为孔底返浆。实际注浆量一般要大于理论的注浆量，以锚具排气孔不再排气和孔口溢出浓浆作为注浆结束的标准。如一次注浆不满或注浆后产生沉降，需补充注浆，直至注满为止。注浆结束后，将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净，同时做好注浆记录。 3.8 地梁制作 地梁采用 C25 混凝土整体浇筑，为 6060cm 矩形截面，在坡面上外露部分以 20cm 为宜。基础先铺垫 2cm 砂浆调平层，再进行钢筋制作安装。钢筋接头需错开，同一截面钢筋接头数不得超过钢筋总根数的 1/2，且焊接接头的钢筋截面间的距离不得小于 1m。如锚索与竖梁箍筋相干扰，可局部调整箍筋的间距。砼浇注时，在锚孔周围钢筋较密集处，
12、一定要仔细振捣，保证质量。 3.9、锚索张拉及锁定、封锚 必须待锚孔内的砂浆及锚梁钢筋砼的强度达到设计强度后，方可进行锚索预张拉。张拉作业前必须对张拉机具设备进行标定。锚索张拉分两次进行，按上、中、下次序进行第一次张拉，张拉力为预张拉值的一半，必须待每根锚索张拉完第一次后，再按上、中、下次序进行第二次张拉，直到张拉吨位。每次张拉应分级进行，除第一级需要稳定 2030min 外，其余每级需要稳定 23min，并记录每一级钢绞线的伸长量。张拉到张拉值后，机械切除多余的钢绞线，严禁电割，并应留长 510cm的钢绞线以防曳滑，最后用 C20 砼封闭。 4、结束语 虽然预应力锚索需要专业化很强的队伍、专门的机械来施工，但预应力锚索能充分发挥岩体的自承潜力，调节和提高岩土的自身强度和自稳能力，减轻支护结构的自重，节约工程材料，并能保证施工的安全与稳定，经济和社会效益还是比较显著的。 参考文献 1、 路基施工技术规范 （JTG F10-2006） 2、贵都高速两阶段设计施工图纸
