￣，３５８期 ２０１５年第１６期（６月上） 交通世界・建养机械 预应力锚索框架梁在山区公路中的应用 刘科民 （廊坊市交通公路工程有限公司，河北廊坊０６５０００） 摘要：随着我国对西部地区开发的重点发展，西部地区的高速公路建设也正在如火如荼的进行。西部地区多为山岭重丘区， 高等级公路施工中高边坡防护问题日益突出，预应力锚索框架梁加固技术作为一项新兴技术，在高等级公路高边坡防护中作 用效果十分明显，在公路边坡支护中有着广阔的应用前景。本文根据笔者的亲身工作经历，简述预应力锚索框架梁在高边坡 防护中的应用。 关键词：山区公路；高边坡；预应力锚索框架梁 中图分类号：Ｕ４１６．１＋４ 文献标识码：Ａ ０引言 我国西部地区地质结构复杂，在山区高速公路建设 过程中，路堑施工中经常出现五六级甚至更高级别的高边 坡，用以往的边坡防护型式如：片石混凝土挡墙、护面 墙、浆砌片石挡墙等传统支护型式一是结构不够安全、工 期较慢，二是工程费用较高，不经济。预应力锚索框架梁 是近年来在路基高边坡防护中应用的一项新技术，在高等 级公路高边坡防护中得到广泛应用和发展，并取得了良好 的经济效益。本人施工过的杭瑞高速公路毕节至都格（黔 滇界）第八合同段地处贵州省西部山区，典型的喀斯特地 貌，在路堑高边坡防护中就采用了预应力锚索框架梁施工 技术，取得了很好的效果。本文就笔者在毕都高速公路施 工中采用的预应力锚索框架梁技术进行探讨，为进一步推 广这些技术提供一定的理论参考和实践经验。 的整体性，抗震性高；⑤施工进度快，易保证工期，结构体 积小，节省材料，可降低工程造价。因此，预应力锚索框架 梁边坡防护技术是一种经济有效的边坡防护形式，与其它边 坡防护形式相比有其独特的优越性。但其缺点是预应力锚索 施工时会产生应力集中现象，当张拉应力超过锚索与水泥浆 之间的握裹力或水泥砂浆与锚索孔壁之间的粘结力时，便会 出现预应力损失，直至失效。 ２预应力锚索框架梁所用材料 预应力锚索框架梁路基边坡防护技术所用的材料主要 为高强钢绞线、锚具、水泥浆、混凝土等。 ２．１高强钢绞线 框架梁锚索预应力钢绞线宜采用无粘结ＰＣ钢绞线，且必 须符合现行国家标准 预应力混凝土用钢绞线））（ＧＢ５２２４— ２００３）的规定，一般为由７根钢丝构成‘ｐ １５．２ｍｍ。应在施工前 按设计规定进行锚索的基．本陛能试验。 ２．２锚具 ｌ预应力锚索框架梁在高边坡中的作用机理及工程特点 预应力锚索框架梁边坡防护技术是通过用高强度钢丝、 钢绞线等高强度低松弛材料把具有潜在危险的滑动体与深层 岩体和边坡上的混凝土框架梁联系起来，施加预应力，利用 稳固基层岩体与框架梁的共同作用来加固坡体，防止边坡失 锚具可采用ＯＶＭ１５－７型或其它符合国家规范要求的锚 具类型，应当以设计图纸要求或规范规定进行。 ２．３水泥浆 稳，使潜在滑动体处于高应力下的受压状态，以此提高边坡 的整体稳定性，达到边坡加固的目的。预应力锚索框架梁边 坡防护技术主要特点是：①锚索是施加预应力的受力构件， 强度高、柔性大，与坡土体共同作用，能够充分利用坡体的 自身强度和稳定能力；②加固深度大，适用范围广，加固深 度可从几米到几十米；③对于施工中有强度不满足要求的地 方，可以补强预应力、补注浆等，施工灵活；④框架梁可 用于较小的坡度，因此可占用较少的公路用地，框架粱体积 小、结构轻，但由于与锚索及深层岩体连为一体，具有较高 收稿日期：２０１５．４—３ 水泥浆宜选用Ｍ ３ ５水泥砂浆，注浆压力不小于 ０．３５ＭＰａ，压浆采用孔底注浆法，浆液先稀后浓。 ２．４混凝土 按公路施工规范规定的要求配制混凝土，满足设计图 纸强度要求。 ３预应力锚索框架梁的施工工艺 ３．１工艺流程 场地清理一架设施工平台一测量放线一安装钻机一钻 作者简介：刘科民，男，工程师，本科，主要研究方向为公路工程。 孔一清孔一制索一浇筑混凝土框架梁一下锚一注浆一张拉 一检验一封锚一拆除作业平台。 ３．２施工准备 施工前应先进行场地清理，搭设满足施工要求的作 业平台、运输通道及升降设备；测放锚孔，根据施工图要 求，将锚孔的位置准确测放在坡面上，误差不超过５ｃｍ；根 据岩层类别、锚孔孔径、深度及现场条件选择合适的钻孔 设备。 ３．３钻孔 锚索钻孔应采用干钻，不得用水钻，以确保锚索工 程施工时不破坏边坡坡体的地质构造并保证孔壁的粘结 性能。按设计要求的角度进行钻孔，保证平台、钻机的 稳定，以确保成孔角度满足要求；钻孔速度应根据岩体性 质及钻机性能严格控制，锚索孔应顺直，不得有塌孔、缩 颈，以免下锚困难。实际钻孔深度一般大于设计深度０．５ｍ 以上，以保证钻孔深度。钻孔达到设计深度后，应稳钻 １～２ｍｉｎ，防止孔底堆积灰尘，若钻孔时有承压水流出，应 待水压水量减小后进行下道工序施工。 ３．４清孔 钻孑Ｌ完成后应将孔内的粉尘及积水清除干净，以免降 低水泥浆与孔壁岩体的粘结性能，清孔完成后应对锚索孔 的孔径、孔深、倾角、方位、清孔质量等进行检查。 ３．５锚索制作、下锚 （１）预应力锚索宜选用钢绞线或高强钢丝，适用于预应 力值较大和锚固较深的工程情况。锚索制作时要确保每根 钢绞线干净、顺直，无污染，不交叉，没有刻痕，沿锚索 轴线方向自由段每１．５～２ｍ设置一个隔离支架。为方便顺利 下锚，应在锚索底端安装导向帽。 （２）锚索自由段采用防护油及塑料管隔离，锚座钢垫板 必须与锚索垂直，锚固段锚索必须清除污锈和油脂，自由 段锚索需做防腐处理。 ３．６注浆 锚孔应在下锚后２４ｈ内进行注浆，注浆材料为水泥砂 浆，浆体强度＿＞３５ＭＰａ。注浆由锚索孔内自孔底一次性压满 水泥浆，将孔中锚索钢绞线与孔壁问的空隙填满。注浆直 至水泥浆液冒出孔口，并持续一段时间稳压。 ３．７混凝土框架梁 钢筋混凝土框架梁是边坡锚固工程抑制构件，安装框 架梁钢筋，拼装模板，在灌注混凝土前，必须先将锚具中 波纹管和锚垫板固定在框架梁钢筋上，方向和锚孔方向一 致，摆放平整，再浇筑混凝土。 ３．８张拉 （１）在张拉之前，张拉设备和相关机具均应进行标定和检 验。锚具要有出厂合格证或进行过抽样检查，必要时应进行锚 索张拉试验。张拉前，应检查张拉台座承压面的平整性和与锚 索是否垂直，并达到设计强度的８０％后方可张拉。 （２）张拉时应先进行试张拉，使其各部位紧密接触， 钢绞线完全平直后，再进行整索张拉，张拉应采用分级张 路基２１２程 ｓｕＢＧＲＡＤＥ ＥＮＧＩＮＥＥＲ｜ＮＧ 拉，每级张拉间隔时间为５ｍｉｎ，张拉结束持续稳压３０ｍｉｎ后 锁定。 （３）施工中应对预应力锚索张拉过程进行监测，监测其 实际受力状态下的应力值及锚索伸长量，若实际张拉应力 值、实际伸长量比理论应力值及理论伸长量大，则应暂停 张拉，分析原因，找出问题后再进行张拉。 （４）张拉框架锚索时，必须采用４个千斤顶同时同步骤张 拉，并分级循环张拉到ｌ１０％设计张拉力，然后锁定。 （５）锚索锁定后，若有明显预应力损失情况，应进行补 张拉。工作预留钢绞线应切除，最后进行封锚。 ３．９锚索验收 锚索验收一般委托具有相关资质的检测单位进行验 收，锚索验收的数量不少于锚索总数量的５％，且不得少于 ３根。锚索验收合格后，对锚头进行防腐处理，然后封锚。 ４施工中应注意的问题 （１）锚索框架梁边坡开挖必须自上而下进行，严禁放大 炮，需开挖一级防护一级，避免因开挖边坡过快或大面积 坡面暴露时间过长而造成施工期间的边坡失稳。 （２）边坡开挖施工前应做好排水措施，边坡开挖应尽量 避免在雨季施工，防止坡体及填料的抗剪强度降低而造成 新的边坡失稳。 （３）框架梁预应力损失是影响框架梁使用寿命的重要原 因之一，通过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。 ５结论 预应力锚索框架梁能对坡体提供主动抗压力，有效 地控制岩土体的位移，从而使岩体结构密实，孔隙变小， 岩体裂隙密闭，减少地下水地侵蚀作用，对边坡加固作用 十分明显，对控制公路用地、减少路基土石方开挖量等方 面的作用巨大，框架梁施工不仅可以降低工程投资，框 架梁内还可以植草，美化环境。本文根据笔者的亲身工作 经历，综合论述了预应力锚索框架梁的施工工艺以及施工 过程中的注意事项，对高速公路高边坡预应力锚索框架梁 施工有一定的参考价值，施工中因地域不同可能会有不同 的要求，涉及至０的一些技术指标、规范要求可能会有所不 同，具体应以设计图纸和规范要求为准。 参考文献： ［１］杭瑞高速贵州省毕节至都格（黔滇界）公路两阶段施工 图［ｚ］．２０１１． ［２】ＧＢ５２２４—２００３，预应力混凝土用铜绞线［Ｓ】． ［３］陈峰．高边坡锚固防护的应用［Ｊ］＿工程技术，２０１２（９） ［４ ＪＴＧ ４］Ｄ３０—２００４，公路路基设计规范［Ｓ］． ［５】ＪＴＧ Ｆ１０—２００６，公路路基施工技术规范［Ｓ】． ９７
