20世紀80年代后期，隨著我國基礎設施建設規(guī)模的不斷擴大，預應力錨索技術在高邊坡加固施工中得到了大量運用，在結構設計、施工工藝、后期監(jiān)測與加固機理研究等多個方面都取得了不錯的成績?，F(xiàn)階段，預應力錨索技術已經(jīng)成為我國邊坡防治的必要技術之一。特別是在高速公路與國道干線改造施工中，預應力錨索技術在路基、路塹高邊坡加固施工中發(fā)揮中重要的作用。在高速公路高邊坡施工中，當山體潛在滑體順著剪切滑動面下滑過程中，如下滑力比抗滑力大時，將產(chǎn)生山體滑坡等現(xiàn)象。斷層、節(jié)理及裂縫等問題常常出現(xiàn)在堅硬巖體剪切面。土層內(nèi)平面為砂性土滑面結構，圓弧狀為粘性土滑面。為達到穩(wěn)定邊坡的作用，可通過削坡或支擋結構設置進行施工。但這種方式不具有經(jīng)濟性，通過錨索對高邊坡實施加固，可有效連接結構和地層，形成一個整體結構，并對拉力與剪力進行通過承擔，同時將潛在滑移面抗剪強度進行有效提升，并對山體位移情況進行有效控制。

一、預應力錨索技術的概況

預應力錨索是指在軟弱巖層或滑動面位置鉆孔穿過，在堅硬巖層內(nèi)錨固錨桿一端，隨后進行張拉作業(yè)（外錨頭位置），進而將壓力施加到巖層內(nèi)，以此達到錨固巖體（不穩(wěn)定型）的作用，這種施工技術為預應力錨索技術。錨頭、自由段及錨固段為錨索結構的3個構成成分（圖1），錨固段、錨根都可以稱為內(nèi)錨頭，通過該部位可將錨索在巖體內(nèi)進行錨固，并進行預應力的提供。以其結構類型進行分析，目前內(nèi)錨頭主要分為2種類型：機械式與膠結式，砂漿膠結與樹脂膠結為膠結式的主要形式。一次、二次灌漿為砂漿式的主要形式。

外錨固段被叫做外錨頭，其作用主要為張拉噸位的提供及部位鎖定等。錨塞式、螺紋式、鋼筋混凝土圓柱體錨墩式等都是外錨頭的主要形式，內(nèi)外錨頭連接的構件被稱為錨索體，其可作為張拉力的承受者。利用張拉錨索體進行預應力的供給，鋼筋（高強度）、鋼紋及螺紋鋼筋為錨索體的主要組成部分。

錨拉筋、防腐構造與注漿管為組成自由段的3大部分，其作用為向錨固段中間位置傳遞錨頭拉力。為達到錨桿合理受力及施工便利的目的可進行錨桿配件的設置，其主要構成成分包含：定位支架、導向帽等。

根據(jù)預應力是否預先施加，可將錨索分為兩種類型：預應力錨索與非預應力錨索。非預應力錨桿是指錨固錨桿后不進行外力的加設，被動受載狀態(tài)為非預應力錨索的具體情況。預應力錨索是指錨固錨桿后進行相應外力的加設，主動受載狀態(tài)為錨索的具體情況。在錨固工程施工中錨索具有重要作用，相比非預應力錨索施工，預應力錨索施工較為復雜，但該技術在高速公路高邊坡施工中得到了廣泛地應用。

圖1 錨索結構示意圖

二、工程概況

某高速公路工程施工路段為路塹通過階段，左側原設計中60米為其邊坡最高值，-3%到+2.5%之間為路塹縱坡，該路段從地形地貌上看為構造剝蝕低山丘陵地貌形態(tài)，15%到20%之間為其斜坡自然坡率，大部分山坡基巖裸露部分位置覆蓋殘坡積土層，自然沖溝發(fā)育，大多數(shù)坡面為水田。完成開挖后，其斷面圖2如下所示。

圖2 原型斷面圖

三、高速公路高邊坡施工中預應力錨索技術的應用

1、成孔

每個錨索孔位置都有準確確定，并進行腳手架的搭設、鉆孔機的安裝及穩(wěn)固。鉆孔導向架應通過專業(yè)儀器進行傾角地測量，一般與水平面具有25度夾角，鉆進施工中必須對傾斜角的度數(shù)實時觀測，相比錨索長度，確保鉆孔頂端傾角偏差在2%以下。通常選用無水干鉆的方式進行錨索施工，該方式的應用可降低邊坡地質(zhì)情況的出現(xiàn)，如鉆進施工中出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，必須馬上結束鉆進作業(yè)，并及時進行注漿固壁施工，0.1到0.2Mpa之間為注漿壓力值，完成注漿一天半左右后，方可進行鉆孔施工。同時調(diào)整好兩個相近錨索的施工位置，做到定向定位施工，確保安裝后鉆機具有良好的穩(wěn)固性。

選用回轉鉆進的方式作為鉆孔施工方式，鉆進施工中高性能空氣壓縮機連續(xù)將高壓風傳送進鉆孔內(nèi)，可高壓吹出孔內(nèi)的碎物。當鉆孔深度與設計規(guī)定相符時，必須在鉆進20到50厘米，為施工提供便利。

2、制作、安裝錨索

制作錨索較為簡單，通常根據(jù)施工規(guī)定進行鋼筋長度地確定與切割，在裸露端進行螺紋制作，為螺母安裝提供便利。隨后將隔離件設置在桿內(nèi)，相鄰2個隔離件之間的距離定為1到3米的范圍，在孔內(nèi)中間位置放置桿體，根據(jù)施工規(guī)定，最后應對桿體施加防腐措施，以此順利完成錨索制作。

高速公路高邊坡施工中，如何選用合適的鋼筋材料對施工質(zhì)量、安全具有至關重要的作用。在鋼筋進場前，應對其質(zhì)量進行檢測，如生產(chǎn)廠家資質(zhì)、日期及型號等。同時進行抽樣檢測，以此保證該材料各項指標與錨固需求相符合，在預應力錨索施工中，選用的鋼絞線必須具有較高應力與較低松弛度及良好粘結力。下料施工必須遵循相關施工規(guī)定，斷料程度偏差必須控制在50毫米以下，通常情況下，施工具體長度必須控制在計算長度以上，一般多出0.3米到0.5米。由專業(yè)施工人員進行錨索組裝，對接焊、雙面搭接焊為連接II、III級鋼筋的主要方式，焊接長度必須在8倍鋼筋直徑以下，選用定型套筒方式進行精軋螺紋鋼筋連接，防腐措施與定位措施必須應用于錨索自由段。在鉆孔內(nèi)放置錨索前，應對孔道具體情況進行檢查，避免堵塞等情況的出現(xiàn)。錨索安置中，必須避免扭壓、彎曲錨索等問題，并在鉆孔內(nèi)同時放置注漿管，注漿管端部與孔底之間的距離為50到100毫米之間。

3、注漿施工

作為錨索施工的重要階段，錨索注漿質(zhì)量的優(yōu)劣將對錨索承載力造成直接的影響。通常選用水泥漿、水泥砂漿進行錨孔灌注施工，一定程度上水泥砂漿配合比與材料質(zhì)量將對錨桿粘結強度與防腐效果造成極大的影響。錨索注漿施工中，必須對水泥砂漿質(zhì)量、漿液性能等進行充分了解。水泥漿體材料選擇必須遵循設計規(guī)定進行，根據(jù)本工程實際情況，可選用普通硅酸鹽水泥進行施工。漿液攪拌施工中，應確保水泥正常凝結及硬化過程中不存在有害物質(zhì)。根據(jù)施工規(guī)定進行砂料含泥量的計算，其偏差控制在3%以上，以細砂作為該工程砂料，其含水量可控制在3%以上。如選用粒徑較大的砂料或水泥砂漿具有較多含沙量，則極易出現(xiàn)堵塞注漿管的情況。

連續(xù)進行注漿施工，一般可同時進行提升與灌注施工，應確保注漿管管頭向漿液液面以下50厘米到80厘米的范圍內(nèi)插入，避免斷桿情況出現(xiàn)在導管拔出過程中，確保實際注漿量在設計量以上，注漿充盈系數(shù)必須控制在1.0以上。連續(xù)球型錨索注漿可通過二次高壓注漿形成，從孔底進行一次常壓注漿施工，確?？卓谟袧{液溢出，在一次注漿的基礎上，進行二次高壓注漿施工，其順序為從下往上，并按照錨索體積進行注漿壓力與注漿時間的確定。

4、張拉、鎖定錨索

選用高強度、低松弛鋼絞線作為預應力錨索邊坡施工的材料。520.8kN為錨索張拉控制力，張拉程度與設計規(guī)定相比，應多出10%。按照錨索材料與鎖定力大小進行張拉設備的選擇，選擇過程中應對其通用性能進行充分考慮。張拉設備在張拉施工前必須進行標定，千斤頂小于1000kN標定時，可選用2000KN的壓力機，標定數(shù)據(jù)和設計規(guī)定偏差必須控制在2%以下。張拉速度控制在每分鐘40KN左右，相比設計拉力，張拉力為其20%以下，逐級增加張拉荷載，直至完成張拉作業(yè)。

四、結束語

綜上所述，預應力錨索技術作為高速公路高邊坡建設的重要組成部分，其技術水平的高低將直接影響到公路工程的整體質(zhì)量，甚至影響到公路事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為此，在高速公路高邊坡施工中相關部門及施工單位必須重視預應力錨索施工，規(guī)范施工流程，采取科學有效的措施，有效提升施工質(zhì)量，實現(xiàn)高速公路建設的社會效益與經(jīng)濟效益。

（作者單位：河南高速公路發(fā)展有限責任公司鄭州分公司）

作者簡介

劉成永，男（1980-8），河南潢川，碩士，研究方向：交通工程。