【摘要】高邊坡預(yù)應(yīng)力錨索施工是治理高邊坡危害的一種重要新技術(shù)，在庫區(qū)切坡、基坑及路塹邊坡等工程建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。為有效增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性，需要對(duì)邊坡進(jìn)行支護(hù)，對(duì)邊坡的中淺層，深層進(jìn)行加固處理。我國(guó)當(dāng)前主要的防護(hù)措施包括掛網(wǎng)錨噴支護(hù)、預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)、擋土墻、抗滑樁及其組合型式等。 本文簡(jiǎn)要分析高邊坡預(yù)應(yīng)力錨索的工作原理，并探討高邊坡預(yù)應(yīng)力錨索的主要施工技術(shù)，以期提高邊坡支護(hù)工程的施工質(zhì)量水平，促進(jìn)我國(guó)基礎(chǔ)性建設(shè)工程的穩(wěn)定發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】高邊坡；預(yù)應(yīng)力錨索；施工技術(shù)

1.前言

預(yù)應(yīng)力錨索是由鉆孔穿過軟弱巖層或滑動(dòng)面，把一端（錨桿）錨固在堅(jiān)硬的巖層中（稱內(nèi)錨頭），然后在另一個(gè)自由端（稱外錨頭）進(jìn)行張拉，從而對(duì)巖層施加壓力對(duì)不穩(wěn)定巖體進(jìn)行錨固處理方法。預(yù)應(yīng)力錨索施工屬于可承受拉力的結(jié)構(gòu)性系統(tǒng)，是在高邊坡支護(hù)工程中的一種重要的邊坡支護(hù)技術(shù)。高邊坡預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)可以主動(dòng)對(duì)被加固的巖土體施加有效的壓應(yīng)力，使得巖土體發(fā)揮自身的自承潛力，進(jìn)而起到提高巖土體的強(qiáng)度以及穩(wěn)定性，控制支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過大變形或者位移等質(zhì)量問題。

2.高邊坡預(yù)應(yīng)力錨索的工作原理

預(yù)應(yīng)力錨索作為一種具有主動(dòng)性的抗滑結(jié)構(gòu)和具有柔性的受拉構(gòu)件，在預(yù)應(yīng)力的作用之下，錨索錨固段通過砂漿和鋼絞線進(jìn)行黏結(jié)。同時(shí)，砂漿和孔壁的黏結(jié)能夠使孔周圍的穩(wěn)定巖體實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)應(yīng)力的承載。進(jìn)而通過對(duì)內(nèi)錨固段的錨索實(shí)施張拉和鎖定，使坡體產(chǎn)生抗滑能力，提高圍巖的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，使被結(jié)構(gòu)錨固的巖層部位具有承受負(fù)荷的能力，最終實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定邊坡的功效[1]。而對(duì)邊坡表面風(fēng)化、沖蝕或弱化的防治，主要采取植物防護(hù)、砌體封閉防護(hù)、噴射（網(wǎng)噴）混凝土等作為坡面防護(hù)措施。

在高邊坡防治技術(shù)中，常采用預(yù)應(yīng)力錨索框架梁體系中，將錨索錨固到框架上，錨固力首先作用于框架，然后通過框架傳遞給巖土體，從而在巖土體中產(chǎn)生附加應(yīng)力，調(diào)整巖土體內(nèi)應(yīng)力環(huán)境，起到加固邊坡的目的。框架梁除表層固坡作用外，還有傳力作用。如果單獨(dú)使用預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行邊坡加固，錨索拉力過大會(huì)引起表層坡體的變形，甚至破壞，而坡體過大的變形又會(huì)導(dǎo)致錨索預(yù)應(yīng)力的損失。將預(yù)應(yīng)力錨索與框架梁結(jié)合，框架梁起到錨墩的作用，由于框架梁與坡面的有效接觸面積大，坡體在錨索作用下的變形能得到限制。

3.高邊坡預(yù)應(yīng)力錨索的主要施工技術(shù)

高邊坡預(yù)應(yīng)力錨索的主要施工技術(shù)主要包括坡面修整、鉆孔技術(shù)、測(cè)斜技術(shù)、編束和穿束技術(shù)、錨固段灌漿技術(shù)、錨墩的混凝土澆筑技術(shù)、張拉技術(shù)、張拉段灌漿技術(shù)以及外錨頭保護(hù)技術(shù)等，具體的施工技術(shù)要求如下：

3.1修整邊坡

在開挖之前，需基線復(fù)核，并應(yīng)做好坡頂?shù)慕厮疁虾头雷o(hù)排水的措施。同時(shí)，施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的具體要求對(duì)邊坡進(jìn)行開挖，根據(jù)工程的實(shí)際情況進(jìn)行分段分層分級(jí)的開挖。開挖一級(jí)便支護(hù)一級(jí)，在上一級(jí)未支護(hù)完成的情況下不得進(jìn)行下一級(jí)的開挖，以避免邊坡的暴露時(shí)間過長(zhǎng)，進(jìn)而減少新危害的產(chǎn)生。

3.2鉆孔技術(shù)及要求

通過全站儀或者經(jīng)緯儀的測(cè)量對(duì)錨索孔進(jìn)行定位，施工人員應(yīng)先在巖面上標(biāo)記好孔位和方位?？孜徽`差通常控制在10cm 以內(nèi)，如果存在地質(zhì)缺陷以及廢孔重造等情況則應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整孔位，施工人員在鉆孔時(shí)可采用分段測(cè)量復(fù)核孔斜的方式及時(shí)進(jìn)行糾偏[2]。

鉆孔機(jī)械應(yīng)考慮鉆孔通過的巖土類型、成孔條件、錨固類型、錨桿長(zhǎng)度、施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、地形條件、經(jīng)濟(jì)性和施工速度等因素進(jìn)行選擇。

在不穩(wěn)定地層中或地層擾動(dòng)導(dǎo)致水土流失會(huì)危及臨近建筑物或公用設(shè)施的穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)采用套管護(hù)壁鉆孔或干鉆。

在地下水位以下，不宜采用干成孔工藝。

在高塑性指數(shù)的飽和黏性土層成孔時(shí)，不宜采用泥漿護(hù)壁成孔工藝。

當(dāng)成孔過程中遇到不明障礙物時(shí)，在查明其性質(zhì)前不得鉆進(jìn)。

3.3驗(yàn)孔技術(shù)及要求

施工人員可通過全站儀或者經(jīng)緯儀的測(cè)量進(jìn)行驗(yàn)孔，其中，端頭錨索的驗(yàn)孔需先將引導(dǎo)光源置于孔內(nèi)，使用經(jīng)緯儀照準(zhǔn)測(cè)量孔底位置的方向角和豎角，并記錄孔深；施工人員對(duì)可通過全站儀測(cè)量出錨索的開孔點(diǎn)以及終孔點(diǎn)的座標(biāo)，并計(jì)算出孔位的偏差、孔深和孔斜情況。錨孔定位偏差不宜大于20.0mm，錨孔偏斜度不應(yīng)大于2%，鉆孔深度超過錨桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度不應(yīng)小于0.5m。

3.4編索及穿索技術(shù)

編索環(huán)節(jié)的關(guān)鍵在于安裝止?jié){環(huán)、鋪設(shè)灌漿管路、綁扎鋼絞線和清洗無粘結(jié)鋼絞線等。其中，無粘結(jié)鋼絞線的去皮誤差為：錨固段應(yīng)不大于10cm，張拉段應(yīng)不大于1cm；穿束通常采用人工輔助機(jī)械的方式進(jìn)行，該環(huán)節(jié)主要是檢查束體的入孔長(zhǎng)度，在穿束時(shí)應(yīng)保證束體平順。穿索完成后應(yīng)對(duì)止?jié){環(huán)實(shí)施檢查，以確認(rèn)止?jié){環(huán)完好和回漿管的暢通。

安放錨索時(shí)，應(yīng)防止錨索扭曲、壓彎，注漿管宜隨錨索一同放入孔內(nèi)，管端距孔底為50～100mm，錨索放入角度與鉆孔傾角保持一致，安好后使錨索始終處于鉆孔中心。若發(fā)現(xiàn)孔壁坍塌，應(yīng)重新透孔、清孔，直至能順利送入錨索為止。

當(dāng)天完成的鉆孔應(yīng)在當(dāng)天內(nèi)安裝錨桿（索）入孔，若未能及時(shí)安裝的，需用麻袋及時(shí)將孔口堵住，以防止坡面水沿洞口滲入流進(jìn)孔中，造成塌孔。

3.5錨索的注漿技術(shù)

錨索的錨固段注漿技術(shù)主要包括如下幾個(gè)方面：（1）漿液的配合比應(yīng)按照設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行，并嚴(yán)格控制好外加劑的用量及水灰比，進(jìn)而保證灌漿質(zhì)量達(dá)標(biāo)。（2）錨索錨固段的注漿材料應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行配制，其中，Cv值應(yīng)控制在0.11～0.235間，其強(qiáng)度應(yīng)控制在90%及以上。同時(shí)，對(duì)于7d 齡期內(nèi)的強(qiáng)度仍然偏低的錨索，施工人員應(yīng)對(duì)其進(jìn)行延期張拉處理。（3）在灌漿時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：一方面為錨固段的灌漿，其壓力應(yīng)該0.2～0.4Mpa之間，回漿管在回濃漿后的并漿壓力應(yīng)為大于0.2MPa，并漿的時(shí)間為30min；

錨索注漿常采用二次高壓注漿工藝：第一次注漿自孔底向外壓漿，至孔口冒濃漿后完成；第二次注漿為高壓注漿，利用預(yù)留注漿管，待第一次注漿體初凝之后，進(jìn)行壓力注漿，初始注漿壓力應(yīng)大于2.5Mpa，穩(wěn)定壓力大于1.0Mpa，注漿量按水泥用量控制，應(yīng)不少于1包/m。二次注漿預(yù)留注漿管采用尼龍管，耐壓應(yīng)大于5.0Mpa，在錨固段范圍，按0.5米間距鉆對(duì)孔，孔徑5mm，埋置之前用膠布包裹。

3.6預(yù)應(yīng)力錨索的張拉技術(shù)

預(yù)應(yīng)力錨索的張拉技術(shù)的施工工序主要包括安裝錨具、單根預(yù)緊、分級(jí)式的整體張拉以及鎖定等。錨索在注漿固結(jié)體達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%以上后，方可進(jìn)行張拉。其中，預(yù)緊施工通常采用多遍循環(huán)的預(yù)緊方式，單根預(yù)緊的噸位應(yīng)該為30kN；穩(wěn)壓持荷的時(shí)間：分級(jí)穩(wěn)壓應(yīng)為5min，最后一級(jí)的穩(wěn)壓應(yīng)在10min內(nèi)進(jìn)行鎖定。鎖定時(shí)錨索拉力可取鎖定值的1.1倍～1.15倍。張拉噸位應(yīng)該以控制張拉力為主，應(yīng)采用同時(shí)控制張拉力和伸長(zhǎng)值的標(biāo)準(zhǔn)，并及時(shí)校核伸長(zhǎng)值，以檢驗(yàn)張拉力是否充分，孔道的摩阻損失是否過高等。同時(shí)，在錨固段的鎖定過程中，應(yīng)檢驗(yàn)預(yù)應(yīng)力筋的回縮值，以有效避免預(yù)應(yīng)力的損失情況超過規(guī)范的要求。

張拉施工是預(yù)應(yīng)力錨索施工過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，張拉工序要求由監(jiān)理人員進(jìn)行全過程的旁站。此外，張拉工序中如果出現(xiàn)夾片滑絲或者實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值超標(biāo)等問題，應(yīng)立即向設(shè)計(jì)單位進(jìn)行通報(bào)，以明確科學(xué)的處理措施。處理方法通常包括重新張拉、補(bǔ)償張拉或者返工等。只有在錨索張拉符合要求的情況下，才能開始下一道施工工序。

3.7外錨頭的保護(hù)性技術(shù)

張拉后錨頭進(jìn)行及時(shí)封錨，在錨具外留長(zhǎng)約6～10cm鋼絞線，以防拽滑。封錨前應(yīng)對(duì)墊板、錨具及外留鋼絞線仔細(xì)涂刷防銹劑及防護(hù)劑。最后用C25號(hào)細(xì)骨砼將錨具及外露鋼絞線、墊板封死，封錨砼任一部位鋼筋保護(hù)層的最小厚度，不得小于50mm。

3.8錨索的防腐處理技術(shù)

對(duì)采用鋼絞線、精軋螺紋鋼制作的預(yù)應(yīng)力錨索，其自由段當(dāng)位于巖土層中時(shí)，可采用除銹、刷瀝青船底漆和瀝青玻纖布纏裹二層進(jìn)行防腐蝕處理后套入套管中；自由段套管兩端100mm～200mm長(zhǎng)度范圍內(nèi)黃油充填，外繞扎工程膠布固定。

對(duì)位于無腐蝕性巖土層的錨固段，水泥漿或水泥砂漿保護(hù)層厚度應(yīng)不少于25mm；對(duì)位于腐蝕性巖土層內(nèi)的錨固段，應(yīng)采取特殊防腐蝕處理，且水泥漿或水泥砂漿保護(hù)層厚度不應(yīng)小于50mm。

4.工程實(shí)例

高邊坡預(yù)應(yīng)力錨索的施工技術(shù)在筆者所在的深圳市龍崗區(qū)文化二路工程實(shí)踐中深入應(yīng)用。該工程邊坡位于龍崗區(qū)布吉街道辦與羅湖區(qū)交界處，西鄰清平高速及清水河檢查站，東臨布吉錢排北村及西環(huán)路，南鄰羅湖區(qū)清水河片區(qū)，起點(diǎn)接清水河檢查站東側(cè)巡邏道，終點(diǎn)接布吉街道文化一路，道路全長(zhǎng)約1000m。該道路中K0-600～K0-820段路塹邊坡，位于鳳儀山東側(cè)邊坡，沿鳳儀山中上部向山側(cè)開挖通過，邊坡最大高度27.5m，邊坡走向與清平高速鳳儀山隧道軸向近平行，鳳儀山隧道位于道路左下方，道路最低開挖點(diǎn)與隧道設(shè)計(jì)外緣距離14m～31m。

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙顯示，擬加固邊坡分為兩大段： AB、CD、EF段，支護(hù)長(zhǎng)度約240m，最高處約27.5m，采用分級(jí)平臺(tái)放坡，錨桿（索）+框架梁加固的方式。具體設(shè)計(jì)方案如下：

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地的土層條件、水文條件、周邊條件及原邊坡支護(hù)方式，本邊坡支護(hù)工程擬采用復(fù)合方案來加固邊坡，為格構(gòu)梁+錨桿（索）支護(hù)形式。設(shè)計(jì)要求：

1、削坡：原則少削坡，在現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上進(jìn)行清坡，坡率約從下到上為1：0.5、1：0.75、1：1.0等；每級(jí)分級(jí)平臺(tái)寬度為2m，流水方向同道路縱坡方向。

2、格構(gòu)梁：錨桿格構(gòu)梁截面為300×300mm，錨索格構(gòu)梁截面為400×400mm，水平間距2500mm，豎向間距2000mm，在格構(gòu)梁交叉處設(shè)置錨桿或錨索，錨桿（索）與水平面的夾角分別為25°；

3、錨桿：選用HRB335B28熱軋鋼筋錨桿，長(zhǎng)度為6～12m，孔徑110mm，設(shè)計(jì)荷載60KN。

4、錨索：預(yù)應(yīng)力錨索選用1860Mpa級(jí)別4束φ15.2高強(qiáng)鋼鉸線作為錨筋，錨索長(zhǎng)度17～25m，錨固段長(zhǎng)均為10m，孔徑130mm。錨索注漿采用二次注漿工藝，采用純水泥漿，水灰比為0.45，抗撥力設(shè)計(jì)值為450KN。

工程施工過程及完工后，經(jīng)跟蹤監(jiān)測(cè)，邊坡位移和沉降變形在警戒值內(nèi)，未發(fā)現(xiàn)重大變形，取得良好的防治效果，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。

5.結(jié)束語

總之，做好預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)是高邊坡支護(hù)工程的重要質(zhì)量保障。通過預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)對(duì)高邊坡進(jìn)行加固處理，能夠有效提高邊坡的抗滑性和穩(wěn)定性。預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)能夠滿足各類地層巖性的邊坡整治的要求，同時(shí)具有施工簡(jiǎn)易和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)較低的特點(diǎn)。因此，該項(xiàng)技術(shù)得以在高邊坡支護(hù)工程中廣泛應(yīng)用。

同時(shí)，施工單位應(yīng)注意不斷提高施工人員的技術(shù)水平以確保高邊坡支護(hù)工程保質(zhì)保量地完成，使其更好地為各工程建設(shè)項(xiàng)目服務(wù)。為保證邊坡支護(hù)工程的質(zhì)量水平，建設(shè)、設(shè)計(jì)和監(jiān)理等各參建單位均應(yīng)做好對(duì)高邊坡支護(hù)技術(shù)的管控工作，最終實(shí)現(xiàn)高邊坡支護(hù)工程的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

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