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摘要：预应力锚索+框架混凝土格构梁支护技术在边坡工程中越来越得到广泛应用，本文结合多年从事边坡支护工程设计和施工的经验，对预应力锚索+框架混凝土格构梁支护技术的组成，机理，施工流程等方面进行了全面而详细的分析研究。
关键词：锚索；混凝土；格构梁
中图分类号： TU528 文献标识码： A 文章编号：
近年来，随着国家经济建设的发展，高边坡工程越来越多，边坡锚固技术[1]也得到了飞速发展，其中预应力锚索+框架混凝土格构梁支护技术[2]在边坡支护和加固工程中得到广泛应用。该支护技术具有设计灵活、施工简便、外形美观、造价低廉、安全可靠等优点。预应力锚索+框架混凝土格构梁支护技术不仅可以用于治理滑坡、坍塌等斜坡类地质灾害，还可以加固潜在不稳定的边坡，防止边坡出现滑坡等灾害。
结构组成
预应力锚索+框架混凝土格构梁主要由预应力锚索和框架混凝土格构梁组成，混凝土格构梁采用矩形或菱形布置，混凝土格构梁间根据地质条件可增设钢筋网并喷射混凝土面层，还可以根据需要在格构梁间实施客土喷播来进行绿化。
工作机理
2.1预应力锚索锚固机理
预应力锚索的一端固定在框架混凝土格构梁上，另一端穿过滑裂面或潜在滑裂面后，锚固在坡体内部稳定岩土体中。锚索施加预应力后，在岩土体中产生强大的压应力场，使不稳定滑体处于高围压的三向应力状态，与在单轴压力及低围压条件下相比，岩土体的力学特性得到提高。此时结构面处于受压状态，界面的咬合作用和抗滑阻力增强，从而使得边坡岩土体的整体性得到显著提高。
2.2框架混凝土格构梁加固机理
框架混凝土格构梁平置于坡面上，由横梁和竖肋组成，两者一般呈矩形或菱形布置。横梁和竖肋多采用现浇钢筋混凝土结构（也采用预制十字型钢筋混凝土结构），顶梁主要起到保护分级卸荷平台或堑顶岩土体稳定的作用，不是主要受力构件。由于预应力锚索仅仅作为受拉杆件，只有变形岩土体具有一定的刚度，保持一定的形状，能在框架混凝土格构梁的协调下形成受力体系，因此变形岩土体也可以看成是预应力锚索+框架混凝土格构梁支护结构的一部分。只有在预应力锚索、框架混凝土格构梁和边坡变形体的共同作用下，才能形成一套完整的支挡结构，维护边坡的稳定。
施工技术
预应力锚索+框架混凝土格构梁支护技术的施工流程如下：
边坡清理—测量定位—钻机就位钻孔—清孔—放置锚索—注浆—框架混凝土格构梁制作安装—模板安装—混凝土浇筑—锚索预应力施加并锁定—封锚。
3.1钻孔
锚孔测放:边坡施工边挖边加固，不得超挖更不得一次开挖到底。根据施工设计图要求，将锚孔位置准确测放在坡面上，孔位在坡面上纵横误差不得超过±5Omm。
钻机就位：锚孔钻进施工时，应搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架，根据坡面测放孔位，准确安装固定钻机，并严格进行机位调整，确保钻机开钻就位纵横误差不得超过±5Omm，高程误差不得超过±1OOmm，倾角允许误差不得超过±1°，方位允许误差不得超过±2°。
钻进方式：锚孔钻进宜采用干钻法（当采用泥浆护壁钻孔时，钻孔前端宜设置螺旋叶片钻头，钻杆退出时可以清理钻孔内的泥浆，下锚前应进行清孔，以免泥皮残存在锚固体和岩土体之间，降低锚固力），以确保锚固工程施工不至于恶化边坡岩土工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。钻进速度应根据使用钻机性能和锚固地层严格控制，防止钻孔扭曲和变径，造成下锚困难或其他意外事故。
3.2锚索制作与安放
（1）锚索编制
锚索体安放前应核对锚孔编号无误后，人工缓缓将锚索体放入孔内，并测量出孔外露出的钢纹线长度，计算孔内锚索长度，确保锚固长度。
锚索编束前，要确保每根钢纹线顺直，不扭不叉，排列均匀，严格按照设计尺寸下料。钢纹线要求采用机械切割，严禁采用电弧切割，对有死弯、机械损伤及锈坑的材料应剔除。钢纹线按设计要求平直编排，沿锚索体轴线方向自由段每1.5米设置一个隔离环，锚索编束(包括注浆管)应捆扎牢固。
在锚索体完成隔离环组装之后，应在锚头位置设导向帽，以便顺利下锚。导向帽尺寸应按设计要求制作。导向帽前端设有溢浆孔，导向帽与承载体之间采用点焊连接，焊接时注意钢纹线，避免灼伤钢绞线。
（2）下锚注浆
锚索在入孔安放时，应防止锚索体挤压、弯曲或扭转，锚索体入孔倾角和方位应与锚孔的倾角和方位一致，要求平顺推送，严禁抖动、扭转。
注浆材料采用水灰比0.45～0.5的纯水泥浆，灌浆体抗压强度≥40MPa,注浆压力不低于0.3MPa，必要时可以加入一定量的外加剂或掺加剂。注浆浆液严格按照配合比搅拌均匀，随搅随用。锚孔注浆作业采用孔底返浆方式注浆，直至锚孔口溢出新鲜浆液或排气管停止排气时，方可停止注浆。
3.3框架混凝土格构梁施工
框架混凝土格构梁一般采用C20～C30混凝土浇注，竖肋底部先铺垫5cm厚混凝土垫层，再进行钢筋制作安装，框架嵌入坡面30cm，露出坡面30cm框架刻槽采用2～5cm水泥砂浆调平。混凝土浇注时，锚孔周围的钢筋较密集，一定要仔细振捣，保证质量。锚索框架应分片施工。
3.4锚索张拉与封锚
锚索总张拉力包括超张拉值，自由段为土层时超张拉值为15%～25%，自由段为岩石时为10%～15%。待框架混凝土格构梁强度及注浆强度达70%时进行张拉，张拉前对张拉机具进行标定，避免出现应力误差。锚索在张拉前必须把承压支撑构件面整平，将锚具安装好，使其与锚索轴线方向垂直。安装千斤顶时要注意使千斤顶轴线与锚索轴线尽量在一条直线上，不可压弯锚头部分。张拉分两次逐级张拉，第一次张拉值为总张拉力的70% ,两次张拉间隔时间不宜少于3d～S5d。张拉时，各级张拉力分别以设计张拉力25%倍数递增，每级间隔2 min～3 min，最后一级30 min，张拉中对锚索伸长及受力做好记录。为补偿预应力损失，在张拉完成一周后进行补偿张拉并锁定，切除多余钢绞线，用混凝土封锚。
结语
预应力锚索+框架混凝土格构梁支护技术是一种支护边坡的新技术，该技术施工简便、造价低廉、安全可靠，值得大力推广应用。
参考文献
[1] 中华人民共和国建设部.GB50330-2002.建筑边坡工程技术规范[S].北京: 中国建筑工业出版社,2002.
[2] 杨志法，张路青，祝介旺.四項边坡加固新技术[J].岩石力学与工程学报,2005,24（21）:3828—3834.
作者简介：孙维中，高级工程师，河北省邯郸市丛台区滏西北大街114号中煤邯郸设计工程有限责任公司
关键词：锚索；混凝土；格构梁
中图分类号： TU528 文献标识码： A 文章编号：
近年来，随着国家经济建设的发展，高边坡工程越来越多，边坡锚固技术[1]也得到了飞速发展，其中预应力锚索+框架混凝土格构梁支护技术[2]在边坡支护和加固工程中得到广泛应用。该支护技术具有设计灵活、施工简便、外形美观、造价低廉、安全可靠等优点。预应力锚索+框架混凝土格构梁支护技术不仅可以用于治理滑坡、坍塌等斜坡类地质灾害，还可以加固潜在不稳定的边坡，防止边坡出现滑坡等灾害。
结构组成
预应力锚索+框架混凝土格构梁主要由预应力锚索和框架混凝土格构梁组成，混凝土格构梁采用矩形或菱形布置，混凝土格构梁间根据地质条件可增设钢筋网并喷射混凝土面层，还可以根据需要在格构梁间实施客土喷播来进行绿化。
工作机理
2.1预应力锚索锚固机理
预应力锚索的一端固定在框架混凝土格构梁上，另一端穿过滑裂面或潜在滑裂面后，锚固在坡体内部稳定岩土体中。锚索施加预应力后，在岩土体中产生强大的压应力场，使不稳定滑体处于高围压的三向应力状态，与在单轴压力及低围压条件下相比，岩土体的力学特性得到提高。此时结构面处于受压状态，界面的咬合作用和抗滑阻力增强，从而使得边坡岩土体的整体性得到显著提高。
2.2框架混凝土格构梁加固机理
框架混凝土格构梁平置于坡面上，由横梁和竖肋组成，两者一般呈矩形或菱形布置。横梁和竖肋多采用现浇钢筋混凝土结构（也采用预制十字型钢筋混凝土结构），顶梁主要起到保护分级卸荷平台或堑顶岩土体稳定的作用，不是主要受力构件。由于预应力锚索仅仅作为受拉杆件，只有变形岩土体具有一定的刚度，保持一定的形状，能在框架混凝土格构梁的协调下形成受力体系，因此变形岩土体也可以看成是预应力锚索+框架混凝土格构梁支护结构的一部分。只有在预应力锚索、框架混凝土格构梁和边坡变形体的共同作用下，才能形成一套完整的支挡结构，维护边坡的稳定。
施工技术
预应力锚索+框架混凝土格构梁支护技术的施工流程如下：
边坡清理—测量定位—钻机就位钻孔—清孔—放置锚索—注浆—框架混凝土格构梁制作安装—模板安装—混凝土浇筑—锚索预应力施加并锁定—封锚。
3.1钻孔
锚孔测放:边坡施工边挖边加固，不得超挖更不得一次开挖到底。根据施工设计图要求，将锚孔位置准确测放在坡面上，孔位在坡面上纵横误差不得超过±5Omm。
钻机就位：锚孔钻进施工时，应搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架，根据坡面测放孔位，准确安装固定钻机，并严格进行机位调整，确保钻机开钻就位纵横误差不得超过±5Omm，高程误差不得超过±1OOmm，倾角允许误差不得超过±1°，方位允许误差不得超过±2°。
钻进方式：锚孔钻进宜采用干钻法（当采用泥浆护壁钻孔时，钻孔前端宜设置螺旋叶片钻头，钻杆退出时可以清理钻孔内的泥浆，下锚前应进行清孔，以免泥皮残存在锚固体和岩土体之间，降低锚固力），以确保锚固工程施工不至于恶化边坡岩土工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。钻进速度应根据使用钻机性能和锚固地层严格控制，防止钻孔扭曲和变径，造成下锚困难或其他意外事故。
3.2锚索制作与安放
（1）锚索编制
锚索体安放前应核对锚孔编号无误后，人工缓缓将锚索体放入孔内，并测量出孔外露出的钢纹线长度，计算孔内锚索长度，确保锚固长度。
锚索编束前，要确保每根钢纹线顺直，不扭不叉，排列均匀，严格按照设计尺寸下料。钢纹线要求采用机械切割，严禁采用电弧切割，对有死弯、机械损伤及锈坑的材料应剔除。钢纹线按设计要求平直编排，沿锚索体轴线方向自由段每1.5米设置一个隔离环，锚索编束(包括注浆管)应捆扎牢固。
在锚索体完成隔离环组装之后，应在锚头位置设导向帽，以便顺利下锚。导向帽尺寸应按设计要求制作。导向帽前端设有溢浆孔，导向帽与承载体之间采用点焊连接，焊接时注意钢纹线，避免灼伤钢绞线。
（2）下锚注浆
锚索在入孔安放时，应防止锚索体挤压、弯曲或扭转，锚索体入孔倾角和方位应与锚孔的倾角和方位一致，要求平顺推送，严禁抖动、扭转。
注浆材料采用水灰比0.45～0.5的纯水泥浆，灌浆体抗压强度≥40MPa,注浆压力不低于0.3MPa，必要时可以加入一定量的外加剂或掺加剂。注浆浆液严格按照配合比搅拌均匀，随搅随用。锚孔注浆作业采用孔底返浆方式注浆，直至锚孔口溢出新鲜浆液或排气管停止排气时，方可停止注浆。
3.3框架混凝土格构梁施工
框架混凝土格构梁一般采用C20～C30混凝土浇注，竖肋底部先铺垫5cm厚混凝土垫层，再进行钢筋制作安装，框架嵌入坡面30cm，露出坡面30cm框架刻槽采用2～5cm水泥砂浆调平。混凝土浇注时，锚孔周围的钢筋较密集，一定要仔细振捣，保证质量。锚索框架应分片施工。
3.4锚索张拉与封锚
锚索总张拉力包括超张拉值，自由段为土层时超张拉值为15%～25%，自由段为岩石时为10%～15%。待框架混凝土格构梁强度及注浆强度达70%时进行张拉，张拉前对张拉机具进行标定，避免出现应力误差。锚索在张拉前必须把承压支撑构件面整平，将锚具安装好，使其与锚索轴线方向垂直。安装千斤顶时要注意使千斤顶轴线与锚索轴线尽量在一条直线上，不可压弯锚头部分。张拉分两次逐级张拉，第一次张拉值为总张拉力的70% ,两次张拉间隔时间不宜少于3d～S5d。张拉时，各级张拉力分别以设计张拉力25%倍数递增，每级间隔2 min～3 min，最后一级30 min，张拉中对锚索伸长及受力做好记录。为补偿预应力损失，在张拉完成一周后进行补偿张拉并锁定，切除多余钢绞线，用混凝土封锚。
结语
预应力锚索+框架混凝土格构梁支护技术是一种支护边坡的新技术，该技术施工简便、造价低廉、安全可靠，值得大力推广应用。
参考文献
[1] 中华人民共和国建设部.GB50330-2002.建筑边坡工程技术规范[S].北京: 中国建筑工业出版社,2002.
[2] 杨志法，张路青，祝介旺.四項边坡加固新技术[J].岩石力学与工程学报,2005,24（21）:3828—3834.
作者简介：孙维中，高级工程师，河北省邯郸市丛台区滏西北大街114号中煤邯郸设计工程有限责任公司