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摘要：预应力锚索既能治理滑坡也可加固边坡,还能有效保护坡体,具有技术先进、施工简便、经济美观、安全可靠等优点,是一项能起到综合治理作用的系统措施,特别是在高速公路高边坡防护中有较大的推广价值。本文以某高速公路高边坡防护工程为例分析了其预应力锚索施工技术。
关键词：预应力锚索；高速公路；高边坡防护
中图分类号：TU757文献标识码： A
预应力锚索锚固于边坡体内稳定的岩体中,通过施加的预应力,可抵抗边坡体深层破坏和变形,同时,替代或部分替代了由于开挖坡体所失去的侧向支撑力,使边坡体趋向或处于三向受压的状态,提高边坡岩体的镶嵌强度和坡体稳定性,防止或减弱岩体的松弛作用,也就阻止或减缓了产生边坡病害条件的进一步恶化；贴于坡面的钢筋砼框架由于土拱效应,对边坡体表层岩土起框箍作用,限制表层岩土变形和破坏的规模、范围。配合设置于土体内的仰斜疏干孔,既能防治水流对坡面的冲刷,也能减少因地表水下渗及风化剥落等造成的小型坡面变形。当前预应力锚索锚普遍应用于高速公路高边坡防护中的应用，下面对其应用进行分析。
一、工程概况
某高速公路A14标段E匝道右侧边坡处于在丘陵地貌单元，山地浑固，山坡较平缓，植被发育，总的地势为南高北低。E匝道是以路线半径为280m的曲线内侧切割山体斜坡。自然山坡坡度约25°～30°。从地貌形态分析，原自然山坡无明显不良地质现象。
由于坡体开挖面差异风化严重，岩石裂隙发育，2011年11月，当边坡开挖至第一、二级边坡时，坡体产生裂缝，并向上发展到坡顶附近。设计作了调坡卸载措施，并根据实际情况，又进行工程地质勘探。从不同的钻孔位置，发现边坡出露地层分为七层，分别为素填土、粉质粘土、砂质粘性土、全风化花岗斑岩(花岗岩)、强风化花岗斑岩(花岗岩)、弱风化花岗斑岩及微风化花岗岩等七层，其主要为花岗斑岩及花岗岩组成，岩石差异风化现象严重，开挖面顺坡方向为软硬不均的岩土组合，弱风化岩层破碎，垂直裂隙十分发育、裂隙中充填砂土，顺坡向易产生崩塌和滑坡，由于开挖原因导致岩土体应力失衡。在降雨集中和雨量较大的季节，岩土体易受水侵蚀软化，形成不利界面。因此，设计作出了对EK0+080～EK0+208段第二、四级的部位采取了预应力锚索框架加固，而后第二级又向西延伸了16m。
二、预应力锚索框架加固方案
预应力锚索框架加固分别布置于EK0+064～EK0+208第二级和EK0+088～EK0+184第四级边坡。每片框架宽8m，间距4m，框架横梁与竖肋截面均为0.5×0.5m；每一级各设上、下二排采用压力分散型的锚索。单孔锚索设计拉力为600kN，由6根中15.24高强低松驰无粘结钢绞线配以承压板和挤压套等制作；其锚索长度：第二级的EK0+064～EK0+120段为25m和23m；EK0+120～EK0+192段为30m和28m；EK0+192～EK0+208段为25m和23m。第四级的EK0+088～EK0+120段为28m和26m；EK0+120～EK0+184段为30m和28m；EK0+192～EK0+208段为25m和23m。它们的锚固段长均为9m。锚索钻孔孔经为130mm，向下俯斜25°。锚索锁定预应力为500kN。
三、预应力锚索施工技术要点
（一）成孔
按设计要求测量放线精确定孔位后进行钻孔施工，根据设计要求的钻孔参数和地层类型，确定适用的钻孔设备和工艺，力求达到提高工作效率和降低工程费用的目的。本工程锚索孔设计孔径φ130mm，所采用的技术措施为：
(1)由于地层岩体破碎，为风化岩层，考虑到水对岩层断层面稳定性的影响，以及滑坡成因的内在因素，钻孔时禁止注水钻进，以确保锚索施工不致于恶化边坡岩土体工程地质条件。因此选择风动潜孔锤钻进工艺，成孔钻具选择CIR—90系列冲击器，配φ130钎头，接φ73钻杆。当然根据钻孔设计要求和不同地层条件，可选择不同的配套钻具。
(2)钻机就位采用钢架管对角固定钻机底座，把钻机固定在钻机平台上，下垫木板，以确保钻机平稳及施工人员行走方便，钻机倾角使用地质罗盘校正，使钻孔倾角及水平角误差控制在锚索长度的3％以内。
(3)工作区地层主要由千枚岩和灰质粉砂岩组成，节理、裂隙发育，岩石风化较严重。根据过去的施工经验和该地层的特点，采用直径φ73mm的钻杆配冲击器的钻具，这种钻具可以实现全孔保直钻进。
(4)钻进过程中对每个孔的地层变化，钻进状态、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，须立即停鉆，及时进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.1～0.2MPa），待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。为确保锚孔直径，要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径。为确保锚孔深度，要求实际钻孔深度大于设计深度0.2m以上。
(5)锚孔清理。钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻1～2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0.2～0.4MPa）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土体的粘结强度。若遇锚孔中有承压水流出，待水压、水量变小后方可下安锚索与注浆，必要时在周围适当部位设置排水孔处理。
(6)锚孔检验
锚孔钻造结束后，须进行验孔，检验合格后方可进行下道工序。孔径、孔深检查采用设计孔径、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，钻具验送长度满足设计锚孔深度，退钻要求顺畅，用高压风吹验不存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，全部锚孔施工分项工作合格后，即可认为锚孔钻造检验合格。
（二）锚索安装
锚索入孔前应进行下列各项检验，并经监理工程师认可：锚孔内及周围杂物必须清除干净；锚索长度应与设计孔深相符；锚索应无明显弯曲、扭转现象；锚索防护涂层无损伤，凡有损伤的必须修复。用人力将锚索抬起塞入钻好的锚孔中，若遇坍孔锚索未下至设计深度时，必须将其拔出，重新用钻孔清孔，然后再下锚，直到满足设计要求为止。下锚过程中不应损伤锚索的防护措施。
（三）锚固注浆
注浆采用M40水泥砂浆或水泥净浆，经试验比选后确定施工配合比，注浆压力（出浆口）为1.0~1.5MPa，在山下注浆时考虑高程差压力损失(0.13~0.13)MPa/10m。注浆前浆液应充分搅拌,现搅现用,注浆时，钢管与注浆管连接使用螺旋接口，保证注浆压力。当孔内浆液初凝后应及时进行二次注浆以保证注浆饱满，实际注浆量一般要大于理论的注浆量，注浆采用孔底注浆工艺，以孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。如一次注不满或注浆凝固后产生收缩，孔口要补充注浆，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。施工过程中，做好注浆记录。
（四）锚索张拉
(1)初值预拉：在张拉前对单根钢绞线须选定吨位进行预拉，使每根钢绞线处于初始的相同受力状态。然后安装张拉千斤顶，使每根钢绞线上受力均匀。
(2)预应力张拉：张拉时应将施加的预应力值分成3-5级进行循环张拉，每级的张拉荷载为设计张拉力的1/3-1/5。岩质地层可取3级，土质地层宜取较多的级数。每次循环间隔时间，岩石地层可取1小时左右，土质地层可取1天左右，松散、软弱地层间隔时间宜长些。分级张拉时应将每次加载，须稳定一段时间，一般情况岩石地层稳定时间宜在10分钟左右，土质地层宜在20分钟左右。松散、软弱地层稳定时间宜更长些。操作控制，以张拉值稳定时间的2倍为度。
(3)锚索张拉时，一定要将锚索扶正与工作台垂直后，再安装千斤顶，张拉时应设架保证千斤顶与工作台垂直，确保各根钢绞线受力均匀。张拉时应注意安全，张拉千斤顶后绝不能站人。
(4)每次张拉应有完整的原始张拉记录。预应力采用引伸量与张拉力双控，以引伸量为主，引伸量误差应在-5%至+10%范围，每一截面的断丝率不得大于该截面总钢丝数的1%，且不允许整根钢绞线拉断。
本标段边坡加固工程完毕后,近期经受了比往年更严峻的暴雨考验,据观测,边坡没有产生任何变形及裂缝,加固效果良好。
参考文献
[1]朱国富,王丹.砂浆锚杆、预应力锚索在高速公路高边坡防护中的应用[J].黑龙江科技信息, 2008年5期.
[2]何美丽,刘霁.预应力锚索地梁结构在边坡稳定中的作用机理
[J].中南大学学报（自然科学版）, 2013年6期.
关键词：预应力锚索；高速公路；高边坡防护
中图分类号：TU757文献标识码： A
预应力锚索锚固于边坡体内稳定的岩体中,通过施加的预应力,可抵抗边坡体深层破坏和变形,同时,替代或部分替代了由于开挖坡体所失去的侧向支撑力,使边坡体趋向或处于三向受压的状态,提高边坡岩体的镶嵌强度和坡体稳定性,防止或减弱岩体的松弛作用,也就阻止或减缓了产生边坡病害条件的进一步恶化；贴于坡面的钢筋砼框架由于土拱效应,对边坡体表层岩土起框箍作用,限制表层岩土变形和破坏的规模、范围。配合设置于土体内的仰斜疏干孔,既能防治水流对坡面的冲刷,也能减少因地表水下渗及风化剥落等造成的小型坡面变形。当前预应力锚索锚普遍应用于高速公路高边坡防护中的应用，下面对其应用进行分析。
一、工程概况
某高速公路A14标段E匝道右侧边坡处于在丘陵地貌单元，山地浑固，山坡较平缓，植被发育，总的地势为南高北低。E匝道是以路线半径为280m的曲线内侧切割山体斜坡。自然山坡坡度约25°～30°。从地貌形态分析，原自然山坡无明显不良地质现象。
由于坡体开挖面差异风化严重，岩石裂隙发育，2011年11月，当边坡开挖至第一、二级边坡时，坡体产生裂缝，并向上发展到坡顶附近。设计作了调坡卸载措施，并根据实际情况，又进行工程地质勘探。从不同的钻孔位置，发现边坡出露地层分为七层，分别为素填土、粉质粘土、砂质粘性土、全风化花岗斑岩(花岗岩)、强风化花岗斑岩(花岗岩)、弱风化花岗斑岩及微风化花岗岩等七层，其主要为花岗斑岩及花岗岩组成，岩石差异风化现象严重，开挖面顺坡方向为软硬不均的岩土组合，弱风化岩层破碎，垂直裂隙十分发育、裂隙中充填砂土，顺坡向易产生崩塌和滑坡，由于开挖原因导致岩土体应力失衡。在降雨集中和雨量较大的季节，岩土体易受水侵蚀软化，形成不利界面。因此，设计作出了对EK0+080～EK0+208段第二、四级的部位采取了预应力锚索框架加固，而后第二级又向西延伸了16m。
二、预应力锚索框架加固方案
预应力锚索框架加固分别布置于EK0+064～EK0+208第二级和EK0+088～EK0+184第四级边坡。每片框架宽8m，间距4m，框架横梁与竖肋截面均为0.5×0.5m；每一级各设上、下二排采用压力分散型的锚索。单孔锚索设计拉力为600kN，由6根中15.24高强低松驰无粘结钢绞线配以承压板和挤压套等制作；其锚索长度：第二级的EK0+064～EK0+120段为25m和23m；EK0+120～EK0+192段为30m和28m；EK0+192～EK0+208段为25m和23m。第四级的EK0+088～EK0+120段为28m和26m；EK0+120～EK0+184段为30m和28m；EK0+192～EK0+208段为25m和23m。它们的锚固段长均为9m。锚索钻孔孔经为130mm，向下俯斜25°。锚索锁定预应力为500kN。
三、预应力锚索施工技术要点
（一）成孔
按设计要求测量放线精确定孔位后进行钻孔施工，根据设计要求的钻孔参数和地层类型，确定适用的钻孔设备和工艺，力求达到提高工作效率和降低工程费用的目的。本工程锚索孔设计孔径φ130mm，所采用的技术措施为：
(1)由于地层岩体破碎，为风化岩层，考虑到水对岩层断层面稳定性的影响，以及滑坡成因的内在因素，钻孔时禁止注水钻进，以确保锚索施工不致于恶化边坡岩土体工程地质条件。因此选择风动潜孔锤钻进工艺，成孔钻具选择CIR—90系列冲击器，配φ130钎头，接φ73钻杆。当然根据钻孔设计要求和不同地层条件，可选择不同的配套钻具。
(2)钻机就位采用钢架管对角固定钻机底座，把钻机固定在钻机平台上，下垫木板，以确保钻机平稳及施工人员行走方便，钻机倾角使用地质罗盘校正，使钻孔倾角及水平角误差控制在锚索长度的3％以内。
(3)工作区地层主要由千枚岩和灰质粉砂岩组成，节理、裂隙发育，岩石风化较严重。根据过去的施工经验和该地层的特点，采用直径φ73mm的钻杆配冲击器的钻具，这种钻具可以实现全孔保直钻进。
(4)钻进过程中对每个孔的地层变化，钻进状态、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，须立即停鉆，及时进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.1～0.2MPa），待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。为确保锚孔直径，要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径。为确保锚孔深度，要求实际钻孔深度大于设计深度0.2m以上。
(5)锚孔清理。钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻1～2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0.2～0.4MPa）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土体的粘结强度。若遇锚孔中有承压水流出，待水压、水量变小后方可下安锚索与注浆，必要时在周围适当部位设置排水孔处理。
(6)锚孔检验
锚孔钻造结束后，须进行验孔，检验合格后方可进行下道工序。孔径、孔深检查采用设计孔径、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，钻具验送长度满足设计锚孔深度，退钻要求顺畅，用高压风吹验不存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，全部锚孔施工分项工作合格后，即可认为锚孔钻造检验合格。
（二）锚索安装
锚索入孔前应进行下列各项检验，并经监理工程师认可：锚孔内及周围杂物必须清除干净；锚索长度应与设计孔深相符；锚索应无明显弯曲、扭转现象；锚索防护涂层无损伤，凡有损伤的必须修复。用人力将锚索抬起塞入钻好的锚孔中，若遇坍孔锚索未下至设计深度时，必须将其拔出，重新用钻孔清孔，然后再下锚，直到满足设计要求为止。下锚过程中不应损伤锚索的防护措施。
（三）锚固注浆
注浆采用M40水泥砂浆或水泥净浆，经试验比选后确定施工配合比，注浆压力（出浆口）为1.0~1.5MPa，在山下注浆时考虑高程差压力损失(0.13~0.13)MPa/10m。注浆前浆液应充分搅拌,现搅现用,注浆时，钢管与注浆管连接使用螺旋接口，保证注浆压力。当孔内浆液初凝后应及时进行二次注浆以保证注浆饱满，实际注浆量一般要大于理论的注浆量，注浆采用孔底注浆工艺，以孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。如一次注不满或注浆凝固后产生收缩，孔口要补充注浆，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。施工过程中，做好注浆记录。
（四）锚索张拉
(1)初值预拉：在张拉前对单根钢绞线须选定吨位进行预拉，使每根钢绞线处于初始的相同受力状态。然后安装张拉千斤顶，使每根钢绞线上受力均匀。
(2)预应力张拉：张拉时应将施加的预应力值分成3-5级进行循环张拉，每级的张拉荷载为设计张拉力的1/3-1/5。岩质地层可取3级，土质地层宜取较多的级数。每次循环间隔时间，岩石地层可取1小时左右，土质地层可取1天左右，松散、软弱地层间隔时间宜长些。分级张拉时应将每次加载，须稳定一段时间，一般情况岩石地层稳定时间宜在10分钟左右，土质地层宜在20分钟左右。松散、软弱地层稳定时间宜更长些。操作控制，以张拉值稳定时间的2倍为度。
(3)锚索张拉时，一定要将锚索扶正与工作台垂直后，再安装千斤顶，张拉时应设架保证千斤顶与工作台垂直，确保各根钢绞线受力均匀。张拉时应注意安全，张拉千斤顶后绝不能站人。
(4)每次张拉应有完整的原始张拉记录。预应力采用引伸量与张拉力双控，以引伸量为主，引伸量误差应在-5%至+10%范围，每一截面的断丝率不得大于该截面总钢丝数的1%，且不允许整根钢绞线拉断。
本标段边坡加固工程完毕后,近期经受了比往年更严峻的暴雨考验,据观测,边坡没有产生任何变形及裂缝,加固效果良好。
参考文献
[1]朱国富,王丹.砂浆锚杆、预应力锚索在高速公路高边坡防护中的应用[J].黑龙江科技信息, 2008年5期.
[2]何美丽,刘霁.预应力锚索地梁结构在边坡稳定中的作用机理
[J].中南大学学报（自然科学版）, 2013年6期.