高边坡预应力锚索框架梁防护施工技术

　　高边坡加固预应力锚索框架梁施工技术
　　锚索框架梁施工
　　一、锚索的工作原理
　　锚索就是高挖方路段为了减少对原状土的挖方数量，保护生态环境而设计的一种特殊挡防结构。主要解决破裂面至土体临空面之间破裂土体的稳定。其作用原理是：依靠对锚索的张拉预应力，用锚具锁定在桩身上，锚索产生的反作用力通过桩身传递到破裂土体，使破裂土体在外力作用下稳定。锚索预应力一头靠锚固段框架梁承受，另一头靠桩身承受，中间穿过破裂土体。
　　二、锚索框架梁的布置和结构形式
　　锚索长度19.5～29.5mm，间距3m，锚固段长10m，锚孔直径为110mm，倾角15°,锚索体一束由3根Φ15.2钢绞线组成，单孔锚固力260KN。锚梁采用C30钢筋混凝土现浇，截面0.5m*0.6m。
　　三、锚索框架梁施工工序
　　锚索框架梁施工工序:测量定位→钻孔→清孔→锚索制作→锚索安装→注浆→框架梁施工→锚索张拉→补张拉及锁定→锚头封闭。
　　四、施工过程
　　( 1 )锚孔测放：边坡施工边挖边加固，即开挖一级，防护一级，不得一次开挖到底。用全站仪将锚孔位置准确测放在坡面上， 孔位误差不得超过±5 0 r am。如遇既有刷方坡面不平顺或特殊困难场地时， 需经设计监理单位认可， 在确保坡体稳定和结构安全的前提下， 适当放宽定位精度或调整锚孔定位。
　　( 2 )搭设脚手架： 采用￠5 Omm钢管脚手架搭设作业平台， 搭设脚手架必须满足相应的承载能力和稳固条件。
　　( 3 )安装钻机、钻孔：根据坡面测放孔位，准确安装固定钻机，并严格认真进行机位调整，孔位误差不得超过±0.2m，钻孔倾角和方向符合设计要求,倾斜度偏差不得超过±2°。钻孔要求干钻,禁止采用水钻，以确保锚索施工不致于恶化边坡岩体的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。钻孔速度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，造成下锚困难或其它意外事故。钻进过程中对每个孔的地层变化，钻进状态( 钻压、钻速) 、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，须立即停钻，及时进行固壁灌浆处理( 灌浆压力 0.1~0.2MP a ) ，待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。钻孔孔径,孔深要求不得小于设计值。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0.2米以上。
　　( 4 )清孔：钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻 l ~ 2 mi n ，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 0.2~0.4MP a ) 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。除相对坚硬完整之岩体锚固外，不得采用高压水冲洗。若遇锚孔中有承压水流出，待水压、水量变小后方可下安锚筋与注浆，必要时在周围适当部位设置排水孔处理。如果设计要求处理锚孔内部积聚水体，一般采用灌浆封堵二次钻进等方法处理。
　　( 5 )锚孔检验：锚孔钻造结束后，须经现场监理检验合格，方可进行下道工序。孔径、孔深检查一般采用设计孔径、钻头和标准钻杆在现场监理旁站的条件下验孔，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。
　　( 6 )锚索体制作及安装 ：先调直、截取钢绞线，其长度为钻孔实际长度+外锚墩厚度+千斤顶长度+工具锚和工作锚的厚度+张拉操作预留量，另外还要考虑截长误差，即多截出50～100mm。截取钢绞线宜用切割机，严禁用气焊和电弧焊切割。
　　将截好的钢绞线平顺摆放好，逐条进行质量检查，对合格者进行登记、挂牌、标记锚索编号（与孔号对应）。按设计量出内锚固段和锚索长度并分别作出标记，在内锚固段范围内每隔1m穿一个对中隔离支架，两支架之间扎铁丝一道。张拉段的钢绞线应放入塑料管内并注入黄油（防锈和形成自由）。在锚索端安好导向帽后，平顺放好待用。
　　将组装好的锚索抬至孔位处（距离较远时可将锚索盘1.5～2.0m直径的圆盘，然后运输），经核对确认锚索与孔的编号一致后，先用高压风清孔，然后将锚索缓缓插入孔底，注浆管同锚索一起装入，管口与孔底要保持30～50cm的距离。安装时要注意：
　　①要保持锚索顺直，放送用力要均匀，不要左右摆动；
　　②下锚索前，对每根锚索都要进行捆扎质量检查，确保无松动，无锈蚀等不良现象，并核对孔号，以免下错锚索。钢绞线采用高强度低松弛无粘结预应钢绞线（￠=15.24mm）。

摘 要:以预应力锚索框架梁防护用于高边坡防护工程是目前较为普遍使用的方法。结合彭武高速
公路工程实例,详细介绍了运用预应力锚索框架对路堑高边坡进行防护的施工方法。并对锚索施工
工艺流程、施工注意事项和施工技术措施等进行了一些探讨。
关键词:预应力锚索;锚索张拉;路堑边坡;施工工艺
中图分类号:TV554 文献标识码:B 文章编号:1004—5716(2008)12—0231—04
1 工程简介
彭武高速公路C16标位于彭水县高谷镇共和村,
沿线以低山地貌为主,地形起伏较大。丘包顶部较平
缓,自然坡度15°~40°,基岩局部裸露,覆土一般较薄,
厚0~2m,局部低洼处较厚,厚2~8m。K39+820~
K920路堑右线右侧最高切坡高度约为50m。岩性主要
为第四系全新统坡洪积层淤泥质粘土、角砾土、第四系
全新统坡残积层低液限粘土、碎石土、志留系中统罗惹
坪组页岩,岩层产状为315°~335°∠38°~40°。边坡稳
定性较差。
为保证坡面稳定,在一级、二级、五级坡面设置菱形
锚杆框架梁,三级、四级坡面设置菱形锚索框架梁。
2 锚索的工作原理及作用机理
2.1 锚索的工作原理
锚索就是高挖方路段为了减少对原状土的挖方数
量,保护生态环境而设计的一种特殊挡防结构。主要解
决破裂面至土体临空面之间破裂土体的稳定。其作用
原理是:依靠对锚索的张拉预应力,用锚具锁定在桩身
上,锚索产生的反作用力通过桩身传递到破裂土体,使
破裂土体在外力作用下稳定。锚索预应力一头靠锚固
段承受,另一头靠桩身承受,中间穿过破裂土体。
2.2 预应力锚索在高边坡防护中有如下作用机理
(1)葫芦串机理:通过锚索进入山体,将破碎风化的
孤立岩体串集在一起,象葫芦串一样形成整体,达到稳
定。
(2)骨架机理:锚索进入山体与端头连接在一起,在
整个边坡内外形成了钢骨架结构。
(3)组合机理:锚索孔内注入砂浆,将周边围岩组合
在一起,形成一体。
3 锚索施工工艺及施工方法
3.1 施工参数
K39+850~K39+907.8段路堑右侧三级、K39+
864.6~K39+904.1段路堑右侧四级边坡,采用预应力
锚索框架梁防护。三级、四级边坡高10m,锚索框架梁
间距3.5m,节点中心设置锚索。锚索为1孔4束,每孔
锚索设计锁定预应力为600kN。锚索钻孔采用 110
钻孔,每孔锚索设计锚固段长度为10m,坡面锚索长度
三级是15m,四级是16m。锚索采用 15.2mm高强
度、低松弛钢绞线制作,其抗拉强度不低于1860MPa,
自由段采用塑料套管隔离防护,裸露部分需作防腐处
理,全孔范围内采用M35水泥砂浆灌注,注浆压力0.6
~0.8MPa,锚头采用C15混凝土封闭。
3.2 施工设备配置(见表1)
表1 锚索施工主要机具配备表
序号设备名称规格型号数量备注
1手持凿岩机YO-18 2
2注浆机TBW50/15 2
3内燃空压机YY-12/7 1
4砂浆搅拌机JZC350 1
5千斤顶及配套高压油表YCW100B 1张拉锚索用
3.3 锚索施工工艺及施工方法
3.3.1 施工工艺(如图1所示)
3.3.2 施工方法及要求
(1)锚孔测放:边坡施工边挖边加固,即开挖一级,
防护一级,不得一次开挖到底。根据各工点工程立面
图,按TRANBBS设计要求,用全站仪将锚孔位置准确
测放在坡面上,孔位误差不得超过±50mm。如遇既有
刷方坡面不平顺或特殊困难场地时,需经设计监理单位
认可,在确保坡体稳定和结构安全的前提下,适当放宽
定位精度或调整锚孔定位。

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