浅谈预应力锚索施工技术在边坡防护工程中的应用

浅谈预应力锚索施工技术在边坡防护工程中的应用

浅谈预应力锚索施工技术在边坡防护工程中的应用中铁六局集团有限公司北京1000000随着预应力锚索技术日益成熟和完善，预应力锚索施工技术在高边坡施工中的应用也H益广泛。对预应力锚索技术进行合理的应用，能够为我国公路整体质量提供强有力的保障，促进我国公路施工的健康良好发展。木文针对预应力锚索施工技术在边坡防护工程中的应用进行了分析。关键词：预应力锚索；施工技术；边坡防护TU75引言在高速公路的施工建设过程当中，预应力锚索技术对于高速公路高边坡的防护施工有着极其重要的意义，因此，需要加强对预应力锚索技术的研究，以便能够提升预应力锚索技术在高速公路高边坡防护中的施工质量，促进高边坡防护质量的提升。一、预应力锚索技术防护的特点以及结构的组成1、防护的特点在高速公路高边坡的防护施工过程当中，预应力锚索技术的应用能够使边坡受力条件得到明显改善，并且还能够有效的起到加固边坡以及避免出现滑坡、塌方等安全事故，优化设计方案，为实际的防护施工提供便利的条件。同时，在高边坡基础以及隧道洞眼的开挖过程当中，预应力锚索技术的应用能够有效的提升高边坡的稳定性，降低施工中所开挖的工程量，实现缩短工程施工周期的目的。预应力锚索技术的应用还能够有效的对混凝土裂缝以及陷块进行修补，将较大的集中荷载实施分散化处理，有效的降低荷载对高边坡防护结构所造成的影响。由此可见，预应力锚索技术在实际的过程中有着施工便捷、设计科学合理以及经济效益较高等优势。2、结构的组成 预应力锚索技术中的锚索主要由锚头、自由端、锚固段以及相关锚索配件等部分构成。（1）锚头。锚头指的是处于锚索外端的-部分，起到了锚固以及锁定锚杆的作用，锚头主要是由垫墩、垫板、锚具、保护帽以及外端锚筋等相关部分构成。（2）自由端。自由端是能够把锚头的拉力传递到锚固段部分的中间区域，其主要是由锚拉筋、防腐构造以及注浆等部分构成。（3）锚固段。锚固段主要指的是在能够将锚索所产生的拉力放到较为稳定地层的重要部分，在预应力锚索技术的施工过程中，需要根据施工的实际情况以及相关的设计要求通过科学的计算得到锚固段的长度以及深度，使得锚固段能够最大化的进行受力。由于自由端段锚索处于裸露状态，因此，在实际的施工过程中利用水泥浆能够将锚固段和土体进行充分的锚固，以便于为高边坡的防护提供最大化的拉力。（4）锚索配件。在预应力锚索技术的施工过程中经常会使用到许多相配套的配件，以便于为施工提供便利的条件，使得加固能够更好地进行。其中较为常用的锚索配件主要包括定位支架、架线环以及导向帽等。二、预应力锚索技术原理、设置及设计方法（1）加固原理是预应力锚索技术的主要原理。通过预应力锚索和锚固来提高边坡岩体的强度，加强高坡体的稳定性，减少地表水下渗情况，大大缓解了对周围环境和水文的影响。（2）锚索的设置和分布，首先，要确保锚索应该呈向下的布置方向，这样可以尽量减少高压注浆情况的产生，并提高锚索在上部结构发生一定荷载吋的强度，避免最上层的覆土出现隆起现象。其次，依照一定标准做好锚索的垂直间距和水平间距，避免应力集中现象发生。（3）在应用预应力锚索技术吋，其主要设计方法有理论分析法、监测反馈法以及工程类比法。第一种方法是指对公路段进行数据分析和数据推算，然后根据评估结果进行加固方案设计；监测反馈方法是对公路段的相关气候、水文、地质进行监测，通过检测数据制定公路加固防护措施；最后一种方法是指根据以往工程经验和相似工程实例来进行现有工程的分析，并合理制定锚固方法。三、预应力锚索技术的应用步骤 选择施工设备后，实行公路高边坡施工。施工前，应做好高边坡的清洁工作、设备的引进工作，现将锚索技术的施工步骤分析如下。（1）钻孔施工要点。钻孔为高边坡施工中的重点部分。钻孔工作和锚索孔的直径保持结合，采取风动干钻的方式施工。实行这项施工前，应做好锚索孔的定位工作，有效测量施工的高边坡。然后，进行钻机的安装处理，将钻机斜角、方位调整好，钻机固定处理，直至能够满足设计图纸的内容和要求，进行钻孔施工。钻机所使用的钻杆，长度需根据锚索设计长度确定，并做好排列工作。钻机完成钻孔操作后，加强对各钻孔的测量，其0的是确保钻孔能够符合相关的标准。钻孔施工过程中，若遇到较为脆弱的岩层，施工人员需做好钻进速度的控制，防止不适宜的钻进使得不良事件发生，如坡面崩塌，对施工人员的生命安全构成威胁。为此，钻进的吋候，相关的施工人员需做好空压机风压的观察，避免空压设备发生跳停现象以及钻头不能够正常钻进情况。完成钻孔操作后，彻底清理钻孔部分，旨在保证钻孔壁浆体黏度。此外，经高压分管深入钻孔实行高压风吹风处理，能够彻底清除孔内的残渣。（2）组装锚索要点。完成钻孔施工后，需实行锚索的组装工作。锚索组装，主要使用除锈后的钢绞线，且钢绞线的长度为锚固段长度+自由段长度+张拉段长度。对锚索自由段实行除锈处理，钢绞线自由段、锚头位置、交叉的位置，应做好密封处理工作，防止泥浆进入未剥皮的钢绞线内。四、预应力锚索技术在公路高边坡施工中的应用1、钻孔首先，钻孔定位指的就是在钻孔之前，先用尺子对其进行测量，同时,安装钻机专用的钢管，并且要根据相关的设计要求进行测量放样定位。此外，在钻机的安装工作完成之后，可以适当的对钻机的倾角和方位角进行调整，直到达到设计标准，随后，在对钻孔进行固定后复查，如果复査不能满足要求，需要进行修改，再进行复查，直至达到相关的要求后，方能进行钻进。苏次，在钻进的吋候，需要采取钻机统一配置的钻杆，并且要根据锚索设计的长度来确定钻杆的 长度，此外，还要进行整齐排放，切不可随意放置。钻孔要保证能够每根钻杆之间都进行逐一钻孔，且用完钻杆之后，要保证钻孔的深度达到相关的规定标准。在进行钻进吋，需要根据现场的施工情况，对对策进行适当调整。一旦钻孔吋,碰到地层软弱或者地层冇破碎带的情况出现，就要迅速地调整钻进速度，防止出现坍塌事故。最后，在完成钻孔的流程之后，要对钻孔进行清洗，并保证浆体和钻孔壁的黏度。2、成孔根据设计图纸的要求在施工场地内测量放样出各个锚杆孔的具体位置，并在施工现场搭设脚手架，然后架设潜孔钻机，钻机应确保安装稳固。一般情况下，钻机导向架与水平面之间的夹角应控制在25°以内。在钻进施工过程中，应经常对钻孔的倾斜度进行检查，钻孔端部的斜偏尺寸应控制在锚杆长度的2%以内。本工程进行钻孔施工采用无水干钻的方式，这样可以避免地质条件恶化。在钻孔施工过程中，如果出现坍孔的问题时，应立即停止钻进，然后采取注浆的方式进行固壁处理，在注浆施工完成36h之后方可继续进行钻孔的施工。钻孔U的直径应控制在100mm。钻孔施工采用回转钻进的方式。在钻进施工过程中，空气压缩机内不断送入高压风，可以将孔内的杂物吹出。钻孔的钻进深度应比设计深度超钻20-50cm的深度。3、组装锚索在对锚索进行组装吋，需要采用钢绞线。锚固段的长度加上张拉端的长度，再加上自由段的长度就应该等于钢绞线的长度。并且下料长度的允许误差应该小于5cm。钢绞线在经过除锈处理之后，可以将其顺直放在组装台上。然后,可以先在自由段上刷一层防锈漆，之后涂上汕脂，再把PR防护管套上。此外，可以用封口胶带缠绕在锚固段和自由段的交接处，再用铁丝绑紧，这样可以冇效地预防水泥浆进入管内，同时需要按照一定的顺序进行组装安装钢绞线，且注浆 管要放在锚索之间，保证锚固段出现核状。同吋，可以加上导向帽，在组装锚索后，挂上编号牌，堆放整齐以保证使用方便。4、锚索安装及注浆预应力锚索施工中所使用的锚索一般是由钢绞线或者钢筋构成，在进行锚索安装之前需要再次对锚孔进行处理，然后才能够将锚索以及注浆管一同放入孔内，为了防止锚头触碰到空地，在锚头区域需要做好橡胶捆绑，而注浆管需要保证处于距离孔底10cm左右的位置。在进行锚索注浆吋，需要确保砂浆的配合比符合相关标准的要求，并i在进行搅拌之时需要使用搅拌机均匀搅拌，并确保在初凝之前使用完毕，注浆过程当中所使用的水泥标号需要符合相关要求，可在其中加入适当的膨胀剂。在实际注浆时需要分期进行，第一期是锚固段注浆，第二期则是将自由段锚索以及孔壁中的缝隙填充完成。5、压力化学灌浆阶段在进行锁梁施工中，施工人员还应对施工中的高边坡进行灌浆操作，所采用的材料是水泥、粉煤灰、水玻璃、水，将这4种材料按照一定的比例混合均匀。施工中首先进行钻孔处理，当孔深度达到设计要求后，即可进行灌浆处理，灌浆中要注意严格按照自下而上的方式进行，待孔U有浆液冒出即可。6、锚索的张拉和锁定在本工程中所采用的锚索为高强度、低松弛的钢绞线。根据设计要求，锚索的张拉控制力应不大于520.8kN。（1）对于张拉设备的选择应综合考虑锚杆体的材料和锁定力的大小等因素。（2）在张拉施工之前，应先对张拉设备进行标定。千斤顶的标定数据与理论值之间的误差应控制在2%以内。（3）在进行锚夹具的安装吋，应先根据质量要求对锚夹具进行检查，确保全部满足要求。在进行锚具的安装时，应确保其与孔道对中。在注浆管理顺之后，即可依次放入锚垫板、工作锚以及限位板等。在限位板上需要采用千斤顶进行预拉处理。每根锚索预张拉处理之后，方可进行千斤顶、工具锚等的安装。（4）当锚固段的混凝土强度达到设计强度之后方可开始进行锚索的张拉施工。同吋还应确保承压 支撑构件的平整，台座和锚具应在指定位置安装好。台座和锚具与锚索的轴线方向应保持垂直。（5）在张拉施工过程中，应严格按照设计程序和张拉速度的要求进行施工。一般情况下，张拉的速度应控制在40kN/mino在正式张拉施工之前，应先进行二次预张拉。二次预张拉力的大小成控制在设计拉力的10%〜20%之间。预应力的正式张拉施工应采取分级逐步施加的方式，切忌不得一次张拉至锁定荷载。7、泄水孔施工按照锚索孔内水位实际情况依次在挡土墙面设置3个泄水孔，不管是在孔径大小上还是泄水孔的深度方面都应满足施工要求。通常情况下，选取的通径7.5cm的热镀锌管作为泄水管，每节长度位达到3m，各个泄水管之间使用接箍进行有效连接。钻孔工作结束后，施工人员即可进行泄水管的安装工作，要注意的是为了确保其稳定性，可使用铝质砂网进行包扎固定，并设置渗水滤管，确保地下水顺利排出，不致对泄水管造成腐蚀。此外在孔内的空隙部位还应使用水泥砂浆进行填充处理。采取此种施工方法，在遇到暴雨或者连阴雨吋，地下水能够顺着孔道及时排出，大大降低了边坡的承受力，提高了边坡的使用年限。五、相关工艺改进方案1、钻孔工艺的改进方案传统钻孔方案中，一般是先按照施工图使用全站仪对孔的位置进行定位，然后用钻机平稳的进行掘进。在掘进的过程中，为了确保工程的施工不会影响周边岩土的稳定性，一般采用无水干钻。并且在进行钻孔时，要严格控制钻孔的速度，防止意外的发生。在上述工程中，施工企业根据现场实际情况,对传统的钻孔方案做了适当的改良。为了保证持力层的深度，施工企业结合现场地质勘探情况，随时对施工现场的土层进行取样观测，当出现掘进闲难时，现场技术人员及吋作出响应，在最短的吋间内确定是否达到持力层以及还需要继续掘进的距离。在整个掘进过程中，除了上部较为松软的土层之外，还有较为坚硬的岩层段。在对岩层段进行施工吋，高度关注钻进的速度以及气压。一 般来说，钻进吋的气压控制在9MPa左右，具体钻进的速度则根据岩层的硬度以及钻机钻进的情况来定，以安全施工为前提。为了保证成孔的垂直，施工企业在进行钻机的选取吋经过了多方面的考虑，最终选取了冋旋钻机搭配金刚石钻头的方式，并II采用罗盘对钻杆随吋进行观测校核。经过上述改良的钻孔方案，在很大的程度上保证了成孔的质量，并且为后续灌浆的过程提供了保证。2、锚索工艺的改善方案传统施工工艺中，锚索的张拉设备一般是根据锚杆来进行选择。通过双控法来对锚索的拉长量进行校核，即通过控制拉力与伸长值来控制锚杆的应力。一般来说，锚索在拉伸的过程中各项指标应该符合理论值，当实际值与理论值相差较大时应该立即停止拉伸并査明原因。在整个下放锚索的过程中始终保持锚索处于悬挂状态，锚索在下放之前就进行调直，所以能够较好的保证锚索在下放到底之后可以保持直线的状态。当锚索下放完成之后，如果浆体有明显下降应该及时对浆体进行补充。而为了防止锚索在施工过程中发生伤人事件，施工企业制作了钢管搭建的安全井，有效的保证了施工现场人员的安全。结束语公路高边坡工程施工过程中，预应力锚索施工技术可以冇效提高公路高边坡的稳定性，防止出现滑坡的情况，是一种非常有效的边坡加固措施，特别适合用于进行公路工程边坡加固，具有经济、可靠、美观的优点，具有较高的推广应用价值。［1】张金保.浅谈公路高边坡病害治理工程中的预砬力锚索施工［」］.青海交通科技，2013,(2)：37-38.［2】孙伟鹏.高速公路高边坡防护中预砬力锚索的施工技术［」］.青春岁月，2012(6):367. ［3】张毅.喷射混凝土技术在水土保持边坡防护的应用措施研究［」］.河南水利与南水北调.2016(09).［4】高俊峰，余挺勇.浅谈高边坡防护施工及安全措施［」］.中华民居(下旬刊).2014(06).［5】格桑卓嘎.绿色格宾挡墙在边坡防护中的砬用及效果评价［」］.江西建材.2014(01).