岩土工程边坡治理中的预应力锚索技术

岩土工程边坡治理中的预应力锚索技术

王跃波

武安市永和建筑劳务分包有限公司 河北武安 056300

摘要：预应力锚索能够对岩土体施加压力，改善岩土体的受力状态，提高岩土体的强度，促进岩土体的稳定，其具有工序比较简单、施工效率高、质量易控制、施工进度快的优势。本文就预应力锚索在岩土边坡工程治理中的运用进行了分析探讨。

关键字：岩土工程、边坡治理、预应力锚索技术

1. 引言

　预应力锚固技术在近代岩土工程中得到广泛的应用，并取得较大的成功。预应力锚索是指通过钻孔(或预留孔道)将主要承受拉力的钢绞线、高强度钢丝设置于稳定地层内(或稳固构筑物上)，并在被加固体表面通过张拉产生预应力使被加固体双面受压的结构物。预应力锚索几经改进，特别是发展到第三代，其内锚固头已基木实现了均匀受力，结构体系趋于完善，主要由内锚固段、自由段和锚固头三部分构成，锚固头又由垫墩、钢垫板和锚具等组成。锚索的预应力主要起到如下的作用：①岩土体在预应力锚索的作用下物理力学性能得到一定程度的改善，增加了坡体的稳定性；②岩土体在锚索法向分力作用下，提高了滑移面的抗剪强度，增大了坡体阻滑力；③岩土体在锚索的作用下，使初始裂隙闭合、贴紧，这大大提高了岩土体的整体性。

2. 预应力锚索技术在边坡工程中的运用现状

随着我国经济建设的发展，国家的基础设施建设项目日益增多，规模也越来越大。为满足工程需要，须对建设场地进行改造，在这些工程建设中形成了大量的人工边坡。若是不能够及时对边坡进行加固，将会发生滑坡、崩塌等地质灾害，将严重危害人民的生命财产安全，同时也会影响整个工程项目的施工进度，造成不必要的损失。　　

近年来，高边坡的稳定性成为一个十分突出的问题。传统的边坡加固方法，如坡率法、修建挡墙等方法随着边坡高度的增加，不仅造价猛增，而且可靠性程度降低，当边坡超过一定的高度时，传统的加固方法常常无法实施。预应力锚索格构支护在边坡治理中能发挥很好的作用，而且具有安全高、风险较低的优势。

所谓的预应力锚索格构支护就是一种能够进行支持边坡加固的复合型结构。相比于传统的支护方式，预应力锚索格构具有明显的优势。一是通过锚索施加预应力能够主动控制岩土体变形，调整岩土体应力状态，能充分地发挥岩土体的自承能力，减轻支护结构的自重，节约工程材料;二是利用锚索支护能形成较大的坡度，可以减少土方开挖，减少植被的破坏，有利于环境保护;三是锚索格构施工设备较轻便，施工简便易行，技术风险底，可以分层分段施工，减小施工本身对边坡体的扰动，避免因施工不当引起灾害的发生;四是可进行边坡动态设计，根据开挖地质情况及时调整设计。总之，预应力锚索在岩土边坡工程治理中具有重大的现实意义。

3. 锚索施工技术　　

3.1预应力锚索结构　

预应力锚索主要由锚固段、自由段和锚头三部分构成。锚索的材料主要有钢绞线、锚具、注浆材料。锚固段是锚索伸入滑动面以下稳定岩土体内的部分，通过锚固体周围地层的抗剪强度承受锚索所传递的拉力。锚固段通过灌浆使锚索与孔壁结成整体，而使孔周稳固岩土体成为承受预应力的载体。自由段是传力部分，其下端为锚固段，上端为锚头。自由段中的每根钢绞线均被塑料套管所套护，为无粘结钢绞线，灌浆仅使护套与孔壁连结，而钢绞线可在套管自由伸缩，可将张拉段施加的预应力传递到锚固段，并将锚固段的反力传递回锚头。锚头是将锚索固定于外锚结构物上的锁定部分，也是施加预应力的张拉部件。锚头由部分钢绞线、承压钢垫板、锚具及夹片组成。

3.2边坡开挖修整　

在施工过程中必须严格依据设计图纸进行施工放线，精确进行开挖边线测设，首先采用机械按边坡开挖线开挖毛坡(毛坡离开挖线0.2m)，形成一级坡面后再采用人工修整，修整边坡面时，尽可能使边坡保持平顺状态，避免边坡出现凹凸不平的现象，同时要将所有松动的岩土体清除。　　

3.3坡面喷射混凝土　

将边坡修整好之后，在边坡坡面铺设低镀锌铁丝网，接着在铺设好的镀锌铁丝网上喷射C20混凝土进行护坡。用长度与间距均为2m的呈矩形阵列布置的20mm螺纹钢短锚杆进行铁丝网的固定，在固定好的铁丝网上喷射厚度为0.1m的混凝土，喷射完成后使坡面保持平顺。　

3.4锚孔测放　　

边坡施工需要采用边挖边加固的手段进行施工，具体来说就是分段分层开挖防护，严禁一次性开挖到底。锚孔测放需要严格根据工程设计图纸进行施工，在坡面上进行锚孔位置的测放，孔位误差在±50mm范围内。　

3.5潜孔钻进　

钻孔是锚索施工中控制工期的关键工序。为确保钻孔效率和保证钻孔质量，通常采用潜孔钻机进行无水干钻的方式，保障锚索施工不会对边坡岩体本身的工程地质条件造成改变与恶化，同时其又能够使孔壁的粘结性能得到保障。　

3.6锚孔清理及检验　

钻进到达所需深度后，不能立即停钻，此时需要稳钻1～2min，以避免孔底尖灭、达不到设计孔径及孔深的现象发生。钻孔孔壁若有水体粘滞或者是沉碴，必须及时进行清理。完成在钻孔工作之后，使用高压空气将孔内的水体或者是岩粉清除出孔外，从而避免降低孔壁岩土体与水泥砂浆之间的粘结强度。一般采用设计孔径、钻头和标准钻杆进行孔深、孔径的检测，进行检测时现场需要要监理人员进行观测，此外，还需要对锚孔孔位、倾角以及方位进行复查，待所有的锚孔施工分项工作检测合格后，才可判定锚孔合格。

3.7锚索体制作及安装　

钢绞线采用低松弛高强度且无粘结的预应力钢绞线。采用砂轮机进行锚索下料的切割，要避免使用电焊切割。首先按照工程设计长度采用无齿锯将钢绞线锯断，接着将其上面的油污与锈斑清除，最后进行防腐处理工作。在钢绞线的自由段涂防腐剂，先涂刷无氯石油沥青，待沥青彻底硬化后，再将黄油涂到套塑料螺旋套管上。由锚头、自由段和锚固段这三部分构成锚的索体，将导向尖锥安置在最前段，每隔1m处安放锚固段扩展环以及定位片;自由段每隔1m设置一处长为0.1m的紧箍环，将钢绞线穿过其内部。不得直接将制好的锚索放在泥土上，要避免锚索粘到油污、泥土等杂物，检查钻孔内无掉块之后才能进行安装。完成钻孔后，要在24h内进行锚孔注浆与锚索安装工作。　

3.8锚固注浆注浆

经试验之后选后施工配合比最佳的水泥砂浆。要严格控制水泥砂浆的质量，水泥标号要大于142.5#，将净化的河砂过筛分选，砂浆搅拌好之后需要再次过筛，尽可能避免水泥结块堵塞管路。使用孔底注浆法，在注浆压力为2.0MPa左右的条件下从孔底开始注浆。注浆过程中要不断缓慢进行砂浆搅拌，砂浆灌注呈现饱满密实的状态。施工中，使用二次劈裂注浆技术进行施工，从而使地层锚固力得到提高。

结束语：

山体滑坡的危害巨大，它可以破坏线路、中断行车，也可以破坏房屋、桥梁、隧道等建筑物，还可以造成正在建设中的工程发生事故、延误工期、增加投资。对于容易发生山体滑坡的区域必须重点防范，对于已经发生山体滑坡的区域应采取有效的工程措施治理。

参考文献

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[2]倪文祥.岩土工程边坡治理中的预应力锚索技术应用[J].建筑技术开发,2019,46(23):160-161.

[3]孙兆来.岩土工程边坡治理中预应力锚索技术应用研究[J].居舍,2019(11):67.