预应力锚索在高速公路边坡加固中的作用研究:预应力锚索张拉计算

　　摘要：边坡是高速公路建设中最为常见的工程之一，随着我国高速公路建设的飞速发展，边坡稳定问题也显得越来越突出。特别是山区高速公路，高填深挖较多，因此，对其边坡防护是非常有必要的。本文主要介绍了预应力锚索在高速公路边坡加固中的作用。
　　关键词：预应力锚索 边坡加固 作用
　　随着高速公路网建设向山区的转移 ,将出现大量的路堑类土质边坡 ,所以如何采用经济、安全的措施对这些边坡进行加固 ,保证高速公路的正常运营是当前一个极其重要的课题。
　　1、基本概念
　　1.1预应力锚索的含义
　　由钻孔穿过软弱岩层或滑动面，把一端（锚杆）锚固在坚硬的岩层中（称内锚头），然后在另一个自由端（称外锚头）进行张拉，从而对岩层施加压力对不稳定岩体进行锚固，这种方法称预应力锚索，简称锚索。
　　1.2预应力锚索的结构
　　锚索结构一般由幅度锚头、锚索体和外锚头三部分共同组成。内锚头又称锚固段或锚根，是锚索锚固在岩体内提供预应力的根基，按其结构形式分为机械式和胶结式两大类，胶结式又分为砂浆胶结和树脂胶结两类，砂浆式又分二次灌浆和一次灌浆式。外锚头又称外锚固段，是锚索借以提供张拉吨位和锁定的部位，其种类有锚塞式、螺纹式、钢筋混凝土圆柱体锚墩式、墩头锚式和钢构架式等；锚索体，是连结内外锚头的构件，也是张拉力的承受者，通过对锚索体的张拉来提供预应力，锚索体由高强度钢筋、钢纹线或螺纹钢筋构成。预应力锚索是一种较复杂的锚固工程，需要专门知识与经验，施工监理人员，应具有更丰富理论和经验。
　　1.3施工工序
　　1.3.1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，按设计要求，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。
　　1.3.2钻孔设备
　　钻孔机具的选择，根据锚固地层的类别、锚孔孔径、锚孔深度、以及施工场地条件等来选择钻孔设备。岩层中采用潜孔冲击成孔；在岩层破碎或松软饱水等易于塌缩孔和卡钻埋钻的地层中采用跟管钻进技术。
　　1.3.3钻机就位
　　锚孔钻进施工，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，并严格认真进行机位调整，确保锚孔开钻就位纵横误差不得超过±50mm，高程误差不得超过±100mm，钻孔倾角和方向符合设计要求，倾角允许误差位±1.0°，方位允许误差±2.0°。
　　1.3.4钻进方式
　　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。
　　1.3.5钻进过程
　　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0.1～0.2MPa），待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。
　　1.3.6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。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。
　　1.3.8锚孔检验
　　锚孔钻造结束后，须经现场监理检验合格后，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。
　　2、预应力锚索在高速公路边坡加固中的作用
　　预应力锚索是通过外端固定于坡面，另一端锚固在滑动面以内的稳定岩体中穿过边坡滑动面的预应力钢绞线，直接在滑面上产生抗滑阻力，增大抗滑摩擦阻力，使结构面处于压紧状态，以提高边坡岩体的整体性，从而从根本上改善岩体的力学性能，有效地控制岩体的位移，促使其稳定，达到整治顺层、滑坡及危岩、危石的目的。
　　预应力锚索采用对预应力锚索施加的预应力将滑动岩体与稳定岩体紧密连结为一体，增加岩体各层面紧密结合，减低公路隐患。
　　2.1预应力锚索施工方法特点
　　2.1.1自身优势
　　预应力锚索具有一定的柔性,可以深层加固,同时能够主动控制岩土体变形,调整岩土体应力状态,有利于岩土体的稳定性。
　　2.1.2经济性好
　　预应力锚索既可单独使用,充分利用岩土体自身强度,从而节省大量工程材料,同时又可与其他结构物组合使用,改善其受力状态,节省大量的员工,具有显著经济效益。
　　2.1.3施工快捷灵活。
　　预应力锚索具有施工工艺灵巧、施工进度快、工期短、施工安全等特点,用于应急抢险更具有独特优势。
　　2.1.4防止水质污染
　　加强对施工队伍的生活处理。严禁将其直接排入河道水流中；对路基清除淤泥表土应回收到路上处理或运到指定地点堆弃：弃土弃石应运到合理地点。不得任意堆放，更不能淤塞河道；对桥梁围堰施工．应注意围堰土在施工结束后的清除工作。避免阻塞河道：施工机械和油料库还应避免油污的污染。
　　2.1.5防止大气污染
　　材料堆放应尽量采取库内存放，如露天放置应采取必要挡风措施．减少扬尘：组织好材料和土方运输．防止材料散落造成环境污染：材料运输宜采用封闭性较好的自卸车运输或采用覆盖措施：对于拌合材料应合理安排拌合场并集中拌合．尽量减少拌合场；拌合场的场址应悬在环境敏感点下风向，且应保持距离在300m以上。
　　3、小结
　　预应力锚索是治理高速公路滑坡的一种新型有效工程措施之一，桥巩船闸闸室段左边坡存在深层滑裂面，通过设置预应力锚索来达到边坡的稳定，从而节省了工程投资，加快了施工进度。
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