预应力锚索在公路顺层岩质边坡中的应用

预应力锚索在公路顺层岩质边坡中的应用
摘要：随着社会的发展，我国的公路工程发展也有了改善，顺层岩质边坡的问
题是山区公路建设中常见的工程地质问题，岩体本身包含复杂的结构面和结构体，应力应变状态也难以确定，顺层岩质边坡加固治理成为路基工程的关键技术。

关键词：预应力锚索；公路顺层岩质边坡；应用
引言
现代化公路网络体系以经济发展良好的区域为核心，不断向偏远地区辐射，山地、河流
等均是公路施工重难点，尤其在广西、云南、贵州等地，常遇到顺层岩质边坡施工环境。

根
据工程经验，顺层岩质边坡易发生失稳现象，通过锚索施工技术可达到加固的效果，相比于
常规结构而言具备稳定性好、成本低等多重优势。

1公路顺层岩质边坡防护措施探讨
公路工程建设多处于山岭地貌，由于山区地质构造复杂，岩体各种软弱结构面及其发育，使得公路建设中不可避免遇到岩质边坡工程问题，在工程建设中，对于岩质逆向边坡一般不
容易发生滑动，而对于顺层岩质边坡，极易发生滑动，对于一个公路工程建设，在众多岩质
边坡失稳的案例中，顺层岩质边坡发生滑动的案例占80%，因此，对研究公路顺层岩质边坡
防护措施具有非常重大意义。

在公路工程建设中，常用的岩质边坡的防护措施有锚杆喷射砼、抗滑桩、放坡、预应力
锚索等，对于以上几种措施哪一种措施对顺层岩质边坡防治效果较好呢？根据笔者多年工程
经验进行分析总结如下：
（1）锚杆喷射砼：可以全封闭坡面，防止边坡零星危岩体滚落，有效防止岩体进一步
风化，但由于锚杆提供的锚固力过小，抵挡不了顺层岩质边坡的下滑力，因此，不适用于顺
层岩质边坡防护。

（2）抗滑桩：抗滑桩措施是防治滑坡中常用的一种措施，它可以通过自身的嵌固段提
供较大的抗滑阻力来维持边坡的稳定，抗滑桩一般设置于坡脚，但是对于顺层岩质边坡，软
弱结构面可能出现于半坡上，边坡可能从中下部越过抗滑桩桩顶滑出，若设置较长的悬臂段，抗滑桩的受力条件较差，同时抗滑桩造价较高，因此该方案并非最优方案。

（3）放坡：在工程建设当中，放坡是最常用的一种形式，通过放缓边坡，可以防止边
坡的坍塌，提高边坡的整体稳定性，但是对于顺层岩质边坡，当岩层倾角较缓时，需要放坡
的坡度小于岩层的倾角，否则该边坡还是处于不稳定状态，例如某工程一顺层岩质边坡，放
坡坡度基本达到1:1.25，坡度已经比较缓了，但是后期还是发生顺层的滑动（见照片1、2）。

照片1 顺层岩质边坡滑塌前照片照片2 顺层岩质边坡滑塌后照片
（4）预应力锚索：预应力锚索通过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，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。

对于顺层岩质边坡是一种较有有效的防护措施，通过钻孔注浆可以扩算到
岩体裂隙及结构面中，改善岩体结构面的力学性能，提高结构面的抗剪强度，此外，通过锚
索张拉预应力，可以改善岩体的应力状态，可有有效控制岩体的变形，能提供较大的锚固力，从而提高边坡的稳定性。

因此，对于顺层岩质边坡，不建议采用较缓的放坡坡比，边坡坡度过缓，边坡高度亦随
之增加，反而对边坡不利，应采用“陡边坡、强防护”的设计思路，建议采用预应力锚索防护，通过锚索的预应力张拉，改善边坡的应力状态，提高边坡的整体稳定性。

2优化措施分析
2.1锚索灌浆
水泥砂浆不具备较强的流动性，易出现注浆管堵塞现象，致使孔内压力明显加大。

在遇
水环境下，水泥砂浆将出现离析现象，最终沉积在锚固段，使其强度难以达到标准。

鉴于此，锚索灌浆时应选择合适的材料，较可行的有纯水泥泥浆。

当现场为沙土桩锚固段时，还需采
用二次高压劈裂注浆法，以达到提升地层锚固力的效果。

经钻孔作业后，需及时安排人员安
装锚索并灌浆，间隔时间要得到有效控制，通常不可超过1d。

实际施工中，要控制好注浆压
力和注浆量，以确保劈注时间的合理性，要求锚固段得到有效的封塞，注浆管可选择钢管。

在既有注浆材料的基础上可掺入适量聚丙烯腈纤维，用量为1.7~2.1kg/m3，以改善注浆混合
料的性能。

2.2要保证预应力锚索技术的钻孔施工质量
钻孔工艺技术包括孔位定位技术、钻进技术、钻孔冲洗技术等很多项内容，所以工作人
员在实施钻孔的时候必须要选择合理的孔位，还要注意保证施工选用的尺钻杆与钻机相适应，尺钻杆的长度要跟锚索设计相符合，只有保证以上两个原则才能保证钻孔不会出现倾斜，提
高钻孔质量。

同时，在钻孔过程中，要确定工作风压和地址，选择合适的钻机实施操作，钻
孔完成以后还要注意进行钻孔洞的清洁，将钻孔的残渣、粉末等清理干净，为后续工作做好
准备。

2.3锚索张拉
检验锚墩施工情况，当该处混凝土凝固且经过8d后，回弹强度达到75%以上，则具备
张拉锚索的条件。

若顺层岩质边坡防护作业范围较广，需通过极限抗拔力试验的方式分析现
场情况。

就本工程而言，顺层岩质边坡锚索张拉采取的是分次张拉方式。

根据钢绞线股数，
以此为基准选择合适型号的锚具与夹片，调整各钢绞线，要求位置足够合理，将锚具由钢绞
线端部穿入。

夹板与锚具应达到紧密连接的状态，可使用准16mm钢管压紧，并设置千斤顶，无误后再逐步张拉。

首次张拉作业时，可细分为4个张拉等级，即预应力的15%、25%、45%、65%，每完成一级张拉作业后均要维持4min，此阶段荷载不可发生变化[2]。

结束第一次张拉
且经过4d后即可安排人员第二次张拉，此环节目的在于消除锚墩位移带来的不良影响，避
免预应力受损现象，共分为3级，即85%、95%、105%。

同样的，每结束一级张拉作业后，
均要维持4min的持荷时间。

2.4提高锚索组装工作的合理性
锚索表示在实施锚固的时候，针对主缆分成多股钢束，如果组装的情况无法达到要求，
那么就会严重影响施工的安全，不利于保证工程质量。

工作人员要促进预应力锚索技术在公
路顺层岩质边坡施工中发挥积极作用，因此必须做好锚索的组装工作，通过辅助工作提高组
装的质量，特别要注意的一点，在选择钢绞线长度的时候，要体现针对钢绞线实施张拉、锚
固等操作，才能将钢绞线的长度误差降到最低。

工作人员还注意在钢绞线的表面涂抹好油脂
有利于避免生锈，锚索组装完成后做好编码，储存在一旁备用。

结语
对于公路顺层岩质边坡，不建议采用较缓的放坡坡比，边坡坡度过缓，边坡高度亦随之增加，反而对边坡不利，应采用“陡边坡、强防护”的设计思路，建议采用预应力锚索防护，通过锚索的预应力张拉，改善边坡的应力状态，提高边坡的整体稳定性。

同时，公路施工建设的过程中，必须根据施工现场的地形、环境、气候条件确定最好的施工技术，优化锚索施工工艺，加强预应力锚索技术的施工质量，能够提高顺层岩质边坡施工的整体水平。

参考文献
[1]周纯择，刘怡志.公路顺层岩质边坡支护预应力锚索的施工技术应用[J].中外交流，2018（45）：69.
[2]郝旭斌.初探公路顺层岩质边坡支护预应力锚索施工技术[J].城市建设理论研究：电子版，2014（8）.
[3]尚应文.浅谈公路顺层岩质边坡支护预应力锚索施工技术[J].建筑工程技术与设计，2017（35）：221.
[4]杨帆.关于公路顺层岩质边坡支护预应力锚索的施工技术应用分析[J].低碳世界，2018（7）：312-313.
作者简介
朱志广（1988年01月-），男，广西合浦，硕士，工程师，主要从事地质灾害治理及防治研究。

邮箱地址：767046461@
基金项目
广西交通职业技术学院2018年度院级自然科学、哲学和人文社会科学研究项目，公路顺层岩质边坡稳定性及影响因素敏感性分析，项目编号:JZY2018KAZ01。