压力分散型预应力锚索高边坡加固施工技术

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152探讨压力分散型预应力锚索高边坡

加固施工技术

严景明 福建省闽鑫建设工程有限公司

摘 要：随着我国经济飞速发展，基础设施建设,公路建设向山岭重丘区扩展，形成不少高陡边坡，如果按普通开挖防护变得不经济或不可能，普通锚杆加固边坡已不能满足边坡安全稳定与公路发展的需要。本文针对压力分散型预应力锚索加固技术进行了详细论述。

关键词：预应力锚索；原理；施工

1 前言

随着预应力锚索防护加固路堑边坡逐渐不断发展，预应力锚索锚固工程不论在高速公路，还是在普通公路的高边坡加固上获得了良好的应用和发展。

预应力锚索根据锚固体的受力状态，可分为摩擦型锚索和承压型锚索两大类；按照锚筋体结构的传力特征，又可分为拉力型锚索、压力型锚索和荷载分散性锚索。其中荷载分散型锚索又分为拉力分散性锚索、压力分散型锚索和拉压分散型锚索。其中压力分散型预应力锚索结构（如图1所示）先进，受力合理，承载力大，经济实用，有明显的社会效益和经济效益。

图 1 三单元压力分散型锚索结构示意图

2 工艺原理

在高边坡逐级开挖且在坡面修整完后，按一定间距利用潜孔钻钻穿预测滑动土体至稳定土体中一定深度形成锚索孔，孔道最里面的一段（在稳定土体中）为锚固段，其余为自由段，把用无粘结钢绞线加工好锚筋体安插于孔道中，再用微膨胀水泥浆从孔底至孔口注浆饱满，充满整个孔道的水泥浆体凝固后与孔壁土体结合成整体，形成锚固体。在坡面上浇筑混凝土框架或竖梁，待其混凝土强度达到一定时，分组张拉预应力锚索形成预应力锚索防护加固边坡（图2）。

当采用的锚筋体为普通钢绞线等材料制作而成时，注浆时采用止浆袋将自由段与锚固段分开来，第一次注浆只把锚固段注浆饱满，等预应力筋张拉后再对自由段进行补浆填孔做防锈处理。为了提高锚固体的握裹

力，注浆时往往采用高压劈裂注浆法。

图 2 锚索加固高陡边坡示意图

3 施工工艺3.1 施工工艺流程图

为了保证压力分散型预应力锚索的施工质量和锚索效果，其施工工艺有严格的要求（如图 3 所示）。

图 3 预应力锚索施工工艺流程图

3.2 施工工艺步骤

3.2.1 按设计要求进行预应力锚索基本试验，即抗拔拉破坏试验，其目的在于研究和验证设计采用的工作锚索的性质和性能、施工工艺、设计质量、设计合理性以及能提供的安全储备；并着重研究锚索的抗拔拉承载力、荷载—变形、松弛与蠕变等问题；同时考虑搬运、储存、安装和施工过程中抗物理破坏能力，发现问题，及时采取措施变更和完善等应对。

3.2.2 对于地下水较丰富的，需先行施工排水平孔排干山体中水，再进行锚索孔施工。

3.2.3 钻孔应严格按设计的孔位、倾角和方位角钻进，钻机导轨倾角误差不超过±2°，钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值，钻孔达到设计深度时，不能立即停钻，要求稳钻3～5min

，防止孔底灭尘，并且要及时进行孔道的清理。锚孔

工

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式中：——为单根锚筋的截面积。 ——为锚筋标准承载力。——为锚筋的弹性模量。

L1、L2、L3——分别为一、二、三单元的锚索长度，且L1＞L2＞L3。

、——分别为分步张拉之第一、第二级荷载增量。2 工作锚孔张拉：

1) 先将所有锚索一起张拉至设计荷载的 15%，将钢绞线拉直后松开；

2) 将第一单元锚索拉至分步荷载 P1，然后与第二单元锚索一起拉至对应分部荷载 P2，P1、P2 数值如下：

式中：P 为设计荷载；L 为锚索长度；为各单元锚索长度之差。

再加上第三组锚索，然后按分级张拉表中对应荷载分级张拉。

表 5.2.8-2 锚索分级张拉数据表

张拉步骤预拉第1级第2级第3级第4级超张拉工作孔

15%P

25%P

50%P

75%P

100%P

110%P

4 结论

通过对宁古二级公路建设工程的高陡边坡施工过程或施工后进行的观测结果表明，压力分散型锚索加固高陡边坡是可行可靠的。

压力分散型预应力锚索加固高陡边陡，能使边坡坡率减缓，节约用地，大大地减少土石方的开挖，经济效益明显。因压力分散型锚索结构合理，受力较好，特别是对不能提供大吨位锚固力的岩土体，加固可靠，变被动防护为主动防护，极大的改善了建成后高陡边坡受水毁的可能性，有力的保障了道路运营的边坡安全性，因此压力分散型预应力锚索应用前景广泛。

参考文献：

[1] 张海生,李锦云. 压力分散型预应力锚索张拉施工工艺研究[J]. 中国地质灾害与防治学报. 2004(S1)

[2] 夏元友,范卫琴,芮瑞,王艳丽. 压力分散型锚索作用效果的数值模拟分析[J]. 岩土力学. 2008(11)

[3] 谢韶华. 压力分散型预应力锚索的基本试验分析[J]. 福建建筑. 2007(07)

施工采用风动干钻施工法进行施工，对易于塌孔、卡钻的地层，为确保质量，需采取跟管钻进的工艺进行钻孔。严禁采用水钻或用水清孔，避免孔壁产生泥皮使锚筋体与岩土层磨阻降低。

3.2.4 锚孔成孔后，用高压风反复清孔，将孔碴排出孔外，确保孔内清洁。

3.2.5 锚筋体制作安装：严格按设计要求制作锚筋体，锚筋体摆放顺直，不扭不叉，排列均匀。 在锚孔检查合格后，要求较直顺的安插锚筋体至孔底，安装时要求按设计倾角和方位角平顺推进，严禁抖动、扭转和串动，防止中途散束和卡阻。

3.2.6 孔内注浆：注浆液应严格按配合比搅拌均匀，不能有结块，随拌随用，注浆体强度不得低于 40MPa 。锚孔注浆必须采用孔底返浆法（注浆压力一般为 2.0MPa 左右），直至孔口溢浆，严禁抽拔注浆管变成孔口注浆，如发现孔口浆面回落，应在 30min 内进行孔底压浆补浆 2～3 次，确保孔口浆体充满，保证孔内注浆饱满。为了提高锚固体的锚固能力，往往采用高压劈裂注浆法，其工艺步骤是：第一次注浆，不加压，以孔口溢浆为准；第二次注浆，是在第一次注浆养护15h 后进行，注浆压力设定为 3MPa ；第三次注浆，在二次注浆后的 3h 内进行，注浆压力设定为 5MPa 。3.3 张拉

3.3.1 锚固体强度与台座强度达到设计强度 80% 时，方可进行张拉锁定作业。锚筋张拉必须采用专用设备，并在张拉作业前对张拉机具设备进行标定。

3.3.2 锚索的张拉、锁定：锚索张拉按设计次序分单元采用差异分步张拉法，根据设计荷载和锚筋长度计算确定差异荷载，锚索的预应力在补足差异荷载后分5级按有关规范施加，即设计荷载的 25%→50%→75%→100%→110%。考虑到地层松驰徐变等影响，采取对预应力筋锚索进行超张拉，超张拉值取设计荷载的 10%，每一级荷载达到时要持荷 5min ，最后一级持荷至观测位移稳定为止（10-15 min ），记录张拉力和锚头位移，按要求锁定。锚索锁定后 48 小时内，若发现明显的预应力损失现象，则应及时进行补偿张拉。

3.3.3 差异荷载的计算

下面以三单元的压力分散型锚索为例，张拉参数计算如下：

1 试验孔张拉步骤：首先把所有的锚筋一起拉至

的 0.1～0.2 倍使锚筋拉直，然后松开，随后再采用循环加荷，每级加荷增量宜取 的 1/10～1/15。对于压力分散型锚索，初始荷载宜取（ +差异荷载）。

2 三单元压力分散型锚索为例的差异荷载计算公式：：

—

E （+式中A

为单根锚筋的截面积

为打印面积汇总表， 显示各套内的原有面积和分摊面积，再将分摊结果保存入库[4]。3.4 查询统计子系统

查询系统根据一定查询条件（如幢号、产籍号、录入人员等）显示相应的楼层信息，包括属性查询、图形查询、业务查询、分层分户图查询、面积汇总表查询等功能，查询时还可对相关信息进行修改更新。

4 结束语

基于 GIS 技术的房产测绘系统是房产测量数据处理与管理的强大工具， 它以 GIS 的方式绘制、定义图形及属性，实现了图形属性的双向连接，使房屋面积的分摊结果更准确，并且能自动生成繁琐的分层分户平面图，减少了重复性的野

外测量，提高了房产测绘工作的效率和质量，而且按照 GIS 方式生产的房产数据很容易和城市基础地理信息数据库融为一体，形成房地合一的整体空间数据库，这将推动城市房产、国土的信息化建设，是实现“数字城市”的必由之路！

参考文献：

[1] 刘正军,许耀东.南京市房产测绘管理信息系统的分析与图库设计[J].南京建筑工程学院学报,2000,(1):69-73.

[2] 杨平,裴亚波.基于GIS 技术的房产测绘系统设计与实现[J].北京测绘,2004,(2):12-15.

[3] 景智娟. 商品房公用建筑面积分摊有新调整. 《北京房地产》2000年第12期

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