压力分散型预应力锚索施工技术

压力分散型预应力锚索

施工技术

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压力分散型预应力锚索施工技术

作者：邹金发

摘要：文章结合工程实例，对采用压力分散型预应力锚索进行滑坡锚固施工进行分析，并提出一些保证施工质量的控制措施，对同类工程有一定的参考价值。

关键词：压力分散型预应力锚索施工管理

1 引言

传统拉力型锚杆在锚杆受荷时，不能将荷载均匀地分布于固定长度上，会产生严重的应力集中现象。由于粘结应力分布的不均匀性，随着锚杆上荷载的增大，在荷载传至固定长度最远端之前，在杆体与灌浆体或灌浆体与地层界面上就会发生粘结效应逐步弱化或脱开现象。压力分散型锚固系统，将集中荷载分散为几个较小的荷载作用于固定段的不同部位，使粘结应力峰值大大降低，因单元锚杆的固定长度很小，不会发生粘结效应逐步弱化，使粘结应力均匀地分布在整个固定长度上，最大限度地调用整个锚杆固定长度范围内的地层强度，锚杆承载力可随固定长度的增长而成比例提高。

2 工程概述

浦南高速公路南平市境K211+620～+960段金斗山滑坡在持久强降雨的不利影响下，产生了明显的工后变形和发展扩大，逐渐体现为后部山坡形成明显、连贯的变形周界，边坡浅层坍塌变形集中发育，两排抗滑桩之间的检测孔剪断破坏，前排抗滑桩前坡体局部溜坍，在二级边坡坡脚附近出现明显的剪出鼓胀裂缝带，第一级边坡挡墙受剪切呈现水平裂缝，预应力锚索出现破坏现象等。

为确保本段高速公路边坡稳定和交通安全，采用综合的治理工程措施根治该巨型山体滑坡地质灾害。本次支挡加固工程分为锚索抗滑桩、锚索框架及预应力锚索地梁三部分，现就锚索框架及锚索地梁采用压力分散型锚索施工作简要介绍。

3 压力分散型锚索加固方案

压力分散型锚索的基本原理

压力分散型锚索以无粘结钢绞线作为锚索体，其主体结构由自由段和锚固段组成。压力分散型锚索是在不同长度的无粘结钢绞线末端连接固定承载体，注浆固定后，以一定的规律分配荷载张拉对应的钢绞线单元，设置在锚孔不同深度的承载体将拉应力转化为压应力通过浆体材料传递到锚固地层，提供工程主要的锚固力。如图1 所示。

1 压力分散型锚索结构图

坡体锚固方案

预应力锚索框架

在ZK211+880～+940段第四级刷方后的边坡设置8片4节点及1片6节点锚索框架，锚索水平间距4m，上下排均为长度45m，下倾角25°，设计荷载700KN。

预应力锚索地梁

在ZK211+660～+954段第一级边坡路堑挡墙上设置97根锚索地梁，地梁中对中间距3m，地梁截面尺寸×，高度8m，可根据挡墙实际高度调整地梁长度。ZK211+660～+780段39根地梁，上排锚索长度38m，下排锚索32m，锚索下倾角30°，设计荷载600KN。

ZK211+780～+954段58根地梁，上排锚索26m，下排锚索25m，锚索下倾角25°，设计荷载600KN。

压力分散型锚索的结构形式

框架及地梁锚索类型均为压力分散型，由6根φ、强度1860MPa的高强度低松弛无粘结钢绞线组成，共分为3个单元，每个单元由2根高强度、低松弛的无粘结钢绞线通过特制的挤压簧和挤压套对称的内置于钢质承载板上组成，锚固段长度12m。

4 预应力锚索试验

在预应力锚索正式施工前, 应进行锚索的抗拉破坏试验, 以验证设计所采用的锚索的设计参数和施工工艺的合理性以及锚索的安全系数, 并在锚索施工前及时向设计单位提交试验报告, 以验证和调整设计。

5 预应力锚索施工工艺

以预应力锚索框架梁施工为例介绍压力分散型锚索施工工艺。

预应力锚索施工步骤

①锚索结构施工：包括施工准备、造孔、清孔、锚索制作、安装、注浆等；

②框架梁施工：包括框架基础刻槽、砂浆衬垫找平、钢筋制作安装、模板安装、砼浇筑、养生、锚索长度检测等；

③锚索张拉锁定：包括锚索张拉、锁定、试验检测、封锚等；

预应力锚索框架梁施工工艺流程

《预应力锚索框架梁施工工艺流程图》见图2：

图2 预应力锚索框架梁施工工艺流程图

主要施工方法

施工准备

首先要完成钢绞线、水泥、砼骨料、砼配合比、浆液配合比设计并报监理批准，然后编制施工方案，组织机械设备、人员进场，对施工人员进行技术交底和安全培训，对所使用的张拉设备进行标定，上报开工报告，批准后按设计要求先进行锚索基本实验，即抗拔拉破坏试验。试验孔完成后在锚固体浆体达到28 天龄期并且框架梁砼的强度达到80%后进行试验。基本试验的目的在于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、设计合理性以及所提供的安全储备，同时考虑有关搬运、储存、安装和施工过程中抗物理破坏的能力。

试验孔的具体位置由监理和设计代表现场确定，试验孔必须反映工程孔锚固地层的实际情况。试验孔自由段不注浆，锚固段与自由段之间设置止浆袋，锚固段外侧设置引排气管，排气管深入锚固段5～10cm，注浆方法与工程孔相同。试验时应记录各级荷载及锚头位移等详细数据，并及时向设计单位提交试验报告，以验证与调整设计。

边坡土石方开挖

①、按线开挖原则：严格按设计坡率、坡高测量放线，按放坡度架，按线开挖，不得超、欠挖；

②、分级开挖、分级支护原则：尤其在高边坡及地质条件差的情况下，要先施工上一级边坡锚索框架梁，并进行张拉，在达到有效防护的条件下，才能开挖施工下一级边坡；

③、分层、分段开挖原则：当边坡地质条件差或上一级边坡的防护还没有达到要求而下一级边坡需要开挖时，为了减少对边坡扰动应采取减小边坡开挖高度的办法，将设计的每级边坡分层开挖，或将同一级边坡分成几段，间隔开挖，分段防护；

④、尽量减少人为扰动的原则：当坡体已处于不稳定状态时，要采用静态爆破、控制爆破及液压冲击破碎机相结合的施工方案。

脚手架搭设与放样

边坡开挖完成后，清除表面松散体。用测量仪器按设计图纸放出孔位，然后根据孔位搭设脚手架。为了施工的安全和连续性，脚手架必须满铺坡面，并且扣在坡面上，连接扣件牢固，而且有专人定期检查，不允许有晃动的现象，施工时钻机要求上下错开，每台钻机还需搭设稳固的操作平台，以保证钻孔质量。在曲线段边坡放线时，由于坡面一般呈扇形发散或收敛，为了保持竖肋上下对齐，竖肋间距往往上下不等，这时应根据现场情况对竖肋上下对齐进行调整，保证框架梁的受力合理才是第一位的。

锚孔钻造

钻机应严格按照设计要求的孔位、倾角和方位准确就位，在搭设钻机作业平台时应充分考虑这一点，倾角、方位用测斜仪定向。钻孔必须采用干钻，施工人员配备必要的防尘