高速公路施工高边坡预应力锚索施工技术.pdf

CM&M 2023.041731 工程概况某高速公路某标段左侧边坡强度为 4 级，单级边坡垂直高度约为7.68.0m，一级边坡坡率为1:0.51:1.25，二级边坡坡率为1:1.01:1.25，三级边坡坡率为1:1.25，四级边坡坡率为 1:1.25，其中边坡坡高最大值约为33.6m。土层性质为类土质，表层土质性质为风化性云母石（英片岩），厚度为 9m，下伏土层为片状的云母石，边坡整体的强度非常薄弱，且外边坡较为陡峭，需要对其进行相应的加固处理。2 工程边坡加固项目方案为提高项目工程边坡的强度，需要在工程第一级设计非预应力的锚杆框架，并对第二级和第三级设计锚索架进行加固。对于锚索架的结构设计参数如下：高程设为 7.8m，宽度值设为 8.1m，并在框架上设计了 6 索、4孔预应力锚索，进行加固处理。第二级和第三级的上排和下排的长度分别为 18m 和 20m，每个孔道的拉力值为710kN。锚固段的距离为 11m，边坡坡面上排、下排锚索长度共 18m，单孔拉力为 700kN，锚固段长为 10m。第三级的边坡坡面锚索上排长度为 20m，下排长度为 18m，单孔拉力为 700kN，锚固段长为 10m。边坡加固工程平面布置如图所示。2.1 设计边坡框架梁边框架梁的框架结构，采用混凝土浇筑，混凝土标号为 C25。通过运用铺垫施工的工艺对基底进行加固，并在竖肋基础上增设了厚度为 6cm 的砂浆，作为加固处理。边坡框架梁设计立面及剖面如图 2 所示：2.2 设计锚索此项目施工主要采取压力型锚索进行加固，单元锚规格为 15.24，一共为 3 个单元锚，通过运用钢绞线进行加固。3 锚索施工原理与施工流程3.1 锚索施工原理通过逐次开挖的方式对边坡进行开挖，对坡面进行高速公路施工高边坡预应力锚索施工技术阿卜杜热西提艾合麦提尼亚孜摘要：预应力锚索可以对边坡起到加固的作用，具有技术先进、成本合理、安全性能高的优势，在我国的高速公路建设中得到了较为普及的运用。为了提高高速公路边坡的强度，以某项目工程为例，对边坡存在的变形问题采取预应力锚索加固技术。对预应力锚索施工技术进行分析，并且对边坡预应力锚索的施工要点进行了论述，目的在于全面总结项目施工经验，进而达到提高边坡稳定性的目标。关键词：高速公路；边坡；预应力锚索；加固；工艺分析（和田公路管理局，新疆和田848000）图1 边坡加固工程平面布置图2 边坡框架梁设计立面及剖面图a 立面 b 剖面174工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工修复以后，设计好预定的距离，借助于潜孔钻，对松动的土体进行钻孔。等到土体强度达到稳定以后，将钻孔搭设到预定的锚索孔。孔道在稳定土层中通过锚固段进行加固，其他孔道作为自由段，通过钢绞线对孔道进行加固，并通过具有膨胀性的混凝土进行填充，使得孔壁能够与土体密切融合，进而构成稳定的锚固体。3.2 施工流程锚索的施工流程如下：对锚孔进行测量准备钻机对锚孔进行钻探对锚孔进行清理编排锚孔下锚进行混凝土整体浇筑第一次、第二次张拉封锚。4 锚索施工要点4.1 钻造锚孔4.1.1 测量、放样锚孔根据项目施工图纸，在坡面上确定好锚孔的位置，孔位的位置和坡面的纵横误差需要低于 40mm。4.1.2 钻机钻进按照项目施工图纸，提前架设脚手架，按照项目工程的实际情况对锚孔的孔位进行安装。锚孔开钻以后的高程误差需要低于 80mm，纵横的误差需要低于 48mm，方位的误差需要低于 2，倾角误差需要低于 1。运用无水干钻的方式对锚孔进行钻孔，防止用通水钻进行钻孔，进而保证锚孔钻进的过程中，不会影响到周边边坡的强度，给周围的土层强度带来干扰1-2。与此同时，对于钻孔的速度，需要结合项目工程的实际情况和钻机的机械性能，以有效达到提高锚孔施工效率的最终目的。钻孔的孔深以及直径需要符合设计值的要求，钻头的直径需要符合设计值，并要超过设计的孔径。钻孔的深度需要比预设深度深 0.4m。钻孔厚要对锚孔进行及时清理。4.1.3 清理锚孔对孔壁进行清理，以防止出现水体粘连的问题。在完成钻孔以后，需要采取风压为 0.3MPa 的高压水枪，对水体的岩粉进行清扫，预防土体和岩粉附着在孔壁上。在锚孔清扫干净以后，进行锚筋的安装和注浆施工，在条件允许的前提下增设排水孔3-4。4.2 检验锚孔在完成锚孔的清理以后，需要对孔深和孔径进行检查，以确保钻孔和预设的孔径大小相互匹配。在进行验孔时，需要稳步对钻头进行推进，防止钻头前进不稳的现象。借助于高压风开展吹验，对于防止水体飞溅具有较好的效果。4.3 编束锚索4.3.1 下料、安装过程编束锚索之前，需要安排项目施工人员对钢绞线进行反复的检查，防止钢绞线出现弯曲和变形的问题。要确保钢绞线顺滑和均匀，按照项目施工图纸进行下料，其长度误差需要低于 45mm。另外，需要预留长度为 2m的钢绞线作为备用材料。4.3.2 接装导向帽在对隔离支架进行架设以后，需要在锚索体的最底部将导向帽进行拼接，以提高下锚的效率。项目施工人员要按照预设的要求，对导向帽的规格进行把关，导向帽的误差需要低于 4mm，接桩定位的误差需要低于 15mm。4.3.3 注浆管准备线环的原材料禁止使用木质材料，一版以钢质材料为主。按照项目施工的要求提前准备注浆管。按照工程施工的顺序进行注浆，防止对注浆管出现破损现象。4.4 下锚将锚筋体置于锚孔之前，需要对锚筋体的制作质量进行检查，保证其符合设计要求。对锚孔内部的杂物进行清理，确保锚筋体长度和预设锚孔深度一致，以防止锚筋出现弯曲变形问题。确保锚筋没有损坏问题5。4.5注浆施工纯水泥浆的水灰配比为 0.5。锚固段处于分化的土层时，需要通过二次高压劈裂注浆的方式增，强整体锚固力。按照配比要求确定注浆的浓度，并对其进行充分搅拌。在浆液发生初次凝结前，完成整体的注浆施工，防止杂物混入到浆液中。确保注浆浆体强度高出要求的40MPa。根据项目施工规范进行二次锚孔注浆，防止锚孔发生抽拔现象。4.6 张拉施工当锚索体浆液凝结时间达到 25d，且锚梁混凝土强度高于预设的 90%时，方可进行张拉。张拉作业前，需要对张拉的机具进行校对和调整。锚具安装时，需要保证锚垫板和千斤顶结合紧密。要保证千斤顶与锚孔和锚索体的轴线处于一条直线，防止锚索出现弯曲变形的问题。为确保钢绞线能够均匀的受力，在进行张拉试验前，需要确保锚索体保持平滑状态。运用小千斤顶对钢绞线分别进行张拉，使得钢绞线处于均匀受力的状态，再对锚索进行预张拉。锚索张拉强度分别为标准值的 5%、50%、75%、100%和 120%。在张拉的环节中，需要对锚头发生的位移情况进行认真记录。4.7 封锚施工锁定锚筋后，及时采取机械切割的方式，对外露的锚筋进行切除，防止出现“拽滑”问题。使用水泥浆注浆的方式对锚垫板进行充分的填筑，防止发生锈蚀问题。CM&M 2023.041755 检测锚索施工质量、边坡稳定情况5.1 检测锚固工程施工质量如果试验检测的荷载符合预设的 1.5 倍系数的要求，且伸长量符合施工规范，没有发生锈蚀破坏，即表明符合施工质量要求。张拉锁定的荷载超过荷载九成，低于预设荷载的 110%，对应的伸长量符合设计规范，没有发生破坏问题。锚索的张拉质量检验情况如表 1 所示。5.2 监测边坡、预应力、锚索应力在对锚索进行加固处理以后，需要在边坡上增设观测点。为长期对监测边坡的问题进行监测，布设ZK1ZK4，对地下水位的深度进行观测，防止岩体出现变形的问题，提高边坡的强度。深部位移和地下水位的监测位置如图 3 所示。以 ZK4#为例，工程深部所发生的位置移动没有发生相应的滑动变形问题，受到施工对土体结构变形的影响，锚索孔的数据呈现出摆动的特点。侧边坡监测孔地下水位监测曲线图 4 所示。边坡MS2-1-1 应力监测结果如图 5 所示。从监测结果来看，数据呈现出正常的季节性变化的特点。以 MS2-1-1 为例，锚索应力值虽然得到了降低，数值仍然超过 660kN，高于预警值。通过对数据的分析可知，除了应力损失，框架嵌入的坡面深度较浅，砂浆基地未能够达到预设的施工规范要求。采取 C25hnt 嵌补的局部架空中间仍有一定空隙，张拉以后土层发生了不同程度的沉降，导致锚索的应力值降低。6结束语在项目施工的过程中，需要结合工程实际情况，采取预应力锚索施工工艺。对于土层分化的区域，要及时借助于预应力锚索加固的方式进行优化。此项目施工借助于预应力锚索锚固技术，成功地解决了地质松软的问题，加强了边坡的稳定性，对于提高高速公路的安全性具有重要意义。表1 锚索的张拉质量检验情况锚索编号锁定拉力区间/kN设计荷载/kN试验结果锁定拉力/kN检测结论备注MS2-X-3 640780700728满足设计要求施加荷载至设计荷载的 104.2%，即 728kNMS2-X-8 640780700750满足设计要求施加荷载至设计荷载的 107.3%，即 751kNMX3-X-9 640780700695满足设计要求施加荷载至设计荷载的 99.2%，即 695kN参考文献1 肖晶霞.预应力锚索技术在某公路高边坡施工中的应用浅析J.建材与装饰,2017,15,15(2):244-245.2 田民.预应力锚索技术在高速公路边坡加固中的应用 J.交通 建设与管理,2015(8):142-144.3 刘成永.浅析高速公路高边坡施工中预应力锚索技术的应用J.科技与企业,2015(19):133-1344 武磊,韩道均,唐树名.预应力锚索加固边坡质量控制 J.交 通科技与经济,2011,13(6):22-245 肖伦斌,陶庆东.基于的山区高填方路基工程边 坡坡比优化研究 J.交通科技与经济,2017,19(2):70-74.图3 边坡深部位移、地下水位监测位置图5 边坡MS2-1-1应力监测结果图4 侧边坡监测孔地下水位监测曲线