论文部分内容阅读
[摘 要]随着经济的快速发展，各级地方政府都将基础设施建设放在了相当重要的高度。公路工程建设也是在这样的大环境下发展起来的，随着我国公路网络的不断完善，为了保障公路使用过程中边坡的稳定性、保障公路行车安全，必要在边坡设计建设中多采用支档、加固以及防护措施来满足现代公路对边防护支护要求。目前，边坡支护技术在土木工程施工中不断成熟，成为工程建设的关键。以下本文就对预应力锚索边坡支护技术展开研究探讨。
[关键词]土木工程中的边坡支护技术 预应力锚索支护技术分析
中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0086-01
1 预应力锚索受力特点
拉力分散型锚索又称为内锚段分层固结式锚索，是将预应力钢绞线分为数组，并被分层固结在锚孔不同深度处，同组的预应力钢绞线彼此等长，不同组的钢绞线不等长；然后将各组钢绞线末端按设计长度锚固在土体或岩体中。当孔内注浆后，预应力通过钢绞线与浆体粘结力传递给加固体，从而提供锚固力。
2 预应力锚索施工流程（如图1）
3 预应力锚索施工技术
3.1 测量定位
根据设计图纸放出孔位和孔向，孔位应在岩石上画出标记 ，孔向在钻机支架上量测方向，并增加支撑，最后刚性固定支架，以便钻机开孔时振动而改变孔位和方向。
3.2 成孔
（1）在钻进过程中应合理掌握钻进参数和钻进速度，防止出现埋钻、卡钻等各种孔内事故；对土层锚杆的自由段钻进速度可稍快，对锚固段则应稍慢一点。
（2）采用干作业法钻孔时，要注意钻进速度，避免“别钻”；钻孔完毕后，为减少孔内虚土，应先将孔内土充分倒出，再拔钻杆。
（3）采用湿作业法成孔时，要注意钻进时要不断供水冲洗，始终保持孔口水位，并根据地质条件控制钻进速度，一般以300 mm/min～400 mm/min为宜，每节钻杆钻进后在接钻杆前，一定要用水反复冲洗孔底沉渣，直至溢出清水为止，然后拔出钻杆。
3.3 锚索的组装
锚索严格按照设计使用相应材料并按设计要求下料。安装前将自由段与锚固段分别作出标记，在锚固段范围内的锚索每隔1m穿一个架线环，两架线环之间扎一道箍筋环。自由段的钢绞线放入塑料管内并涂黄油，在锚固端头部安好导向帽后，平顺放好待用。
注浆管应与锚索一起放入钻孔，底端距钻孔底50～100mm。注浆材料用水泥净浆，采用二次注浆，第一次注浆压力为0.3～0.5Mpa，二次注浆压力不少于2.5Mpa，两次注浆均采用PO42.5R硅酸盐水泥，水灰比0.4～0.50，浆体强度不小于30Mpa，两次注浆时间间隔约为5～8h。锚杆水泥固结体强度等级M25。
3.4 注浆
分两次注浆：（1）第一次锚杆注浆：材料为水泥砂浆，水灰比为0.5～0.55，水泥选用32.5R普通硅酸盐水泥，为提高浆体早期强度，可在浆液中掺入水泥重量5‰的FDN-5高效减水剂。浆液应搅拌均匀，随搅随用，并在初凝前注浆完毕。
注浆压力为0.5～1.5Mpa，当浆液满出孔口后，可一边用慢档向孔内注浆一边缓慢地将注浆管拉出孔外，拔管时要保证注浆管在浆体中的埋置深度，随即向孔内进行补浆。（2）第二次注浆：第一次注浆结束后3～5小时，注浆体强度达到5.0MPa后，即进行第二次高压注浆。第二次注浆体采用水灰比为0.5～0.55的纯水泥浆，浆液的搅拌严格按配合比进行且要求搅拌均匀，并经过筛选后方可泵送，灌注要连续，不得中断。注浆压力为2MPa～3MPa。
3.5 预应力锚索腰梁及锚座施工
（1）根据设计图纸要求制作好钢板。（2）锚头支座安装找平，确保腰梁承压面在同一平面上。（3）混凝土腰梁安装。
3.6 预应力锚索张拉锁定
（1）待锚索锚固体及腰梁强度达到70%设计强度后方可进行张拉锁定。试验锚杆及一般锚杆张拉程序严格按《岩土锚杆（索）技术规范》（CECS22：2005）进行。（2）锚索正式张拉前，取0.1倍的设计轴力预先张拉，使其各部位紧密接触。张拉荷载按设计荷载的0.10、0.25、0.50、0.75、1.0、1.1逐级加荷，每级荷载的观测时间不少于5分钟，待变形稳定后，方可进行下一级荷载的张拉。张拉至设计荷载1.1倍后观察15分钟，稳定后御荷，御下工作锚具、夹片，安装锁定锚夹，重新张拉至锁定值。张拉结束后，用红油漆涂抹锁定锚夹与锚索交接处，若发现油漆错裂较大，即需进行预应力补偿张拉。
4 预应力锚索施工质量控制要点
（1）预应力锚索施工前应根据设计要求定出孔位，做好标记，孔距水平方向允许偏差为±100mm，垂直方向允许偏差为±50mm，钻孔倾角允许偏差为3%。
（2）为了保证成孔的深度，钻孔的深度应比设计深度深20～30cm。
（3）锚索的制作严格按照施工图的有关直径、长度的要求进行，定位器的焊制位置准确。
（4）成孔深度要达到设计要求，要求准确，以便控制注浆量。钻孔完毕供水清孔，直至流出清水为止，并在清孔结束后立即下锚杆和注浆。
（5）锚索插放前应检查锚索质量，确保符合设计要求，插放时应避免锚索扭压和弯曲，插入孔内不应小于锚索长度的95%，外露长度不应小于100cm。
（6）注浆管应与锚索一起放入孔内，注浆管内端距孔底宜为50～100mm，二次注浆管的出浆孔和端头应密封，保证一次注浆时浆液不进入二次注浆管。
（7）孔内注浆浆液水灰比，注浆压力注浆方式应符合要求。注浆采用孔底到孔口反向注浆，至浆液从孔口溢出，浆液凝固收缩后再进行补灌。通过锚索孔的高压注浆，浆液能充填坡体内的裂隙和空隙，提高了坡体内破碎岩体的强度，增强了坡体、土体的稳定性。
（8）锚索的焊接，必须经焊接试拉试验合格后方可正式进行施工。焊接过程要及时清渣，焊缝表面光滑平整，焊缝饱满。
（9）张拉前应对张拉设备进行标定。锚杆张拉顺序应考虑对邻近锚杆的相互影响，锚杆张拉锁定后若发现有明显的预应力损失，应进行补偿张拉。
5 施工中常遇问题及处理措施
在淤泥层、砂层钻进成孔出现塌孔现象时，采用泥浆循环护壁或跟管钻进，套管要求穿过不良地层，并适当提高护壁泥浆浓度。
5.1 锚索杆体不能完全安放入孔内时，可采取如下措施：
（1）连接注浆管，加大泵量向孔内冲水，边冲水边下锚索；
（2）拉出锚索，用钻机重新扫孔至孔底，再下放杆体；
（3）拉出锚索，下套管至基岩面（或套管钻进成孔后，不拔套管），再下放锚杆，最后拔出套管；
（4）经上述处理后锚杆杆体仍不能下放孔内，拉出锚杆，向孔内灌注M10水泥砂浆，达一定强度后，重新钻孔。
注浆过程中，若发现注浆量大大减少或注浆管爆裂时，应将杆体注浆管拔出，待更换注浆管后，再下放杆体。
5.2 锚头止水处理
锚索施工完毕，尤其在张拉锁定或预拉收紧后，地下水容易顺着锚杆渗漏。如地层含水量较大造成锚杆头漏水情况严重时，可采取以下方法处理：
（1）施工锚索时，可在注浆时对孔进行封堵压浆，或在孔口段预埋注浆管，待张拉锁定或预拉收紧后进行注浆处理；
（2）采用化学灌浆方法进行堵漏处理。
6 结语
在土木工程中，经常会用到边坡支护技术，稳定土木工程的空间结构，预应力锚固技术以其技术先进、经济合理、安全适用等优点，因此，得到广泛应用。在滑坡治理加固工程中合理利用预应力锚索方位角，采用预应力锚索加固方案与其它加固方案相比，不仅投资少，工期短，而且施工比较安全，证明了它是一种安全有效的边坡支护方法。
参考文献
[1] 黄武科.拉力分散型锚索在碎裂岩体边坡中的适用性研究文集[J].科技资讯，2008，24.
[2] 江苏省建筑安装工程施工技术操作规程，中国城市出版社，2007.
[关键词]土木工程中的边坡支护技术 预应力锚索支护技术分析
中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0086-01
1 预应力锚索受力特点
拉力分散型锚索又称为内锚段分层固结式锚索，是将预应力钢绞线分为数组，并被分层固结在锚孔不同深度处，同组的预应力钢绞线彼此等长，不同组的钢绞线不等长；然后将各组钢绞线末端按设计长度锚固在土体或岩体中。当孔内注浆后，预应力通过钢绞线与浆体粘结力传递给加固体，从而提供锚固力。
2 预应力锚索施工流程（如图1）
3 预应力锚索施工技术
3.1 测量定位
根据设计图纸放出孔位和孔向，孔位应在岩石上画出标记 ，孔向在钻机支架上量测方向，并增加支撑，最后刚性固定支架，以便钻机开孔时振动而改变孔位和方向。
3.2 成孔
（1）在钻进过程中应合理掌握钻进参数和钻进速度，防止出现埋钻、卡钻等各种孔内事故；对土层锚杆的自由段钻进速度可稍快，对锚固段则应稍慢一点。
（2）采用干作业法钻孔时，要注意钻进速度，避免“别钻”；钻孔完毕后，为减少孔内虚土，应先将孔内土充分倒出，再拔钻杆。
（3）采用湿作业法成孔时，要注意钻进时要不断供水冲洗，始终保持孔口水位，并根据地质条件控制钻进速度，一般以300 mm/min～400 mm/min为宜，每节钻杆钻进后在接钻杆前，一定要用水反复冲洗孔底沉渣，直至溢出清水为止，然后拔出钻杆。
3.3 锚索的组装
锚索严格按照设计使用相应材料并按设计要求下料。安装前将自由段与锚固段分别作出标记，在锚固段范围内的锚索每隔1m穿一个架线环，两架线环之间扎一道箍筋环。自由段的钢绞线放入塑料管内并涂黄油，在锚固端头部安好导向帽后，平顺放好待用。
注浆管应与锚索一起放入钻孔，底端距钻孔底50～100mm。注浆材料用水泥净浆，采用二次注浆，第一次注浆压力为0.3～0.5Mpa，二次注浆压力不少于2.5Mpa，两次注浆均采用PO42.5R硅酸盐水泥，水灰比0.4～0.50，浆体强度不小于30Mpa，两次注浆时间间隔约为5～8h。锚杆水泥固结体强度等级M25。
3.4 注浆
分两次注浆：（1）第一次锚杆注浆：材料为水泥砂浆，水灰比为0.5～0.55，水泥选用32.5R普通硅酸盐水泥，为提高浆体早期强度，可在浆液中掺入水泥重量5‰的FDN-5高效减水剂。浆液应搅拌均匀，随搅随用，并在初凝前注浆完毕。
注浆压力为0.5～1.5Mpa，当浆液满出孔口后，可一边用慢档向孔内注浆一边缓慢地将注浆管拉出孔外，拔管时要保证注浆管在浆体中的埋置深度，随即向孔内进行补浆。（2）第二次注浆：第一次注浆结束后3～5小时，注浆体强度达到5.0MPa后，即进行第二次高压注浆。第二次注浆体采用水灰比为0.5～0.55的纯水泥浆，浆液的搅拌严格按配合比进行且要求搅拌均匀，并经过筛选后方可泵送，灌注要连续，不得中断。注浆压力为2MPa～3MPa。
3.5 预应力锚索腰梁及锚座施工
（1）根据设计图纸要求制作好钢板。（2）锚头支座安装找平，确保腰梁承压面在同一平面上。（3）混凝土腰梁安装。
3.6 预应力锚索张拉锁定
（1）待锚索锚固体及腰梁强度达到70%设计强度后方可进行张拉锁定。试验锚杆及一般锚杆张拉程序严格按《岩土锚杆（索）技术规范》（CECS22：2005）进行。（2）锚索正式张拉前，取0.1倍的设计轴力预先张拉，使其各部位紧密接触。张拉荷载按设计荷载的0.10、0.25、0.50、0.75、1.0、1.1逐级加荷，每级荷载的观测时间不少于5分钟，待变形稳定后，方可进行下一级荷载的张拉。张拉至设计荷载1.1倍后观察15分钟，稳定后御荷，御下工作锚具、夹片，安装锁定锚夹，重新张拉至锁定值。张拉结束后，用红油漆涂抹锁定锚夹与锚索交接处，若发现油漆错裂较大，即需进行预应力补偿张拉。
4 预应力锚索施工质量控制要点
（1）预应力锚索施工前应根据设计要求定出孔位，做好标记，孔距水平方向允许偏差为±100mm，垂直方向允许偏差为±50mm，钻孔倾角允许偏差为3%。
（2）为了保证成孔的深度，钻孔的深度应比设计深度深20～30cm。
（3）锚索的制作严格按照施工图的有关直径、长度的要求进行，定位器的焊制位置准确。
（4）成孔深度要达到设计要求，要求准确，以便控制注浆量。钻孔完毕供水清孔，直至流出清水为止，并在清孔结束后立即下锚杆和注浆。
（5）锚索插放前应检查锚索质量，确保符合设计要求，插放时应避免锚索扭压和弯曲，插入孔内不应小于锚索长度的95%，外露长度不应小于100cm。
（6）注浆管应与锚索一起放入孔内，注浆管内端距孔底宜为50～100mm，二次注浆管的出浆孔和端头应密封，保证一次注浆时浆液不进入二次注浆管。
（7）孔内注浆浆液水灰比，注浆压力注浆方式应符合要求。注浆采用孔底到孔口反向注浆，至浆液从孔口溢出，浆液凝固收缩后再进行补灌。通过锚索孔的高压注浆，浆液能充填坡体内的裂隙和空隙，提高了坡体内破碎岩体的强度，增强了坡体、土体的稳定性。
（8）锚索的焊接，必须经焊接试拉试验合格后方可正式进行施工。焊接过程要及时清渣，焊缝表面光滑平整，焊缝饱满。
（9）张拉前应对张拉设备进行标定。锚杆张拉顺序应考虑对邻近锚杆的相互影响，锚杆张拉锁定后若发现有明显的预应力损失，应进行补偿张拉。
5 施工中常遇问题及处理措施
在淤泥层、砂层钻进成孔出现塌孔现象时，采用泥浆循环护壁或跟管钻进，套管要求穿过不良地层，并适当提高护壁泥浆浓度。
5.1 锚索杆体不能完全安放入孔内时，可采取如下措施：
（1）连接注浆管，加大泵量向孔内冲水，边冲水边下锚索；
（2）拉出锚索，用钻机重新扫孔至孔底，再下放杆体；
（3）拉出锚索，下套管至基岩面（或套管钻进成孔后，不拔套管），再下放锚杆，最后拔出套管；
（4）经上述处理后锚杆杆体仍不能下放孔内，拉出锚杆，向孔内灌注M10水泥砂浆，达一定强度后，重新钻孔。
注浆过程中，若发现注浆量大大减少或注浆管爆裂时，应将杆体注浆管拔出，待更换注浆管后，再下放杆体。
5.2 锚头止水处理
锚索施工完毕，尤其在张拉锁定或预拉收紧后，地下水容易顺着锚杆渗漏。如地层含水量较大造成锚杆头漏水情况严重时，可采取以下方法处理：
（1）施工锚索时，可在注浆时对孔进行封堵压浆，或在孔口段预埋注浆管，待张拉锁定或预拉收紧后进行注浆处理；
（2）采用化学灌浆方法进行堵漏处理。
6 结语
在土木工程中，经常会用到边坡支护技术，稳定土木工程的空间结构，预应力锚固技术以其技术先进、经济合理、安全适用等优点，因此，得到广泛应用。在滑坡治理加固工程中合理利用预应力锚索方位角，采用预应力锚索加固方案与其它加固方案相比，不仅投资少，工期短，而且施工比较安全，证明了它是一种安全有效的边坡支护方法。
参考文献
[1] 黄武科.拉力分散型锚索在碎裂岩体边坡中的适用性研究文集[J].科技资讯，2008，24.
[2] 江苏省建筑安装工程施工技术操作规程，中国城市出版社，2007.