预应力锚索和格子梁综合加固公路边坡工程监理设计

摘要：以某工程实例介绍了预应力锚索和格子梁综合加固公路路堑高边坡防护工程的施工及其质量监理的做法和经验。
关键词：公路 路堑高边坡 预应力锚索 格子梁 施工 监理
1.前言
预应力锚索岩土锚固技术目前已广泛应用于公路路堑边坡的加固和整治。设计通常采用预应力锚索和格子梁综合配套加固，其本质是利用水泥砂浆在锚孔底端与周边岩石形成锚固体，在锚索的预应力作用下，将不稳定的山体与稳定山体组成整体；格子梁是预应力锚索锚固的抑制构件，它使整个临空面表面受到框架平面的覆盖，从而使加固的整体性得到加强，同时，也为预应力锚索提供着落点。
预应力锚索边坡防护是否能达到预期的效果，应引起工程技术人员的充分重视。工程问题一般取决于设计和施工两个方面：一是设计方案、设计参数的采用是否符合边坡的实际；二是施工质量。笔者结合某公路工程一段高路
堑边坡预应力锚索和格子梁综合加固工程的施工监理实践，浅谈一下其施工及其质量控制。

2.工程概况

该段高路堑左侧边坡长约二百多米，岩体为中粗粒花岗岩，浅部风化侵蚀强烈，风化后为砂质粘性土。岩土层自上而下可划分为：第四系坡积层；燕山期花岗。边坡高陡，稳定性较差，如不采取适当防护措施，有跨塌的可能。
该段边坡设计采用预应力锚索+架子梁综合加固防护，格子梁为0.5m×0.5m的钢筋砼矩形截面，每孔预应力锚索采用6根φj15.24标准强度为1860Mpa的低松弛钢绞线，控制张拉

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力为1080KN，总锚固力为75600KN。钢绞线进入微风化花岗岩的锚固长度不小于10m，钻孔直径为16cm。施工中采用的机械设备有：潜孔钻机、空压机、注浆泵、千斤顶等。

3.施工阶段的监理

3.1施工放样及边坡开挖

根据挖方路段的路基横断面设计图, 准确放出路堑坡顶具体桩位, 按照分级的边坡坡率进行开挖、刷坡。边坡开挖成型后，应及时进行加固及防护，避免边坡长期暴露。

3.2 锚索孔成孔

对已成型的边坡坡率及坡脚高程进行复核后, 根据设计图的锚索间距、倾角、高程进行准确放样定位, 然后进行钻孔。该项工序的质量控制要点为：
钻孔前要检查承包人钻孔支架的安全稳定性；锚索孔应采用风动干钻施工法。造孔的点位误差、倾角、深度均应满足设计要求。保持孔内清洁, 孔壁无污染物, 以确保水泥浆体与岩体的粘结强度。如遇地层松散、破碎时, 应采用跟进套管的钻孔技术, 以使钻孔完整不坍。钻孔过程必须收集岩样，确保锚固段深入微风化花岗岩10m。

3.3 锚索编索安装与注浆

钻孔完成后, 应立即将编制好的锚索塞入孔内, 并进行注浆。在这一阶段, 应做好如下几方面的质量控制：
（1）按照设计文件要求进行编索并做好防腐处理, 保证自由端防护无破损。（2）在锚索上留下长度记号, 以保证锚索在孔内的长度与设计长度相符。（3）为确保浆体与孔壁的粘结强度, 在下索前要用高压风清除干净孔内粉尘, 才能把锚索放置于孔内。（4）采用自孔底向上的注浆技术，注浆管可与锚索捆绑在一起预先塞进孔内, 注浆前应检查锚索部分注浆管是否畅通。（5）严格控制水泥砂浆的水灰比，控制注浆压力。（6）根据孔口溢浆与否及溢出浆体性状来判断是否注浆已满, 一般需补注浆 2至3次。

3.4 格子梁施工

框架格子梁施工与一般混凝土结构工程一样进行质量控制，所要特别注意的是：必须将锚具中的螺旋钢筋、波纹管和锚垫板按设计要求固定在横梁与竖肋交点处的钢筋上，方向与锚孔方向一致，浇捣时不能使锚具移动。

3.5 锚索张拉及锚固

（1）实地抗拔力试验
为了解锚索的实际锚固强度, 验证设计文件采用的参数是否符合实际地质情况，按设计要求先进行锚索基本试验，即抗拔破坏试验。
该试验采用的机械设备，施工工艺与实际施工时完全相同。具体试验结果如下表：

成果分析和结论：①1#锚索在初次拉拔时，由于锚索与承压墩表面的角度与垂直方向相差太大，造成一根钢绞线断丝，后经安置楔形钢垫块调整钢绞线与承压墩之间的角度后重新张拉，此时只有5束钢绞线受力承载，拉至1298KN左右时，钢绞线几乎全部断丝破坏。②锚头的位移变化未有突变，锚索锚固体尚未破坏。③钢绞线的安全储备还不足以使锚索锚固发生破坏，钢绞线安全系数为1.33左右。④锚索和锚墩面不垂直，有可能导致钢绞线断丝咬伤，严重影响钢绞线的使用寿命。
（2）考虑到地层松驰、徐变的影响, 根据设计要求进行超张拉。张拉采用伸长量和张拉力双控，张拉前要先用小千斤顶对每股钢绞线进行预紧，以消除各条钢绞线受力不均匀的影响，同时减少初张10%时伸长量过大对张拉的影响。
（3）对个别锚固强度达不到极限抗拔强度就破坏的锚索，其处理措施一般是采取加设锚索的方法, 确保该部位的锚固强度满足设计要求。

3.6 边坡变形观测

预应力锚索边坡加固技术是一种动态的设计、施工过程。 监理工程师应及时获取边坡监测数据，实施信息化施工监理，使边坡在开挖加固过程及加固后都得到有效监控。

4.建议和体会

为了确保预应力锚索的耐久性, 除锚索加工、制作不得有损伤外, 锚索在整体张拉前要作调直预拉,避免各钢绞线受力不均, 使个别钢绞线超出钢材破坏强度。
预应力锚索锚固段注浆的止浆处理, 具有一定的特殊性和难度，应不断改进施工工艺，同时通过锚索拉拔试验, 检查锚索注浆效果。
参考文献：
陈木春，预应力锚索加固边坡工程监理，《广东公路交通》，2001年增刊总第71 期
作者简介：李汉成（1968-），男，广东汕头人，从事公路工程监理工作。
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