預(yù)應(yīng)力錨桿、錨索在高邊坡防護(hù)中的應(yīng)用

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力錨桿；高邊坡防護(hù)；高速公路 

　　1.概述 

　　在高邊坡工程中，當(dāng)潛在的滑體沿滑動(dòng)面的下滑力超過(guò)抗滑力時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)沿滑動(dòng)面的滑移和破壞。為了保持邊坡的穩(wěn)定，一般采用大量削坡直至達(dá)到穩(wěn)定的邊坡角或設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)。在很多情況下單純采用削坡或擋墻往往是成本高或難以實(shí)現(xiàn)的。這時(shí)可采用錨桿（索）進(jìn)行加固。 

　　2.錨桿的結(jié)構(gòu) 

　　錨桿是一種將拉力傳至穩(wěn)定巖層或土層的結(jié)構(gòu)體系，主要由錨頭、自由段和錨固段組成。 

　�。�1）錨頭：錨桿外端用于錨固或鎖定錨桿拉力的部件，由墊墩、墊板、錨具、保護(hù)帽和外端錨筋組成。 

　�。�2）錨固段：錨桿遠(yuǎn)端將拉力傳遞給穩(wěn)定地層的部分錨固深度和長(zhǎng)度應(yīng)按照實(shí)際情況計(jì)算獲取，要求能夠承受最大設(shè)計(jì)拉力。 

　�。�3）自由段：將錨頭拉力傳至錨固段的中間區(qū)段，由錨拉筋、防腐構(gòu)造和注漿體組成。 

　�。�4）錨桿配件：為了保證錨桿受力合理、施工方便而設(shè)置的部件，如定位支架、導(dǎo)向帽等。 

　　3.錨桿（索）加固邊坡的應(yīng)用 

　　在土層中，邊坡安設(shè)錨桿（索）后提高了邊坡安全。在巖體中，因?yàn)閹r石存在嚴(yán)重差異，巖石邊坡可能出現(xiàn)失穩(wěn)及破壞模式，如：滑移、傾倒等。錨桿軸線與巖石主結(jié)構(gòu)面或潛在的滑移面呈大角度相交，以抵抗邊坡失穩(wěn)和破壞。錨桿在邊坡加固中通常與其它支擋結(jié)構(gòu)聯(lián)合使用，如：錨桿與鋼筋混凝土樁聯(lián)合使用，構(gòu)成鋼筋混凝土排樁式錨桿擋墻；錨桿與鋼筋混凝土格架聯(lián)合使用形成鋼筋混凝土格架式錨桿擋墻等。 

　　4.工程應(yīng)用實(shí)例 

　　4.1 工程概況 

　　揭普高速公路第10標(biāo)里程樁號(hào)為K31+500～K37+000，線路總長(zhǎng)5.5Km，本標(biāo)段地勢(shì)起伏較大，有多處高邊坡開(kāi)挖及防護(hù)工程。錨桿（索）工程在本標(biāo)段有較多的運(yùn)用。 

　　K33+424～K33+769線路左側(cè)為5級(jí)邊破，路面至坡頂最高距離為45.08m，巖石破碎，多裂隙，有土石夾層。防護(hù)形式：第1級(jí)坡面垂直8m，坡率1：0.5，錨桿框架梁防護(hù)；第2、3、4級(jí)單級(jí)垂直10m，坡率1：0.75，預(yù)應(yīng)力錨索防護(hù)，底梁支護(hù)。第5級(jí)坡面垂直7.08m，坡率1：0.75，底梁錨桿防護(hù)。該坡面非預(yù)應(yīng)力錨桿4488m，預(yù)應(yīng)力錨索10604m。 

　　K35+120～K35+300高邊坡設(shè)計(jì)為4級(jí)邊坡防護(hù)，第1～3級(jí)為非應(yīng)力錨桿防護(hù)，第4級(jí)為拱形骨架防護(hù)邊坡，巖層走向及邊坡開(kāi)挖面反傾，但較破碎，屬較穩(wěn)定邊坡，屬錨桿抗傾防護(hù)。 

　　4.2 錨桿（索）施工 

　　以K33+424～K33+769左側(cè)高邊坡為例談錨桿（索）施工錨桿施工質(zhì)量的好壞將直接影響錨桿的承載能力和邊坡穩(wěn)定安全，在施工前選擇適宜的施工方法，認(rèn)真組織施工。錨桿施工包括施工準(zhǔn)備、造孔、錨桿制作與安裝、注漿、錨桿鎖定與張拉等五個(gè)環(huán)節(jié)。 

　　4.2.1 施工前的準(zhǔn)備工作 

　　施工前的準(zhǔn)備工作是指施工前的調(diào)查和施工組織設(shè)計(jì)兩部分。施工前的調(diào)查是為施工組織設(shè)計(jì)提供必要資料，其內(nèi)容包括：錨固工程計(jì)劃、設(shè)計(jì)圖、邊坡巖土性狀等資料是否齊全；施工場(chǎng)地調(diào)查，施工對(duì)交通的影響情況；施工用水、用電條件調(diào)查等。 

　　4.2.2 施工工藝 

　�。�1）鉆孔 

　　按照設(shè)計(jì)樁號(hào)采用拉線尺量，結(jié)合水準(zhǔn)測(cè)量進(jìn)行放線，并用鐵釬和油漆標(biāo)記準(zhǔn)確定位錨孔位置。鉆機(jī)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)孔位、傾角和方位準(zhǔn)確就位，采用測(cè)角量具控制角度，鉆機(jī)導(dǎo)軌傾角誤差不超過(guò)±1°，方位誤差不超過(guò)±2°。錨孔鉆造完成后及時(shí)進(jìn)行錨筋體安裝和錨孔注漿，原則上不超過(guò)24小時(shí)以避免長(zhǎng)時(shí)間擱置造成塌孔。 

　�。�2）錨桿制作與安裝 

　　首先按要求的長(zhǎng)度切割鋼筋，并在外露端加工成螺紋以便安放螺母，然后在桿體上每隔1～3m安放隔離件以使桿體在孔中居中，最后對(duì)桿體按要求進(jìn)行防腐處理，這樣棒式錨桿的制作便完成。 

　�。�3）注漿施工 

　　錨固的注漿是錨桿施工過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，注漿質(zhì)量將直接影響錨桿的承載能力。錨孔一般采用水泥漿或水泥沙漿灌注，漿液的拌合成分、質(zhì)量和灌注方式在很大程度上決定了錨桿的粘結(jié)強(qiáng)度和防腐效果。 

　�。�4）錨桿（索）的張拉與鎖定 

　　當(dāng)注漿體強(qiáng)度和傳力系統(tǒng)（框格梁、墩座）混凝土強(qiáng)度均達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%以上時(shí)，并經(jīng)驗(yàn)收試驗(yàn)合格后，進(jìn)行張拉作業(yè)。錨索正式張拉前，取30%的設(shè)計(jì)張拉荷載，對(duì)其預(yù)張拉1～2次，使其各部位接觸緊密，鋼鉸線完全平直。 

　　4.2.3 施工過(guò)程注意事項(xiàng) 

　�。�1） 首先應(yīng)布設(shè)被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)，再布設(shè)主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)，嚴(yán)防沖溝及邊坡防護(hù)處治施工過(guò)程中，落石威脅施工安全。 

　�。�2） 開(kāi)挖挖方邊坡之前，要求對(duì)邊坡分層開(kāi)挖，并在開(kāi)挖后及時(shí)處治，避免讓開(kāi)挖后未經(jīng)處治的脆弱邊坡在雨水沖刷下造成不良后果。 

　　（3）位移觀測(cè)必須貫穿整個(gè)綜合處治過(guò)程，一有突發(fā)事件，應(yīng)立即采取緊急預(yù)案處理。 

　�。�4） 項(xiàng)目部應(yīng)動(dòng)態(tài)跟蹤現(xiàn)場(chǎng)，如遇邊坡施工不安全或方案不合理處，應(yīng)及時(shí)通知業(yè)主、設(shè)計(jì)和監(jiān)理單位，以便進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，以免耽誤進(jìn)度。 

　　4.3錨桿（索）的試驗(yàn)與觀測(cè) 

　　4.3.1錨桿（索）驗(yàn)收試驗(yàn) 

　　錨桿（索）工程必須進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)。驗(yàn)收試驗(yàn)嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》（GB50086-2001）和設(shè)計(jì)圖紙有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，通常驗(yàn)收試驗(yàn)檢驗(yàn)的錨桿的數(shù)量應(yīng)不少于錨桿總數(shù)的5%，且一個(gè)邊坡不得少于3根。驗(yàn)收試驗(yàn)最大試驗(yàn)荷載：對(duì)于永久性錨索應(yīng)為設(shè)計(jì)軸向拉力值的1.5倍；對(duì)于臨時(shí)性錨索應(yīng)為設(shè)計(jì)軸向拉力值的1.2倍。荷載分級(jí)施加并測(cè)讀各級(jí)荷載下的伸長(zhǎng)值。 

　　4.3.2錨桿（索）的蠕變?cè)囼?yàn) 

　　在軟粘土中設(shè)置的錨桿，在較大荷載作用下會(huì)產(chǎn)生很大的蠕變變形，為了掌握軟粘土中的錨桿的工作特性，我國(guó)有關(guān)錨桿標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，凡塑性指數(shù)大于20的土層中的錨桿，均應(yīng)進(jìn)行蠕變?cè)囼?yàn)，且試驗(yàn)的根數(shù)不應(yīng)少于3根。 

　　4.3.3驗(yàn)收試驗(yàn)的數(shù)據(jù)整理與結(jié)果判定 

　　驗(yàn)收試驗(yàn)的錨索符合下列二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，判定為合格，否則，即為不合格： 

　　① 起始荷載到最大試驗(yàn)荷載之間所測(cè)得的總彈性位移量（即為最大試驗(yàn)荷載條件下的總位移量-卸荷到起始荷載時(shí)的殘余位移量），應(yīng)當(dāng)超過(guò)該荷載范圍內(nèi)（最大試驗(yàn)荷載-起始荷載）錨筋自由段長(zhǎng)度的理論彈性伸長(zhǎng)量的80%，且小于自由段1/2與錨固段長(zhǎng)度之和的錨筋的理論彈性伸長(zhǎng)值。對(duì)于壓力分散型錨索，且按上述（E2）試驗(yàn)方法進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)，錨固段應(yīng)視為零，自由段以各單元錨索全長(zhǎng)的平均值計(jì)算。 

　�、� 在最后一級(jí)荷載作用下的位移觀測(cè)期內(nèi)，錨頭位移穩(wěn)定，即在歷時(shí)10min內(nèi)位移不超過(guò)1mm，或者2h蠕變量不大于2mm。 

　　4.3.4 錨桿（索）的長(zhǎng)期觀測(cè) 

　　錨桿施工完成后，為了確認(rèn)錨桿的工作能力，需對(duì)錨桿進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)。在觀測(cè)結(jié)果過(guò)程，若錨桿的工作能力不符合要求，應(yīng)采用二次張拉錨桿或增加錨桿數(shù)量等方法保證邊坡錨固工程的可靠性。錨桿張拉鎖定后按規(guī)定進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)成果及時(shí)整理，第一年內(nèi)的觀測(cè)成果將作為工程驗(yàn)收的資料。 

　　5.結(jié)束語(yǔ) 

　　揭普高速公路在高邊坡防護(hù)工程中大量使用預(yù)應(yīng)力錨桿（索），較好的防止了高邊坡不穩(wěn)定巖層、土層的滑移，對(duì)邊坡的長(zhǎng)期穩(wěn)定提供了很好的保證。防護(hù)工程在質(zhì)量、進(jìn)度、安全方面得到了業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理等單位的好評(píng)�，F(xiàn)將以上文字整理，使大家能夠更好的了解預(yù)應(yīng)力錨桿（索）工程。 

　　參考文獻(xiàn)： 

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