公路高边坡支护预应力锚索施工技术

摘 要：锚索施工技术可有效确保边坡的稳定性,这一技术在公路施工方面使用比较广泛.本文通过结合某高边坡防护施工实例,提出锚固中锚索施工过程中的一些经验和锚索结构的设计原理,并对预应力锚索的施工技术进行分析和阐述.

关 键 词：高边坡预应力锚索钻孔施工

国民经济的发展,公路建设作为国家基础性建设蓬勃发展起来.随着交通运输业的日益繁荣,对于公路的质量要求越来越高.公路工程建设项目大量涌现的同时,高边坡问题也成为了公路施工建设中需要重视的问题.科技技术带动公路建设专业技术水平不断提升,预应力锚索施工技术以其自身的施工优势,在公路高边坡支护中被广泛地应用.

1.工程实例

某公路处于特殊地区.从气候特点上来看,这里处于低纬度区域,冬天寒冷,夏天凉爽,属于是温带季风气候.从工程人员实地勘察的资料显示,这里地质状况较为复杂,在公路施工现场的沿线,就可以发现有表露出来的岩石,以灰质岩石为主,地层所呈现出来的状态是从老到新.对于公路路段中失稳的边坡地段进行考察,就会发现这些地段普遍有岩体风化缺损的现象,从边坡的前段左侧、中段左侧和后段的右侧,都存在着相对较厚的强风化层.如果没有采取相应的技术处理所示而开挖路基,就很容易导致边坡失稳现象.

1.1工程施工目标

基于工程施工场地的边坡失稳现象,要采取必要的技术处理措施,提高公路高边坡的安全稳定性,配合先进的安全监测手段,在稳定公路边坡的同时,延长了公路的使用寿命.

1.2公路边坡施工的安全等级

根据对于边坡的损坏程度进行判断,本工程施工对象的性质为坡高超过18米的岩土混合边坡,坡脚属于是国家二级公路,已经严重破损.关于本工程的边坡工程安全等级,根据《建筑边坡工程技术规范》中的有关规定,将其定为一级边坡.那么,为了确保边坡工程稳定性,在技术上,可以采用圆弧滑动法验算,边坡的稳定性系数要超过1.40.

1.3公路边坡的设计原则

在公路施工建设中,公路边坡的治理是重要的环节.采取科学合理的边坡治理方案,可以使整个公路路段范围,包括整体空间和每一个部位,都会达到公路施工安全要求,符合技术标准.边坡施工具有技术复杂性,因此要根据工程实际制定技术施工程序.在专业技术条件成熟的条件下,遵循安全施工准则,对于施工程序要尽量简化,以将工程施工成本控制在合理的范围内.公路边坡治理中,由于处于相似的环境中,因此,要充分考虑到边坡施工对于周围环境的影响力,尽量满足环境要求.

1.4公路高边坡设计方案

在该段公路的高边坡设计上,初步将施工技术方案定位分级放坡,格构梁结合锚杆（索）的支护型式.边坡分级放坡为10米的高度,放坡的坡率定为1：1.0,根据边坡的高度,将边坡的平台高度2～3个,平台宽平均为2米,21米至22米的锚索长度,在格构梁内培土,以种植绿色植物,亮化公路环境.

2.锚索结构的设计原理

在我国的公路高边坡的工程施工建设中,预应力锚索施工技术被广为应用,并获得了良好的施工效果.该施工技术的优点在于,其可以使公路高边坡的整体稳定性增强.

锚索技术从技术原理上解释,其作为一种高边坡设计结构,主要是采取均似乎手段将在土体中相对集中的应力转移到岩土层中,以起到加固的作用.高边坡的施工条件具有一定的相似性,体现为滑动土体会产生拉力,通过结构体系设计,将该受力进行分解,使其部分传递到稳固性较强的岩土层当中,以达到稳定高边坡的目的.

锚索有三个部分所构成,即锚头、锚固段和自由段,还含有多种配件结构,较为常用的为注浆塞、支架等等.其中锚头的组成结构包括锚具、垫板和保护帽,其是用于锚索外端的固定,所处位置为锚索张拉固定施工作业段.锚固段设定在稳固的岩土层当中,其作用是将远段土层中的拉力传递于其中.自由段包含有两个部分,即注浆体和防腐结构,所处位置在锚头拉力向锚固段传递的中间段.可见,锚索的作用是为了承受外力,以通过技术处理加固土体,保证高边坡施工顺利展开.

3.预应力锚索施工材料的选择

3.1机械材料

机械材料的选择要根据施工条件来选择.如果是粘土材料,可以选择麻花钻；砂层石层,需要选择冲击钻机；如果是破碎的岩石,那么选择旋转机是较为适宜的.如果在施工中发现边坡破裂或者出现了移位,在钻孔时可以选择使用水钻工具,以由于施工而导致边坡的稳定性遭到破坏.当边坡处于失稳状态的时候,就要选用钻进潜孔冲击.

3.2钢绞线材料

钢绞线强度要符合施工设计设计标准达到1525牛/平方毫米,那么在实际施工中,要选择强度较大的钢绞线.此外,在施工中还要选择钢绞线的柔韧性是否适合于工程要求,最好是选择易弯曲的钢绞线.

3.3注浆材料

在注浆材料的选择上,要按照设计要求严格选择.通常所选用的是水泥砂浆,注意不可以选择使用铝水泥,材料的水灰比例要控制在0.12千克至0.18千克,浆液的强度至少要达到30牛/平方毫米,水泥的质量要符合国家所规定的硅酸盐水泥规范.在使用水泥材料之前,要对于材料各个检验标志进行检查,包括出厂的合格证以及实验报告等等.对于注浆材料中砂料选择,要尽量选择坚硬耐久的粗砂.按照施工要求,砂的细度要超过3.1毫米,选择优质的水,含水量要控制在4%.如果所使用的是混合水,水的酸性要符合要求,水中不可以混合有污水,更不可以存有危害物质.

4.预应力锚索的施工技术

4.1钻孔

将边坡修整平整,并清除干净杂物之后,就可以准备钻孔了.在边坡的施工洪,要一边开挖,一边加固,根据设计图纸测放毛孔的位置,如果破坏呈不平整状,或者所处位置特殊,可以适当地将毛孔的精确度放宽.

在钻孔设备的选择上,根据施工现场的实际条件进行选择,要符合锚孔的孔径和深度.钻孔的直径在符合设计要求的基础上,孔深还要超出设计要求的0.2米.如果岩层很松散,容易破碎,就要选择管钻的技术方法进行施工.在钻孔之前,要对钻机进行调整,并符合开钻的误差范围.为了保证边坡孔壁的粘结性,最好是采取干钻的方法.钻进的速度要符合施工地质条件,还要注意不可以出现钻孔变径或者是扭曲的现象,导致下锚困难.4.2钻孔的检验

当钻孔的深度达到设计标准的时候,一定不可以停钻,而是要稳钻大约2分钟左右.为了避免由于钻孔中杂质的存在而影响到水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结度,需要使用高压空气将钻孔壁清理干净,也可以用水清理.当钻完钻孔之后,监理要对毛孔的孔径和孔深进行检查,合格后进入到下一道工序.在检验的过程中,钻头要平顺,不可以有拉动和冲击的现象.

4.3锚索体的安装

锚索材料是钢筋和钢绞线,使用砂轮切割机对于材料分割,使其符合设计要求.锚束形成后,钢筋之间要保留有空气,以使压浆能够填充到其中,保证密实度.经过高压清理后的钻孔,可以开始锚索安装了.在锚头的地方要绑上制孔橡胶,可以防止锚头碰到孔壁.在锚索外要安装上定位片,以使锚索能够居中.

4.4锚索注浆

要进行锚索注浆的时候,注浆管定位在距离孔底6米至10米的位置,将锚固在孔内的长度计算好,然后对于排气管的畅通状况进行检查.进入到注浆的环节,所使用的砂料中不可以有杂质参杂在其中,配合比符合设计要求,并使用搅拌机搅拌均匀.搅拌要定量,经过过滤之后,才可以注入到锚孔当中,在初凝之前使用完成.根据施工需要,注浆中可以加入适量的膨胀剂.注浆分为两个阶段,第一阶段是锚固段的注浆,当强度达到收集要求后,要进行张拉.进入到第二阶段的注浆,填满锚孔中的自由段和孔壁中.

5.结论

综上所述,通过本文案例可以明确,该段公路的高边坡损害严重,并且荣故意坍塌滑移,在边坡治理中所采用的加固技术为钢筋砼格构加锚杆（索）型式,使得边坡坡体的结构稳固,整体稳定安全系数可以达到1.40,符合公路边坡施工的安全等级.公路开通后的半年时间,对于公路高边坡进行位移检测,从数据显示,边坡的稳定性已经达到了设计加固效果.可见,在公路的高边坡支护技术上,采用预应力锚索施工技术存在着一定的优势,而且随着施工技术水平的提高,其应用空间也会越来越大,以为公路工程建设项目创造更高的经济社会效益.