中交路桥南方工程有限公司 101149
摘要：近些年来，随着山区高速公路的不断发展，预应力锚索框架梁高边坡防护中的应用也越来越多，本文介绍预应力锚索框架梁在高边坡防护中的应用，并根据贵州某高速公路实际施工情况对其施工工艺进行介绍。最后对保证工程质量、提高工程环境效益而进行的边坡监控测量和景观设计提出了建议。
关键词：高边坡、预应力锚索框架梁、边坡监控量测、景观设计
1.引言
预应力锚索框架梁的结构简单、施工灵活与环境协调性好，作为一种主动的边坡防护形式在工程中被广泛应用。本文基于贵州某高速公路实际施工情况，对预应力锚索框架梁在山区高速公路高边坡防护和环境保护的应用进行了探索。
2.工程概况
该项目为贵州一新建高速公路施工建设项目，A标段跨越铜仁市石阡县和黔东南州岑巩县，地形高低差异明显，高原面多遭破坏，地形较为破碎，主线全长5.55km，其中某段路基右侧边坡高度较大，坡体为粉质黏土、页岩护层。经过初期实地勘测得知，边坡岩石风化程度较大，最大边坡高度可达36.5米，且该地区内地表水系发达，水量较充沛，在进行路堑开挖工作时，边坡产生滑动几率较大。因此本工程根据实际情况并结合实际施工条件，采用抗滑桩、锚索锚杆框架植草相结合的形式对高边坡进行防护，以防止滑坡等灾害的发生。
3.预应力锚索框架梁
3.1工作原理
预应力锚索框架梁主要由混凝土框架梁和预应力锚索两种结构组合在一起发挥支护作用，其中预应力锚索由三部分组成：锚固段、自由段和锚头。锚索通过钻机打孔的孔道，一端锚固在边坡稳定岩体内，另一端锚头固定在坡体外侧的混凝土框架梁上，使得锚索、混凝土框架梁、边坡不稳定岩体和内部稳定岩体形成一个稳固的整体。
在整个体系中，锚索的深层锚固作用、孔道灌浆后对土粒的胶结作用、混凝土框架梁对边坡表层岩体的框箍作用、预应力施加对岩土内部应力的调整作用、框架梁内植被的护坡作用限制了表面岩体变形、提高了边坡的整体稳定性和强度，减小了边坡发生破坏的可能性。
3.2体系优点
（1）预应力锚索框架梁是高边坡防护中的一种有效措施，和边坡构成统一的整体，通过各项作用较好的防止了边坡不稳定岩层、土层的滑动，提高了边坡的稳定性和强度。在施工过程中，可根据现场边坡的实际地质条件，调整锚索框架梁中锚索数量、锚固深度和框架尺寸等设计参数，以满足实际施工对边坡稳定性的要求。
（2）混凝土框架梁有多种类型，例如方形、人字形、菱形或拱形等，结构相对简单，对边坡的扰动较小，安全风险较低，并且具有外形美观容易绿化的特点。混凝土框架梁内种植的植被与周边的自然景观相融合，遮盖了人工加固的痕迹，同时减少了风化作用和水流冲刷作用对坡面的破坏。
3.3适用范围
预应力锚索框架梁广泛用于山区高边坡的防护，适用于大部分土质石质高陡路堑边坡的防护。当边坡的土壤对钢筋和水泥有很强的腐蚀作用、锚索的锚固岩层不能提供所需的锚固力或破面表层土体不能承受张拉应力时，预应力锚索框架梁不能发挥其作用，应该放弃使用，选择其他护坡措施。
4.预应力锚索框架梁施工要点
本段边坡高度高，坡度较大，若单独采用预应力锚索框架梁支护形式无法满足边坡稳定性的要求，因此采用混凝土抗滑桩和预应力锚索框架梁的组合形式对边坡进行支护。边坡从下至上分为四级：第一级边坡采用2m*3m型抗滑桩进行支护；第二级和第三级边坡采用单根四股钢绞线的预应力锚索框架梁植草防护；最上一级坡采用锚杆框架梁植草防护。
4.1开挖修坡
开挖前先对边坡进行处理，清除松动碎石块、杂物等，随后进行坡面夯实。在施工时，根据框架梁的实际尺寸进行放样，尽可能避免超挖。开挖时采取从上至下的顺序，当上一级边坡完成框架梁浇筑和预应力张拉后，方可进行下一级的开挖。
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4.2开孔、成孔及清孔
首先应按照设计内容进行施工测量放样，锚孔在坡面的位置布设应呈梅花形。钻机安装就位后，应及时调整其位置，确保锚杆钻孔方向及位置的正确性，使最终孔位误差控制在允许的范围。
钻孔时采用风动干钻施工法，根据钻机的性质和锚固层地质条件合理的选择钻进速度。为保证水泥浆和掩体的粘结强度，钻孔时应随时清洁孔道，保证孔道内无杂物。遇到松散的岩层时，可以采用套管跟进钻孔技术从而保证施工质量；遇到孔内出现坍塌或孔壁收缩等现象时，及时停止钻孔并对孔壁进行注浆处理。
钻孔完成后，应对孔道内杂物进行清理，然后封闭孔口，防止杂物进入孔内。
4.3设置预应力锚索
锚索入孔前应先对锚索和锚孔进行编号，针对每个孔号，按设计进行编束。下锚时，锚索编号应和孔号对应；且为方便顺利下锚，锚索束端部应该安装导向头；下锚时应保证锚索束的顺直，防止锚索入孔时发生扭曲和相互缠绕的现象。
4.4注浆
孔道注浆时采用自孔底向上的注浆技术，浆液选用普通硅酸盐水泥。注浆时可在水泥中外掺水剂、早强剂和膨胀剂，以提高浆液的施工和易性、水泥砂浆的早期强度，减少水泥砂浆凝固收缩时的应力损失。在孔隙较为发育的岩层内注浆，易产生浆液大量流失等问题，因此应该随时观察，及时找出原因并采取有效措施整治。
4.5浇筑框架梁
本工程框架梁采用C30混凝土浇筑。施工时采用插入式振捣器振捣，一次性浇筑成型。
振捣器振捣时应保证每一振动部位的混凝土都达到密实状态，即混凝土停止下沉、冒泡且表面平坦。混凝土施工完成后，进行表面修整、抹平工作。随后土工织布进行覆盖。随后安排工作人员定期进行洒水保湿工作。
4.6张拉锁定及封锚
张拉施工前应该标定、调校张拉所需的机具和仪器。张拉时按照中、上、下的顺序进行两次张拉，第一次按照中、上、下的顺序完成张拉后，再进行第二次张拉，每次张拉值为总值的一半。为确保质量，张拉时采用“双控法”。
锚索锁定后应对其标记并进行三天的监测，若两天内发生应力松弛现象则及时进行补偿张拉；若三天内没有异常情况则用钢绞线预留5～10厘米的长度后用手提砂轮机切割多余钢绞线。最后用混凝土进行封锚处理，防止钢绞线发生锈蚀且提高锚头的美观性。
5.高边坡监控量测与生态景观建设
5.1边坡监控量测
为了保证施工质量，提高施工区域边坡的安全性，避免边坡发生不稳定造成滑坡、坍塌等灾害。需要对高边坡的监控量测，及时掌握高边坡动态发展情况。并且派专人对监测数据进行整理、分析，根据分析结果及时预测坡体发展动态并提出、解决方案。
5.2生态环境建设
植物粗根具有的锚固作用和细根具有的加筋作用对坡面稳定性和土壤保护起到至关重要的作用。植物的存在也使得坡面径流减缓，减轻了雨水对坡面的冲刷作用，枝叶的存在减少了噪音和空气污染，改善了局部的微环境，且植物防护一定程度上提高了公路沿线的景观效应。因此框架梁中的植生袋植物防护对防止公路沿线水土流失、消除噪声污染、改善局部微气候都起到了积极的作用。
草本植物的类型以及制备的覆盖率应该根据工程所处区域土壤、气候、水文等条件的不同而进行优化配置设计。坡面植物的覆盖率并非越高越好，初期植被覆盖率过高，对坡面的水分和养分消耗很大，给边坡后期植被的恢复带来不利的影响。
因此应该结合工程所在地的实际情况，合理选择框架梁内植生袋草籽的类型、植生袋的数量。工程后期应该对框架梁内植物的生长进行观测，确定其生长状况，以便采取应对措施。
6.结语
本工程采用的预应力锚杆框架梁结合抗滑桩和坡面植被防护组合支护形式提高了路堑高坡体稳定性。边坡监控量测和景观设计保证了工程的施工质量、提高了工程的环境效益，为后期工程建设创造了良好的条件。
参考文献：
[1]靳永贵.公路高边坡预应力锚索施工技术分析[J].交通世界，2018（18）.
[2]朱国富，王丹.砂浆锚杆、预应力锚索在高速公路高边坡防护中的应用[J].黑龙江科技信息，2008（05）.
[3]邹高安.预应力锚杆、锚索在高速公路高边坡防护中的应用[J].西部探矿工程，2005（05）.
[4]夏清，蒋汶江.高速公路高边坡防护中预应力锚索的施工技术[J].建材与装饰，2016（11）.
论文作者:杨浩琼
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第21期
论文发表时间:2019/5/10
标签：预应力论文; 框架论文; 防护论文; 作用论文; 锚固论文; 混凝土论文; 孔道论文; 《建筑细部》2018年第21期论文;