吴愈勇
广东华路交通科技有限公司 广东广州 510000
摘要：高边坡预应力锚索框架梁防护，我们需要对其应用的现状进行分析。预应力锚索就是将手拉杆件在边坡剪切面进行埋入，增加剪切面的摩擦力以及阻力，对高边坡稳定性进行技术的提高。本文以广东省潮惠高速公路项目为例主要对预应力锚索框架梁防护的张拉施工进行探讨。
关键词：高边坡；预应力；锚索；张拉
引言
在高边坡的工程里，潜在的滑力沿着剪切面进行滑动，下滑力如果壁抗滑力高的时候，就会出现沿着剪切面滑动和破坏的情况发生。在土层里，砂性土的滑面很多都是平面，二粘性土的画面一般都是呈现圆弧状。有的时候也会有沿着沙面覆盖的图层以及下面的基岩的截面进行滑动。为了保证边坡的稳定性，就要采用大量的削坡一直到稳定的边坡角，还有一种方式就是对支挡结构进行设置。在很多情况下，可以利用简单的削坡直接到达较为稳定的边坡角。挡墙以及利用削坡，都是经济消费较大的形式，并且难以得到实现。这就需要利用预应力锚索框架梁进行巩固。利用预应力锚索框架梁对高边坡进行巩固，是岩土锚固技术在高边坡工程中的实际应用。它主要是对强度的水泥浆进行应用，在不稳定的山体，稳定地和稳定山体进行整体的组成，保证边坡的稳定性，让整个构造的裂隙能够不继续发展，能够达到对其进行防护的目的。
1.边坡稳定性分析与评价
本边坡主体为强风化砂岩及全～强风化炭质页岩，强风化粉砂岩顶面覆盖层较薄，全风化炭质页岩原岩结构已基本破坏，岩体呈砂土状；强风化砂岩则呈碎块状，属于碎裂结构；粉砂岩及炭质页岩走向与线路近垂直，边坡岩体主要有三组主节理，由边坡坡面与岩层结构面关系赤平投影图可知（见图1），边坡岩土体的层面与节理面易形成倾向线路临空面的楔形体组合，如开挖后防护不及时易造成坡体沿着倾向临空面的软弱结构面出现滑塌破坏。
图1 边坡坡面与岩层结构面关系赤平投影图
2.钢绞线理论伸长量以及差异荷载的计算
压力分散型的锚索，因为整个书体被分割，形成了几个不同的单元，需要固定在孔内不同的深度。不同赞提上的钢绞线有着不同的长度，整体进行张拉，实施起来就非常的困难，这时就应该采取分步差异进行张拉施工。张拉的原理是计算出每个单元钢绞线需要补偿的伸长值，在对其进行每一级的张拉分配。每一级进行复核增加的时候，需要对张拉先进行补偿，补偿张拉到一定程度以后，和下一个单元共同进行张拉补偿，按照最长的钢绞线的单元逐个级别的想最短的钢绞线进行张拉，每一级每一级的进行补偿，在一级一级的进行整体的张拉，知道能够达到最终的负荷。在这项工程之中，需要将八束无粘结统计安县进行三个张拉单元的划分。一、二单元分别为三根，三单元为两根，这三个单元的锚索长度分别是30米、27米、24米。每一根锚索的设计，符合承载的能力是930/8=116.25kN。根据设计的要求，以及相关的锚索施工设计规范，因为每个单元的张拉过程中，需要有不同的预应力进行施加，也是可以按照符合承载的不同步骤进行张拉的实施。这三个单元之中，八束钢绞线张拉，要根据锚索中每个单元钢绞线的长度进行设计，并要对不同的长度进行分别的计算，钢绞线的理论伸长量与相邻单元的差异伸长量和差异荷载都需要进行分别的计算。
现将锚索各单元张拉参数的计算罗列如下
△L 1=（P×L1）/（A×E）=116250×3000/（1.95x105×140）=128mm；
△L2=（Px L2）/（A×E）=116250×27000/（1.95×105×140）=115mm
L3=（P×L 3）/（A×E）=16250×24000/（1.95×105x140）=102mm；
△L 1-2=△L1-△L2=128-115=13m；
△L2-3=△L 2-△L3=115-102=13mm
差异荷载：△P1=EA（△L3-2/L1）x2=1.95×105×140×（13/30000）×2=23660N=23.66kN。
△P2=[EA（△L2-3/L2+EA（△L2-3/L1）]×2=[L.95×105x
1140×（13/2700+1.95×105×140×（13/30000）]×2=49949N=49.949kN。
其中，△L1，△L2，△L3分别为1，2，3张拉单元钢绞线的理论伸长量；△L1-2，是1，2张拉单元的差异伸长量；△L2-3是2，3张拉单元的差异伸长量。P代表的是预应力钢绞线的平均张力。我们找到单根设计符合承载116.25KN，L作为预应力钢绞线的长度，单位为mm。E是预应力钢绞线的弹性的模量，并且我们采用的是1.95×105Mpa。A是预应力钢绞线的截面积，我们取得值是140mm2，△P1和△P2分别代表了一单元和二单元，二单元以及三单元的差异负荷承载能力。
3.高边坡预应力锚索张拉前的准备
3.1要对错点板进行检查，并和斜拖进行有效的连接，让密贴变的更加牢固，同时让受力更加均匀。对斜面也要进行仔细的检查，对锚索轴线要保证方向的垂直性。
3.2对错所各个束钢绞线要进行仔细的检查，对不同单元的钢绞线表示要保证其清晰可见，并有非常细致的明确分类标记。
3.3张拉设备的千斤顶、油泵仪表都要按照标准的机构来进行标注和锁定，并对计量的准确予以准确的保证，并能够让其正确的运行。这一次的八束锚索张拉利用的是2000KN的千斤顶，压力表的编号为浙03820348，高压油泵采用的是柳州的欧维姆ZB4-500型号，并且规格已经进行标注。校准的方程式可以表达为：Y=0.0348X-0.189.5。
3.4张拉作业的平台，其搭建是按照相关的要求进行的，并且保证了作业平台的安全性和稳定性，有利于张拉施工的操作，能够保证千斤顶轴线位置容易和锚索轴线进行重合，对拉锚索不施加压力。
3.5锚索分布差异张拉
锚索的张拉在整个孔道的珠江强度到达了设计强度的3/4智商的时候，框架梁的混凝土强度也达到了设计规定的80%以上的时候，就可以进行。正式的进行张拉以前，就需要对锚索进行预先的张拉，每一根错锁的八束钢绞线可以同时进行张拉，预紧张拉是必要的流程。张拉力是设计值的10%，预紧张拉的主要目的，就是让锚索体可以有完全的平直，每一个部分都可以进行非常紧密的接触，预紧张拉通常都要进行一次到两次，然后在进行放张，放张之后才可以开始正式的张拉工作。张拉施工是需要利用“双控法”进行的，对油表的读书也要记录准确并要进行严格的控制，对伸长量也要有一定的审核和校对。八束锚索的张拉可以分成三个张拉的单元，并且也可以分三个步骤进行张拉。最先进行张拉的L 1，是由0开始加载，到△P1就是49.949KN，伸长量是△L1-2（13mm），在对L2不放松的状态下，将工作的错局夹片安放在L2的单元之中，并和L3单元一起进行张拉，张拉可以加载到△P2，并且49.949KN伸长量是△L2-3（13mm），之后我们可以将这三个单元的八束钢绞线共同分成五个等级，对于负荷承载的25%、50%、75%、100%、110%来进行张拉。每一级的负荷承载的张拉之后，要对其进行稳定的观测，并且观测的时间不能低于10分钟，同时要保证张拉的时间是保持在25分至30分钟之间。第五季的张拉进行结束之后，如果拉力没有非常明显的减弱现象，就可以进行相应的锁定，八束长度达到30米的锚索张拉数据，我们可以参照表一中的数据。张拉结束以后，对锚具和垫板的密贴性要进行仔细认真的检查，如果有孔隙，就要进行补浆，让孔隙能够得到相应的补充，并且要保证稳定性和牢固性，不能够留有孔隙。锚索露在外面进行长期的工作，工作端的钢绞线要进行切除，并利用切割机对其进行彻底的割除。
4.张拉施工的注意事项
张拉的过程中，外面要对位移，也就是伸长量进行实际的测量，如果测量的值比计算中的伸长量要超出10%，或者比伸长值要小5%，就应该赶紧进行张拉的挺直，并对其进行查看，找出相应的原因，利用有效的措施进行调整，调整之后才可以进行继续的张拉。加载的速度在每分钟不应该超过设计应力的十分之一，卸载符合的速度也不应该超过设计应力的五分之一，这都需要在张拉的时候进行注意。预测力受到损伤的时候，一旦超过了10%，就要对其进行张拉的补偿。补偿张拉需要锁定在一定的范围之内，张拉要超过荷载。
施工的过程中，需要对观测的时间、地点、唯一变化、加载的过程都进行相应的记录，并且对于张拉的过程以及结果都要进行详细的整理。对于施工过程中出现的问题，要进行一定的分析以及总结，并且需要以图的形式进行改进，让施工作业的水平有所提升。
5.锚索钻孔技术要求
钻孔是锚固工程中施工费用最高、控制周期最长的一项作业内容。它对锚固工程的经济效益有非常大的影响。锚索钻孔需要对设计的需求进行满足，孔径、长度、倾角等，都需要让钻孔的方法保持高度的精准。并且要让之后的锚体能够非常顺利的进行插入和注浆的工作。对此有一些具体的要求。
5.1根据边坡的防护设计图纸，按照相关的设计要求，对于锚孔的位置要非常精准的放在坡面上。如果遇到坡面不平，或者是有较为特殊的困难场地，必须要经过设计人员或者是设计的监理进行确认，在保证坡体稳定的时候，并且结构更加安全，才要放宽定位的精准度，以及调整锚孔的位置。
5.2对钻孔机器要进行严格的筛选。要按照锚固地层的类型、锚孔的孔径大小。锚孔的深度、施工现场的场地条件等不同的情况，对钻孔的设备进行选择。
5.3按照锚孔钻井进行施工。搭建和设计脚手架，要对承载的能力以及固定条件进行，并且要按照坡面测量的锚孔位置进行，对机座的水平进行准确的定位，并对锚孔的倾角进行机座的确定。钻机立轴的清洁和钻孔的倾斜角需要尽可能的相吻合，对锚孔开钻要确定，并且误差一定不能够超过50mm，上下均不能有50mm的误差。搞成的误差也不能够超过土地的100mm，钻孔倾角以及方向，要按照设计的要求进行，倾角可以有1.0的误差，方位也可以有2.0的误差。
5.4钻井必须要要是干钻，避免使用水钻进行。要对锚索的施工进行保证，让边坡的岩体可以不被破坏，让整个工程的地质条件和孔壁的粘结性能够不恶化。赞空的速度需要按照钻机的性能以及锚固地层来进行相对严格的控制，要尽可能的避免钻孔的扭曲和变形的情况发生，并且也可以尽量避免下锚困难或者意外事故的发生。
5.5钻孔的过程，要对每个孔的地层变化进行了解，并且钻进的钻压、钻速等，都要进行施工的记录，地下水和特殊情况同样也需要进行施工内容的记录。如果遇到踏孔、缩孔的情况，必须立刻停止钻进，并对固壁进行灌浆的处理，灌浆的压力要控制在0.1 MPa一0.2Mpa之间。等到水泥砂浆刚刚凝固之后，就需要开始新一次的扫空钻进。
5.6钻孔孔径、孔深一定要比设计值大。为了保证锚孔的直径，必须要让钻头的直径比设计的孔径要大，或者是相同。并且为了要保证锚孔的深度，需要对实际的钻孔深度进行深度的设计，深度要控制在0.2m以上。
5.7钻进达到最初设计的深度之后，需要不停的进行，不能立即的停止钻进的公祖。稳钻的时间要保持在1分钟-2分钟的时间。为了让小孔底部不落灰尘，避免达不到设计的孔径等情况发生，钻孔孔壁不的有沉渣或者是水体的粘滞出现，一定要对其进行彻底的清理。在钻孔结束之后，要利用高压空气，将孔内的盐分和水进行全部的清除，需要让风压保持在0.1 MPa一0.2Mpa。这是为了尽可能的避免地税泥砂浆和孔壁的沿途能保证粘结的强度。
5.8钻孔完成钻造之后，要对现场进行合格的检验，只有经过检验，才能够进行下一步的工序。孔径以及孔深都需要按照设计的规定进行，检查的时候通常利用设计的孔径、钻头以及合格的钻杆，在现场监督管理人员在场的情况下进行锚孔的检验，并且要对锚孔检验的过程中进行平顺的推进，并且也可以不产生冲击或者是抖动的情况。钻具的检验以及长度的输送，要对设计锚孔的深度进行满足，退钻也需要顺畅。利用高压风进行吹岩，不会又非常多的尘碴以及水体喷出。这是就需要对锚孔空位进行重复的检查，倾角以及方位都需要进行重复并且仔细的检查。所有的锚孔施工分项的工作检验合格之后，就可以认定为此锚孔是检验合格。
6.压力分散型预应力锚索加固方案
预应力锚索框架加固防护就是将破碎并且松散的体锚进行固定，固定的位置是在地层较深处的岩体上。并且对预应力也要进行施加，让锚固的范围之内的软弱岩体能够进行紧密的挤压，对岩层的正压力以及摩擦阻力都能够相对的提高，对开裂松散的岩体位移也能够有一定的阻挡作用，可以达到对股边坡进行巩固的作用。通过对部分坡体进行预应力锚索的施加，能够将坡体锚在潜在的滑移面之下进行稳定，让坡面的整体状态直接深入到郑雅丽，对抗滑力有所增加，让坡体更加的稳定。通过锚索孔的高压注浆，浆液能够对坡体之内的裂缝以及孔隙进行填充，对坡体内的岩石的强度进行提升。因为水泥泥浆有一定的凝固作用，可以让已经破碎的岩体连接成为整体，对坡体的整体稳定性能够有所增强。
结束语
高边坡预应力锚索框架梁防护张拉施工的技术，在我国的岩土工程中得到了非常广泛的应用，已经成为了边坡灾害的治理、深基础处理、隧道围岩加固等非常重要的技术，是非常重要的高边坡保护方式之一，因为工程效果好，施工灵活，在实践中有非常大的作用和优势。
参考文献：
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[3]胡胜文. 无人机航测技术在工程测量中的应用[J]. 建筑工程技术与设计，2016，（19）.
论文作者:吴愈勇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/30
标签：预应力论文; 单元论文; 钻孔论文; 钢绞线论文; 要对论文; 孔径论文; 锚固论文; 《防护工程》2018年第8期论文;