甘肃省天水公路管理局
摘要；在山区进行公路等基础设施建设时，不可避免遇到边坡病害的问题。尤其高速公路路基宽、线路长，近几年在山区进行建设运营过程中边坡病害问题十分突出。本文主要分析了预应力锚索框架在路堑边坡病害防治中的研究与应用
关键词：锚索框架；路堑边坡；病害防治；应用
预应力锚索框架被广泛应用于软岩、破碎岩体或土质边坡病害的预防与加固工程，但由于设计理论及施工方法的制约，目前锚索框架的单级高度一般为10 m，若按此高度分多级加固，将使边坡高度较高，施工困难，增加工程造价，而采用单级更高更陡的锚索框架，则可克服这些缺点。
预应力锚索框架加固边坡是采用高强低松弛钢绞线对坡体主动施加大吨位的预应力以平衡坡体的破坏力，通过框架的分散传递作用使临空坡面的表层岩土受到预压应力，改善坡体岩土的应力状态，增强坡体的自稳能力。
1、预应力锚索框架加固边坡的优点
1.1预应力锚索框架是高边坡病害防治和坡面防护的有效措施
预应力锚索框架可以将高边坡病害防治与坡面柔性防护有机地结合在一起，既达到防治高边坡病害的目的，又可美化环境，实现了工程和自然的和谐统一。通过大吨位的预应力锚索锚固于边坡体内稳定的岩体中，并通过施加的预应力，可抵抗边坡体深层变形和破坏。贴于坡面的钢筋混凝土框架由于土拱效应，对边坡体表层岩土起框箍作用，限制表层岩土变形和破坏。在框架内进行植被防护，既能防治水流对坡面的冲刷，又能防治坡面岩土风化剥落、落石等小型坡面变形；并达到美化自然环境的效果。
1.2结构受力合理，能够更直接更有效地控制边坡病害的深层破坏。
在支挡结构加固设计时，往往针对边坡病害的深层破坏力来采取工程措施，为抵抗此破坏力，重力式挡墙是依靠墙体自重及其产生的基底摩阻力和墙前被动土压力来克服的；抗滑桩是依靠锚固段的桩周侧向抗力或能提供上压力的桩侧土的被动土压力与主动土压力差来克服的；而锚索框架是依靠锚固于稳定岩、土体的高强度低松弛的钢经线拉紧坡面的钢筋混凝土框架，提供与边坡破坏力相反方向的抗力来克服的。锚索预应力可以控制由于人工开挖边坡形成的松弛区发展，主动限制边坡的变形并提供支挡作用力，比较起来锚索框架的工程效果更有效，更经济。
1.3边坡开挖量小，减少对自然斜坡的破坏
当自然山坡陡峻时，采用高陡锚索框架减小边坡的开挖高度；不但大大减少对原青山绿地的破坏，而且减小和防止由于大面积开挖引起的各种边坡病害，预应力锚索框架结构更适用于自然斜坡较陡地段的高堑坡的加固。
1.4结构轻便，工期短，造价低
由于这种结构的主体受力构件为高强度低松弛的钢绞线，节省材料，结构轻便。由于施工可灵活采用分级、分层、分段开挖措施，在一个边坡体上可以同时展开几个施工工作面，有利于缩短工期。在同等条件下，采用此种结构造价较低。
2、预应力锚索框架的设计内容
2.1框架的坡度和高度
根据不同的地形地质条件，锚索框架可设计为单级和多级，每级边坡的坡度和高度根据挖方边坡体的破碎程度、松散软弱及潮湿程度、岩石边坡结构面的组合情况及周边环境协调等确定，每级框架可分层施工，一般以每层开挖边坡高陡能临时自稳为原则。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
对于自然山坡陡峻，不宜刷方开挖的边坡，应按“少开挖，强支护”的原则进行边坡加固更为合理，相应可采用较高较陡的锚索框架。
2.2预应力锚索
锚索采用多股钢绞线制作，一般为4至9股，锚头与框架连接、锚索的构造与防锈要求要符合国家和行业规范。锚索力的大小要根据设计计算来确定。
2.3框架
框架竖肋和横梁的截面尺寸可相同，也可不同，竖肋截面尺寸的最小宽度不宜小于40cm，横梁不宜小于30cm。竖肋、横梁间距根据加固边坡破坏力的大小和边坡岩土特征来确定。
3、预应力锚索框架在路堑边坡病害防治中的应用
3.1造孔
依据施工设计图，用全站仪确定孔位，用木桩做好标志，注明编号。钻孔过程中，在钻具上间断地加上导正器，确保钻孔角度的准确。造孔设备与工艺，采用风动潜孔锤干钻施工，地层条件差造孔困难时，选用气动潜孔锤跟管钻进成孔工艺。严禁用水钻，以免造成诱发滑坡和减弱锚固端的锚固效果。搭建操作平台，钻机就位，调整钻头造孔角度。
3.2 锚索制作
下料；按设计长度加预留张拉端长度，用电砂轮切割下料，严禁用氧炔焰及电焊烧断。钢绞线除锈防腐；锚索为永久性工程，除锈时采用密集型钢丝刷全面除锈。自由段均匀饱满地涂上无粘结预应力筋专用防腐涂料，并套聚乙烯塑料管，两端用聚乙烯胶带缠上，并用防水胶布粘牢。
钢绞线绑扎定形，用ⅰ级钢筋制成架线环，锚固段用变截面架线环按设计间距绑扎，以增强锚固段钢绞线的握裹力；自由段用同一截面的架线环按设计间距绑架，环孔必须满足注浆管穿过。锚固段端头安装导向头以便钢绞线下孔。
把经过防腐处理组装绑扎好的锚索拉直并放在平整的场地上，由专人检查长度、直径、钢绞线间有无交叉缠绕，对检查合格的锚索进行编号、登记和挂牌待用。
3.3锚索安装
安装前用高压风清孔一次。向组装好的锚索架线环孔安装注浆管，注浆管前端离导向头20cm左右，经监理工程师验收合格后，搬运至锚孔处。锚索搬运时不得拖拉擦伤钢绞线束。
下锚前仔细核对孔深和锚索的长度、编号是否相符，确认无误后，再将锚索缓缓送人孔底，保持锚索顺直。对于上倾或水平锚索则需注意检查定位止浆环和限浆环是否完好，位置是否正确，不合格者坚决更换，同时应检查排水管的位置和畅通情况。
锚索就位后，用水泥袋将孔口塞紧，以防水或其它物体掉入孔内。钢绞线全部穿入后，应再次用高压风清洗孔道，保持孔内清洁，孔壁无污染物，确保水泥浆体与周围的粘结强度。
3 4注浆
水泥浆的拌制及要求可以参考交通部颁发的预应力混凝土工程中后张孔道压浆的有关规范。必要时掺入减水剂，注意岩体吸收浆体中的水。
压浆分二步进行，第一步应一次性将浆体压至距锚索抑制件（地梁）底部一定距离，一般距离宜为钢绞线理论伸长值的二倍，其目的是防止坍孔，验证张拉后索锚是否滑移及锚固效果。压浆时注浆管在保持不小于0. 5mpa压力的前提下缓缓拔出，注浆后第二步是待张拉完成锁定后，对未压浆部位进行高压压浆，以保证浆体充满钻孔。
3.5框架梁施工
当浆体强度达到2.5mpa后，才能进行地梁、基坑开挖。根据设计要求，地梁应隐蔽在边坡表面以下，若设计无规定一般为30~50cm。浇注混凝土时，确保地梁顺直，锚索尽可能与其垂直，锚索张拉时造成锚垫板下混凝土应力集中，必要时可在锚垫板下增设螺纹钢筋，混凝土抗压强度一般不小于25mpa（设计无规定时），浇混凝土时一定要振捣密实，注意混凝土向低处流动堆积，草袋覆盖洒水养生到张拉龄期。
3 6锚索张拉锁定
承压梁、混凝土龄期达到以后，方可进行张拉。张拉所用千斤顶、油泵、油表须进行标定。张拉顺序应符合设计要求，当设计未作规定时，可分次分级张拉，一般为一次六级张拉或两次六级张拉，即设计预应力值的20%、40%、60%、（第一次张拉）、80%、100%、110%（第二次张拉），其中张拉级数与每级张拉比例可根据实际情况而定，每级加载观测时间不小于3min，对特殊地层应延长时间，以便较准确地了解锚索徐变特性，然后再卸荷重新加至锁定荷载进行锁定。
张拉过程中要控制加载速度不大于50kn/min，并认真做好记录。
3. 7封锚
当单条地梁上每孔锚索张拉锁定、高压补浆完工后，用砂轮无齿锯切除锚具8~12cm外的钢绞线以防曳滑，对锚具及垫板进行防腐处理后，用c20细石混凝土将外露钢件封密实，并对锚墩表面用砂浆进行抹面修饰，以作永久保护。
4结语
我国在山区修建公路在运营过程中，出现了大量的边坡病害，边坡加固技术是国内外许多学者长期以来致力研究的重大课题，预应力锚索框架就是近年来应用于边坡加固中的一种新型的支挡技术，由于其具有结构轻颖、受力合理、施工简单、工程造价低，既能有效加固边坡，又能美化环境等优点，己经成为边坡加固的一个重要手段，应用前景十分广阔。
参考文献
[1]陈瑾. 框架锚索在路基高边坡开挖防护的应用[J]建材与装饰，2016（13）
[2]吕兴彬.锚索框架梁在山区公路高边坡防护中的应用[J]交通世界，2016（10）：94-95
[3]马海渊.预应力锚索框架梁在路基边坡防护中的应用[J]信息化建设，2016（7）
论文作者:吕虎娃
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第21期
论文发表时间:2018/1/10
标签：预应力论文; 框架论文; 病害论文; 锚固论文; 混凝土论文; 岩土论文; 钢绞线论文; 《建筑学研究前沿》2017年第21期论文;