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摘要：预应力锚索是一种可承受拉力的结构，它一端固定在稳定的地层或者结构物中，另外一端与被加固物体连接在一起，形成一种新复合体结构，这种复合结构能有效地抑制、减少或者消除天然力场对工程的地质危害，提高工程地质的稳定性，因此广泛引用在边坡加固、深基坑、地下洞室等工程中。通过预应力锚索对高边坡进行加固，确保公路工程的安全。
关键字：预应力锚索技术；高边坡防护的应用。
1、预应力锚索的加固原理
预应力锚索的加固是通过锚索的预拉力使得边坡与稳定岩层连接在一起形成受力和变形的整体，将软弱的边坡岩层锚固到稳定的岩层上，从而使得边坡的变形受到约束。预应力锚索必须是穿过滑动面的，且稳定岩层侧是锚固端，而边坡侧是张拉端。预应力锚索张拉完成后需要对预应力管道进行注浆，目的是使得预应力锚索与边坡岩土紧密连接形成摩擦，使得预拉力均匀地传递到边坡岩土中。此外，注浆还能对边坡中的可能裂缝进行填补，提高边坡层的摩阻力，加强边坡软弱层的粘结性和整体性。预应力锚索为了充分发挥其锚固效果，一般需要在边坡表面配合其他结构使用，例如抗滑桩、破面框架梁、挡土板等，从而使得预应力的锚固效果传递到整个边坡上。预应力锚索在岩石加固中其效果是对岩石中的软弱层形成挤压，从而增加摩阻力，提高整体性;在松散体中预应力的传递效果与岩石基本相同，也是增加正应力和抗滑剪应力，从而提高抗滑效应。需要注意的是，预应力锚索在边坡表层会形成拉应力区，最大拉应力一般应低于土体强度，才不会导致坡面开裂，对于坡面应力较大的应进行锚固段的局部加固处置。
2、预应力锚索技术在高边坡防护中的应用
2.1准备阶段的技术要点
（1）在原材料准备工作中，为了促进其应用成效的提升，夯实高边坡的防护施工质量，作为施工企业，必须加强对施工原材料的测试，尤其是钢绞线。钢筋、水泥和锚具以及碎石和砂等，必须对其进行有效的试验，才能促进材料采购方案的确定。而在此基础上，就需要严格按照施工需要，对施工配和比进行针对性的确定，从而为锚索施工顺利的实施奠定基础。
（2）高边坡进行防护施工前在准备好原材料的基础上，应及时做好抗拔试验，以促进锚索支护的技术参数确定提供依据。所以在对设备进行测试时，主要是对其加载、测量和反力等方面的装置进行测试，尽可能地掌握其性能参数，从而更好地满足施工的需要。而在此基础上，就需要对测试方法进行合确定，从而确定在锚索的拉拔试验中对荷载的增加等级和锚头的位移；例如通过循环施加荷载，从轻到重的缓慢施加荷载，从而对其位移量进行确定，最终确保稳固的需要之后对其具体的参数进行确定。
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（3）切实加强预应力锚索设计，主要是在对滑坡的预应力锚固力确定之前，必须对尚未施加预应力的稳定系数予以计算，从而更好地对滑坡的荷载进行确定。结合其容许的最大锚固力，对其滑坡体的推力及其安全系数进行确定，明确整个预应力锚固的基本方案，对方案的可行性进行试验和确定之后，最终确保预应力锚索的施工质量。
2.2制作加工锚索
预应力锚索选择具有高强度、低松弛的预应力钢绞线，钢绞线的力学性能必须达到国家标准的《预应力混凝土钢绞线》中的规定。选择的锚具必须符合《预应力筋锚具、夹具以及连接应用技术标准》。每一束钢绞线必须均匀、平直排列，必须确保钢绞线的质量，不能出现生锈、损伤等情况。锚索锚固段、自由端等钢绞线必须做好防锈处理。自由段套管两头在100—200mm处用黄油填充，并用胶布固定。在制作的时候，钢绞线还要预留1.5米的长度，便于张拉锁定，张拉结束以后，再剪掉多余的钢绞线。
2.3钻孔并清理钻孔
钻孔是预应力锚索施工的第一步，为了确保锚索安装的准确性。钻孔前，首先要最钻孔进行定位，确定孔洞的大小尺寸，并安装钻机专用的钢管，安装钻机后，根据现场施工情况，调整钻机的方位，使其达到施工标准和要求。其次，钻杆要选择与钻机同一配置的钻杆，钻杆的长度根据锚索的施工情况确定，钻孔的深度必须达到施工要求。在钻进的时候，如果碰到软弱土层或者地质破碎带，要立即调整转速，避免出现土体塌方现象。钻孔完成以后，还要及时清理钻孔内的水、淤泥等杂质。一般使用高压空气将孔内的水分以及淤泥清除出去，降低孔内水泥砂浆和孔内岩石体的粘结强度。钻孔的钻进深度比设计深度要深20—50厘米。
2.4锚索安装和注浆
锚索和注浆管一起放入到孔内，在安装的时候，为了防止锚头碰触到孔壁，对工程造成影响，所以用橡胶捆绑锚头，注浆管安装的位置在距离孔底的10cm处。注浆浆液必须符合高速公路施工相关标准，并结合实际工程，配置浆液水灰配比，并添加适当的膨胀剂，提高浆液的粘合度。注浆要按照步骤进行，第一阶段主要是锚固段进行注浆，第二阶段是自由段锚索以及孔洞缝隙。
2.5张拉锁定
预应力锚索注浆凝固时间达到15—20天以后，锚梁混凝土强度大于20MPa才能进行张力锁定，在对工程张拉作业前，要检查张拉机器设备仪器，对一起进行校正，锚具和锚垫板、千斤顶的轴线保持在同一水平线上。此外，为了确保钢绞线受力均匀、平直，用小千斤顶对每一根钢绞线进行张拉。最后用设计锁定吨位张拉锁定。
3、施工注意事项
首先，施工前应做好各项准备工作，包括施工前的调查和施工的组织设计两个环节。而施工前的必要调查又是施工设计的必要准备工作，能为施工设计提供详细资料。其主要内容有:施工场地对现有交通是否有影响、施工用水用电状况的调查、气象等外部条件的调查等。对以上内容做出调查并掌握详细资料后，着手施工设计，确定适当施工方法、采用相应施工器械。必须要注意的是在施工设计工作展开前，应当做好相应的调查工作，否则，即便设计如何完美，不结合施工工地的实际情况，也会出现各种突发状况，影响施工的进度与安全。
其次，对于高速公路边坡开挖的施工，严格按照从上至下的顺序，待上级边坡锚固工程全部实施并产生加固作用后方可进行下级边坡的开挖。这一逐级开挖、层层加固的方法，为整个高坡防护工程结构的稳定与安全提供保障。另外，在锚孔的钻造这一施工环节，为避免边坡周围地质条件的恶化，应采用无水干钻钻孔技术;钻孔工作进行时，如果出现塌孔现象，必须停止钻孔的钻进，并进行注浆固壁处理，36小时后重新进行钻孔工作。
再之，由于锚索张拉是预应力锚索施工时极为重要的一环，其施工质量的高低对整个边坡防护工程有着至关重要的影响，因而，在张拉过程中，应该注意材料和设备的选择，对使用的钢筋或是钢绞线必须验证其出产地、生产日期、型号并核实生产厂家的资格证书，以确保各项指标达到施工要求。同时，在框架和地梁砼施工时，应按照设计，分批解除框架与地梁砼的预张拉，切莫贪图便利，大面积一次性解除。张拉前，必须确保锚固段的混凝土强度达到设计强度后方能进行张拉，以免出现由于混凝土强度不达标而在张拉过程中出现裂痕或是更为严重的问题;张拉时，油泵随之开动，同时适当调节节流阀，将油压与张拉速度控制在预定范围内。
最后，若施工过程中出现滑丝现象，应采用千斤顶、卸荷座等施工工具，利用千斤顶张拉滑丝的钢绞线，同时将卸荷座置于锚具上直至将滑丝夹片取出。若出现断丝现象，应当采取提高其它钢丝的张力这一方法作为对所断钢丝张力的补充，但同时应该把握这一“补偿”张力的度，在任何情况下，都要确保最大张力不超过0.8Rby。
4、结语
在高边坡防护中，只有加强预应力锚索技术的应用，才能更好地促进整个公路工程的质量。所以我们必须掌握预应力锚索技术的要点，切实加强应用质量的控制，提高工程的效益。
参考文献：
[1]李培峰.预应力锚索技术在公路高边坡施工中的应用[J].科技传播,2014,(01):166-167.
[2]安富永.预应力锚索技术在高边坡防护中的应用[J].青海交通科技,2011,(06):32-34.
论文作者:孙中朋,高明洋
论文发表刊物:《防护工程》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/29
标签：预应力论文; 锚固论文; 钻孔论文; 钢绞线论文; 防护论文; 工程论文; 注浆论文; 《防护工程》2017年第17期论文;