框架梁预应力锚索体系在加固路堑高边坡的施工技术与质量控制.docx

框架梁预应力锚索体系在加固路堑高边坡的施工技术与质量控制1前言在公路、铁路线切坡开挖路堑后，破坏了原有山体应力平衡，岩土结构强度锐减，住住形成大型潜在松弛面（潜在滑体），对于这些不利的结构面（高度较大、稳定性差）均应采取加固措施，防止边坡变形失稳。框架梁预应力锚索体系作为一种新型的边坡加固结构，与圬工类结构相比具有一定的柔性、深层加固、主动加固、随机补强、施工快捷灵活、经济性好等特点,近年来被广泛地应用于破碎岩质边坡甚至土质边坡的加固工程中。作为一种主动式的加固方法，框架梁预应力锚索体系是通过钻孔及注浆体将钢绞线固定在深部稳定地层中，在被加固体表面对钢绞线张拉产生预应力将滑动体的坡体与稳定的地层连为一体，同时通过坡面上的框格梁将各个锚索有效地连成一个整体，形成一个由表及里的被覆式加固体系，从而达到被加固体整体稳定和限制其变形的目的。2预应力锚索的选型岩土工程中使用的锚索类型较多，按固定施工方法分为注浆型锚固、胀壳式锚固、扩孔型锚固及综合型锚固等，按锚固段结构受力状态分为拉力型、压力型及荷载分散型（拉力分散型、压力分散型、拉压力分散型、剪力型）锚索。目前广泛采用的锚索类型为注浆拉力型及注浆压力分散型两种锚索。注浆型锚索是采用水泥浆或水泥砂浆将锚索锚固段固结在岩土稳定部分，而胀壳式锚索固利用胀壳式机械锚头与坚硬岩体挤压，形成锚固力。拉力型锚索主要依靠锚固段提供足够抗拔力。该类型锚索结构简单、施工方便、造价低，但锚固段受力机制不合理。在锚索张拉时，临近张拉段处的锚固段的界面呈最大的粘结摩阻力，在锚固段底部岩体产生拉应力，且应力集中，使锚固段产生较大的拉力，浆体容易拉裂，影响抗拔力。如图1：压力分散型锚索是采用无粘结钢绞线，借助按一定间距分布的承载体（无粘结钢绞线末端套以承压板和挤压套）使较大的总拉力值化为几个作用于承载体上的较小的压缩力，避免了严重的粘结摩阻力集中现象，在整个锚固体长度上粘结摩阻力分布均匀。如图2：为了改变普通注浆拉力型锚索受拉时水泥浆体受拉开裂及受剪崩裂这种纯拉变形性状，向莆铁路路基工程设计图集采用改进的拉力型锚索，即在锚索制作时，一般将锚索锚固段制作成枣核（糖葫芦状）（如图3：），使钢绞线受拉时对锚固体形成既受拉又部分受压的受力状态，有效增加钢绞线在锚固体中的粘结力及摩阻力，从而避免水泥浆体纯受拉开裂形成贯通裂缝。本文主要结合介绍改进的拉力型锚索施工技术与质量控制。3施工工艺3.1预应力锚索的施工工艺流程图（如图4）。3.2施工准备预应力锚索施工前应做好施工组织设计，明确施工方法、施工工艺、工序流程、人员组织和施工设备、材料、试验、监测安排及安全、质量管理。开工条件包括开工报告、锚筋材料试验、浆体材料试验、配合比试验、相关机械设备等，并应注意张拉设备及有关机具是否经过标定。为了验证设计采用的工作锚索的性质和性能、施工工艺、设计质量、设计合理性以及所提供的安全储备，同时考虑有关搬运、储存、安装和施工过程中抗物理破坏的能力，施工前应进行拉拔试验，取得锚固段地层与砂浆锚固体间的极限抗剪强度，以确定设计参数是否满足锚固工程稳定、安全需求，进而确定是否需进行锚固段长度修正，拉拔试验孔数按锚索设计总孔数的3%计，每3孔一组，锚固长度根据设计吨位、地层性质确定。试验孔试验：具体位置应由监理和设计代表现场确定，试验孔位置的选择应体现工程孔锚固地层实际情况。锚固段与自由段之间设置止浆袋，锚固段外侧应设引排气管，排气管伸入锚固段内5～10cm，其注浆方法、充满标准与工程孔相同。试验时应记录各级荷载及锚头位移等详细数据，并在工程锚索施工前及时向设计单位提交试验报告，以验证和调整设计。3.3边坡土石方开挖1)按线开挖原则：严格按设计坡率、坡高测量放线，按放坡度架，按线开挖，不得超、欠挖；2)分级开挖、分级支护原则：尤其在高边坡及地质条件差的情况下，要先施工上一级边坡锚索框架梁，并进行张拉，在达到有效防护的条件下，才能开挖施工下一级边坡；3)分层、分段开挖原则：当边坡地质条件差或上一级边坡的防护还没有达到要求而下一级边坡需要开挖时，为了减少对边坡扰动应采取减小边坡开挖高度的办法，将设计的每级边坡分层开挖，或将同一级边坡分成几段，间隔开挖，分段防护；4)尽量减少人为扰动的原则：当坡体已处于不稳定状态时，要采用静态爆破、控制爆破及液压冲击破碎机相结合的施工方案。3.4脚手架搭设与放样路堑边坡开挖完成后,清除表面松散体。用测量仪器按设计图纸放出孔位，然后根据孔位搭设脚手架。为了施工的安全和连续性，脚手架必须满铺坡面，并且扣在坡面上，连接扣件牢固，而且有专人定期检查，不允许有晃动的现象，施工时钻机要求上下错开，每台钻机还需搭设稳固的操作平台，以保证钻孔质量。在曲线段边坡放线时，由于坡面一般呈扇形发散或收敛，为了保持竖肋上下对齐，竖肋间距往往上下不