預應力錨索格構梁在山區公路高邊坡滑坡治理中應用

郭 江 娟

(山西省吉縣公路管理段，山西 吉縣 042200)

國道209線K702+600～K703+100段位于山西省臨汾市吉縣洞子坡路段，為二級公路標準，路基寬度8.5 m，屬山嶺區越嶺線，該段位于山脊最高處，路線從山脊處穿山而過，兩側挖方高度達60 m，坡面陡峭，平均坡度為1∶0.3，邊坡土質為黃土、風化層和松軟巖，抗侵蝕力差，經常發生局部邊坡坍塌，嚴重影響國省道干線公路的安全暢通和過往司乘人員的行車安全。本文通過采用預應力錨索格構梁技術，將邊坡坡體的剩余下滑力分配給格構結點處的錨索，通過錨索傳給格構梁，最后傳遞給穩定地層，從而使邊坡坡體處于穩定狀態。

1 預應力錨索格構梁工作原理及特點

預應力錨索格構梁是一種復合結構的主動防護體系,它被用于邊坡支擋和滑坡治理。它的工作原理是通過對錨索施加張拉力使滑坡體達到穩定狀態，錨索主要承受拉力。將通過鉆孔及注漿的鋼絞線固定在相對穩定的土體中，然后對鋼絞線施加張拉并產生預應力，達到穩定滑坡體變形的目的。預應力錨索格構梁由錨索和格構梁共同組成,優點是能充分挖掘加固體的自身潛力,產生強大的支護作用,其結構簡單,自重較輕,節省材料,有良好的經濟使用價值。

2 預應力錨索格構梁施工工藝流程

1)根據圖紙設計，先做好加固體表面的截水溝及排水設施，搭設施工工作面及支架，做好開槽準備。2)進行坡面錨索安裝：定位、鉆孔、安裝錨索、注漿。3)制作鋼筋籠，現澆混凝土框架梁。4)在錨索框架梁加固同時，張拉錨索。

3 滑坡治理步驟

3.1 施作排水設施

在滑坡處治施工邊坡開挖前，進行邊坡開挖線放樣，開挖設置坡頂截水溝。對于地質不良地段、土質松軟、透水性較大路段的土質截水溝及截水溝的出水口，采取加固措施，出入口必須與其他設施平順銜接。

3.2 錨索安裝

預應力錨索施工按照：施工準備→鉆孔→制作錨索→注漿→格梁施工→張拉錨索→封錨步驟進行。施工的關鍵控制點有兩步：一是鉆孔，孔徑為150 mm，主要是如何防止孔壁坍塌、卡鉆；二是注漿，孔內灌注M35水泥砂漿，施工關鍵是保證注漿飽滿密實，不留有空隙和沉渣。錨索材料采用強度為Rb=1 860 MPa、低松弛、Φ15.2預應力鋼絞線，錨具必須與鋼絞線材料相配套使用。

3.2.1施工放樣

根據設計圖紙，合理、準確設置錨孔的位置。本工程施工位置有一處移動基站，在確保結構安全和坡體穩定的前提下，經報監理工程師確認，適當調整了孔口定位。

3.2.2鉆孔

采用潛孔鉆機成孔。

3.2.3鉆機就位

根據坡面放樣的孔位，搭設滿足相應承載能力腳手架，安裝固定鉆機，調整機位，縱橫誤差滿足規范要求。

3.2.4鉆孔

由于要保證邊坡穩定及孔壁粘結性，要求采用干鉆進行鉆孔，禁止采用水沖的方式鉆孔。根據所使用鉆機的性能和地質條件來控制鉆孔的速度，為防止出現意外事故，必要時可進行試驗段鉆孔，以確定鉆孔速度。鉆進過程中，要做好每個孔道關于地質狀況、鉆孔進行狀態、包括地下水位等情況的施工記錄。如遇塌孔、縮孔等突發情況時，需要立即停止施工，進行必要的固壁處置，待水泥砂漿初凝后，重新鉆進。所有鉆孔需進行編號。

3.2.5孔深

所有鉆孔的鉆孔深度、鉆孔的位置、孔的傾斜度必須滿足設計要求。所用鉆頭的直徑、孔深須不小于設計孔徑和設計孔深。

3.2.6孔道清理

當鉆機鉆頭鉆進到設計深度后，保持原速度鉆進1 min～2 min，以防止孔底達不到設計孔徑。當鉆孔工作完成后，為增強水泥砂漿與孔壁的粘結強度，需使用高壓空氣將孔內的雜物壓出孔外，注意不得采用高壓水沖洗，必要時在周圍適當設置排水孔。

3.2.7鉆孔驗收

在駐地監理旁站下，按照設計要求驗收孔徑、孔深，復查錨孔孔位、傾角和方位。在驗孔過程中，要求鉆頭不產生沖擊或抖動，退鉆要求順暢，鉆具長度滿足設計錨孔深度，用高壓風吹檢驗不存在明顯飛濺塵碴及水體現象。

3.2.8錨索制作及安裝

要求每根鋼絞線順直，排列均勻，按照設計規范要求進行除銹、除油污處理，不合格鋼絞線堅決剔出。在進行鋼絲防護套網包裹前，錨索束必須進行除污處理。張拉段錨索束涂防腐劑。自由段錨索束涂專用防腐劑，可以采用φ22 mm的聚乙烯塑料管將自由段錨索束套住，用黃油將聚乙烯塑料管兩端充填后，用膠布進行固定。為使錨索居中，可以每隔1.0 m設置一個對中支架。錨頭頂面須與錨索軸線垂直。

安裝錨索體前須認真核對錨孔編號，再次用高壓風吹孔，準備工作結束后，用人工將錨索體緩緩放入孔內，不得打彎或扭結。放置完畢后，用鋼尺測量露出孔外的鋼絞線長度，計算孔內錨索長度，確保錨固長度滿足要求。

3.2.9注漿

必須采用經試驗確定施工配合比的砂漿。注漿漿液應攪拌均勻，并在初凝前用完。注漿采用孔底注漿法，中途不得停漿，砂漿灌注應飽滿密實。實際注漿量以錨具排氣孔不再排氣且孔口漿液溢出和注入砂漿一樣濃度時結束。同時做好注漿記錄。將涂滿防銹油的自由段套上波紋管，管內注滿黃油后封閉兩端，不能留空隙。當注漿完畢，待水泥砂漿凝固收縮后，檢查孔口位置，如注漿欠缺，需選用水灰比0.4～0.45的水泥漿進行補漿。

3.3 格梁施工

3.3.1框架梁開槽

采用人工在坡面開槽，然后將框架梁嵌入邊坡坡面，須將框架梁露出坡面40 cm。隨后用漿砌片石找平坡面。施工過程中，必須按照設計要求進行開槽，嚴禁超挖。如有超挖，必須采用漿砌片石或混凝土回填。

3.3.2格梁施工

安裝45 cm×50 cm(縱梁)、45 cm×50 cm(橫梁)框架梁矩形截面模板，進行立模現澆施工，混凝土采用C30標號。在框架中部每隔8 m設置一道2 cm縫寬的伸縮縫，縫內采用瀝青麻絮填塞。

3.3.3預留錨索孔

按照設計要求，在格梁節點中心預埋和錨索鉆孔直徑相對應的PVC管，確保錨索預留孔位的準確。

3.3.4錨具

為保證錨具工作臺整體性和安全，必須采用C30混凝土與地梁同時澆筑，同時在錨具節點位置增設鋼筋網片。由于錨孔周圍鋼筋密集，在此時須嚴格按照規范加強對混凝土澆筑時的振搗，確保密實。錨具底座頂面應與鉆孔軸線垂直，確保錨索張拉時千斤頂與錨索在同一軸線上。千斤頂在工作進程中，操作人員應站在兩側，端面方向嚴禁站人，以免發生意外。

3.3.5張拉及封錨

須采用經檢驗配套的張拉設備。錨索張拉必須待孔內砂漿達到設計強度。先進行張拉試驗，確定張拉參數。當錨索砂漿強度達到80%以上，進行預應力張拉。

1)張拉。a.保持慢速張拉，達到張拉應力的預定值后，應使設備穩定15 min左右。當張拉系統拉力值不變、油壓表無壓力向下移動時，進行鎖定。b.為避免因為預應力鋼筋松弛、預應力錨索與管道之間的摩擦和錨具回縮而引起的預應力損失，此時采取超張拉手段。在張拉時，當實際伸長值與理論值差別較大時，應暫停張拉，待查明原因后再進行張拉。c.分兩次逐級張拉錨索，待每根錨索張拉完一次后，再按照次序進行第二次張拉，分別記錄每一級鋼絞線的伸長量，待錨索預應力沒有明顯衰減且荷載值與設計拉力值相同時進行鎖定。錨索張拉、鎖定、封錨須按照從下到上的順序進行。d.張拉結束后，從錨具開始量，留夠長10 cm左右的鋼絞線，其余部分用機械切割截去，嚴禁電弧切割。然后用水泥凈漿注滿空隙，最后采用C15混凝土對錨頭封錨。

2)灌漿。錨索在張拉鎖定后進行灌漿。灌漿壓力須大于0.25 MPa。當實際耗漿量大于理論耗漿量，出漿濃度不小于進漿濃度，且孔內不再耗漿時，結束灌漿。對于灌漿過程中出現的漏漿、持續耗漿等異常情況，分析原因，采取封堵裂隙、延長并漿時間進行處理，直至不再漏漿、持續耗漿為止。

3)錨頭封堵。在用混凝土澆筑封堵錨頭前須將鋼絞線和工作錨清洗。錨索框架梁施工完成后，形成整體受力結構，并且所有檢測合格后，將墊座混凝土鑿毛處理，將錨具外超長部分鋼絞線采用手持砂輪切割機切割，最后用C30混凝土將錨頭封堵。

4)測力計。為觀察預應力錨索的應力變化，應設置數量不少于錨索孔數的5%測力計，每工點不少于2孔。

4 結語

該高邊坡通過采用預應力錨索格構梁技術處理后，有效地增加了可能滑動面上的抗滑力，因格構梁有更大的整體剛度，讓滑坡面的受力更加均勻，起到了很好的表層護坡的作用，使活動的邊坡坡體處于穩定狀態，由此可見，對高邊坡護坡采用預應力錨索格構梁技術是可行的，可以有效地提高邊坡的穩定性，值得推廣運用。

[1] 涂永祿.淺談預應力錨索格構梁體系中格構梁的設計[J].建筑工程技術與設計，2014(13):60-61.

[2] 何先貴.預應力錨索格構梁現澆混凝土蜂窩麻面等質量缺陷之見解[J].基層建設，2015(15):97-99.