锚索边坡防护 锚索边坡防护原理

预应力锚索抗滑桩在高边坡加固中的应用:抗滑桩边坡防护实例

摘 要：结合工程实例实例，介绍了抗滑桩预应力锚索在高边坡加固中的应用，提出了施工控制关键环节和施工注意事项。关键词：高边坡；抗滑桩；锚索1 工程概况

锚索边坡防护 锚索边坡防护原理

工程位于厦蓉高速AT17标K75+780～K76+200段，为85m高边坡，设2.5*3.5m抗滑桩，桩长35m，各桩之间采用系梁连接，桩顶设锚索。桩顶设锚索，桩位处的推力为8595.64 KN/m，锚拉桩设计推力2500 KN/m，剩余的部分推力由坡面锚索承担。抗滑桩锚固段采用D25中空注浆锚杆，长度3.5m，间距1.5m，矩形布置，注浆压力1.5MPa。

钻孔式预应力锚索孔径为130mm，水平间距为5m，水平夹角25°，锚固端为抗滑桩桩顶系梁处。抗滑桩锚索自由段长28m，锚固段长12m，锚索直径为130mm，锚索设计荷载为1000kN；锚索采用φ15.24无粘结无粘结钢绞线，fp=1860N/m㎡。

2 抗滑桩的施工

2.1 桩孔开挖

根据设计方案和施工技术规范进行开挖，人工开挖为主，一次最大开挖深度为1.2m。开挖时采用间隔方式开挖，按由浅至深、由两侧向中间的顺序每次间隔1～2孔开挖。开挖遇到基岩或坚硬孤石时采用了少药量、多炮眼的松动爆破方式，每次剥离厚度20～30cm，开挖基本成型后再人工刻凿孔壁至设计尺寸。桩孔开挖过程中采用C25混凝土护壁。

2.2 中空锚杆施工及注浆

D25中空注浆锚杆，长度3.5m，间距1.5m，矩形布置，锚杆体外径25mm，壁厚5.5mm，。注浆用水泥砂浆水灰比1：1，标号㎡0，掺加1%的湛江早强减水剂，5%的膨胀剂；注浆压力控制为1.5MPa。

2.3 钢筋笼制作与安装

按规范要求制作了符合设计要求的钢筋笼，钢筋笼绑扎好后整体吊放，吊入后校正轴线位置，并牢固定位，再预埋￠180钢套管（壁厚5mm）（锚索钻孔预留），以免在灌注砼时发生浮笼现象。采用吊车吊放钢筋笼，重点控制了吊放时不能碰撞孔壁，防止坍孔，并防止泥土等杂物带入孔内。

2.4 混凝土灌注

经质量控制各方检查合格后开始混凝土灌注。由于孔底积水厚度小于100mm，固采用干法灌注方法进行混凝土施工，混凝土应通过串筒注入桩孔，串筒下口与混凝土面的距离为1～3m。桩身混凝土连续灌注进行，每灌注0.5～0.7m时，插入振动器振捣密实一次。

3 预应力锚索施工

3.1 钻孔

钻孔是锚索施工中控制工期的关键工序。为确保钻孔效率和保证钻孔质量，采用潜孔冲击式钻机。钻机钻井时，按锚索设计长度将钻孔所需钻杆摆放整齐，钻杆用完，孔深也恰好到位。

钻孔孔深度＝锚索长度－锚索在框格梁中的斜长+0.5m。

3.2 制作锚索

预应力锚索采用φj5.24高强度低松弛钢绞线。钢绞线截取长度按照单元锚索长度、千斤顶长度、工具锚和工作锚及张拉操作余量的总和。钢绞线截取时采用机械切割。安装承载体过程中，剥离钢绞线表面PVC套管，将钢绞线表面防腐油脂清洗干净，然后用挤压机将挤压套和钢绞线进行机械连接。锚索沿轴线方向每隔1.0～1.5m设置一个架线环。在孔中心处设φ25PVC注浆管，锚索前加导向帽。

3.3 安装锚索

用人工抬运制作完好的锚索抬运至孔口下索。安放锚索前使用高压空气（风压0.3MPa）将孔内岩粉及水体全部清除出。下索时应按设计倾角和方位平顺推进，锚索平顺地放入孔内，留足外留段长度。

3.4 锚索注浆

下索完成后立即注浆。锚索安放完成后应及时进行锚孔注浆，防止有未洗净的岩屑或泥浆沉积在锚固段上。选用灰砂比1：2.5，水灰比0.38的水泥砂浆，浆体强度41MPa。锚索孔注浆采用注浆机，注浆压力保持0.6-1.0MPa。

3.5 张拉

锚索张拉是锚索施工中最关键的工序，锚索的张拉和锁定在注浆体及混凝土强度达到设计强度的80%后才能进行。锚索张拉前先对千斤顶校验和率定。张拉先用YCW250千斤顶对索自由段每束锚索设计施加张拉力1000kN，先取100kN的荷载，对各根钢绞线进行预张拉，其各部位接触紧密，钢绞线完全平直后，再分段整索张拉。锚索张拉为四级张拉：张拉顺序从内到外，依次张拉，各级张拉力250KN。索张拉时，加荷及卸载速率要缓慢平稳，加荷速率每分钟控制为设计锚固力的10%，卸载每分钟控制为15%。

施工完毕后，进行预应力锚索验收试验：选定6～8根锚索进行验收试验，分级加荷张拉，分级加荷值分别为拉力设计值的0.5、0.75、1.0、1.2、1.33、1.5，每级持荷稳定时间为10 分钟。最后一级张拉后，锚头位移稳定或2小时的蠕变量不大于2.0mm为验收合格。

3.6 封锚

张拉2～3天后，观察锚具、夹片、钢绞线及锚墩有无异常，若无异常，用手砂轮机切断余露锚筋，并留长5～10cm外露锚筋，以防拽滑。锚头部分用C30砼封闭。若有异常，观测变化情况，采取相应的措施进行处理。

4 结 语

为掌握抗滑桩和预应力锚索治理滑坡的实际效果，在滑坡治理的全过程中，项目组针对斜坡深部位移、坡顶水平和垂直位移、地表裂缝等项目设置监测点，每隔3天监测一次。自工程完工以来，边坡没有新裂缝出现，各观测点的三向位移均在允许范围之内，锚索的受力性能良好、蠕变量小。根据观测的结果，表明抗滑桩和预应力锚索治理滑坡的方案达到了预期的效果。

参考文献

[1] 中华人民共和国交通部. 公路路基施工技术规范（JTG F10-2006）[S]. 人民交通出版社. 2006

[2] 严加彶.道路建筑材料（第3版）[M ].北京：人民交通出版社.1996

作者简介：

李应涛，（1972～2）男，工程师，本科，主要从事公路施工建设。

关于边坡防护锚索计量的问题

计量不是以束为单位，是成孔米，3束或4束只是成孔米单价不同。不能用3*180

做预算时把所以钢绞线的吨位、钻孔、注浆、搭脚手架等全部算进去，再除以总成孔米数。

什么是锚杆、锚索与锚杆挡墙？

锚索(anchor cable)：吊桥中在边孔将主缆进行锚固时，要将主缆分为许多股钢束分别锚于锚锭内，这些钢束便称之为锚索。 锚索是通过外端固定于坡面，另一端锚固在滑动面以内的稳定岩体中穿过边坡滑动面的预应力钢绞线，直接在滑面上产生抗滑阻力，增大抗滑摩擦阻力，使结构面处于压紧状态，以提高边坡岩体的整体性，从而从根本上改善岩体的力学性能，有效地控制岩体的位移，促使其稳定，达到整治顺层、滑坡及危岩、危石的目的。钻孔是锚索施工中控制工期的关键工序。为确保钻孔效率和保证钻孔质量，采用潜孔冲击式钻机。钻机钻井时，按锚索设计长度将钻孔所需钻杆摆放整齐，钻杆用完，孔深也恰好到位。钻孔深度要超出锚索设计长度0.5m左右。钻孔结束，逐根拔出钻杆和钻具，将冲击器清洗好备用。用一根聚乙烯管复核孔深，并以高压风吹孔，待孔内粉尘吹干净，且孔深不少于锚索设计长度时，拔出聚乙烯管，塞好孔口。

锚杆与锚索，两者只是量的区别，不是质的区别，只是张拉介质不同。锚索的受拉件是钢绞线制作，锚杆是高强度精轧螺纹钢筋为主钢，通常锚索应用在大吨位锚固工程。锚索的受拉筋是用钢绞线制作，锚杆是用钢筋或钢管。通常锚索受力较大，还要加予应力，受力形式分锚固段和自由段，可以用作永久性锚固工程。锚索是锚杆的一种，土丁也是。在国内，一般情况下，锚索是需要施加预应力的，因此它是主动受力，多应用于已出现变形或对变形要求严格的工程部位；锚杆则一般不施加预应力（有时也会施加很小的预应力），因此它是被动受力，只有当被锚固岩土体发生一定变形时它才发挥锚固力。此外，锚索长度一般在20－50米，锚杆则不到20米。在国际上，锚索只是锚杆的一种类型。

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二者主要区别在于土钉墙是将土钉锚固在钢筋网片或承板上；锚杆是将杆件锚固在承压梁上。土钉-砂浆锚钉主要用于基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地且基坑深度不宜大于12米的土体加固；锚杆用于深深基础或多用于明挖隧道工程中。土钉墙（SoilNailWall）是一种原位土体加筋技术。将基坑边坡通过由钢筋制成的土钉进行加固，边坡表面铺设一道钢筋网再喷射一层砼面层和土方边坡相结合的边坡加固型支护施工方法。其构造为设置在坡体中的加筋杆件（即土钉或锚杆）与其周围土体牢固粘结形成的复合体，以及面层所构成的类似重力挡土墙的支护结构。锚杆挡土墙是指利用锚杆技术建筑的挡土墙，由钢筋混凝土墙面和锚杆组成，依靠锚固在岩层内的锚杆的水平拉力以承受土体侧压力。按墙面构造的不同，分为柱板式和壁板式两种。所谓柱板式是指挡土墙的墙面由肋柱和挡土板组成，挡土板直接承受墙面后填料产生的土压力，挡土板支承于肋柱，肋柱与锚杆相连；而壁板式则不设立柱，墙面仅由墙面板构成，墙面板直接与锚杆连接。

边坡支护锚索施工安全操作规程？

1．一般规定1凡是从事边坡支护工程施工人员，必须受过安全生产教育，熟悉本工程安全技术操作规程，并严格遵守。2一律不准单人开机操作机电设备，每班工作必须有明确分工。3对现场运行的施工机械设备临时进行修理时，必须与运转操作人员取得联系，停止设备运行后，方可进行修理。4机电设备不工作时应切断电源。5夜间施工时，必须有充分的照明。6进入施工场地应穿戴好必要的劳动保护用品、用具。7与施工无关的非施工人员，未经许可不得进入施工场地，在进入施工场地要道口须设置警示牌。2．高处作业2.1高处作业标准凡是在坠落高度基准面2m和2m以上有可能坠落的高处进行作业，均称为高处作业。2.2凡经医生诊断，患有高血压、心脏病、贫血、精神病、以及患有其他不适于高处作业病症的人员，不得从事高处作业。2.3高处作业使用的脚手架上应铺设固定脚手板和护身栏杆。2.4从事高处作业人员，必须系好安全带和穿软底鞋，不准穿拖鞋、塑料底鞋和带钉子的硬底鞋。2.5脚手排架的临空面必须搭设安全网或防护栏杆。工作人员应栓好安全带，带好安全帽。2.6高处作业使用的工具、材料等应堆放好，以防掉下砸伤下方施工人员而造成人员伤亡事故。严禁使用抛投方法传送工具、材料。小型材料或工具应放在工具箱或工具袋内。2.7上、下层排架平台同时施工时，应挂设安全网，以免上面掉物将下层施工人员砸伤。2.8高处作业人员，精神应集中，不得打闹嬉戏，不得麻痹大意，以防止坠落。2.9高处作业时，严禁燃烧明火取暖。2.10在脚手排架上施工，应尽量减少堆放材料物品的数量及重量。2.11施工人员在上下脚手架时，应走斜马道或梯子，不得沿脚手架管攀爬上下。2.12在脚手排架上施工人员，不得坐在排架平台边缘，不得骑坐在脚手排架临空面防护栏杆上，不得躺在脚手板上或安全网内休息，不得站在防护栏杆外的探头板上工作和凭借栏杆起吊物品。3．脚手架3.1边坡锚索施工平台为承重脚手架平台，承重能力不小于3t/m2，承重脚手架应使用脚手钢管搭设。3.2竖直排架管必须用地锚固定牢固，固定地锚必须设置在稳定岩石内并用水泥砂浆镶牢,地锚与排架管的有效连结长度不小于0.5m。3.3纵、横向竖直钢管间距不大于1m，水平钢管间距不大于1.5m。3.4高度大于2m的排架，其竖直钢管之间必须设置斜拉支撑连接。3.5成90°交角的钢管使用死卡连接，其他任意交角的钢管使用活卡连接，管卡螺栓必须拧紧，不得松动。3.6平台面的纵、横向水平钢管应采用双管结构。3.7使用方木规格不小于长×宽×高=400cm×10cm×10cm的衫木或松木，脚手台板规格不小于长×宽×厚=400cm×25cm×5cm的衫木或松木板，凡是腐朽、扭曲、斜纹、破裂和大横透节的方木和脚手板均不得使用。3.8方木铺设间距不大于1.2m，方木应使用8#铅丝与平台面水平钢管捆牢；脚手台板铺设间隙不大于5cm，脚手台板应用4″钢圆钉与方木钉牢。3.9排架平台临空面应设置安全防护栏杆，在有上、下立体交叉作业的部位，应设置安全网围护，以防止上部掉落物将下部施工人员砸伤。3.10施工专职安全人员应随时注意观察及检查排架，发现松动或其他不安全隐患时应及时进行加固处理，在靠近爆破地点的脚手架，每次爆破后应及时进行检查。4．常用安全用具4.1常用安全用具，如安全帽、安全带、安全绳等，必须符合如下质量标准：表1：常用安全用具的检验标准与试验周期表名称检查与试验质量标准要求检查试验周期柳、藤安全帽1．外表应完整无破损。2．藤条无断裂。3．帽内缓冲层、帽带齐全无损。4．能抗3公斤的钢球从5米高处垂直坠落的冲击力。一年一次塑料安全帽1．外表完整、光洁。2．帽内缓冲带、帽带齐全无损。3．耐摄氏40°~120°高温不变形。4．耐水、油、化学腐蚀性良好。5．能抗3公斤的钢球从5米高处垂直坠落的冲击力。一年一次棉绳安全带检查：1．绳索无脆裂、断脱现象。2．皮带各部接口完整、牢固，无霉朽和虫蛀现象。3．销口性能良好。试验：1．动荷：吊绳用75公斤重物由高处坠落冲击无损伤。2．静荷：吊绳用255公斤重物悬吊5分钟无损伤。1．每次使用前均应检查。2．新带使用一年后抽样试验。3．旧带每隔6个月抽查试验一次。锦纶安全带检查：与棉绳安全带要求相同。试验：动荷试验重量为120公斤冲击距离为2米。与棉绳安全带要求相同。安全网1．绳芯结构和网筋边绳结构符合要求。2．两件各120公斤的重物同时由4.5米高处坠落冲击完好无损。每年一次，每次使用前进行外表检查。安全用具应有合格证书，否则不准采购和使用。4.2安全带的挂钩，应挂在牢固的物体上或可靠的安全绳上。4.3栓安全带用的安全绳不得过长，一般不应超过3米。4.4安全用具严禁挪做其他用途使用，并注意保管，安全带、安全绳应放在空气流通、干燥处，以免受潮腐朽。5．机电设备安装5.1机电设备不得带病工作。5.2各类设备安装时，机座必须稳固，放置移动式机械设备时，应防止自重和外部荷重引起移动和倾倒。5.3安装机械时，不得将机械的拉线绑捆在脚手排架上，没有经过技术负责人的批准，不得利用脚手架做为起重机架和滑轮的支撑。当利用脚手排架作为起重机架起吊迁移设备时，脚手排架应采取加固措施。5.4施工用的动力电源线路及机械设备的绝缘性能必须良好，布线应整齐，带电的裸线必须架设在人员碰触不到的位置。设备动力电机必须安装地线后才能接通电源。5.5架空敷设的电缆应架设牢固，且其架设高度不应低于3m~5m。5.6露天使用的机械设备的动力电机及其开关柜，均应选用防水型或采取防水措施。5.7在有易燃、易爆气体的场所，电器设备及线路均应满足防爆要求，在大量蒸汽及粉尘的场所，应满足密封、防尘要求。5.8能够散发大量热量的电气设备，如电热器、碘钨灯等不得靠近易燃物安装，必须时应采取隔离、隔热措施。5.9连接电动机的电气回路，应设开关并应设置有保护装置，如保险丝或自动空气开关。移动或电动机械，应使用软橡胶电缆线，严禁一闸接多台电动设备。

高边坡预应力锚索框架梁防护施工技术

摘 要:以预应力锚索框架梁防护用于高边坡防护工程是目前较为普遍使用的方法。结合彭武高速

公路工程实例,详细介绍了运用预应力锚索框架对路堑高边坡进行防护的施工方法。并对锚索施工

工艺流程、施工注意事项和施工技术措施等进行了一些探讨。

关键词:预应力锚索;锚索张拉;路堑边坡;施工工艺

中图分类号:TV554 文献标识码:B 文章编号:1004—5716(2008)12—0231—04

1 工程简介

彭武高速公路C16标位于彭水县高谷镇共和村,

沿线以低山地貌为主,地形起伏较大。丘包顶部较平

缓,自然坡度15°~40°,基岩局部裸露,覆土一般较薄,

厚0~2m,局部低洼处较厚,厚2~8m。K39+820~

K920路堑右线右侧最高切坡高度约为50m。岩性主要

为第四系全新统坡洪积层淤泥质粘土、角砾土、第四系

全新统坡残积层低液限粘土、碎石土、志留系中统罗惹

坪组页岩,岩层产状为315°~335°∠38°~40°。边坡稳

定性较差。

为保证坡面稳定,在一级、二级、五级坡面设置菱形

锚杆框架梁,三级、四级坡面设置菱形锚索框架梁。

2 锚索的工作原理及作用机理

2.1 锚索的工作原理

锚索就是高挖方路段为了减少对原状土的挖方数

量,保护生态环境而设计的一种特殊挡防结构。主要解

决破裂面至土体临空面之间破裂土体的稳定。其作用

原理是:依靠对锚索的张拉预应力,用锚具锁定在桩身

上,锚索产生的反作用力通过桩身传递到破裂土体,使

破裂土体在外力作用下稳定。锚索预应力一头靠锚固

段承受,另一头靠桩身承受,中间穿过破裂土体。

2.2 预应力锚索在高边坡防护中有如下作用机理

(1)葫芦串机理:通过锚索进入山体,将破碎风化的

孤立岩体串集在一起,象葫芦串一样形成整体,达到稳

定。

(2)骨架机理:锚索进入山体与端头连接在一起,在

整个边坡内外形成了钢骨架结构。

(3)组合机理:锚索孔内注入砂浆,将周边围岩组合

在一起,形成一体。

3 锚索施工工艺及施工方法

3.1 施工参数

K39+850~K39+907.8段路堑右侧三级、K39+

864.6~K39+904.1段路堑右侧四级边坡,采用预应力

锚索框架梁防护。三级、四级边坡高10m,锚索框架梁

间距3.5m,节点中心设置锚索。锚索为1孔4束,每孔

锚索设计锁定预应力为600kN。锚索钻孔采用 110

钻孔,每孔锚索设计锚固段长度为10m,坡面锚索长度

三级是15m,四级是16m。锚索采用 15.2mm高强

度、低松弛钢绞线制作,其抗拉强度不低于1860MPa,

自由段采用塑料套管隔离防护,裸露部分需作防腐处

理,全孔范围内采用M35水泥砂浆灌注,注浆压力0.6

~0.8MPa,锚头采用C15混凝土封闭。

3.2 施工设备配置(见表1)

表1 锚索施工主要机具配备表

序号设备名称规格型号数量备注

1手持凿岩机YO-18 2

2注浆机TBW50/15 2

3内燃空压机YY-12/7 1

4砂浆搅拌机JZC350 1

5千斤顶及配套高压油表YCW100B 1张拉锚索用

3.3 锚索施工工艺及施工方法

3.3.1 施工工艺(如图1所示)

3.3.2 施工方法及要求

(1)锚孔测放:边坡施工边挖边加固,即开挖一级,

防护一级,不得一次开挖到底。根据各工点工程立面

图,按TRANBBS设计要求,用全站仪将锚孔位置准确

测放在坡面上,孔位误差不得超过±50mm。如遇既有

刷方坡面不平顺或特殊困难场地时,需经设计监理单位

认可,在确保坡体稳定和结构安全的前提下,适当放宽

定位精度或调整锚孔定位。