宋宗刚

（中铁十五局集团第七工程有限公司   河南  洛阳  471013）

[摘要]：当土质边坡高度20m以上或石质边坡高度30m以上，不稳定边坡采用锚杆、预应力锚索框格等加固措施，确保边坡稳定和结构安全。

[关键词]：路基防护 锚固工程 锚索 锚孔  

路基防护工程是防止路基病害，保证路基稳定，改善环境景观，保护生态平衡的重要设施。某山区高速公路工程在保证路基稳定的前提下，尽量采用生态防护，减少圬工体积。在岩土结构稳定，满足安全要求的前提下，以选择刚性结构与柔性结构相结合，多层防护与生态植被防护相结合的方法进行边坡治理。

本工程防护类型主要有：挡土墙、浆砌片石防护、挂网喷混植草防护、预应力锚索框格植被防护等防护形式。本文结合具体的工程实践就边坡锚固工程施工工艺作一简要描述。

由于锚固工程主体为地下隐蔽工程，且工程质量与施工技术密切相关，要求严格按照有关锚固工程施工与验收技术规范和质量检验评定标准进行，确保边坡稳定和结构安全。

预应力锚索、锚杆施工主要包括施工准备、锚孔钻造、锚筋制安、锚孔注浆、砼结构钢筋制安、砼浇筑、锚孔张拉锁定和验收封锚等工作流程。其中有两个主要环节，一是锚孔成孔，二是锚孔注浆，锚孔成孔的技术关键是如何防止孔壁坍塌、卡钻；注浆的技术关键是如何将孔底的空气、岩（土）沉渣和地下水排出孔外，保证注浆饱满密实。

1．锚孔钻造

按照设计桩号采用拉线尺量，结合水准测量进行放线，并用铁钎和油漆标记准确定位锚孔位置。钻机严格按照设计孔位、倾角和方位准确就位，采用测角量具控制角度，钻机导轨倾角误差不超过±1°，方位误差不超过±2°。锚索（杆）成孔根据地层选用相应的锚杆钻机，土层中严禁开水冲钻及冲洗孔壁。在钻进过程中认真作好施工记录，如地层情况、地下水情况等。钻孔孔径、孔深达到设计值时要超钻50cm，钻进达到设计深度后稳钻3～5分钟，同时及时进行锚孔清理。锚孔钻造结束后，使用高压空气将孔中岩（土）粉及水全部清除出孔外，经现场监理检验合格后，进行锚索（杆）安装。锚孔钻造完成后及时进行锚筋体安装和锚孔注浆，原则上不超过24小时以避免长时间搁置造成塌孔。

2．锚索（杆）制作和安装

锚筋下料误差不大于±50mm，预留张拉段钢绞线长度为1.5m。

各单元锚索的无粘结钢绞线绕承载体弯曲成U型，并用钢带与承载体绑扎牢固。注浆管与隔离架按设计要求安设，注浆管底端距孔底20cm。各单元锚杆的外露端做好永久性标记。

3．锚孔注浆

锚索（杆）注浆采用水灰比0.4～0.5的纯水泥浆，其中锚固段遇土质或砂土状强风化岩层且富水时，采用二次高压劈裂注浆法来提高地层锚固力。

注浆材料严格按照经试验合格的配比备料，注浆浆液严格按照配合比搅拌均匀，随拌随用，浆体强度不低于40MPa。锚孔注浆采用孔底返浆方法，直至孔口溢出新鲜浆液；如孔口浆面回落，则在30分钟内进行孔底压注补浆2～3次，确保孔口浆体充满。在注浆作业开始和中途停止较长时间再作业时，用水或水泥稀浆润滑注浆泵及注浆管路。每批次注浆都进行浆体强度试验，试件采用三组。

4．锚索张拉锁定

当注浆体强度和传力系统（框格梁、墩座）混凝土强度均达到设计强度80%以上时，并经验收试验合格后，进行张拉作业。

锚斜托台座的承压面要平整，并与锚筋的轴向方向垂直。锚具安装与锚垫板和千斤顶密贴对中，千斤顶轴线与锚孔及锚筋体同轴一线，确保承载均匀。锚筋张拉采用专用设备，设备在张拉作业前要进行标定，锚具、夹片等检验合格后方可使用。

锚索正式张拉前，取30%的设计张拉荷载，对其预张拉1～2次，使其各部位接触紧密，钢铰线完全平直。对于压力分散型锚索，因各单元锚索长度不同，张拉严格按设计次序分单元采用分布补偿张拉法，根据设计荷载和锚索长度计算确定差异荷载，并根据计算的差异荷载进行分单元补偿张拉。

压力分散型锚索各单元差异伸长量和差异荷载增量计算公式（以三单元共六束压力分散型锚索为例）如下。

差异伸长量：

差异荷载增量：

其中：

――分别为第一、二、三单元锚索的长度，且；

――各单元锚索在给定最终张拉（设计锁定）荷载作用下的伸长量；

――各单元锚索在给定最终张拉（设计锁定）荷载作用下的差异伸长量；

――给定最终张拉（设计）荷载作用下钢铰线束应力；

――给定最终张拉（设计）荷载作用下单根钢铰线束荷载；

――单根钢铰线束的截面面积；

――钢铰线的弹性模量；

――分步差异张拉之第一、二步级张拉荷载增量。

锚索的预应力在补足差异荷载后分4级按有关规范或规定施加，即设计荷载的25%、50%、75%、100%，在张拉最后一级荷载时，持荷10～15min，当位移稳定无异常时，即进行锁定。

5．锚索工程验收试验。

锚索工程必须进行验收试验。验收试验严格按照国家标准《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086－2001）和设计图纸有关规定进行。

5.1 验收试验的规定和要求

当注浆体强度和传力系统（框格梁、墩座）混凝土强度均达到设计强度100%以上时，进行验收试验。验收试验锚索的数量大于锚索总数的5%，且不少于3根。验收试验锚索孔位按随机抽样原则确定。

5.2 验收试验的方法与过程

验收试验分级加荷，起始荷载为锚索设计荷载的30%，分级加荷值分别为设计荷载的0.5、0.75、1.0、1.2、1.4和1.5倍，正式试验前，也取30%的设计荷载对其预张拉1～2次，然后再对各单元锚索进行荷载补偿张拉，补偿张拉方法同锚索张拉锁定，不同之处在于计算差异伸长量的荷载要用最大试验荷载而不是设计荷载。补偿张拉后同步张拉至锚索设计荷载的30%作为起始荷载。如果最大差异张拉荷载大于设计荷载的30%，则以最大差异张拉荷载作为起始荷载。验收试验中，当荷载每增加一级，均持荷稳定5～10min，并记录位移读数。最后一级试验荷载也维持10～15min。如果在历时10min内位移超过1mm，则该级荷载应再维持50min，并在15、20、25、30、45和60min时记录其位移量，最后卸荷到起始荷载，测量并记录其残余位移量。

5.3 验收试验的数据整理与结果判定

验收试验的锚索符合下列二个标准，判定为合格，否则，即为不合格：

① 起始荷载到最大试验荷载之间所测得的总弹性位移量（即为最大试验荷载条件下的总位移量－卸荷到起始荷载时的残余位移量），应当超过该荷载范围内（最大试验荷载－起始荷载）锚筋自由段长度的理论弹性伸长量的80%，且小于自由段1/2与锚固段长度之和的锚筋的理论弹性伸长值。对于压力分散型锚索，且按上述（E2）试验方法进行验收试验，锚固段应视为零，自由段以各单元锚索全长的平均值计算。

② 在最后一级荷载作用下的位移观测期内，锚头位移稳定，即在历时10min内位移不超过1mm，或者2h蠕变量不大于2mm。

6.锚头封锚

锚索张拉完成后及时对锚头进行补浆和封锚，外锚头应用与锚梁同标号的砼封头，以防锈蚀破坏。对于锚头和锚梁等空隙补浆时，补浆管要插入锚梁底面以下进行返式补充注浆，直至补浆孔溢浆为止。对于锚具及锚筋外露部分则严格进行去锈除油后并及时采用与锚梁同标号混凝土进行封锚。

7.监控量测与预报

锚头、坡体位移及锚索荷载（初始预应力）变化是必须实施的监控量测项目。当24小时内锚索荷载损失大于10％，则必须进行补偿张拉。下载本文