高速公路边坡锚索防护工程施工技术介绍

时间：2024-08-31

宁伯湘

（浦北公路管理局，广西钦州 535300）

高速公路边坡锚索防护工程施工技术介绍

宁伯湘

（浦北公路管理局，广西钦州 535300）

文章就高速公路边坡锚索防护工程施工主要技术要求进行介绍，以便有效地控制边坡防护质量。

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锚索防护工程是高速公路高、大边坡的一种常用防护型式，技术比较成熟，它适用的前提条件是需要锚固于基岩内。本文就高速公路边坡锚索防护工程施工主要技术要求进行介绍。

1 施工准备

（1）进行施工前，应充分核对设计条件、土层条件和环境条件，在确保施工安全的前提下，编制施工组织设计。

（2）施工前，要认真检查原材料型号、品种、规格及锚索各部件的质量，并检查原材料的主要技术性能是否符合设计要求。

2 施工工艺

3 主要施工技术要求

3.1 钻孔

（1）钻孔前，根据设计要求和土层条件，定出孔位，作出标记。

（2）锚索水平方向孔距误差不应大于 50mm，垂直方向孔距误差不应大于100mm。

（3）钻孔底部的偏斜尺寸不应大于锚索长度的 3%，可用钻孔测斜仪控制钻孔方向。

（4）锚索孔深不应小于设计长度，也不宜大于设计长度的1%。

（5）要做好钻孔记录，并按记录表进行资料整理。

3.2 张拉

现就以混凝土井字形框架梁防护工程，每节点设1孔，采用压力分散型预应力锚索，每孔6根φ15.24无粘结钢绞线，每单元为2根，分3个单元布索，长度分别为20m、17.33m、14.66m，设计锁定荷载为550KN，超张拉荷载为605KN为例进行介绍：

（1）预应力锚索张拉钢绞线理论伸长量及差异荷载的计算：

钢绞线理论伸长量的计算：按平均分配法计算，每根钢绞线拉力 550/6=91.7KN。根据设计及有关规范规定,预应力锚索张拉采用差异荷载的不同分步实施张拉。首先根据锚索的设计长度不同，分别计算钢绞线理论伸长量和差异伸长量,钢绞线理论伸长量△L(mm)按以下公式计算△L=(δ/E)L，式中：

P——预应力钢绞线的平均张拉力(取单根设计锁定荷载91.7KN)；

L——预应力钢绞线的长度(mm)；

E——预应力钢绞线的弹性模量(取200000MPa)；

A——预应力钢绞线的截面积(取140mm2)。

δ=P/A

锚索设计总长度 20米，各单元计算自由长度分别为：L1=20m、L2=17.33m、L3=14.66m；其伸长量计算分别为： △L1＝65.5 mm ,△L2＝56.8mm △L3＝48 mm 则差异伸长量为：

L1-2=△L1-△L2=8.7mm △L2-3=△L2-△L3=8.8mm

差异荷载：根据差异伸长量计算差异荷载。第一单元与第二单元的差异荷载：

△P1＝ EA(△L1-2/L1) 2＝24.4KN

第一单元和第二单元（共4根）与第三单元差异荷载：△P2＝［EA(△L2-3/L2)+ EA(△L2-3/L1)］2 ＝ 53.1KN，△P1+△P2=24.4+53.1=77.5KN。

（2）计算锚索各级张拉力对应的张拉千斤顶油压表读数：锚索试验一般可分为基本试验（即抗拔拉破坏试验）、验收试验和蠕变试验。预应力锚索张拉施工使用的检测加荷设备张拉千斤顶（测力计、位移计、计时表等）在使用前应经计量检测单位进行校验标定，并在标定合格后的有效期内使用，同时应满足设计要求的精度。锚索使用张拉千斤顶的额定压力必须大于试验压力。根据标定证书给的张拉力与油压表关系的回归方程式，计算锚索各级张拉力对应的张拉千斤顶油压表读数。即①六根钢绞线整体预张拉、②最长2根钢绞线差异荷载补偿张拉、③最长及中长4根钢绞线差异荷载补偿张拉、④六根钢绞线整体分级五级张拉，分别为设计荷载的 25%、50%、75%、100%、110%，每级荷载张拉后，稳定观测时间不小于10min，张拉后48h内，若发生明显的预应力损失（即预应力减少量达到设计预应力张拉值的 10%以上）现象，则应及时进行补偿张拉。

（3）张拉方法

张拉施工程序为：整体预张拉设计荷载的 10%→最长 2根钢绞线差异荷载补偿张拉→最长及次长4根钢绞线差异荷载补偿张拉→6根钢绞线整体分级张拉至设计荷载的 25%、50%、、75%、100%、110%→按设计锁定值锁定。

预张拉：把三个不同单元的锚索整体张拉至设计荷载10%（550*0.1=55 KN），使锚索拉直。分步进行差异荷载增量张拉。

补差张拉最长 2根钢绞线至△P1+55/3=24.4+18.3=42.7KN。

补差张拉最长及次长 4根钢绞线至△P1+△P2+55/3=77.5+18.3=95.8KN。

补差张拉完成后，六根钢绞线统一分级张拉，第一级荷载张拉至:550*0.25=137.5 KN，然后按 50%、75%、100%、110%，最后按设计锁定值锁定。每级张拉均应持荷 10min。实测张拉伸长量及与理论张拉伸长量(最短单元钢绞线的理论张拉伸长量△L3)误差的计算：因为0至50%以前的张拉是按三个不同单元有分有合分别进行的，张拉伸长量的量测互相有所干扰，张拉伸长量的测量较为繁琐，不易掌握，故此只能按最短单元钢绞线的50至110%的实测张拉伸长量与理论张拉伸长量计算张拉伸长量误差，如下式：张拉伸长量误差%=〔（110%张拉伸长量-50%张拉伸长量）/0.6〕/理论张拉伸长量×100-100。张拉伸长率允许偏差为±6% ，当设计伸长值大于计算伸长值的10%或小于5%时，应暂停张拉，查明原因并处理后，可继续张拉。

4 施工注意事项

（1）钻孔需采用潜孔钻机干钻成孔。

（2）使用的锚索应按要求作除锈和处理。

（3）锚索需做基本试验和验收试验。

（4）每级荷载张拉后，稳定观测时间不小于10min。

（5）张拉后48h内，若预应力减少量达到设计预应力张拉值的 10%以上，则应及时进行补偿张拉，以保证对锚固体施加足够的预应力。

（6）按设计要求埋设深层泄水管。

5 验收试验

验收试验频率为每个边坡锚索总数的3%，且不得少于3根。最大试验荷载为锚索设计轴向拉力的1.5倍，试验加荷的方式是采用循环加荷 7次，依次为锚索设计轴向拉力的0.1、0.25、0.50、1.00、1.20、1.50倍，每级观测时间依次为5、5、10、10、15、15、15 min。在每级加荷等级观测时间内，要求进行测读锚头位移不应小于3次。在最大试验荷载观测15 min后，卸荷至锚索设计轴向拉力的0.1倍，量测位移后加荷至锁定荷载进行锁定。