２０１０年第３期 第３６卷总第１５５期 Ｓｉｃｈｕａｎ ＢｕｉＩｄｉｎｇ ＭａｔｅｒｉａＩｓ ｌＩＪ芝材 ・１４１・ ２０１０年６月 高速公路边坡施工中若干问题的控制与管理 何 东 （贵州省高速公路开发总公司摘要：岩土锚固是岩土工程领域的一个新的重要分 贵州 贵阳５５０００４） 质量检测的结果谈谈在如何控制施工质量方面的体会。以 支。因其结构简单，施工安全。对坡体挠动小，节省工程 便更好、更全面地推进岩土锚固技术在贵州高速公路建设 材料并对坡体的稳定可起到立竿见影的效果，近年来得到 中的应用价值和前景。 了迅速发展和广泛应用。贵州省是我国较晚开展此方面技 术应用的地区，虽然在三凯等几条高速公路建设中取得了 一定的良好效果，但对锚固工程施工过程中的一些问题重 视的程度上还有待于进一步的提高。本文结合厦蓉高速公 路建设项目中对边坡锚固工程施工质量的检测，提出一些 在此方面的看法和应对措施，以此促进工程施工质量的管 理和提高。 关键词：岩土锚固；锚索；施工质量；检测；管理 中图分类号：Ｕ４１５．１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７２—４０１ｌ（２０１０）０３—０１４１—０３ ０前言 预应力锚索是一种主要承受拉力的柔性杆状构件，自 上世纪８０年代开始，在我国岩土工程领域得到广泛应用， 近年来更是以惊人的速度在发展。在岩土锚固中它是通过 钻孑Ｌ及注浆体将钢绞线固定于深部稳定地层中，在被加固 体表面对钢绞线通过张拉施加预应力，将被加固体与深部 稳定地层紧紧地联锁在一起，从而达到使被加固体稳定和 其变形的目的。近些年来预应力锚索广泛应用于滑坡 和边坡治理、深基坑支护、结构物抗倾抗滑和抗浮、地下 工程加固、桥基加固、危岩加固等岩土工程领域。 在国外，预应力锚索技术始于上世纪２Ｏ～３Ｏ年代，主 要是应用于矿山及坝基加固中，到了４０年代将其应用于滑 坡治理中。在我国，预应力锚索加固技术始于上世纪６Ｏ年 代，主要是应用于坝基加固，到了上世纪８０年代，才将其 应用于滑坡、高边坡治理及其它岩土工程领域。目前，我 国的预应力锚索单孑Ｌ承载力最大达到１０ ０００ ｋＮ（李家峡水 电站重力坝加固，拉力型），最大孔径达３００ ｍｍ（石泉水电站 重力坝加固，拉力型），最长达７３ ｍ（川藏公路二郎山滑坡治 理，拉力型）。２０００年以来，在贵州省山区高速公路建设 中，逐渐开始使用这一技术，且取得了良好地效果，近几 年逐步得到认可和被大量地使用，仅目前在建的厦蓉高速 公路水都段就有６９万ｍ锚索，被加固的路堑高边坡和滑坡 ２３８处，这也充分说明了预应力锚索在滑坡和高边坡治理中 的优越性、有效性和可靠性。后来，随着锚固技术的广泛 应用，工程技术人员又研究出了锚固段粘结应力分布较均 匀的单孔复合锚固型锚索，这说明上世纪８Ｏ年代以后，我 国预应力锚索加固技术无论在理论研究、技术创新或工程 应用方面，都取得了飞速的发展。 然而大面积的使用，因种种因素使得锚固工程施工中 的诸多问题也愈来愈表现得突出，若不能得到有效地控制， 势必严重影响工程的施工质量和锚固工程的使用效果。以 下就结合在厦蓉高速公路水都段建设项目中开展锚索施工 １岩土锚固工程的防护类型和特点 岩土锚固工程结构主要依靠锚索这种柔性防护构件将 坡面钢筋混凝土防护构件（譬如：框架、地梁、抗滑桩、锚 墩等），通过施加预应力技术紧密地锁定起来，以起到提前 加固和预防边坡变形的效果，变被动防护为主动防护。其 整体结构简便易行，可以依据边坡的特点灵活使用，较早 期的坡脚支挡工程，施工工期短、难度小，经济实用，而 且还能起到提前防止边坡灾害的发生。岩土锚固技术的关 键构件——锚索，早期应用主要以拉力型锚索为主，后来 逐渐应用应力分散型锚索，由于不同类型的锚索其受力特 点不同，因而其适用条件也各异，在使用过程中应根据其 特点和使用条件有针对性地加以应用。 ２锚固工程施工工序及控制 岩土锚固工程结构体系主要包括内锚结构：锚索；外 锚结构物类型有垫墩、地梁、框架和抗滑桩等。 ２．１预应力锚索的施工 预应力锚索主要由锚固段、自由段和锚固头三部分组 成，锚固头一般固定在外锚结构物或抗滑桩上。锚索的施 工主要工序如下： ２．１．１ 设备配置及材料选择 配备满足要求的钻具、注浆机具、动力设备以及张拉 设备等；选择国家质量监督部门验收合格的钢绞线和锚具、 钢筋及建筑用砂石、混凝土等材料。 ２．１．２锚索体的制作 依照设计要求将选定的钢绞线编制成规范要求的索体， 现场制作时钢绞线应除污除锈，按永久工程防护，其自由 段均匀涂抹黄油，外套ｄ１８ ｍｍ塑料波纹软管隔离，波纹管 两头扎紧密封，确保锚索锚固段和自由段长度。同时将ｄ３８ ｍｍ聚乙烯注浆软管（与钢绞线等长）并排放置，在内锚 段一端距钢绞线端部为０．５ ｍ，将钢绞线围绕着注浆软管捆 扎。在内锚段每隔一定间距安装一个对中支架，孑Ｌ底端安 装导向帽，自由段每隔５ ｍ放一个对中支架，使得整个锚 索钢绞线做到顺直互不交叉。 ２．１．３锚索孔的钻造 考虑岩体风化情况，锚索成孑Ｌ采用干钻，以免水对边 坡破坏。根据设计孔位布孔，并根据设计下倾角２Ｏ。进行施 钻，每孔比设计孔深根据沉碴情况超钻５０ ｃｍ～１００ ｅｍ，并 确保足够的锚固段长度，造孔完成后及时下锚。如遇扩孔 或坍孔，必须停钻进行固壁灌浆，待砂浆达到一定强度后 重新钻孔。 ・１４２・ ！ ｌＩＪ 材 Ｓｉｃｈ“口，ｚ Ｍ ｚ 一日 ２０１０年第３期 第３６卷总第１５５期 ２０１０年６月 ２．１．４锚索安装 方面： 采用人工精心、仔细、缓慢就位， 确保自由段外套波 纹管不移位。 ２．１．５注浆 （１）近７０％的施工队伍不搭设工作平台，直接在地面 上进行加工制作（见图１）； （２）６０％的队伍根本不对钢绞线进行除锈和防腐处理； （３）钢绞线直接被置放在露天状况下，被雨水浇淋和 氧化； 采用１：１：０．４５的水泥砂浆，其强度大于３０ ＭＰａ。通过 锚索中间的注浆管，自孔底有压一次性灌注至孔口溢浆， 注浆压力不小于０．４ ＭＰａ。若漏浆严重，无法注满，采用间 （４）自由段保护管规格杂乱不规范，有些材质的保护 歇注浆，后再行孔口补注浆。 管根本起不到防止水泥浆的作用； ２．２外锚结构（锚索框架）的施工 （５）个别队伍对预应力锚索的工艺结构不理解。 采用Ｃ２５钢筋混凝土，焊轧钢筋笼，立模现浇，振捣 密实，锚索框架背面、底面均紧靠密实的岩体之上，不能 悬于陡壁。锚索框架制作完成初凝后，浇水养护。 ２．３张拉锁定 锚索张拉是锚索具有预应力作用的关键工序。张拉前 应对张拉设备进行标定，张拉过程应分２次５级进行；每 次张拉力为总张拉值的一半，在锚孑Ｌ内的砂浆强度和锚索 张拉完成后方可进行二次张拉，每级预应力分别为当次预 应力值的０．２５倍、０．５倍、０．７５倍、１．０倍及１．１倍；每 级预应力需稳定５ ｍｉｎ，最后一级稳定１０ ｍｉｎ～２０ ｍｉｎ。每 一级张拉实行双控，即控制锚索拉力和伸长量，待锚索预 应力没有明显衰减后再进行锚索锁定，直到孔内注浆２８ ｄ 后进行最后一次张拉。张拉时，正确使用与锚具匹配的限 图１锚索制作 位板，保证楔片的齿口不损伤钢绞线。 ２．４外锚头的封闭 锚索体张拉完成后，用切割机切除多余的钢绞线，严 禁电焊割，并留１０ ｃｍ钢绞线，以防滑，最后用Ｍ３０砂浆 封锚头。 合理的架线环 架线环侧面图 不合理的槊线环 ３锚固工程施工中常见问题及控制 图２锚索横断面图 ３．１钻孔中的问题 ３．３置放锚索及注浆中的问题 锚索钻孔是锚索施工的最重要最基本的环节，其施钻 锚索一旦制作完成，要尽快投放如已经钻好的锚孔中， 工艺比较复杂。需要锚固的地层往往都是地质条件比较差 避免长时间置放在露天状况下，一则防止生锈，二则不至 的地层（如滑坡体、崩塌体及高陡边坡病害体等），特别是在 因锚孔塌孔而投放不到位。在投放过程中一定要保证索体 岩质坚硬而又破碎的地层，裂隙发育跑风的地层和呈软塑 的顺直、不扭曲、不弯折，在对中架线环的支撑下确保索 状态的地层中钻进，都有相应的施钻工艺和对机具性能的 体基本处于锚孔的中心位置，以避免因与孔壁摩擦造成保 特殊要求。锚孔成孔质量的好坏，往往与钻具性能的好坏 护波纹管的破损而影响钢绞线的防腐效果，以及张拉力的 有绝大的关系。若动力不够，对较深的锚孔或称孔条件较 施加（见图２）。 差的地层，很难确保其钻造深度；若机具性能不匹配也同 在确保锚索投放到位后，要及时进行注浆，锚索预应 样难以确保高质量的锚孔。而在厦蓉高速公路边坡锚固工 力能否施加到设计吨位，与注浆关系很大。如果注浆不好， 程施工队伍中，一者因孔深大都不大于２５ ｍ，为中浅锚孔， 则前功尽弃。因此要求： 且地层条件为强弱风化的板岩，属较软质岩；二者岩层相 （１）合理的水泥砂浆配比：水：水泥：砂子＝０．４：１：１ 对较完整，节理裂隙较发育，成孔难度较小。故而，大部 （２）无论对何种地层，均应采用反向压浆，即把灌浆 分施工队伍都采取电动钻机，因机具动力性能低而造成成 管下到孔底，由孔底向孔口方向反向压浆。 孔质量问题的现象不多见。 （３）注浆工艺，注浆前先对注浆管打点水，浸润管壁， ３．２锚索体编制中的问题 或第一槽浆先用较浠的纯水泥浆，等进浆顺利后再改用水 锚索体的编制工作看似简单，但却对锚索使用寿命的 泥砂浆。注浆完成以后，及时对注浆管进行冲洗。 长短起着比较重要的作用。在编制之前要对钢绞线进行除 （４）在裂隙发育地层，遇到跑浆漏浆时，要采取必要 锈、防腐、分隔等工序，还要严格的区分锚固段和自由段， 的措施，如改变浆液浓度、浆材配比、添加促疑剂或采取 对自由段要进行外套波纹管的保护措施等手段，以发挥其 间歇式注浆。 调节预应力的作用。除此之外，还必须搭设制作平台，严 ３．４锚索张拉中的问题 禁在潮湿的地面上直接进行编索。规范的制作过程在厦蓉 在外锚结构物浇筑完成，混凝土强度达８０％以上后即 高速公路施工队伍中做的不够到位，主要体现在以下几个 可对锚索进行第一次张拉，过一段时间等初次预应力调整 ２０１０年第３期 Ｓｉｃｈｕａｎ ＢｕｉｌＩ・ｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ』之材 ｓ ・１４３・ 第３６卷总第１５５期 ２ＯｌＯ年６月 完成后即可以进行第二次张拉锁定。 因是预应力损失过大的因素造成，这其中既有材料性能、 （１）张拉前准备工作：首先应整平孔口混凝土，确保锚 锚具、张拉设备引起的损失；也有地层、结构物的压缩和 头与结构物的紧密结合，在安装外锚头前，对钢绞线进行除 徐变引起的损失；另外还与张拉顺序、外界环境条件等有 污、除锈，防止污物堵塞夹片牙齿。组装完毕后即可张拉，正 关，所以不能一概而论。从总体角度看，在厦蓉高速公路 式张拉前先加１０ｔ的拉力预张拉，以克服某些摩阻力。 建设项目中，引入对锚固工程施工质量的检测手段是有效 （２）张拉吨位和相应的压力表读数要制成表格。每加 的，在监督和促使施工单位提高质量意识方面是提到积极 一级荷载，要稳定５分钟一８分钟，在加荷的同时，要测量 作用的。通过有效的监控手段全面提高施工质量，应该是 锚索的伸长量，绘制出Ｐ～Ｓ曲线，确认锚索在弹性阶段工 我们今后在锚固工程施工中发展的一个方向。 作。 （３）最后张拉到最大（设计）值。一是为了检验锚固力 ５结束语 是否达到了设计要求；二是以后滑坡推力出现最大值时， 通过在厦蓉高速公路水都段建设项目中引入对锚固工 使锚索均匀受力，并减小锚索的预应力损失。 程施工质量的检测技术和取得的初步效果，谈以下几点认 ４锚固工程施工质量的检测 识，希望对同行今后的工作有所帮助。 （１）边坡岩土锚固工程基本属于地下隐蔽性施工项目， 为避免以上问题在施工过程中的发生，我们采取了对 其实施的有效性主要体现在工程施工的前期完成阶段，一 锚索施工质量的过程监督，通过定期对施工每个阶段和环 旦实际完成其优劣好坏较难搞得清楚或者说不能百分之百 节的巡查、检测来促使锚索施工质量的逐步提高。质量控 的确保其优良程度。所以，这就要求在工程的实施阶段， 制的环节主要包括： 严把质量关，监督和控制好施工的每个环节； （１）锚索制作工艺和方法的日常检查，一旦发现部规 （２）边坡岩土锚固工程又属于长久性不可恢复性工程， 范的现象，即可通知现场监理、施工单位技术主管和经理 一旦实施完成基本上是不可能恢复，所以一旦存在较严重 进行整改和纠正； 的质量问题只能从头再来，而且也又可能造成更加严重的 （２）每批次锚索注浆完成后，即可对下索的长度进行 地质灾害问题，这样从经济角度和社会角度都不利。因此， 无损抽样检测，以检查投放的实际有效深度是否满足设计 也要求我们严把质量关； 要求； （３）要对边坡锚固工程的施工质量做到百分百的满意 （３）锚索张拉锁定后对张拉力和锚索的抗拔力进行抽 也不是非常现实的，但通过必要的检测手段和监控措施， 样检测，施加的荷载是否满足设计要求和注浆效果的好坏 以及专业技术指导是可以改观和提高施工质量意识、理念 均可通过试验得到验证； 和结果的； （４）制定严格的检测管理办法，监督和促使施工单位 （４）此次在厦蓉高速公路建设项目中引人的锚索施工 对施工质量给予足够的重视。 质量无损检测技术值得在今后贵州省公路建设项目中推广 自２００９年５月开展检测工作以来，厦蓉高速公路水都 与应用。 ［ＩＤ：５８３０］ 段锚索的施工质量明显得到改观，施工单位对质量的意识 得到了提升。据统计，在检测工作开展的初始阶段虽然有 参考文献： 事前的技术指导宣传和现场演示，但仍然有诸如锚索制作 ［１］程良奎，范景论，韩军，许建平．岩土锚固［Ｍ］．北京：中国建 不规范、施工管理不善、监督不到位等现象发生。随着检 筑工业出版社，２ｏｏ３． 测工作的深入，锚索施工的各个环节都得到了有效地控制， ［２］ 李聚金，蒋楚生．预应力锚索技术在滑坡治理中的应用．滑坡文 施工质量明显提高，截止２０１０年元月，在已经完成的检测 集（第十一集）［Ｒ］．北京：中国铁道出版社，１９９４． 任务中，常规性检查合格率９５％以上，长度检测合格率 ［３］ 廖小平．福建省山区高速公路边坡工程与锚固技术．滑坡文集 ９８％以上，抗拔力检测９０％以上，这项指标略低的主要原 （第十七集）［Ｒ］．北京：中国铁道出版社，２００５． （上接第１４０页） 混凝土灌注前，根据以往经验考虑工程具体情况，经过反 通水；循环冷却水的流量控制在１．２ ｍ ／ｈ一１．５ ｍ。／ｈ。２４ ｈ 复讨论施工方案，制定防止开裂的各项技术措施，施工中 通水降温，通水时间要达到１４ ｄ。冷却管通水后，技术人 还对温度进行了监测。施工中采取的各项防裂措施都发挥 员跟班作业，随时量测冷却管的进出水温度及通过测温管 了应有的作用，不但确保了承台灌注质量，同时也积累了 量测混凝土不同位置及深度的温差。将量测数据收集、汇 大体积混凝土施工经验。 ［ＩＤ：５８５５］ 总进行对比分析，发现问题及时处理。 ３．３．１０拆模、回填 参考文献 承台混凝土施工完毕后，经养护３ ｄ后，即可拆除模 ［１］毕正思，王景林．混凝土裂缝的产生及控制措施［Ｊ］．山西建 板，经监理工程师检查合格后，回填基坑。 筑，２Ｏｏ４，（３）． ［２】 楼晓明，戴仁厚，张一鸣．孔壁形状对钻孔灌注桩承载特性的影 ４结语 响［Ｊ］．工程勘察，２ｏｏ８． ［３］王盛，胡志清．大直径超长钻孔灌注桩试验研究分析［Ｊ］．世 该桥主墩１ ，２ 承台大体积混凝土浇筑全部选在晚上 界桥梁，２ｏｏ５，（２）． 进行，减小白天高温对｝昆凝土的影响。由于在承台大体积
