1 工程概况

    福建省山区地形复杂，高速公路桥隧相连，深挖高填交错出现，不可避免存在大量的路堑高边坡路段。鉴于福建山区地质复杂、不良地质地段多，在高速公路路堑高边坡施工过程中经常产生边坡推移和滑塌，为确保边坡稳定和交通安全，在路堑高边坡的地质不良地段较多应用了预应力锚固防护技术。

    某条高速公路某处路堑高边坡全长252m，最大坡高46m，自下而上每8m分为一级，共6级，其防护设计如图1所示。该边坡强风化层较厚，岩体破碎不稳定，地质构造作用强烈，可见贯穿整个坡面的挤压破碎带，地层错动10～100cm不等，断层带内岩体破碎，挤压错动痕迹明显。根据该高速公路高边坡动态设计原则，其中第三、四级采用压力分散型预应力锚索加固，每级两排，上下排各两束锚索与框架共同组成锚固结构体，每束锚索设计拉力为700kN，锚固段12～13.5m，自由段8～16.5m，设计孔深20～30m，孔径13cm，总共施工锚索80根。

2 预应力锚索施工

2.1 施工前的预应力锚索基本实验（抗拉拔破坏试验）

2.1.1 试验目的

    通过基本试验，验证本工程设计采用的预应力锚索的性质和性能、施工工艺、设计质量、设计合理性、安全储备，锚索的抗拉拔承载能力、荷载与变形等问题，以及有关的搬运、储存、安装和施工过程中抗物理破坏的能力，以便发现问题，及时采取变更和完善等措施。

2.1.2 试验方法及步骤

（1）选点：工程现场根据不同地层、不同高度选择具有代表性的孔位，其数量不少于锚索总数的5%，且不少于3点，间距应大于2.5m。

（2）实验装置的选定：加载装置的定额压力必须大于试验压力；检测装置必须满足精度要求。

（3）分级加载：本工程锚索采用高强度、低松弛预应力钢绞线，直径15.24mm，强度1860Mp。每级加载的大小为钢绞线的0.1Rb，并每隔5min观测一次，次数不少于3次。当相邻两次观测的锚头位移小于0.1mm或2h小于2mm，方可施加下一级荷载。实验最大荷载一般不超过钢绞线的0.8 Rb。

（4）试验的终止。当出现下列情况之一时，可认为达到破坏性，即可终止试验：

①锚头位移不收敛，锚固体从岩层中拔出或锚索从锚固体中拔出；

②锚头总位移超过设计允许位移量；

③后一级荷载产生的位移增量超过前一级荷载产生的位移增量的2倍；

④锚索材料拉断。

2.1.3 试验结果

    本段预应力锚索施工前先取3个试验孔进行基本试验，其主要成果参数见表1，试验表明试验孔锚索性能良好，锚固体牢固，设计质量满足高边坡路堑防护加固要求，锚索的抗拔承载力达到加固要求，锚固加载后变形符合规范，施工工艺合理，可用以指导其他锚索施工。

表1 锚索基本试验主要成果参数表


2.2 钻孔

    锚孔测放要求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。

    钻孔采用QZJ-100B型潜孔钻机(成孔直径130mm)，耗风量11～13m3/min。预应力锚索钻孔要求孔深、孔径不小于设计值，孔轴线倾角±﹤1o，孔轴线方位±﹤2o，施工中孔深、孔径比较容易控制，而孔向（孔轴线倾角及孔轴线方位）的误差不易控制，当超过允许误差时，锚索张拉时容易在孔口处发生弯折，这对锚索的受力极为不利。为此，施工中采取如下措施：

（1）加大钻杆刚度，加长岩心管长度，及时校正变形的岩心管。

（2）加强钻机平台的牢固度，认真校核钻具轴线，确保开孔段倾角准确，孔壁平顺。

（3）采用加大节点（每一个钻杆接头处增设一个弹子盘支撑），使全孔沿程都有可靠的支撑点，且不加大钻机负荷，能确保钻杆只能在钻孔中心圆周运动，不再自由抖动及敲打孔壁。

（4）每钻进5m检测一次孔向误差，发现偏差及时纠正。

    锚孔钻进采用无水干钻，钻进时根据底层变化调整钻进速度，并记录底层变化及地下水情况。孔深钻进达到设计要求后，不能立即停钻，要稳钻3～5min，防止孔底尖灭，且应及时进行锚孔清理。