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[摘要]预应力锚索能够对岩土体施加压力，改善岩土体的受力状态，提高岩土体的强度，促进岩土体的稳定，其具有工序比较简单、施工效率高、质量易控制、施工进度快的优势。本文就预应力锚索在岩土边坡工程治理中的运用进行了分析探讨。
[关键词]预应力锚索 岩土边坡 工程治理
[中图分类号]F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-7-474-2
1引言
通过钻孔将锚索锚固在稳定的地层中，然后在自由端进行张拉，对钢绞线施加预应力，从而对岩土层施加压力对不稳定岩土体进行锚固，这种方法被称为预应力锚索技术。由于预应力锚索技术利用预应力的作用使岩土体自身的内部结构处于密实状态，能充分地发挥岩土体的自承能力，调节和提高岩土的自身强度和自稳能力，减轻支护结构的自重，节约工程材料，并能保证施工的安全与稳定，具有显著的经济和社会效益。
2预应力锚索技术在边坡工程中的运用现状
随着我国经济建设的发展，国家的基础设施建设项目日益增多，规模也越来越大。为满足工程需要，须对建设场地进行改造，在这些工程建设中形成了大量的人工边坡。若是不能够及时对边坡进行加固，将会发生滑坡、崩塌等地质灾害，将严重危害人民的生命财产安全，同时也会影响整个工程项目的施工进度，造成不必要的损失。
近年来，高边坡的稳定性成为一个十分突出的问题。传统的边坡加固方法，如坡率法、修建挡墙等方法随着边坡高度的增加，不仅造价猛增，而且可靠性程度降低，当边坡超过一定的高度时，传统的加固方法常常无法实施。预应力锚索格构支护在边坡治理中能发挥很好的作用，而且具有安全高、风险较低的优势。
所谓的预应力锚索格构支护就是一种能够进行支持边坡加固的复合型结构。相比于传统的支护方式，预应力锚索格构具有明显的优势。一是通过锚索施加预应力能够主动控制岩土体变形，调整岩土体应力状态，能充分地发挥岩土体的自承能力，减轻支护结构的自重，节约工程材料;二是利用锚索支护能形成较大的坡度，可以减少土方开挖，减少植被的破坏，有利于环境保护;三是锚索格构施工设备较轻便，施工简便易行，技术风险底，可以分层分段施工，减小施工本身对边坡体的扰动，避免因施工不当引起灾害的发生;四是可进行边坡动态设计，根据开挖地质情况及时调整设计。总之，预应力锚索在岩土边坡工程治理中具有重大的现实意义。
3锚索施工技术
3.1预应力锚索结构
预应力锚索主要由锚固段、自由段和锚头三部分构成。 锚索的材料主要有钢绞线、锚具、注浆材料。锚固段是锚索伸入滑动面以下稳定岩土体内的部分，通过锚固体周围地层的抗剪强度承受锚索所传递的拉力。锚固段通过灌浆使锚索与孔壁结成整体，而使孔周稳固岩土体成为承受预应力的载体。自由段是传力部分，其下端为锚固段，上端为锚头。自由段中的每根钢绞线均被塑料套管所套护，为无粘结钢绞线，灌浆仅使护套与孔壁连结，而钢绞线可在套管自由伸缩，可将张拉段施加的预应力传递到锚固段，并将锚固段的反力传递回锚头。锚头是将锚索固定于外锚结构物上的锁定部分，也是施加预应力的张拉部件。锚头由部分钢绞线、承压钢垫板、锚具及夹片组成。
3.2边坡开挖修整
在施工过程中必须严格依据设计图纸进行施工放线，精确进行开挖边线测设，首先采用机械按边坡开挖线开挖毛坡（毛坡离开挖线0.2m），形成一级坡面后再采用人工修整，修整边坡面时，尽可能使边坡保持平顺状态，避免边坡出现凹凸不平的现象，同时要将所有松动的岩土体清除。
3.3坡面喷射混凝土
将边坡修整好之后，在边坡坡面铺设低镀锌铁丝网，接着在铺设好的镀锌铁丝网上喷射C20混凝土进行护坡。用长度与间距均为2m的呈矩形阵列布置的20mm螺纹钢短锚杆进行铁丝网的固定，在固定好的铁丝网上喷射厚度为0.1m的混凝土，喷射完成后使坡面保持平顺。
3.4锚孔测放
边坡施工需要采用边挖边加固的手段进行施工，具体来说就是分段分层开挖防护，严禁一次性开挖到底。锚孔测放需要严格根据工程设计图纸进行施工，在坡面上进行锚孔位置的测放，孔位误差在±50mm范围内。
3.5潜孔钻进
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，通常采用潜孔钻机进行无水干钻的方式，保障锚索施工不会对边坡岩体本身的工程地质条件造成改变与恶化，同时其又能够使孔壁的粘结性能得到保障。
3.6锚孔清理及检验
钻进到达所需深度后，不能立即停钻，此时需要稳钻1～2min，以避免孔底尖灭、达不到设计孔径及孔深的现象发生。钻孔孔壁若有水体粘滞或者是沉碴，必须及时进行清理。完成在钻孔工作之后，使用高压空气将孔内的水体或者是岩粉清除出孔外，从而避免降低孔壁岩土体与水泥砂浆之间的粘结强度。一般采用设计孔径、钻头和标准钻杆进行孔深、孔径的检测，进行检测时现场需要要监理人员进行观测，此外，还需要对锚孔孔位、倾角以及方位进行复查，待所有的锚孔施工分项工作检测合格后，才可判定锚孔合格。
3.7锚索体制作及安装
钢绞线采用低松弛高强度且无粘结的预应力钢绞线。采用砂轮机进行锚索下料的切割，要避免使用电焊切割。首先按照工程设计长度采用无齿锯将钢绞线锯断，接着将其上面的油污与锈斑清除，最后进行防腐处理工作。在钢绞线的自由段涂防腐剂，先涂刷无氯石油沥青，待沥青彻底硬化后，再将黄油涂到套塑料螺旋套管上。由锚头、自由段和锚固段这三部分构成锚的索体，将导向尖锥安置在最前段，每隔1m处安放锚固段扩展环以及定位片;自由段每隔1m设置一处长为0.1m的紧箍环，将钢绞线穿过其内部。不得直接将制好的锚索放在泥土上，要避免锚索粘到油污、泥土等杂物，检查钻孔内无掉块之后才能进行安装。完成钻孔后，要在24h内进行锚孔注浆与锚索安装工作。 3.8锚固注浆注浆
经试验之后选后施工配合比最佳的水泥砂浆。要严格控制水泥砂浆的质量，水泥标号要大于42.5#，将净化的河砂过筛分选，砂浆搅拌好之后需要再次过筛，尽可能避免水泥结块堵塞管路。使用孔底注浆法，在注浆压力为2.0MPa左右的条件下从孔底开始注浆。注浆过程中要不断缓慢进行砂浆搅拌，砂浆灌注呈现饱满密实的状态。施工中，使用二次劈裂注浆技术进行施工，从而使地层锚固力得到提高。
3.9锚索张拉及锁定、封锚
锚墩制作是在锚索注浆工作完成后才展开的，锚墩使用C30钢筋混凝土整体浇筑，最大程度地使坡面与锚墩之间紧密贴合，锚索与外表面呈现垂直状态。等到孔内砂浆的强度达到其设计要求强度的80%后就可以进行张拉。张拉之前，要对锚头等设备进行详细检查，检查确认合格后清除其上面的污锈。使用以拉力控制为重点，辅助以伸长量校核的施工方法进行施工。张拉之前要标定张拉千斤顶油泵，同时还要保证锚具以及夹片等工具合格。绘制出千斤顶压力以及出力表压强曲线，对锚索张拉时的值应小于千斤顶最大出力进行标定。进行锚索张拉时要根据设计，分单元使用差异分步张拉法进行张拉。在锚索锁定后48h内，如果发现预应力明显损失时，需要进行补偿张拉。完成补偿张拉后，在锚具处开始量起，留出长越5～10cm的钢绞线，采用机械切割的方式将不需要的部分截去，尤为重要的是，严禁使用电弧烧割。最后将防腐剂涂在锚头部分，接着使用C15混凝土进行封闭，这样既能防止锈蚀，同时又能兼顾工程整体的美观。
3.10预应力锚索验收试验
用于验收试验的锚索数量要大于工作锚索总数的5%，且最少3根，抽查用于验收试验的锚索需要依据代表性与普遍性的原则进行随机抽样。
3.11锚索的长期观测
在锚索施工完成之后，为了进一步探究锚杆的位移变化以及预应力的损失情况，以便于更好地确定锚索的性能，这就需要对锚杆进行长期的观察与监测。锚索张拉锁定之后的一个月内需要进行每日观测，在2到3个月期间每一周要进行一次观测，4到6个月期间每个月需要进行3次观测，7个月到1年期间每年至少进行两次观测;一年之后只需要每个月进行一次观察即可。在不断观察的过程中，若是发现问题需要立即进行处理，待问题解决之后也不可以掉以轻心，还需要进行继续观测。
4结束语
预应力锚索技术是通过对钢绞线施加预应力，从而对岩土层施加压力对不稳定岩土体进行锚固。预应力锚索能充分地发挥岩土体的自承能力，调节和提高岩土的自身强度和自稳能力，减轻支护结构的自重，节约工程材料，具有工序比较简单、施工效率高、质量易控制、施工进度快的优势。预应力锚索在岩土边坡工程治理中具有重大的现实意义。
参考文献
[1]欧军.锚索框架梁或板施工介绍[J].民营科技，2009（09）：180.
[2]肖世国，周得培.非全长粘结型锚索锚固段长度的一种确定方法[J].岩石力学与工程学报，2004，23（9）：1530-1534.
[3]黄润秋.二十世纪以来中国的大型滑坡及其发生机制[J].岩石力学与工程学报2007（3）.
[4]骆凤涛，王家鼎.桂梧高速公路高边坡加固中的框架锚索技术[J].水土保持通报2007（3）.
[5]贪永峰，王飞，吴德伦，徐成明.新宝塔山隧道进口边坡及房屋稳定性分析[J];西安科技大学学报2012.（2）.
[关键词]预应力锚索 岩土边坡 工程治理
[中图分类号]F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-7-474-2
1引言
通过钻孔将锚索锚固在稳定的地层中，然后在自由端进行张拉，对钢绞线施加预应力，从而对岩土层施加压力对不稳定岩土体进行锚固，这种方法被称为预应力锚索技术。由于预应力锚索技术利用预应力的作用使岩土体自身的内部结构处于密实状态，能充分地发挥岩土体的自承能力，调节和提高岩土的自身强度和自稳能力，减轻支护结构的自重，节约工程材料，并能保证施工的安全与稳定，具有显著的经济和社会效益。
2预应力锚索技术在边坡工程中的运用现状
随着我国经济建设的发展，国家的基础设施建设项目日益增多，规模也越来越大。为满足工程需要，须对建设场地进行改造，在这些工程建设中形成了大量的人工边坡。若是不能够及时对边坡进行加固，将会发生滑坡、崩塌等地质灾害，将严重危害人民的生命财产安全，同时也会影响整个工程项目的施工进度，造成不必要的损失。
近年来，高边坡的稳定性成为一个十分突出的问题。传统的边坡加固方法，如坡率法、修建挡墙等方法随着边坡高度的增加，不仅造价猛增，而且可靠性程度降低，当边坡超过一定的高度时，传统的加固方法常常无法实施。预应力锚索格构支护在边坡治理中能发挥很好的作用，而且具有安全高、风险较低的优势。
所谓的预应力锚索格构支护就是一种能够进行支持边坡加固的复合型结构。相比于传统的支护方式，预应力锚索格构具有明显的优势。一是通过锚索施加预应力能够主动控制岩土体变形，调整岩土体应力状态，能充分地发挥岩土体的自承能力，减轻支护结构的自重，节约工程材料;二是利用锚索支护能形成较大的坡度，可以减少土方开挖，减少植被的破坏，有利于环境保护;三是锚索格构施工设备较轻便，施工简便易行，技术风险底，可以分层分段施工，减小施工本身对边坡体的扰动，避免因施工不当引起灾害的发生;四是可进行边坡动态设计，根据开挖地质情况及时调整设计。总之，预应力锚索在岩土边坡工程治理中具有重大的现实意义。
3锚索施工技术
3.1预应力锚索结构
预应力锚索主要由锚固段、自由段和锚头三部分构成。 锚索的材料主要有钢绞线、锚具、注浆材料。锚固段是锚索伸入滑动面以下稳定岩土体内的部分，通过锚固体周围地层的抗剪强度承受锚索所传递的拉力。锚固段通过灌浆使锚索与孔壁结成整体，而使孔周稳固岩土体成为承受预应力的载体。自由段是传力部分，其下端为锚固段，上端为锚头。自由段中的每根钢绞线均被塑料套管所套护，为无粘结钢绞线，灌浆仅使护套与孔壁连结，而钢绞线可在套管自由伸缩，可将张拉段施加的预应力传递到锚固段，并将锚固段的反力传递回锚头。锚头是将锚索固定于外锚结构物上的锁定部分，也是施加预应力的张拉部件。锚头由部分钢绞线、承压钢垫板、锚具及夹片组成。
3.2边坡开挖修整
在施工过程中必须严格依据设计图纸进行施工放线，精确进行开挖边线测设，首先采用机械按边坡开挖线开挖毛坡（毛坡离开挖线0.2m），形成一级坡面后再采用人工修整，修整边坡面时，尽可能使边坡保持平顺状态，避免边坡出现凹凸不平的现象，同时要将所有松动的岩土体清除。
3.3坡面喷射混凝土
将边坡修整好之后，在边坡坡面铺设低镀锌铁丝网，接着在铺设好的镀锌铁丝网上喷射C20混凝土进行护坡。用长度与间距均为2m的呈矩形阵列布置的20mm螺纹钢短锚杆进行铁丝网的固定，在固定好的铁丝网上喷射厚度为0.1m的混凝土，喷射完成后使坡面保持平顺。
3.4锚孔测放
边坡施工需要采用边挖边加固的手段进行施工，具体来说就是分段分层开挖防护，严禁一次性开挖到底。锚孔测放需要严格根据工程设计图纸进行施工，在坡面上进行锚孔位置的测放，孔位误差在±50mm范围内。
3.5潜孔钻进
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，通常采用潜孔钻机进行无水干钻的方式，保障锚索施工不会对边坡岩体本身的工程地质条件造成改变与恶化，同时其又能够使孔壁的粘结性能得到保障。
3.6锚孔清理及检验
钻进到达所需深度后，不能立即停钻，此时需要稳钻1～2min，以避免孔底尖灭、达不到设计孔径及孔深的现象发生。钻孔孔壁若有水体粘滞或者是沉碴，必须及时进行清理。完成在钻孔工作之后，使用高压空气将孔内的水体或者是岩粉清除出孔外，从而避免降低孔壁岩土体与水泥砂浆之间的粘结强度。一般采用设计孔径、钻头和标准钻杆进行孔深、孔径的检测，进行检测时现场需要要监理人员进行观测，此外，还需要对锚孔孔位、倾角以及方位进行复查，待所有的锚孔施工分项工作检测合格后，才可判定锚孔合格。
3.7锚索体制作及安装
钢绞线采用低松弛高强度且无粘结的预应力钢绞线。采用砂轮机进行锚索下料的切割，要避免使用电焊切割。首先按照工程设计长度采用无齿锯将钢绞线锯断，接着将其上面的油污与锈斑清除，最后进行防腐处理工作。在钢绞线的自由段涂防腐剂，先涂刷无氯石油沥青，待沥青彻底硬化后，再将黄油涂到套塑料螺旋套管上。由锚头、自由段和锚固段这三部分构成锚的索体，将导向尖锥安置在最前段，每隔1m处安放锚固段扩展环以及定位片;自由段每隔1m设置一处长为0.1m的紧箍环，将钢绞线穿过其内部。不得直接将制好的锚索放在泥土上，要避免锚索粘到油污、泥土等杂物，检查钻孔内无掉块之后才能进行安装。完成钻孔后，要在24h内进行锚孔注浆与锚索安装工作。 3.8锚固注浆注浆
经试验之后选后施工配合比最佳的水泥砂浆。要严格控制水泥砂浆的质量，水泥标号要大于42.5#，将净化的河砂过筛分选，砂浆搅拌好之后需要再次过筛，尽可能避免水泥结块堵塞管路。使用孔底注浆法，在注浆压力为2.0MPa左右的条件下从孔底开始注浆。注浆过程中要不断缓慢进行砂浆搅拌，砂浆灌注呈现饱满密实的状态。施工中，使用二次劈裂注浆技术进行施工，从而使地层锚固力得到提高。
3.9锚索张拉及锁定、封锚
锚墩制作是在锚索注浆工作完成后才展开的，锚墩使用C30钢筋混凝土整体浇筑，最大程度地使坡面与锚墩之间紧密贴合，锚索与外表面呈现垂直状态。等到孔内砂浆的强度达到其设计要求强度的80%后就可以进行张拉。张拉之前，要对锚头等设备进行详细检查，检查确认合格后清除其上面的污锈。使用以拉力控制为重点，辅助以伸长量校核的施工方法进行施工。张拉之前要标定张拉千斤顶油泵，同时还要保证锚具以及夹片等工具合格。绘制出千斤顶压力以及出力表压强曲线，对锚索张拉时的值应小于千斤顶最大出力进行标定。进行锚索张拉时要根据设计，分单元使用差异分步张拉法进行张拉。在锚索锁定后48h内，如果发现预应力明显损失时，需要进行补偿张拉。完成补偿张拉后，在锚具处开始量起，留出长越5～10cm的钢绞线，采用机械切割的方式将不需要的部分截去，尤为重要的是，严禁使用电弧烧割。最后将防腐剂涂在锚头部分，接着使用C15混凝土进行封闭，这样既能防止锈蚀，同时又能兼顾工程整体的美观。
3.10预应力锚索验收试验
用于验收试验的锚索数量要大于工作锚索总数的5%，且最少3根，抽查用于验收试验的锚索需要依据代表性与普遍性的原则进行随机抽样。
3.11锚索的长期观测
在锚索施工完成之后，为了进一步探究锚杆的位移变化以及预应力的损失情况，以便于更好地确定锚索的性能，这就需要对锚杆进行长期的观察与监测。锚索张拉锁定之后的一个月内需要进行每日观测，在2到3个月期间每一周要进行一次观测，4到6个月期间每个月需要进行3次观测，7个月到1年期间每年至少进行两次观测;一年之后只需要每个月进行一次观察即可。在不断观察的过程中，若是发现问题需要立即进行处理，待问题解决之后也不可以掉以轻心，还需要进行继续观测。
4结束语
预应力锚索技术是通过对钢绞线施加预应力，从而对岩土层施加压力对不稳定岩土体进行锚固。预应力锚索能充分地发挥岩土体的自承能力，调节和提高岩土的自身强度和自稳能力，减轻支护结构的自重，节约工程材料，具有工序比较简单、施工效率高、质量易控制、施工进度快的优势。预应力锚索在岩土边坡工程治理中具有重大的现实意义。
参考文献
[1]欧军.锚索框架梁或板施工介绍[J].民营科技，2009（09）：180.
[2]肖世国，周得培.非全长粘结型锚索锚固段长度的一种确定方法[J].岩石力学与工程学报，2004，23（9）：1530-1534.
[3]黄润秋.二十世纪以来中国的大型滑坡及其发生机制[J].岩石力学与工程学报2007（3）.
[4]骆凤涛，王家鼎.桂梧高速公路高边坡加固中的框架锚索技术[J].水土保持通报2007（3）.
[5]贪永峰，王飞，吴德伦，徐成明.新宝塔山隧道进口边坡及房屋稳定性分析[J];西安科技大学学报2012.（2）.