岩土工程边坡治理中的预应力锚索技术

李德胜

(深圳市南华岩土工程有限公司，广东 深圳 518000)

岩土工程边坡治理中的预应力锚索技术

李德胜

(深圳市南华岩土工程有限公司，广东 深圳 518000)

预应力锚索施工技术操作简便，可对钢绞线产生较大预应力，并使其长期处于受拉状态，改善边坡的稳定性。岩土边坡设计应具有动态性，要掌握总体的地质状况及其变化情况。分析了岩土工程边坡锚固技术作用机理，预应力锚索技术的应用情况，以促进边坡治理工作。

岩土工程；边坡治理；预应力锚索

预应力锚索技术在岩土边坡施工中具有广泛的应用，可充分利用钻孔，将锚索锚固在地层中，这部分地层不仅具有稳定性，处理后可对锚索进行自由张拉。在这种情况下，可对钢绞线产生较大预应力，因此对岩土体自身的稳定性能具有较高要求。预应力锚索施工技术能够保证结构的稳定性，也能保证结构的密实度。此技术能保证岩土体的承载力，并适当对其强度进行有效调节，减轻支护自重。预应力锚索技术能节约大量施工材料，经济效益比较明显。

1 岩土工程边坡锚固技术作用机理

1.1 锚固机理

作为拦挡加固措施的一种，锚固技术的实施是以阻止岩块或土体下滑为目的，利用锚索或锚杆在紧贴岩土体后产生的摩擦力来实现。在锚索或锚杆对斜坡软弱结构面实施分割后，会形成一块块互相联结的板状岩体，在结构上成为一个整体，有效提升岩土的稳定性。锚固技术对于边坡稳定性的提高，主要反映在以下两个方面：第一，通过(预应力)锚索或锚杆抑制和减小岩土体的下滑现象和下滑力。第二，通过利用(预应力)锚索或锚杆对潜在滑面上的方向力的增加，可使作用于潜在滑面上的摩擦阻力得到有效提升。岩土体内部经(预应力)锚索或锚杆作用后，会形成一个联结的整体，可有效提高自身强度(抗拉抗剪强度和整体刚度)，进而抑制破坏现象。还可促使岩土体自身结构强度潜力的发挥，达到稳定边坡的目的。

1.2 锚固形式

第一，通过滑架的约束，可使岩土体在结构上形成一个整体。第二，(预应力)锚索或锚杆通过分担作用，实现对岩土体自重和外部荷载的抵抗，特别是在岩土体发生开裂时，这种分担作用表现得更为明显，锚索屈服延迟复合体的变形，避免岩土体整体性破坏或大规模坍塌在短时间内发生。第三，锚固完成后通过对岩土边坡实施钢筋网片铺设和混凝土喷射，可有效提高边坡稳定性、整体性及岩土体强度，以防岩土体表面因雨水冲刷而出现坡面变形破坏。

2 预应力锚索技术的应用优势

预应力锚索施工技术优势明显，采用预应力锚索技术，能对岩土边坡的受力状况进行科学控制，若出现变形，能及时对应力进行调整，提高边坡结构的承载力。此种施工技术还能有效减少结构本身的自重，其不仅能发挥较强的支护效果，也能在使用过程中形成一定坡度，从而减少对土壤的破坏，控制岩土开挖量，发挥良好的生态环境效益。在开展施工时，相关操作技术能够对施工质量产生比较明显的影响，预应力锚索施工技术操作难度不大，且安全风险较低，可采用相对轻便的施工设备，对边坡结构产生较小范围扰动，从而防止自然灾害。在对岩土边坡实施治理时，预应力锚索技术应用优势显著，能够及时对边坡开展动态性设计及施工，结合地质情况，实现良好施工。

3 预应力锚索技术的应用情况

3.1 预应力锚索结构分析

预应力锚索由锚固段、自由端、锚头等三部分组成，其材料及材质包括钢绞线、锚具、注浆材料。锚固段能够利用锚索作用，对岩土内部结构进行稳定，利用锚固体可强化地层本身的抗剪力。采用灌浆技术可对锚固段锚索进行处理，将其与对应孔壁进进行有效连接，形成性能良好且稳固的整体结构。这样孔周围将更具稳定性，并保证岩土结构发挥载体作用，为预应力承载提供便利。自由端结构能够发挥传力作用，由于其下端位置即是锚固端，而上端位置是锚头，因此钢绞线受到保护。灌浆方式将护套直接连结在孔壁上，保证钢绞线在套管伸缩自由。锚头锁定位置，可将锚索充分固定在相关结构上，能够施加较大的预应力作用。

3.2 边坡整修

在实际施工时，施工人员要对实际操作进行规范，进一步提高施工质量。施工单位要对施工组织进行合理安排，针对可能存在安全管理风险的施工环节，要加以重视。严格根据施工图纸开展施工活动，按照边线测量值开挖。采用专用设备及操作机械，对变频进行整修。边坡初步形成后，要采用人工方式进行整修，并对其进行一定调整，使其满足施工要求。及时对已经松动的岩土结构进行相应处理，保证其平顺性，避免出现质量问题。

3.3 坡面处理

在开挖及整修的坡面，执行混凝土喷射作业，进一步对边坡开展修整。敷设镀锌铁丝网，及时喷射混凝土，注意要保证混凝土结构的强度，一般选择C20强度，充分保护边坡。

3.4 锚孔清理

钻孔是实施锚索施工的主要构成部分，也是施工流程中的重要环节。当施工到一定深度后，不能立即停止钻孔，要保证钻孔操作的稳定性，一般稳钻1～2 min后，可逐渐停止作业。这样能有效保证施工效果，避免出现施工质量不良的问题。若施工人员在孔壁周围发现沉渣，或出现水体黏滞现象，要及时组织人员对其进行清理。钻孔完成后，利用高压空气作用，清理孔中的水体，有效清除岩粉结构。对施工现场进行全面观察，要掌握施工设备、材料使用情况，做好复查工作。结合现场监理人员要求，对锚孔施工开展质量控制。开展分项检查，确定无质量问题后，开展施工。

3.5 锚索使用情况长期观测

一般情况下，锚索张拉锁定后，相关监测人员要每天对其开展相应观察。2～3个月后，每周对其进行观测1次。4～6个月后，按照每月3次的频率，对其进行观察。只有密切做好监督及检查，才能及时发现问题，采取必要措施进行对应处理。

3.6 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。张拉之前要标定张拉千斤顶油泵，还要保证锚具及夹片等工具合格。绘制出千斤顶压力及出力表压强曲线，锚索张拉时的值应小于千斤顶最大出力标定。锚索张拉要根据设计，分单元使用差异分步张拉法进行张拉。在锚索锁定后48 h内，如果发现预应力明显损失，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5～10 cm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，再使用C15混凝土进行封闭，这样既能防止锈蚀，又能兼顾工程的美观性。

3.7 锚固注浆注浆

经试验后，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2.0 MPa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状态。施工中，使用二次劈裂注浆技术进行施工，使地层锚固力得到提高。

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Prestressed anchor cable technology in slope treatment of geotechnical engineering

LI De-sheng

(Shenzhen Nanhua Geotechnical Engineering Co., Ltd., Shenzhen 518000, China)

The construction technology of prestressed anchor cable is simple and can produce large prestressing force and long-term tension in the steel wire to improve the stability of the slope. Rock slope design should be dynamic, and grasp the overall geological conditions and changing situation. The mechanism of rock slope anchoring technology and the application of prestressed anchor cable technology are analyzed to promote the slope control work.

Geotechnical engineering; Slope control; Prestressed anchor cable

2017-04-17

U418.52

A

1674-8646(2017)13-0009-02