岩土工程边坡治理中预应力锚索技术应用研究

李晶

摘 要： 现阶段，随着我国经济的快速发展，大量民生工程建设、战略性新兴产业建设以及绿色新型产业建设，必然会伴随岩土工程边坡的治理需要。在边坡治理中锚固技术无疑是当前边坡加固技术中最成熟和经济可靠的一种，而伴随预应力材料发展、施工机具以及锚索防腐技术的提高，预应力锚索技术在岩土边坡治理中优势越来越明显。

关键词： 岩土工程;边坡治理;预应力锚索技术;应用

【中图分类号】TU476     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）01-0013-01

引言：在岩土工程中，经常会出现滑坡、崩塌之类的地质灾害。这类地质灾害给工程质量及安全带来了严重的危害，因而必须采取相应的技术措施对这类灾害的综合预防和治理。预应力锚索这一施工技术依托其操作之便捷在治理边坡问题中得到了广泛的运用。

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種，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 岩土工程治理中预应力锚索技术的具体应用

2.1 预应力锚索的设计

预应力锚索的设计包括重要部件锚索的设计和防腐措施的设计两部分。锚索的设计就是依据边坡加固环境，选择适宜的绳索形式和布局，确定锚索的承载以及具体的锚固长度等结构参数，确保锚索设计具有安全性和经济性。第一步是设计前期准备，需要进行实地查看特别是锚固区域、市场调研、相应的工作介质性质试验、相关工程资料的收集、掌握相关的技术参数以及作必要的补充试验。第二部是具体设计计算，包括确定锚索内锻段与岩土层的固定方法以及锚索可能破坏形式和设计条件、计算锚索在不同的岩土层中的埋深深度、考虑群锚的相互作用关系、确定锚索加固的最优锚固角度、计算锚固力和锚固长度。防腐措施的设计。由于锚索要埋深在岩土层中，且长期处于高应力状态并受到周围岩土层中水、气体、湿度和其中化学物质的影响，所以，锚索很容易受到腐蚀而破坏。因此，需要做好锚索的防腐措施，延长锚索的使用寿命，提高锚索的使用强度。锚索防腐设计需要做好前期检测工作，然后根据岩土层腐蚀性和岩土工程的重要性程度确定防腐等级。目前常用的防腐办法有建立高碱性环境而使预应力筋钝化、建立非金属覆盖层或防护套、使用高强度的材料等。

2.2 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1～2min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。

2.3 对边坡防护稳定性进行验算

对锚索防护的稳定性进行运算时采用公路路基设计规范，通常在验算的过程中将边坡稳定性计算分为两大类工况进行区分。（1）常规工况情况下，主要是对岩土工程的边坡所处地段的天然状态进行分析，验算和分析边坡防护稳定性的实际效果。（2）非常规的工况下，此类工况又分为强风暴雨情况下或者是持续降雨时期的具体工况以及地震荷载作用状态下的工况，此时再进行验算的过程中需要充分的结合边坡的稳定性及安全系数和土层参数进行验算。

2.4 预应力锚索加固工程的动态监测

预应力锚索加固工程的动态监测包括预应力锚索试验、预应力锚索加固工程检测和后期的定期检测维护。预应力锚索试验包含验证性试验、适应性试验和验收试验，验证试验是为了验证预应力锚索的部件、材料、施工方法以及施工水平能否满足要求，重点是验证锚索的承载力、变形、松弛和蠕变等能否满足条件。适应性试验是为检查锚索在特定的现场条件下的适应性，要注意实验应当在与锚索工作的岩土层和施工工艺相同的条件下进行。验收试验的目的是验证锚索满足设计条件后锚索承载性能和安全系数。预应力锚索加固工程检测就是检验预应力锚索施工质量以及预应力锚索的实际参数是否达到设计的要求，包括检验原材料的合格性、施工仪器的达标性、工序记录、性能实验报告、设计图纸、施工异常处理措施等内容。后期的定期检测维护，也即工程的维护，应当配备专业人员进行定期检测维护才能延长工程的寿命，保证工程安全可靠。

结语：针对边坡桩锚结合的支护结构，锚索设计采用上述方法更为简便、实用。预应力锚索借助特殊手段将钢绞线变成锚索能改变岩土体的应力状态，并提升岩土体的稳定性能。

参考文献

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