岩土工程边坡治理中的预应力锚索技术

岩土工程边坡治理中的预应力锚索技术

张小刚 1 张栏馨 2

1 中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司 云南 昆明 650000

2 昆明轨道交通四号线投资管理有限公司 云南 昆明 650000

摘要：科技的进步，促进工程建设事业得到快速发展。预应力锚索合理规范应用作为边坡岩土工程治理过程的重中之重，是一项不可缺少的关键内容，直接关系到边坡岩土工程的整体质量控制，充分保障工程良好治理效果。因此，现代施工单位部门须充分认识到预应力锚索应用的价值作用，结合边坡岩土实际情况有针对性地采用该项技术，确保能够全面提高工程作业的安全稳定性。本文就岩土工程边坡治理中的预应力锚索技术展开探讨。

关键词：岩土工程；边坡治理；预应力锚索

引言

预应力锚索技术作为一种新型边坡加固技术，在岩土工程边坡治理中具有施工便捷、经济合理、安全可靠的特点。预应力锚索通过预应力的作用，能够控制边坡的下滑作用力，同时能够使边坡岩土体的内部结构形成完整的整体，发挥出自身的承载能力。

1岩土边坡工程治理要求

我国幅员辽阔，地质条件复杂，山区面积占比较高，尤其是随着全国交通网的建设不断完善，密集的高等级公路修建项目的开工，不可避免的造成深挖高填现象，形成大量的路堑、路堤边坡，边坡失稳问题屡见不鲜，不仅是带来了经济方面的损失，更是直接威胁到相关人员的生命安全，岩土边坡工程治理是必须深入研究的一个重要课题。从岩土边坡工程治理措施来看，预应力锚索技术已经发展的较为成熟，且得到了广泛应用，其主要是将锚索锚固段固定于滑面稳定地层，通过反力装置将滑坡推力传入锚固段，切实提边坡的稳定性，治理效果明显。

2预应力锚索技术在岩土工程边坡治理中的优势

在岩土工程边坡治理项目中，预应力锚索能够对岩土边坡的受力情况进行控制，当岩土边坡出现变形，能够及时进行应力调整，以实现提高岩土边坡承载力的目的，预应力锚索在边坡治理的环节中，能够显著减少结构本身的自重，能够发挥出强大的支护效果，同时在施工中要求形成一定的坡度，能够控制岩石的开挖量，有效减少对边坡土壤的破坏，具有一定的生态环境效益。在进行实际施工环节，现场施工技术对施工质量影响较为显著，实际操作的难度不大，安全风险较低，不需要大型设备施工，对边坡结构不会产生较大的扰动，能够有效控制自然灾害的发生。在岩土工程边坡治理项目中，应用预应力锚索的优势明显，能够在施工中根据地质情况进行调整，能够实现良好的施工。

3锚固作用原理

预应力锚索技术作为岩土工程的加固措施中较为常见的一种方法，其主要的作用是防止岩块或者是土体下滑，通过锚索对岩土部位产生较大的预应压力和张力，边坡岩体或者是土体在下滑过程中的摩擦力，降低边坡岩体下滑的出现频率，从而对岩土工程的边坡达到防护的作用。此外，通过锚索预应力技术将斜坡软弱结构面进行分割以后，在边坡的岩体部位会出现一块一块相互连接的板状岩体，此时各板状岩体互相连接成了一个整体，有效地增强了岩土工程的边坡稳定性，达到了锚固作用，实现了边坡固定。综合分析采用锚固技术进行岩土工程的边坡治理，其主要作用反映在以下3个方面。（1）通过锚索的预应力减轻下滑岩体自身的重量，降低岩体发生下滑的现象，同时也降低了岩体下滑过程中的下滑力，对岩体下滑起到了有效的防护作用。（2）通过锚索，使得岩土工程边坡下滑岩体部位的附着力得到了增加，从而使岩体在下滑过程中的摩擦力得到了提升，减小了岩体下滑的频率。（3）通过锚索的固定，将岩土工程边坡部位的岩体通过分隔与连接，使所有的岩体部分成为了一个整体，边坡部位的岩体抗拉抗剪强度和整体刚度都得到了增加，因此对岩体下滑的现象得到了抑制。

4岩土工程边坡治理中预应力锚索技术的应用

4.1预应力锚索结构的搭建应用

在边坡岩土工程治理过程中，预应力锚索结构的搭建主要分为3个部分，分别是锚固段、自由段及锚头。预应力锚索结构所要运用到的各项材料包括锚具、承载板、支架、注浆板及钢绞线等。在预应力锚索结构施工搭建前，施工管理部门必须安排专业人员深入分析现场边坡岩土性质，确保对应搭建的预应力锚索结构符合地质特点，避免由于预应力锚索结构的不合理影响整个岩土工程的安全支护效果。（1）施工人员要确保锚索锚固段进入到稳定土层，实际锚固长度要作为锚固段延伸至滑动面下前方，基于对滑动面之外稳定土层对应长度的锚固和自由段锚索张拉，促使岩体滑动面范围土体内部的安全稳定性提高，施工人员可使用高质量锚固体针对周围地层具有的抗剪强度可承受锚索展开传递拉力。（2）当施工人员在进行锚固段内灌浆作业时，要科学运用二次注浆方式。（a）注浆过程要确保将其压力有效设置在0.5~1.0MPa范围内，并让浆液注满整个孔体直到溢出孔口。（b）注浆过程中施工人员则要采用高压注浆手段，严格按锚固段土层类别将注浆压力合理设置在1.0~3.0MPa范围内，针对局部软土层锚固段，相关施工人员可采取二次劈裂注浆工艺技术。在边坡岩土工程治理中钢绞线的应用也至关重要，钢绞线通常可分为有粘结和无粘结2种类型。施工人员要根据边坡岩土工程情况科学采用无粘结钢绞线，这种钢绞线的应用能将张拉段所施给的预应力展开成功传递至锚固段，并实现对反力构件的固定目标。而锚头作为整个锚索预应力结构的核心部位，施工人员需注意体现出其较强的匹配性，将锚索有效锁定在外锚结构上方，发挥出其封锚防腐作用，降低对应故障的发生概率.

4.2预应力锚索的施工工艺设计

岩土工程边坡治理中预应力锚索施工，是指将锚索全部构架与边坡岩体组成一个整体，再具体施工环节涉及了钻孔、制作束体并将束体放入到锚固孔中，固定束体下端、制作外锚头，然后施加预应力来完成剩余的施工工作。对于施工工艺的设计，应该充分考虑设计的要求和调查实验数据，架设施工平台，施工平台的架设需要注意施工平台和承载的大小、数量是否满足施工的要求，在钻孔的过程中，潜孔钻机钻孔的过程中可能会引起孔内坍塌导致埋钻和卡钻的问题，要额外注意这些情况的发生，选择合理的钻孔参数。锚索的编制应该做好检查和表示工作，尤其是要注意挤压头的检验和防护，做好安全准备工作，根据施工所在的地质环境，宜优先采用束体放孔的方式，并进行注浆固定；在进行张拉锁定时，需要提前做好张拉的准备，选择合理的张拉方法，并注重补偿工作。

4.3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。

结语

综上所述，预应力锚索技术通过锚索锚固到岩层当中形成一个整体，起到加固治理的作用，在岩土工程边坡治理中有巨大的应用价值。在施工的过程中，岩土工程边坡预应力锚索施工受到了成孔质量、编索与下索、注浆、锚墩与垫板、锚墩与垫板、测力计与张拉设备、超张拉等因素的影响，这些因素一方面需要加强设计和监测来规避，另一方面还需要加强施工质量控制和现场施工步骤来进行改善。只有这样才能够真正发挥出预应力锚索在岩土工程边坡治理中的效果，保证工程项目的可靠性和安全性。

参考文献

［1］杨明瑞,杨宝强,马立秋.基于极限平衡理论和有限元强度折减法的预应力锚索加固边坡稳定性分析研究[J].土木工程,2019,6(05):515-524.

［2］刘明华.锚索加固边坡预应力损失原因及影响分析[J].湖南交通科技,2019,45(3):16-19,51.

［3］刘桂宏,罗斌.一种确定预应力锚索在地下工程支护设计中自由段长度的方法[J].公路交通技术,2018,(2):97-98,102.