巖土工程邊坡治理中的預應力錨索技術

李德勝

(深圳市南華巖土工程有限公司，廣東 深圳 518000)

巖土工程邊坡治理中的預應力錨索技術

李德勝

(深圳市南華巖土工程有限公司，廣東 深圳 518000)

預應力錨索施工技術操作簡便，可對鋼絞線產生較大預應力，并使其長期處于受拉狀態，改善邊坡的穩定性。巖土邊坡設計應具有動態性，要掌握總體的地質狀況及其變化情況。分析了巖土工程邊坡錨固技術作用機理，預應力錨索技術的應用情況，以促進邊坡治理工作。

巖土工程；邊坡治理；預應力錨索

預應力錨索技術在巖土邊坡施工中具有廣泛的應用，可充分利用鉆孔，將錨索錨固在地層中，這部分地層不僅具有穩定性，處理后可對錨索進行自由張拉。在這種情況下，可對鋼絞線產生較大預應力，因此對巖土體自身的穩定性能具有較高要求。預應力錨索施工技術能夠保證結構的穩定性，也能保證結構的密實度。此技術能保證巖土體的承載力，并適當對其強度進行有效調節，減輕支護自重。預應力錨索技術能節約大量施工材料，經濟效益比較明顯。

1 巖土工程邊坡錨固技術作用機理

1.1 錨固機理

作為攔擋加固措施的一種，錨固技術的實施是以阻止巖塊或土體下滑為目的，利用錨索或錨桿在緊貼巖土體后產生的摩擦力來實現。在錨索或錨桿對斜坡軟弱結構面實施分割后，會形成一塊塊互相聯結的板狀巖體，在結構上成為一個整體，有效提升巖土的穩定性。錨固技術對于邊坡穩定性的提高，主要反映在以下兩個方面：第一，通過(預應力)錨索或錨桿抑制和減小巖土體的下滑現象和下滑力。第二，通過利用(預應力)錨索或錨桿對潛在滑面上的方向力的增加，可使作用于潛在滑面上的摩擦阻力得到有效提升。巖土體內部經(預應力)錨索或錨桿作用后，會形成一個聯結的整體，可有效提高自身強度(抗拉抗剪強度和整體剛度)，進而抑制破壞現象。還可促使巖土體自身結構強度潛力的發揮，達到穩定邊坡的目的。

1.2 錨固形式

第一，通過滑架的約束，可使巖土體在結構上形成一個整體。第二，(預應力)錨索或錨桿通過分擔作用，實現對巖土體自重和外部荷載的抵抗，特別是在巖土體發生開裂時，這種分擔作用表現得更為明顯，錨索屈服延遲復合體的變形，避免巖土體整體性破壞或大規模坍塌在短時間內發生。第三，錨固完成后通過對巖土邊坡實施鋼筋網片鋪設和混凝土噴射，可有效提高邊坡穩定性、整體性及巖土體強度，以防巖土體表面因雨水沖刷而出現坡面變形破壞。

2 預應力錨索技術的應用優勢

預應力錨索施工技術優勢明顯，采用預應力錨索技術，能對巖土邊坡的受力狀況進行科學控制，若出現變形，能及時對應力進行調整，提高邊坡結構的承載力。此種施工技術還能有效減少結構本身的自重，其不僅能發揮較強的支護效果，也能在使用過程中形成一定坡度，從而減少對土壤的破壞，控制巖土開挖量，發揮良好的生態環境效益。在開展施工時，相關操作技術能夠對施工質量產生比較明顯的影響，預應力錨索施工技術操作難度不大，且安全風險較低，可采用相對輕便的施工設備，對邊坡結構產生較小范圍擾動，從而防止自然災害。在對巖土邊坡實施治理時，預應力錨索技術應用優勢顯著，能夠及時對邊坡開展動態性設計及施工，結合地質情況，實現良好施工。

3 預應力錨索技術的應用情況

3.1 預應力錨索結構分析

預應力錨索由錨固段、自由端、錨頭等三部分組成，其材料及材質包括鋼絞線、錨具、注漿材料。錨固段能夠利用錨索作用，對巖土內部結構進行穩定，利用錨固體可強化地層本身的抗剪力。采用灌漿技術可對錨固段錨索進行處理，將其與對應孔壁進進行有效連接，形成性能良好且穩固的整體結構。這樣孔周圍將更具穩定性，并保證巖土結構發揮載體作用，為預應力承載提供便利。自由端結構能夠發揮傳力作用，由于其下端位置即是錨固端，而上端位置是錨頭，因此鋼絞線受到保護。灌漿方式將護套直接連結在孔壁上，保證鋼絞線在套管伸縮自由。錨頭鎖定位置，可將錨索充分固定在相關結構上，能夠施加較大的預應力作用。

3.2 邊坡整修

在實際施工時，施工人員要對實際操作進行規范，進一步提高施工質量。施工單位要對施工組織進行合理安排，針對可能存在安全管理風險的施工環節，要加以重視。嚴格根據施工圖紙開展施工活動，按照邊線測量值開挖。采用專用設備及操作機械，對變頻進行整修。邊坡初步形成后，要采用人工方式進行整修，并對其進行一定調整，使其滿足施工要求。及時對已經松動的巖土結構進行相應處理，保證其平順性，避免出現質量問題。

3.3 坡面處理

在開挖及整修的坡面，執行混凝土噴射作業，進一步對邊坡開展修整。敷設鍍鋅鐵絲網，及時噴射混凝土，注意要保證混凝土結構的強度，一般選擇C20強度，充分保護邊坡。

3.4 錨孔清理

鉆孔是實施錨索施工的主要構成部分，也是施工流程中的重要環節。當施工到一定深度后，不能立即停止鉆孔，要保證鉆孔操作的穩定性，一般穩鉆1～2 min后，可逐漸停止作業。這樣能有效保證施工效果，避免出現施工質量不良的問題。若施工人員在孔壁周圍發現沉渣，或出現水體黏滯現象，要及時組織人員對其進行清理。鉆孔完成后，利用高壓空氣作用，清理孔中的水體，有效清除巖粉結構。對施工現場進行全面觀察，要掌握施工設備、材料使用情況，做好復查工作。結合現場監理人員要求，對錨孔施工開展質量控制。開展分項檢查，確定無質量問題后，開展施工。

3.5 錨索使用情況長期觀測

一般情況下，錨索張拉鎖定后，相關監測人員要每天對其開展相應觀察。2～3個月后，每周對其進行觀測1次。4～6個月后，按照每月3次的頻率，對其進行觀察。只有密切做好監督及檢查，才能及時發現問題，采取必要措施進行對應處理。

3.6 錨索張拉及鎖定、封錨

錨墩制作是在錨索注漿工作完成后才展開的，錨墩使用C30鋼筋混凝土整體澆筑，最大程度地使坡面與錨墩之間緊密貼合，錨索與外表面呈現垂直狀態。等到孔內砂漿的強度達到設計要求強度的80%后就可以進行張拉。張拉之前，要對錨頭等設備進行詳細檢查，檢查確認合格后清除其上面的污銹。張拉之前要標定張拉千斤頂油泵，還要保證錨具及夾片等工具合格。繪制出千斤頂壓力及出力表壓強曲線，錨索張拉時的值應小于千斤頂最大出力標定。錨索張拉要根據設計，分單元使用差異分步張拉法進行張拉。在錨索鎖定后48 h內，如果發現預應力明顯損失，需要進行補償張拉。完成補償張拉后，在錨具處開始量起，留出長越5～10 cm的鋼絞線，采用機械切割的方式將不需要的部分截去，尤為重要的是，嚴禁使用電弧燒割。最后將防腐劑涂在錨頭部分，再使用C15混凝土進行封閉，這樣既能防止銹蝕，又能兼顧工程的美觀性。

3.7 錨固注漿注漿

經試驗后，選后施工配合比最佳的水泥砂漿。要嚴格控制水泥砂漿的質量，水泥標號要大于42.5#，將凈化的河砂過篩分選，砂漿攪拌好后需要再次過篩，盡可能避免水泥結塊堵塞管路。使用孔底注漿法，在注漿壓力為2.0 MPa的條件下，從孔底開始注漿。注漿過程中要不斷緩慢進行砂漿攪拌，砂漿灌注呈現飽滿密實狀態。施工中，使用二次劈裂注漿技術進行施工，使地層錨固力得到提高。

[1] 吳茂明，阮含婷，劉鷺.預應力錨索在巖土邊坡工程治理中的應用[J].巖土工程學報，2016，(S1)：324-326.

[2] 屈林河，張智聰.預應力錨索在巖土邊坡工程治理中的運用研究[J].四川水泥，2016，(03)：318，241.

[3] 李慶強.淺談預應力錨索在巖土邊坡工程治理中的應用[J].建材與裝飾，2016，(03)：205-206.

[4] 肖寧.預應力錨索在巖土邊坡工程治理中的應用[J].科技與創新，2016，(07)：124.

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