岩土工程边坡治理中的预应力锚索技术

关世超

摘 要：中国是世界大国，幅员辽阔，地形复杂，地质构造复杂。在工程建设过程中，不可避免地会出现大量的边坡工程。预应力锚索施工速度快、扰动小、加固效果顯著，已成为边坡工程的主要处理方法。

关键词：岩土工程;边坡治理;预应力锚索技术

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 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。

2 影响预应力锚索技术的主要因素

在处理边坡岩土工程治理问题时，我们主要是通过预应力锚索技术与支护结构的配合来加固边坡，这样做不仅可以有效控制岩土结构的形态和裂纹扩张，还可以限制岩土结构的位移，将岩土结构固定在指定的位置，从而有效地加强岩土结构的稳定性。但是，在施工过程中，施工人员应当明确影响预应力锚索技术的因素，从而根据实际情况来进行操作。影响预应力锚索技术运用的因素主要表现为以下几种：（1）岩体自身的强度。岩体自身的强度直接影响到预应力锚索的施工工作。当岩体强度较大时，就意味着岩体的承载力较强，因此预应力锚索的作用就较为明显，边坡岩土结构的稳定性就越好;当岩体强度较小时，岩体所能承载的力就较小，因此预应力锚索的作用就不明显，难以保证边坡岩土结构的稳定性。（2）边坡工程安全等级。在边坡岩土工程治理过程中，边坡工程安全等级直接影响施工人员对边坡稳定性的判断，间接地影响施工人员开展预应力锚索的设计工作。当边坡工程安全等级较高时，就意味着边坡的破坏程度较低，因此施工人员可以设置少量的预应力锚索，以便于更好地保障边坡的稳定性;当边坡工程安全等级较低时，就意味着边坡的破坏程度较高，因此施工人员应设置大量的预应力锚索。（3）结构面特征。边坡结构面的调查工作对于预应力锚索的布置具有重要意义。一般而言，当结构面较为平缓时，能够更好地明确预应力锚索的方向和长度，因此预应力锚索的布置就较为常规化;当结构面凹凸不平时，必须要先对结构面进行深入调查才能确定预应力锚索的方向和长度，相应地加大了施工难度。

3 岩土工程边坡治理中预应力锚索技术的应用

3.1 岩土工程边坡治理中预应力锚索的设计

预应力锚索设计需要根据加固边坡的环境来进行考虑，一般宜选择绳索形式和布局，确定锚索的承载以及锚固长度等基本参数。首先需要开展的工作是实地踏勘，尤其是锚固区域，要进行工作介质性质实验及收集相关工程资料，掌握锚索设计的相关参数。其次要进行具体的设计计算，其中包含了锚索与岩土层的固定方法，以及锚索可能会出现的破坏形式，计算锚索在岩土层中的埋深，同时还要兼顾到群锚的相互作用关系，计算出合理的锚固力和锚固长度。在完成预应力锚索设计之后，还需要进行防腐措施的设计，预应力锚索埋深在岩土层之中，长期受到高应力的影响，加上岩土体中的水、气体、湿度以及其他化学物质的相互影响，很容易出现腐蚀破坏，必须要对其进行防腐措施，以延长锚索的使用寿命，提高锚索的使用强度。在进行预应力锚索防腐设计之前，需要做好检测工作，即根据治理边坡的岩土层腐蚀性以及岩土工程的重要性来确定防腐等级，工程实践中常采用构建高碱性环境来使得预应力锚索钢绞线钝化或采用覆盖层或防腐套来进行防腐处理。

3.2 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。

3.3 预应力锚索施工完毕的动态监测

对于预应力锚索加固工程的监测包含了诸多内容，如预应力锚索试验、预应力锚索加固工程检测及定期的检测和维护。根据施工流程的时间来看，首先进行预应力锚索试验，其中包含了验证性试验、适应性试验和验收试验，这一系列的流程操作主要目的是验证是否能够满足设计的要求，以确保达到边坡治理加固的目的;其次进行的预应力锚索加固工程检测，主要对所采用的原材料、工序记录、性能实验报告、施工异常等问题的处理的检测，确保预应力锚索是按图施工、按标准施工，以确保工程质量。最后进行的定期检测维护，也就是对整体完工后的定期检测与维护，需要应用现代监测设备，对岩土工程边坡的位移情况进行监测，及时发现问题，及时进行处理，以提高预应力锚索发挥作用的时间，确保边坡治理安全可靠。

4 结语

针对岩土工程的边坡护理时，采用预应力锚索技术作为支护结构进行固定，使得边坡工程较为简单。通过上述分析知道，边坡治理的过程中其锚索设计较为简单易行，而且所取得的治理状态较为良好。而且预应力锚索借助于特殊的手段将钢绞线变成锚索，使得锚固状态得到了有效的提高，同时也改变了土地的应力状态，使得边坡防治工程中岩体的稳定性能得到了有效的增强。

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