预应力锚索在岩土边坡工程治理中的应用

王海平

（湖南省核工业地质局三〇六大队，湖南 衡阳 421000）

我国山地众多，且随着山区交通基础建设的深入推进，基础建设过程中高大型边坡的安全稳定问题逐渐凸显，若是防护不当或是遭遇强降雨等情况，极易出现滑坡等灾害。预应力锚索是边坡工程治理的有效措施，其对边坡岩土体主动施加作用力，切实增强了岩土体抗剪强度，提高边坡稳定性，本文主要就此展开具体分析。

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、路堤高边坡，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，切实提高边坡的稳定性，治理效果明显，本文着重就此技术应用展开具体分析。

2 预应力锚索在岩土边坡工程治理中的应用

预应力锚索类型较多，本文主要就以下几种常用技术展开分析。

2.1 拉力集中型锚索

此种锚索结构束体可采用机械固定或是粘结式方式。在进行边坡治理时，拉力集中型锚索需使用二次注浆方法，即：首次注浆后形成内锚固段，2d后张拉、再次注浆。锚筋与浆液间剪应力提供锚索荷载，随着深度的增加，内锚段浆体提供的拉应力也不断减弱。

2.2 压力集中型锚索

此种锚索结构如下图1所示，采用无粘结钢绞线作为筋体，且与锚固段注浆体不直接接触，使用特制承载体连接。在边坡治理中，使用此种锚索，其荷载主要集中于锚索根部，充分利用岩体抗压强度，切实提高边坡稳定性。

图1 压力集中型锚索结构

2.3 拉力分散型锚索

根据工程实践分析可知，此种锚索成型方式包括：多次成型法、分层固结法。其中，尤以两次成型应用最多，即：第一次固结内锚固段的一部分，浆体硬化后张拉锁定，第二次固结剩余锚固段，并进行张拉锁定施工。此种锚索结构实现了内锚固段拉应力的分散，锚固效果显著。

2.4 压力分散型锚索

此类锚索在锚固段设承压板、挤压套，对无粘结钢绞线进行分段锚固，完成浆体灌注施工后，可获得多个承载体并分段张拉，由此提供分散的锚固力。

2.5 拉压分散型锚索

此类锚索主要由可活动挤压套、承载板及其下端裸钢绞线、浆体构成，在承压板下部、上部分别承受锚固体拉力、压力，由此有效抵抗张拉力。

3 工程案例

3.1 工程概况

本文仅以某水利工程高边坡治理工程进行分析，此边坡最大开挖高度235m，根据勘察分析显示，工程水文地质条件复杂，边坡治理规模大、难度高，经综合分析后决定采用浅层+深层支护的方法，选用拉力型无粘结预应力锚索开展边坡深层支护工作。

3.2 预应力锚索施工方案

本项目经综合分析后，决定采用拉力型无粘结预应力锚索进行边坡治理，具体设备选用情况如下表1所示。

表1 预应力锚索施工设备一览表

3.3 预应力锚索施工要点

（1）钻孔：本项目采用全站仪放样，水平仪控制钻机倾角，严格根据施工图开展钻孔作业。实际作业中，当孔深已达设计要求，发现依旧为软弱岩层，需继续钻进，确保锚固段处于稳定岩层。

（2）锚索安装：本项目严格按实际钻孔深度确定钢绞线下料长度，锚固段组装为枣核状；锚索安装前，对钻孔进行全面检查与清理，采用人工+机械方法实施安装作业，入孔时索体弯曲半径＞5m，入孔后及时注浆，15d内开展张拉作业。

（3）混凝土垫墩浇筑：锚垫板与钻孔间安装薄壁钢管，伸入钻孔50cm～100cm，焊接钢管外端与承压锚垫板钢管，锚墩采用C30混凝土。

（4）锚索注浆：外锚墩混凝土强度达标后，开展全孔一次灌浆施工，使用纯水泥浆，灌浆压力控制在0.3MPa～0.5MPa，闭浆时间15min。

（5）张拉：注浆体、垫墩混凝土强度达设计要求的75%即可开展张拉作业，采用单股预紧、整束群顶张拉方法，张拉力和伸长值双控，平稳加荷、卸荷，升荷速率≤10%/min，卸荷速率≤20%/min。锚索张拉后存在应力损失问题，根据实际监测结果判断是否需要进行补偿张拉，当预应力损失＞设计张拉力的10%时，3d～7d后开展补偿张拉施工。

（6）补封注浆：完成张拉工作后，孔口段进行补封注浆施工，并去除多余钢绞线。

3.4 施工质量分析

本项目施工质量检测结果如下：

（1）造孔、注浆质量：本项目锚索施工共计1889根，根据检测结果显示，孔斜达标率100%，实际灌浆量满足设计要求；

（2）锚索张拉质量：本项目张拉施工工检测结果如下表2所示，根据表中数据分析可知，锚索实际伸长值为131.0mm～215.5mm、伸长率为-4.3%～6.9%，满足规范要求。

表2 张拉施工检测结果

4 结语

综上所述，在岩土边坡治理工程中，预应力锚索技术的应用广泛、效果显著。在工程实践中，需做好岩土边坡勘察工作，合理确定预应力锚索施工方案，做好相关设备材料的选用工作，规范落实各道施工工序，确保造孔、注浆以及锚索张拉等质量均满足设计与规范要求，确保边坡治理效果符合预期，全面提高边坡稳定性，保证项目安全实施。