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摘要：預應力錨索因其能增強巖土體被錨固強度，改善巖土體應力狀態，提高巖土體穩定性等特殊性能，現已廣泛應用于巖土邊坡工程治理。結合某一公路的滑坡治理實例，分析了滑坡的原因，詳細介紹了預應力錨索在路塹邊坡和地質條件復雜下的應用。通過預應力錨索在巖土邊坡工程治理中的應用，介紹了預應力錨索施工技術，總結預應力錨索在邊坡治理中的經驗。
關鍵詞：預應力錨索；巖土體；工程治理
由于城市發展需要，對某公路的路邊邊坡進行了開挖，形成了約30m高的路塹邊坡。設計開挖坡率為1∶1.0，臺式放坡，每臺階高約10m。該邊坡于2005年7月開挖施工后，自然邊坡的穩定性被破壞，邊坡中部的部分土體失衡形成滑坡，并在施工過程中滑坡規模逐漸擴大，不僅對沿線的車輛存在一定的安全隱患，而且對邊坡上部的廠房和實驗樓也構成威脅。預應力錨索通過特殊手段將鋼絞線變成長期處于高溫狀態下的受拉結構體，從而增強土體被錨固強度，改善巖土體應力狀態，提高巖土體穩定性。一方面，由于預應力的作用，使巖土體結構面呈壓緊狀態，從而提高巖土體本身的整體性；另一方面，錨索的加固預應力直接改變了滑動面的抗滑力，使邊坡得以加固、穩定。因該技術具有先進性、經濟性、可靠性等優點，近年來在公路深挖路塹邊坡支護中越來越多被采用[1]。
1邊坡地質條件
根據地質調繪和鉆孔揭露，主要存在4個巖土工程單元層，巖土層的分布、結構及工程性狀分述如下：①素填土（Qml）：灰黑色，松散，梢濕；由粉質黏土、碎石組成。厚度一般1.20～2.70m，最厚5.50～10.60m，為坡頂建筑棄渣填土，填土年限大于10a。②-1次生紅黏土(Qdl+pl)：灰黃色，硬塑—堅硬為主，局部可塑。成分以粉黏粒為主，含少量礫石。該土層孔隙度大，該土體為液限≥45%的高塑性、高孔隙比的特殊性巖土，具有干燥時易干裂，遇水易軟化的特征。厚2.60～31.96m。②-2含碎石粉質黏土(Qdl+pl)：灰黃色，硬塑—堅硬；成分以黏粉粒為主（次生紅黏土），碎石占30%～40%，粒徑20～60mm，成分為強—弱風化泥巖、泥質粉砂巖。該土層孔隙度較大，有利于地表水下滲，同時遇水易軟化。場地絕大部分孔有分布，厚2.30～29.50m。③紅黏土(Qel)：棕紅—褐黃色，可—硬塑。成分為粉黏粒，為灰巖或碳酸巖系風化殘積土；該土體為液限≥50%的高塑性特殊性巖土，具有干燥收縮干裂、飽和膨脹的特性。厚度大于7.90m至大于16.08m。④微風化石灰巖、硅質灰巖（P1q）：灰色，致密結構，塊狀構造。裂隙不發育，巖體較完整，巖芯呈10～40cm的柱狀，屬較硬巖—堅硬巖。巖體基本質量等級為Ⅱ，Ⅲ級。厚1.05～6.29m，未穿。
2地下水特征
地下水為第四系坡洪積孔隙水，賦存于各土層含角礫及碎石孔隙中，滲透性較強。地下水主要接受大氣補給。沿裂縫順坡排泄。
3邊坡現狀及滑塌原因分析
3.1邊坡現狀
坡頂建筑為某工廠的廠房和實驗摟，1K+938—1K+990為3層磚混結構的辦公摟，墻體距坡面頂線約10m；2K+000—2K+060為單層框架結構的廠房，裝有1500kN的起吊架，墻體距坡面頂線僅1.5m。據現場反映，該邊坡開挖后，在2K+040—2K+060之間初期有少量泉水滲出（旱季也滲水），以后上部土體滑動為滑坡，其滑動方向均由南往北（即高處往低處滑動），滑距2～5m，滑坡體積約3000m3，為土質滑坡，滑坡體為次生紅黏土、含碎石次生紅黏土等，目前規模為小型，如圖1所示。圖12K+040—2K+060處滑坡Fig.1Landslideat2K+040—2K+060.
3.2滑塌成因分析
分析邊坡的地層、巖土性質、地質構造、環境背景條件等因素?；a生的原因主要有以下幾點：①地形的改變是造成該滑坡的主要原因。②邊坡土層（含碎石粉質黏土、紅黏土及次生紅黏土）失水收縮、吸水膨脹、遇水易軟化等的工程特性，是土質邊坡滑坡的內因。③暴雨作用或天然雨水滲透，是滑坡產生的直接觸發因素。
4治理方案
首先運用同濟曙光軟件，找出最危險滑動面的位置，如圖2所示；再綜合考慮該場地（邊坡）的工程地質及水文地質條件、周邊建筑、環境控制條件，根據邊坡滑塌產生的特點、范圍、規模及地形條件，采用分級放坡刷方加固+抗滑樁+坡腰錨索加固的組合方案(如圖3)。由于邊坡巖土介質的復雜性、可變性和不確定性，地質勘察參數難以準確確定，加之設計理論和設計方法帶有經驗性和類比性，該工程應采用動態設計法。
4.1分級放坡刷方工程
邊坡按3級放坡，設置2個平臺。一級刷坡臺階高10m，坡率1∶1.5，坡面采用骨架護坡；第二級刷坡臺階高10m，坡率1∶0.75，平臺寬4.5m，平臺處設置人工挖孔抗滑樁，坡面設置3道錨索框架進行加固；第三級刷坡臺階高9.5m，坡率1∶1，平臺寬2m，在坡頂距核工業二九五大隊膠輥廠的廠房較近處的坡面設置4道錨索框架進行加固。
4.2抗滑樁工程
在第二級平臺處設置人工挖孔抗滑樁以抑制邊坡的深層滑動。人工挖孔灌注樁樁徑為φ1.5m，樁距為3.0m，樁長為20m；冠梁采用1.6m×0.6m，混凝土強度等級均為C30。
4.3錨索框架工程
在人工挖孔抗滑樁頂部及邊坡的第二級刷坡和局部第三級刷坡（坡頂距核工業二九五大隊膠輥廠的廠房較近處，長約1.5m）設置錨索框架進行加固。錨索水平間距為3m，索孔直徑為φ150，錨索均由高強度低松弛無黏結鋼絞線組成，鋼絞線抗拉強度為1860MPa，均采用壓力分散型錨索結構。人工挖孔抗滑樁頂部的預應力錨索采用6根鋼絞線，錨索長24m，向下傾斜25°，錨固段長15m，拉力特征值400kN。第二級刷坡的預應力錨索采用4根鋼絞線，錨索長15m，向下傾斜25°，錨固段長9m，拉力特征值250kN。第三級刷坡的預應力錨索采用4根鋼絞線，錨索長12m，向下傾斜25°，錨固段長9m，拉力特征值250kN。
5穩定性驗算
工程依據《公路路基設計規范》，邊坡穩定性計算應分成以下3種工況：①正常工況：邊坡處于天然狀態下的工況；②非正常工況Ⅰ：邊坡處于暴雨或連續降雨狀態下的工況；③非正常工況Ⅱ：邊坡處于地震等荷載作用狀態下的工況[2]。邊坡穩定性驗算時，其穩定安全系數應滿足表1中所規定的穩定安全系數的要求。利用簡化畢肖普法公式，分3種工況進行分析，其土層參數如表2所示，結果具體如表3所示。
6結論
（1）對于高邊坡樁錨結合的支護結構，錨索的設計采用上面介紹的方法比較實用、簡便。（2）預應力錨索通過特殊手段將鋼絞線變成長期處于高溫狀態下的受拉結構體，從而增強土體被錨固強度，改善巖土體應力狀態，提高巖土體穩定性。（3）高邊坡設計應該是動態的。由于種種條件限制，開挖前對邊坡的地質情況難以了解清楚，設計也難以完全符合實際。因此要把地質工作延伸到工過程中，隨著開挖暴露，進一步了解地質條件的變化，進行設計的調整或變更，即所謂“動態設計，信息化施工”。
作者：吳茂明 阮含婷 劉鷺 單位：福建省建筑科學研究院
巖土邊坡工程治理篇2
在進行建筑工程施工的過程中，經常會形成巖土邊坡，如果不針對巖土邊坡的實際情況，采取相應的措施對其進行治理，不僅影響工程的順利進行，還對人們的安全造成嚴重的威脅。因此，必須針對巖土邊坡工程的實際情況，采取相應措施，加強對巖土邊坡的治理，確保巖土邊坡工程的穩定性與可靠性。將預應力錨索應用于巖土邊坡工程的治理中，不但具有良好的加固效果，還具有很好的經濟性。
1預應力錨索概述
預應力錨索是指將一端，經過事先鉆好的鉆孔穿過滑動面或者軟弱的巖層，將其錨固在堅硬的巖層中，再另一端的位置進行張拉施工，從而對巖層進行施加壓力，對其進行錨固，提升巖體的穩定性。預應力錨索的結構包括幅度錨頭、錨索體以及外錨頭，內錨頭有膠結式和機械式，可以為錨索錨固在巖體內部提供預應力；外錨頭分為鋼筋混凝土圓柱體錨墩式、螺紋式以及錨塞式等等，是幫助錨索進行張拉和鎖定的結構；錨索體是內錨頭和外錨頭的連接結構，是承受張拉力的結構。預應力錨索施工較為復雜，需要專業的人員，結合豐富的理論知識和實踐經驗進行。
2預應力錨索在巖土邊坡工程治理中的應用優勢
將預應力錨索運用在巖土邊坡工程治理中，具有較高的經濟性，能夠在提升巖土邊坡穩定性和可靠性的前提下，降低施工的成本，確保施工的安全性，提升工程的整體效益。預應力錨索在巖土邊坡工程治理中的應用優勢，主要包括以下部分：（1）能夠大大的降低土方的開挖量，減少對周圍環境的破壞，具有良好的生態效益。（2）能夠對巖土邊坡的變形情況進行控制，對巖土邊坡的應力狀態進行調整，確保巖土邊坡的穩定性和安全性。（3）預應力錨索的運用，具有較小的施工難度。所承擔的施工風險相對較低，對于周圍巖土邊坡的影響較小，能夠對災害進行有效的避免。（4）將預應力錨索運用在巖土邊坡工程治理中，能夠對巖土邊坡進行實時動態設計，根據施工的實際情況，進行適當的調整。
3預應力錨索在巖土邊坡工程治理中的應用要點
3.1工程概況
某市一建筑工程的總占地面積為678400m2，該建筑工程的開展，對于促進區域的經濟發展具有重要的意義。在進行施工的過程中，根據勘察可知，該項目區域內存在巖土邊坡，該邊坡的地層結構包括泥巖、砂巖以及粉砂巖等。該巖土邊坡的存在，對建筑工程的順利進行具有一定的影響，為了確保巖土邊坡的穩定性，促進建筑工程的順利施工，本工程決定采用預應力錨索對巖土邊坡工程進行治理。
3.2鉆孔施工要點分析
在運用預應力錨索進行巖土邊坡工程的治理時，應該根據巖土邊坡的實際情況，進行鉆孔施工。要根據施工區域地層的結構、錨孔的直徑和深度等，采用合理的鉆孔設備進行鉆孔。在進行鉆孔的過程中，應該按照巖土邊坡坡面的實際測量放線位置，對鉆孔設備進行固定，并進行腳手架的安裝，確保兩者的穩定性和可靠性。安裝完成以后，應該對鉆孔設備的位置進行合理的調整，降低鉆孔的誤差。在鉆孔達到指定的深度以后，應該繼續向下鉆相應的深度，避免鉆孔深度不夠的問題。
3.3錨孔清理和檢驗要點分析
在鉆孔施工完成以后，應該對錨孔進行清理，運用高壓空氣，將孔內的巖粉等雜物沖干凈，確保錨固施工的順利進行。另外，還應對錨孔進行檢驗，根據實現設計的要求和標準，對鉆完的孔進行檢驗，確保錨孔的各項參數符合要求，在進行以下階段的施工。
3.4錨索組裝施工要點分析
在進行錨索組裝施工時，應該運用相應的鋼絞線等輔助工具進行，應該對錨固段、自由段以及張拉段，每一段的長度進行合理的確定，從而確定鋼絞線的長度，要將誤差控制在合理的范圍內。應該采取相應的措施對鋼絞線進行處理，從而達到防腐和防止生銹的目的。
3.5錨索安置施工要點分析
在鉆孔施工以及錨索組裝施工以后，應該進行錨索的安置施工，在進行安置施工以后，應該將較硬的塑料管道放入錨孔的底部，再運用高壓空氣，將錨孔內的雜物進行清理干凈，然后按照相應的要求，再將錨索安置在錨孔內。
3.6錨索灌漿施工要點分析
為了確保灌漿的質量，應該在下錨之后立刻進行灌漿施工，應該運用與錨孔直徑相符合的注漿管，可以漿液灌入錨孔的底部，還應該確保注漿管的承受能力。在進行灌漿材料的選擇時，應該根據工程的實際情況進行選擇，一般運用水泥砂漿，應該在拌制的水泥砂漿初凝之前將其用完。一般運用一次注漿的方式進行注漿，是指對各段進行同時注漿，應該使水泥砂漿保證密實，在注漿完成凝固以后，應該對孔口進行補漿施工。如果一次注漿以后不符合要求，應該對注漿材料或者方法進行調整和改善。
3.7框架澆筑施工要點分析
在進行框架澆筑施工時，應該選擇合理的混凝土的類型，嚴格的按照施工的流程進行，包括鋼筋的綁扎以及模板的安裝等施工，為了避免鋼筋和錨索發生沖突，應該對其間距進行合理的調整。在開始澆筑時，一般運用分段澆筑的方式進行施工，應該將框架的厚度控制在合理的范圍內，做好施工的養護。
3.8錨索張拉施工要點分析
在進行錨索張拉施工時，應該嚴格按照事先的計算確定張拉的長度，應該合理的控制張拉施工時的力度以及張拉的長度，從而對張拉施工的質量進行合理的控制。在進行實際施工時，應該對錨索的實際情況進行觀察，為進行錨索張拉施工的指導做好準備，在錨索張拉施工之前，應該對錨索的各項參數是否符合要求進行檢查，一旦不符合要求需要進行處理。另外，還需要對張拉所運用的設備進行事先的校準和調試。在開始張拉施工時，應該將錨孔的軸線、錨索體軸線以及千斤頂軸線保持在一條直線。
3.9錨索鎖定和封錨施工要點分析
在錨索張拉施工完成以后，應該在48小時之內進行錨索的鎖定施工，如果預應力不合格，應該進行補償張拉施工，將鋼絞線留出適當的長度。然后，為了確保施工的質量和美觀，應該進行封錨施工，需要在錨頭位置涂抹防腐劑，再運用混凝土進行封錨施工。
4預應力錨索應用于巖土邊坡工程治理中的注意事項
將預應力錨索應用于巖土邊坡工程治理中，為了確保施工的質量，應該注意以下事項：（1）選擇合理的設備和原材料。應該按照施工的需要，選擇合理的張拉設備、鉆孔設備等，確保材料的質量，選擇符合施工需要的材料。（2）事先進行抗拔試驗。在進行施工之前，應該重視抗拔試驗的開展，從而確定合理的施工參數。（3）重視巖土邊坡坡面的整修施工。在進行施工時，應該運用合理的設備，對巖土邊坡的坡面進行整修施工，確保施工的質量。
5結語
綜上所述，巖土邊坡工程的穩定性和可靠性，對工程建設的順利進行以及整體質量具有重要的影響。對此，必須重視將預應力錨索運用在巖土邊坡工程的治理中，確保巖土邊坡的安全性和穩定性。
作者：周勇 單位：貴州省地質礦產勘查開發局
巖土邊坡工程治理篇3
近年來，隨著我國經濟的不斷發展，我國高速公路事業取得了迅猛的發展，公路施工技術也取得了長足的進步。許多新技術、新工藝不斷涌現，并被應用到新的建設項目中，預應力錨索技術在巖石邊坡工程治理中也得到了廣泛的應用，其應用效果在許多工程實踐中得到了驗證。與傳統的抗滑樁技術相比，預應力錨索技術具有很多優勢。
1工程概況
某立交橋側面有LK0+000～LK0+405、HK0+340～HK0+405、HrK0+080～HrK0+545、YRK0+480～HrK0+080四段邊坡。四段邊坡均為七級高邊坡，坡頂與設計路面的距離達到了60m。由于時間較長，這四段的高邊坡地質發生了很大變化，設計變更拖延，造成高邊坡土石方放坡施工到位后久未施工，西側邊坡因受雨水的沖刷而出現石塊松動、脫落的現象，坡面土石夾層處出現了石方溜坡、土方坍塌的現象，存在很大的安全隱患。因此，必須積極采取有效的措施治理。
2巖石邊坡預應力錨索施工方法
2.1樁身開挖
在井口開挖施工中，應結合樁身井口段土質的實際情況。一般開挖至2m時，應及時灌注第一節護壁混凝土，灌注厚度為0.3m。為避免護壁出現沉降現象，并有效增大側壁摩阻力，可在井口位置設置鎖口盤。同時，為避免地面出現掉渣現象，應確保盤內緣高出盤面0.2m，并做好截排地表水等防護工作。
2.2灌注樁身混凝土
在灌注樁身混凝土時，應先對斷面進行檢查和清理，鑿毛混凝土護壁。鋪底施工不僅可以有效避免鋼筋、鋼軌腐蝕等情況的出現，還可以確保樁身鋼筋、鋼軌位置的準確性。選用對接焊后再加魚尾板邊焊等方式進行鋼軌焊接接長施工。在總截面中，樁身一個截面焊接接頭數量所占的比例應在25%以下。接頭不能設置在最大彎矩位置和滑動面位置。用吊車及搖頭扒桿將鋼軌向井內吊放并固定，隨后將鋼筋一根一根地向井內吊放，最后定位、綁扎。
2.3錨索孔導管預埋
在錨索孔位設計中，應采用錨索傾角用風鎬鑿穿兩側護壁的方式，選用PVC管連接兩側鑿穿的孔，并選用砂漿對接口進行密封作業。在鋼筋籠上選用扎絲進行PVC管的綁扎、固定，這樣可以有效避免灌注樁身混凝土時出現位移等情況。在井口周圍進行混凝土拌和施工時，選用串筒向井下運輸并進行搗固施工。需要注意的是，必須確保樁身混凝土灌注的連續性，每層搗固厚度一般控制在50cm，重復進行灌注施工，以確保施工質量符合相關設計規定。
2.4注漿
注漿是在一定的壓力作用下，將液態水泥質注漿體通過注漿泵注入孔內的過程。在注漿施工時，應同時進行注漿與拔出作業，確保始終有一段注漿管埋在注漿液內，注滿后即完成施工。在向上傾斜錨索灌注施工中，可以采用排氣法進行注漿施工，也就是隨著錨索體排氣管一起向孔最低端輸送。注漿施工應在徹底封閉孔口后進行，漿液應從低向高注入。如果漿液堵塞排氣管，應停止注漿。
2.5錨索張拉鎖定
錨索張拉操作分為以下幾步：①安裝錨索測力計（適用于監測錨索）。②安裝工作錨板、夾片、限位板、千斤頂和工具錨。工具錨板上孔的排列位置需與前端工作錨的孔位一致，不允許鋼絞線在千斤頂的穿心孔中出現交叉現象。③在錨索整體張拉前，先采用單孔千斤頂對單根鋼絞線按對稱循環張拉順序預緊，每根鋼絞線的預緊噸位為30～35kN。張拉預緊后采用YCL400型千斤頂按一定的分級（預緊→600kN→1200kN→1500kN→2000kN）完成錨索張拉鎖定。錨索張拉每級加荷后同步測量實際伸長值。在錨索張拉過程中，前3級每級持荷穩壓5min，最后一級持荷穩壓30min后即可鎖定。張拉時，加載速率每分鐘不超過設計應力的1/10，卸載速率每分鐘不超過設計應力的1/5.④錨索張拉鎖定后，及時測量夾片錯牙和預應力鋼絞線的滑移量。
2.6錨索灌漿
錨索灌漿包括內錨段灌漿和張拉段封孔灌漿。有黏結錨索分內錨段和張拉段2次灌漿，無黏結錨索采用一次灌漿方式。錨索灌漿在張拉鎖定后3d內進行。灌漿前，經監理檢查驗收簽發準灌證后方可施灌。錨索灌漿采用水泥濃漿灌注，水泥漿強度等級為內錨段M35（7d），張拉段M35（28d），灌漿壓力0.5MPa，屏漿壓力0.3MPa，屏漿時間30min。灌漿時，觀測回漿管的排漿情況，當排漿達到或接近進漿比級漿液時即可屏漿。為獲得較好的灌漿效果，錨索灌漿采用二次灌漿式屏漿法。
2.7錨墩及封錨混凝土澆筑
有黏結錨索錨墩混凝土在內錨段灌漿后澆筑，無黏結錨索錨墩混凝土施工在錨索灌漿前進行?；炷翝仓?，需處理錨墩基面，安裝孔口鋼套管（錨墊板），全面檢查鋼筋和模板，經監理驗收簽發開倉證后方可進行混凝土澆筑?；炷敛捎肑ZC350型攪拌機拌制，溜筒運輸，人工入倉，軟軸式振搗器振搗密實，振搗過程中防止振搗器直接碰撞預埋鋼套管，以免影響鋼套管與錨索孔道的同心度。在施工現場取樣制作混凝土試塊，并留設同條件養護的混凝土試塊。混凝土澆筑后，嚴格按規范要求及時灑水養護。
3結束語
預應力錨索在巖土邊坡工程治理中的應用，對巖石邊坡的加固起到了很大的作用，使該段邊坡的穩定性和安全性得到了較大的提升，同時也使設計效果得到了提升。預應力錨索施工作為巖石邊坡治理的一種有效措施，將被更廣泛地應用于各種邊坡工程治理中，為巖石邊坡的穩固性提供良好的技術支撐。
參考文獻
［1］宮孟飛.預應力錨索在隧道拱頂掉塊處理中的應用［J］.中國高新技術企業，2016（01）.
［2］孫洪月.考慮預應力錨索的邊坡三維極限分析法及應用研究［D］.北京：北京交通大學，2015.
作者：肖寧 單位：江蘇省有色金屬華東地質勘查局807隊
