预应力锚索在边坡工程的运用篇1

1预应力锚索在高边坡工程治理中的运用现状

高边坡工程是一种较为常见的工程，其作用主要表现为稳定路基，但受一些不可控因素的影响，高边坡工程容易出现滑坡现象，从而对人们的生命安全造成极大的威胁。在过去，人们主要通过坡率法、挡土墙等来解决高边坡工程治理问题，但这些方法所耗费的成本较高，并且不适用于一些较高的边坡工程，因此传统的加固方法无法满足当前的施工需求。现在，我们主要是通过运用预应力锚索技术来进行高边坡工程的施工工作，极大地提高了高边坡工程的稳定性与安全性。通过对预应力锚索技术的深入研究，我们可以看出该技术的优点主要表现为以下三个方面：其一，在运用预应力锚索的过程中，人们能够向岩土结构施加预应力，延缓岩土形态的变形，从而缓解支护结构的压力，这有助于减少支护结构的加固成本；其二，在运用预应力锚索的过程中，人们只需在固定的地点开挖，对边坡整体的影响较小，这有助于保护边坡上的植被，从而保护生态环境；其三，在运用预应力锚索的过程中，人们可以通过设置返力结构来增强岩土结构的稳定性，减少高边坡的土块位移，从而提高高边坡整体的稳定性[1]。由此可以看出，预应力锚索技术对于解决高边坡岩土工程治理问题具有重要意义。

2影响预应力锚索技术的主要因素

在处理高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高边坡，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，高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，难以保证高边坡岩土结构的稳定性。（2）边坡工程安全等级。在高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[2]。（3）结构面特征。高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]。

3预应力锚索在高边坡岩土工程治理中的实际应用

3.1高边坡面优化调整工作

在正式进行预应力锚索布置工作之前，施工人员先要做好高边坡面优化调整工作，具体表现为以下三个方面的工作内容。①在高边坡的坡面布置镀锌铁丝网。镀锌铁丝网具有一定的防护作用，施工人员可以通过布置镀锌铁丝网来提高预应力锚索结构的耐久性，从而有效地提高高边坡的稳定性。②在镀锌铁丝网上灌注水泥浆。镀锌铁丝网与水泥浆的配合能够更好地保护坡面，在灌注水泥浆的过程中，施工人员要对镀锌铁丝网进行固定，保证水泥浆能够灌注到每一个网口之中，从而固定并保护坡面。③对坡面进行维护。在完成水泥浆的灌注作业之后，施工人员应当对高边坡的坡面进行检查，及时填补凹陷部分，保证高边坡坡面的完整性与稳定性，这样做有助于更好地开展后续的锚索布置工作。

3.2预应力锚索结构

施工人员应当明确预应力锚索结构是由锚头、锚固段和自由段三个部分共同组成，在设置预应力锚索结构的过程中要用到锚具、注浆板、钢绞线等工具。与此同时，在正式搭建预应力锚索结构之前，施工人员应做好准备工作，了解岩土性质和地质特点，以便于确定预应力锚索的方向和长度，从而塑造完整的预应力锚索结构，进一步保障岩土工程的稳定性。为了保证预应力锚索的锚固段能够按照指定要求进入到岩土结构内部，施工人员应当先对岩土结构进行检测，从而保证能够加长锚固段的长度，以便于锚索能够到达岩土滑动面的前部，对岩土滑动面周边的土体施加预应力，进一步增强岩体的稳定性。在进行预应力锚索锚固段的灌浆作业之前，施工人员应当学习并掌握科学的注浆方法，从而保证灌浆作业的完成。在具体实施过程中，施工人员要确保注浆压力处于指定范围内，将水泥浆注入到孔内，直至水泥浆从孔内溢出再停止灌浆作业。与此同时，合理地利用钢绞线也十分重要。钢绞线的作用主要表现为传递预应力，使张拉段的预应力传递在锚固段。钢绞线具体分为有粘结性的钢绞线和无粘接性的钢绞线两种类型，其中有粘结性的钢绞线较为常见，但在施工过程中施工人员应当根据实际情况来选择钢绞线。

3.3高边坡开挖作业

在高边坡岩土结构治理工作过程中，高边坡开挖作业是一个必不可少的步骤[4]。但是，高边坡开挖作业并不是随意地选择开挖点，而需要施工人员对施工现场进行详细调查，明确边坡的整体情况和周边岩土结构，然后精准地选择合适的开挖点进行开挖作业。在开挖过程中，施工人员必须要严格按照规范要求来进行操作，一边进行开挖作业，一边还要观察岩土结构的实际情况，这样做有助于实时地调整开挖工作的内容，维持岩体的稳定性和坡面的完整性，为开展后续工作奠定良好的基础。在完成边坡开挖作业后，施工人员还要对边坡进行修整，处理掉多余的、松动的岩石，以便于保证边坡的美观性与完整性。

3.4监测控制工作

在完成高边坡岩土工程治理工作之后，施工人员的工作还未结束，还必须要做好预应力锚索技术的后期维护工作，对预应力锚索的实际表现情况进行监测，并实时地反馈锚索的情况，根据实际情况来采取相应的措施，以确保保锚索能够长期使用。一般而言，监测控制工作的持续时间为一年。时间越长，越能够发现问题，同时也更有助于保障整个工程的质量。

作者：李宏俊 单位：云南国土资源职业学院

预应力锚索在边坡工程的运用篇2

预应力锚索技术以钻孔方式将锚索固定在相对稳定地层中，以自由张拉，对钢绞线施加预应力，如有不稳定岩土，可对岩土层施压，之后锚固[1]。预应力锚索技术以预应力作用，确保岩体内部结构密实，发挥岩土实际承受能力，调节其强度及稳定性，减少支护自重，节约施工材料，提高经济效益。因此，预应力锚索在矿山岩土边坡工程治理中具有明显应用价值。

1预应力锚索在矿山岩土边坡工程治理中的现状

国家经济迅速发展，基建项目不断完善，国家重视对矿产资源的有效开发。为适用当下工程需求，需对矿产开发场地改造，工程建设中有大量岩土边坡，若未及时处理边坡，以科学措施加固，则易导致安全事故发生，如滑坡、崩塌等，导致矿产开发受到严重影响，威胁人民生命安全[2]。当下，岩土边坡已经成为国家重点关注内容，矿产资源不断开发，建设项目不断深入，导致岩土边坡不断增加，传统岩土边坡固定方式无法满足当下矿山开发需求[3]。而预应力锚索在边坡治理中应用效果良好，安全性高、风险系数低，实际应用经济效益突出，具有实际应用优势。

2预应力锚索在矿山岩土边坡治理工程中的应用优势

预应力锚索优势通过实际应用效果呈现：采用预应力锚索可主动控制岩土受力，对出现的变形及时调整岩土应力，发挥岩土实际承受能力，减少结构自重。锚索可对岩土有效支护，形成较大坡度，减少岩土开挖量及地表植被对岩土结构的破坏，保护生态环境稳定。矿山岩土边坡治理工程中，施工技术对质量影响较大，但是施工技术性风险不高，施工难度小，可以较小的施工设备对边坡改善，避免自然灾害发生[4]。预应力锚索在矿山岩土边坡治理工程中可对边坡动态设计，针对开挖地质实际情况调整不同参数，实现信息化的施工效果。

3预应力锚索施工技术在矿山岩土边坡治理工程中的应用

3.1预应力锚索结构

锚固段、自由端及锚头组成预应力锚索，锚索材料包含锚具、钢绞线及注浆材料。锚固段主要以锚索深入到岩土滑动面下，以此稳定岩土内部结构。以锚固体对底层抗剪强度承受锚索传递拉力，锚固段通过灌浆操作确保锚索和孔壁连接，构成整体，以孔周围稳固岩土及孔壁连接，形成承载预应力重要载体[5]。自由端负责传力，下端为锚固端，上部为锚头。其中，钢绞线可通过塑料套管更好保护，采用无粘结钢绞线、灌浆等方式对护套及孔壁连结。但钢绞线可在套管上自由伸缩，可将张拉段施加预应力传递给锚固段，反馈给锚头。锚头是锚索固定在外锚结构的锁定位置，也是施加预应力的重要张拉部件。

3.2边坡开挖整修

矿山岩土边坡治理工程实际施工中，需按照图纸设计施工，针对开挖边线实地勘测，采用对应机械针对边坡划线施工，形成统一坡面，以人工修整方式调整坡面，维护边坡平顺，避免边坡凹凸不平，易出现滑坡、塌陷等自然灾害。在维护修整过程中，要及时清理松动的岩土体，以矿山开采安全为最终目标[6]。

3.3坡面喷射混凝土

对坡面喷射混凝土是提高岩土坡面稳定性的重要措施，修整过程中，可以在边坡面铺设镀锌铁丝网，对铺设完成的镀锌铁丝网喷射混凝土，维护边坡稳定。铁丝网布置控制长度和间距为2m，2×2m铁丝网固定，在上面喷射0.1m厚的C20混凝土，喷射完成要保证坡面平顺，针对实际情况完善混凝土喷射[7]。

3.4锚孔清理及检查

钻孔是预应力锚孔落实的基础，若达到一定深度，要即可停止钻孔，稳钻1min~2min，防止停止钻孔后实际锚孔达不到理想效果。若在孔壁附近发现存在水体粘滞及沉渣，应及时清理。钻孔完成后，可通过高压空气枪及时清除孔内水体及岩粉，再经现场监理人员现场全面检查，对设备复检后，保证锚孔施工各项工作都检查合格后，判断锚孔是否合格。

3.5锚索长久观测

锚索施工完成后，为真正了解锚杆发生的位移变化及预应力的损失，应对锚杆进行长久观测分析。锚索张拉锁定之后约30d后，要每天进行对应观测。之后2个月~3个月也要每周进行一次观测，4个月~6个月后每个月进行三次观测，之后按照季度逐渐增加观测次数，记录观测结果，发现锚索出现问题后及时处理，并做好后续跟踪观测。

4工程概况

以某矿山岩土边坡治理工程为例进行分析，该矿山周围有四段边坡，边坡高度均为七级高边坡，坡顶和矿山开采区域距离为60m。且经过矿山长久开采以来，高边坡地质变化明显的，设计变更未及时落实，一些土石方边坡施工没有积极开展，一侧边坡受雨水冲刷，石块松动甚至松动，坡面土石夹层有石方溜坡、土方坍塌等现象，存在诸多安全隐患，急需治理。

5边坡预应力锚索施工分析

5.1桩身开挖

井口开挖，需结合桩身井口土质情况，开挖约2m，需灌注首节护壁混凝土，灌注厚度需达到0.3m。为防止护壁沉降，增大侧壁摩擦力，要在井口设置锁口盘。为避免施工地面存在掉渣，要保证盘内缘高出盘面0.2m，做好截排地表水科学防护。

5.2灌注桩混凝土

对桩身灌注混凝土，需对断面检查并清洁完毕，护壁凿毛处理。以铺底施工，避免钢筋、钢轨出现腐蚀，也确保桩身钢筋及钢轨位置的位置准确。选择对接焊，后，加鱼尾板边焊方式，对钢轨焊接接长。总截面中，要控制桩身界面焊接接头数量占比在25%以下。接头切勿设置在最大弯矩位置及滑动面附近，以吊车、摇头扒杆吊放钢轨，将钢筋放入井内，定位固定并绑扎。

5.3锚索孔导管预埋处理

锚索孔位设计要以的锚索倾角用风镐凿穿护壁，以PVC管连接凿穿孔，用砂浆对接口密封处理。钢筋笼则以扎丝PVC管绑扎并固定，避免灌注桩身的混凝土出现位移。井口周围混凝土施工中，以串筒向井下运输，捣固。施工中，应保证桩身混凝土连续灌注，每层捣固厚度控制50cm左右，重复灌注步骤，确保施工质量符合对应设计。

5.4注浆

将液态水泥试压注入孔内称为注浆，施工要注重注浆及拔出作业，保证注浆管埋在注浆液中，以排气法进行施工。注浆施工中，要伴随锚索体排气管向孔最低端输送液态水泥，孔口彻底封闭后从低到高注浆，若发现排气管堵塞，要及时停止注浆，疏通排气管。

5.5锚索张拉锁定

锚索张拉锁定施工，首先，要安装锚索测力，计安装完成后要安装工作锚板及夹片，安装限位板、千斤顶、工作锚。要求工具锚板上孔和前端工作锚孔保持一致，要避免钢绞线在千斤顶穿心孔中出现交叉。再者，锚索整体张拉施工准备阶段，要以单孔千斤顶对钢绞线对称循环张拉顺序预紧操作，预紧之后以千斤顶按照分级张拉锁定。锚索张拉每级加荷后测量实际伸长值。锚索张拉中前三级要求荷载稳压5min，最后一级的持续荷稳压要30min后次啊能锁定。实际张拉过程中，要控制单位加载速度在设计应力的10%以下，对应的卸载速度也要保证在设计应力的20%以下。最后，要保证锚索张拉锁定之后，对夹片错牙和预应力的钢绞线实际滑移量测量记录。

6结语

在该矿山岩土边坡治理工程之前，经常有土体滑坡及部分坍塌现象出现，导致矿产开发受到的严重威胁，开采人员生命安全得不到有效保障。经过矿山岩土边坡治理工程施工之后，对应安全问题得到解决，对岩土边坡实现有效加固，也有效提高了设计效果。预应力锚索施工是岩土边坡治理当中的重要手段，在各项岩土边坡治理中有广泛应用价值，可以为岩石边坡自身稳定性提高奠定坚实基础。

作者：王磊 单位：中都工程设计有限公司

预应力锚索在边坡工程的运用篇3

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。

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。

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。

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。

参考文献

[1]吴立坚,谭冬生,洪政.微型桩-锚索系统加固边坡影响因素分析[J].铁道工程学报,2014,31(6):24-29.

[2]孟云伟.预应力锚索在加固重力式挡墙中的应用研究[J].公路工程,2015,40(1):118-120.

[3]冯树荣,蒋中明,秦卫星,等.江坪河水电站进水口顺层岩体边坡支护结构受力特性及稳定性研究[J].水文地质工程地质,2014,41(6):51-56.

作者：王海平 单位：湖南省核工业地质局三〇六大队