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摘要：随着城市化进程的不断加快，建筑行业迅猛发展。预应力锚索工艺因具有较强的加固作用被广泛应用于边坡加固工程中，可保障边坡的稳定性。本文主要结合实例对预应力锚索在边坡加固中的应用进行分析。
关键词：预应力锚索；边坡加固；设计方法
前言
预应力锚索加固技术具有工程造价低、安全性高、时效性强的特点，作为一种有效的边坡加固技术，被广泛应用于铁路的高陡边坡加固中，有利于保障铁路的正常施工及安全性，为车辆提供良好的交通环境，以此来保证铁路施工的顺利完成，从而促进社会经济的持续发展，从而促进社会经济的持续发展。
1边坡稳定性分析和计算
1.1边坡边界条件分析
某路堑在长期使用过程中，逐渐形成了浅层、深层滑动面两个断层，其走向和铁路轴线相垂直。
1.2参数分析
在对该路堑的地质情况进行勘查后，发现其边坡岩体和软弱夹层主要采用的是物理力学性质指标，其相关计算参数如表1所示。
1.3计算结果分析
总的来说，该路堑整体的稳定性满足平面滑动的基础条件。这种情况下，可运用相关理论对其整体稳定性进行综合分析，在建立滑体规模前，可不用对滑体两侧的侧向抗滑作用进行分析，并根据相关的裂隙率对其稳定性进行判断。若其滑动面的安全系数不达标，可采取有效的加固措施对该路堑边坡进行加固。该路堑整体稳定性的计算简图见图1。
2边坡加固设计
2.1确定边坡坡度
为了降低边坡加固成本，并结合该路堑的实际情况，该路堑的加固措施主要采用预应力锚杆和锚索，根据相关施工要求，在弱风化带，其边坡坡度确定为1∶0.71，微风化带的边坡坡度确定为1∶0.55，另外，间隔的距离要设计在7m。
2.2确定加固方案
在对该路堑实际地质情况进行综合分析后，并确定出边坡加固所采用预应力的锚索实际的规格，并采用相关的高边坡稳定分析及锚索加固软件对锚索加固设计进行升级和优化。具体的实施过程如下：
（1）边坡断面形式的确定。确定边坡断面的具体形式是边坡加固的重点环节，当路堑边坡大于等于20m时，应先对边坡整体稳定性进行计算，并对其坡面形式进行确定，再决定是否采用一般的边坡防护设计，以此来保障边坡的稳定性。
（2）锚索体系的布置。在确定锚索间距的过程中，应对地层情况和锚索锚固力大小进行比较，避免锚索密集形成群锚效应，这种情况下，则会大大减小锚固力；反之，锚索过于稀疏，则可能会导致边坡局部失稳。该路堑主要采用钢筋混凝土将锚索外锚头进行连接，这种形式的锚索体系，可有效保证整体坡面受力的均匀性，从而获得良好的锚索加固效果。
（3）锚索长度的确定。①锚固段长度计算：导致预应力的加固作用无法充分发挥的原因主要是钢绞线和锚固体之间、锚固体和岩体之间的粘结力不足，对锚固段主要进行两次情况的极端，并取其最大值，具体计算公式为：
L1＝ｋｐ／（ｎπｄｆａ） （1）
L2＝ｋｐ／（πＤｆｂ） （2）
公式（1）中L1表示单孔锚索内锚固段的长度；ｋ＝2，为锚索安全系数；ｐ为单孔锚索的设计拉力；ｄ表示钢绞线直径；ｎ表示一束钢绞线的根数；ｆａ表示钢绞线和锚固体间的粘结度。公式（2）中L2表示单孔锚索内锚固段的实际长度，ｋ＝2，为锚索安全系数；ｐ为单孔锚索的设计拉力；Ｄ表示锚固段的钻孔直径；ｆｂ表示锚固体和孔壁岩体间的粘结度。②相关参数的确定：锚索自由段长度主要是坡面到锚固段外端的长度，主要由锚索设计的相关位置进行确定，而外锚固段主要由外锚头的厚度决定，一般情况下，其厚度为50cm。
（4）锚索的倾角。锚索的倾角主要以受力最优，方便施工，并满足工程造价需求的方式，其计算公式如下：β＝θ±（45°＋φ／2）（3）公式（3）中：β为最佳锚固倾角；θ为滑动面的倾角；φ为滑动面内摩擦角。在计算出最佳锚固角后，在结合施工实际条件和技术经济对比结果的情况下，对其进行合理调整，主要原因在于倾角过小的话，会大大限制锚索注浆施工，而倾角过大的话，则会导致锚杆提供的锚固力沿滑动面方向分力较小，从而大大降低了抗滑体滑动能力。针对该路堑的实际情况，该工程锚索设计倾角选取为15°。
（5）锚索的构造要求和注浆材料。索体、张拉端和锚固端构成了预应力锚索，为了将钢绞线和水泥注浆体之间的摩擦力作用充分发挥出来，可将锚索内锚固段钢束组成波纹状，在设计长度不变的前提下，大大提高了锚固力的安全性。锚索系统中的扩张环和箍环可使钢绞线形成波纹状，预应力锚索主要采用胶结式内锚头，注浆多采用孔底注浆法，注浆压力应大于１MPa，灌注的砂浆必须饱满密实。
2.3结论
在对该路堑边坡稳定性进行分析后，发现其稳定性计算在边坡安全系数的范围内。
3预应力锚索钻孔施工中易出现问题和处理措施
3.1坍孔及其处理措施
在钻孔施工过程中坍孔是比较常见的问题之一，它在强风化岩及其岩体破碎的地质中经常发生，主要表现在孔内吹出岩粉后，会掺杂着一些原状的石块；对于坍孔的问题，主要处理措施便是立刻停止钻进，把钻具拔出来以后，再对其进行灌浆固壁，使水泥浆到达相应的要求以后然后再进行钻孔。
3.2渗水及其处理措施
而在工程中，高压空气吹孔吹出的黄色泥团或者泥浆便是渗水，根据渗水程度的不同，它所采取的处理措施也是不同的，具体表现为:(1)如果渗水量比较少的时候，可以再进行钻孔，一直到设计的孔深，然后再把钻杆撤出来，使用0.6～0.8Mpa的高压水、气再进行清孔处理，直到吹出净水为止。(2)如果渗水量比较大的时候，那就就要通过固壁防渗的方式进行解决，在固壁的防渗过程中，要先将上面所说的清孔方法清理干净，然后再向孔内灌入水泥砂浆和水玻璃混合浆，对于浅孔灌注一次即可，如果孔深比较深的时候，则要采取从内到外分段进行灌注的方法，一般来说，灌注的次数要与锚固的次数是一样的，对于自由段，可以根据浆液的吸收情况，并采取2－3灌注的方法来进行。注浆的压力以0.3～0.4Mpa为最佳，但还要考虑的是岩石的完整性及其钻孔的深度，在必要的情况下，要适当增加灌浆的压力，以此来保证灌浆的质量。
3.3卡钻、埋钻及其处理措施
卡钻、埋钻指的是在进行钻孔作业时出现钻头转不动、碎石掩埋钻头等现象，在基岩接触面岩层易破碎时会发生，尤其是采用偏心跟管的时候，发生概率大，对于卡钻、埋钻问题，可采取以下措施:(1)崩坡积层要采用跟管钻进的工艺，待锚索钢绞线和压浆管抵达孔底以后，再将其拔出;(2)在基岩接触面岩层较破碎，特别采用偏心跟管的时候，要用注浆固结孔壁的方法，等凝结后再扫孔钻进;(3)如果钻遇到地下水、承压水时，跟进钻进排渣、排粉效果比较差，可加入泡沫剂，同时增大风量。如果仍不能钻进，要提起钻具、钻杆注浆处理该地层，等凝结以后再扫孔进行钻进。
4结束语
采取预应力锚索对边坡进行加固，具有工程量小、安全性高、作业速度快等特点，且其能更好的适应各种地形和地质条件，在边坡加固中具有良好效果，从而促进其经济效益的充分发挥，促进我国建筑行业的持续发展。
参考文献
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论文作者:张贵财
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/23
标签：锚固论文; 预应力论文; 倾角论文; 稳定性论文; 钻孔论文; 措施论文; 注浆论文; 《基层建设》2017年5期论文;