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巖土錨固技術是運用錨桿附近巖土層抗剪強度傳送土體拉力或使土層開挖層安全穩定的一種技術。巖土錨固工程技術是一種把受拉桿件埋進巖土層，進行邊坡加固的技術。站在力學角度分析，錨桿是能夠抵御巖層被破壞剪切、可以抵抗傾倒、防止山體水平位移或豎向位移、消除各種差異變形沉降、控制巖體塌落與變形的加固邊坡技術。巖土錨固技術可以使錨固層形成壓應力區，形成巖土層加筋作用，提高巖土層總強度。錨桿將巖土層和防護層有效連接到一起形成復合結構，其承擔土壓力，最終增強巖土剪力能力與承受拉力。
2水利工程的具體施工技術
要全面開展水利工程建設工作，一定要重視建設過程中的質量管控工作。先確保工程施工隊伍具有良好施工技術水平，根據工程標準要求施工，進而保證工程建設順利完成。
2.1巖土錨固技術的作用條件
建設水利工程運用巖土錨固技術前，一定要充分做好各項準備工作，具體要按照工程設計要求，勘查工程施工現場，特別注意檢測工程環境條件及土層情況，再合理的選取施工工具。施工前，把所有施工工具、施工器械送至施工現場，確保施工工具齊全，全面檢查施工材料，當發現材料存有問題時，及時采取有效措施給予解決，進而從本質上解決施工過程中可能出現的各種質量問題。工程施工時，加大技術監督管理工作力度，時刻監督現場施工情況，促使巖土錨固技術的順利應用。
2.2錨固操作工藝
錨固工藝和錨桿種類具有緊密聯系，巖土錨固技術中的錨桿有很多種類別，根據錨桿是否需要提前施加應力分為非預應力錨桿與預應力錨桿；根據錨桿運用對象分為土層錨桿與巖石錨桿；根據承載機理，分為復合型錨桿、拉力型錨桿及壓力型錨桿。錨桿主要有錨頭、自由段和錨固段組成。錨桿施工主要有制造孔洞、制作和安放錨桿、灌注漿液、張拉與鎖定錨桿。實際水利工程中，常用的錨桿有管縫式錨桿、機械式錨桿、灌漿式錨桿及楔縫式錨桿。自鉆式錨桿也叫自進式錨桿，它是把錨桿安裝、鉆孔和注漿組合為一體的錨桿。灌漿式錨桿運用樹脂或是水泥砂漿把拉桿粘結在鉆孔內，運用錨桿粘結力、固結漿液和巖層與漿液的粘結力錨固巖層。關于錨桿鉆進技術的運用，如果巖體較完整，可以選擇淺孔沖擊式的鉆機，這樣不僅有效而且十分經濟，如果巖體已有破碎現象，則適合運用回轉式鉆機，鉆進過程中配合使用一些套管工藝。如果要對卵石層巖體進行鉆孔，考慮其塌孔現象較嚴重，可以先把鉆桿打進巖層后再注入漿液。
2.3布置錨桿和安裝錨桿
布置錨桿和安裝錨桿前，必須先確定所有部件對應位置，進而才能保證安裝過程中，各部分良好的銜接在一起。安裝時必須嚴格監督安裝質量，避免由于安裝不良導致工程質量存有缺陷。錨桿布置工作有一些具體要求：錨桿上下層排距控制在3米以內；邊坡最上排錨桿固段巖土厚度大于3米；傾斜錨桿傾角在15-45度之間，同層錨桿距離在2米左右。安裝錨桿過程中為保證錨桿在鉆孔中心位置，錨桿外表面要裝設隔離架、限位器。定位器間距在自由段2.5米，在錨固段2米處，錨桿的鋼筋要始終保持順直、平直、沒有油污。
2.4錨孔灌注漿液
進行錨孔灌漿時，注漿材料一定要根據規定經過必要的檢驗，確保材料符合工程設計要求，在開始注漿作業與中途停止很長時間再施工時，要用水泥稀漿或水注漿管路及注漿泵。進行一次低壓灌注漿液時不能封閉孔段，灌注漿液管采用塑料材質管，塑料管伴隨錨桿體共同進入到孔內，再注入漿液，控制注漿壓力在0.8MPa以內。一次高壓灌注漿液時，要運用隔離塞將孔段封閉，將小排氣管隔離塞里，先利用管孔底部做低壓注漿，利用排氣管及時排除封閉段空氣，排氣直至沒有氣泡漿液排出為止，最后封閉排氣管，進行高壓灌注漿液，確保漿液充分深入擠密孔壁或底層，和低壓灌漿相比，高壓灌漿更能夠提高錨固力。進行二次高壓注漿就是把錨桿的非錨固段和錨固段分成兩次來分別進行灌注。
2.5錨索
運用巖土加固技術時一定會利用錨索，錨索是巖土加固技術的重要組成部分。錨索是承受拉力的關鍵結構，具有一定穩定作用，能夠避免建筑物發生嚴重變形。運用巖土錨固技術是加固體外表面張拉形成預應力，進而實現穩固的目的并避免其發生變形。錨固技術中的錨索技術有兩種，即：無粘連的預應力錨索和有粘連的預應力錨索，它們在水利工程的巖土錨固技術中都能得到運用，具體是要結合工程實際建設需要來進行選擇，進而才能確保工程建設質量。預應力錨索按照錨固體受力狀態，可以分成承壓型錨索與摩擦型錨索兩類，根據鋼筋傳力特征和結構，分為壓力型錨索、拉力型錨索及荷載分散性錨索。
3巖土錨固技術的一些問題
目前我國運用的巖土錨固技術存有三方面問題，第一，錨固有關機理認識較低。要盡快發展巖土錨固技術，必須不斷完善錨固機理，但我國目前錨固機理方面薄弱。錨固機理關系到錨固對單根錨桿受力問題及對巖土體加固作用影響，雖然有很多關于錨固作用的闡述，但絕大多數都是牽強的。第二，錨固理論和實踐嚴重脫節。根據目前實踐應用情況看，巖土錨固工程實際運用過程中很少時候能夠真正將理論和實際有效結合起來，這嚴重制約著巖土錨固技術發展。因此，要發展錨固理論和實踐有效結合，進而才能促使錨固技術更好的發展。第三，保證工程施工質量的意識不高。由于錨固工程具有很強隱蔽性，當其質量方面出現問題時，難以迅速找出問題原因，這就使巖土錨固技術存有許多問題，因此，要保證錨桿充分發揮其作用，必須保證施工質量，實際施工時，注重機械化施工方法的運用，嚴格控制人為操作方面出現錯誤，進而保證施工質量。我國的巖土錨固技術還處在初級階段，有關理論方法還不夠成熟，一定要不斷探索錨固技術發展措施，例如：發展配套錨固施工工具，錨固工藝和錨桿結構的多樣化、強化工程施工質量控制工作、降低預應力錨索應力損失等。
4運用巖土錨固施工技術時的注意事項
預應力錨索施工屬于隱蔽性極強的巖土工程，它的技術難度非常高，工藝也十分復雜，所以，很多非專業的施工隊伍很難確保工程施工質量，運用該技術進行水利工程施工時，必須安排施工資質較高、施工經驗豐富的專業隊伍進行施工。錨固工程施工過程中，施工變形預報工作和監測工作非常重要，通常情況下，要運用專業儀器與地表簡易觀測法進行監測，必要時定期進行動態預報，施工變形預報和監測，進而對動態設計發揮指導性作用，保證工程安全施工。
5結束語
關鍵詞：巖土錨固；錨桿；抗拔
中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A
一、引言
巖土錨固技術是將受拉桿件的一部分固定在巖土體中，必要時可對桿件施加預應力，另一部分與工程結構物連接，用來承受結構物產生的拉力或者對于巖土體進行加固，以保持結構物和巖土體的穩定同時改善巖土體的受力狀態。
灌漿錨桿是目前在工程中應用最為廣泛的錨桿之一，1958 年是由德國 Bauer特種地下工程公司發明并首先將這項技術應用到了加固擋墻的工程中[1]，起到了非常好的效果。
高鋁水泥是近年來出現的一種新型灌漿材料[2]，在-10℃的低溫下，這種灌漿材料也可以充分的固結，因此為錨桿在永凍土層基礎的施工提供了條件，此外各種添加劑也逐漸在灌漿錨桿中應用增強了錨桿的適用性。
在灌漿技術出現后的兩個多世紀中，灌漿技術以及灌漿材料有了長足的進展，從最開始的單一化發展到現在灌漿材料種類繁多適用范圍廣，施工技術多種多樣，基本可以滿足各種地基工程，使得現在城市里地鐵基坑的開挖、軟土上修建超高層成為可能[3]。經過多年的發展錨固技術也得到很大提高，多種先進錨固技術的發明使得錨桿的應用范圍更加廣泛，性能也更加優越。
(一) 單孔復合錨固技術。傳統的全粘結式錨固技術雖然施工簡單，但存在一定的缺點，當錨桿受到上拔荷載時會在頂端產生嚴重的應力集中，只有距載部位較近的錨桿有很大的側摩阻力，隨著距離荷載位置的增加側摩阻力會急劇下降，而且錨桿的應力也會隨之急劇的下降，當荷載傳至固定端長度最遠之前，上部的錨桿體與灌漿體或灌漿體與土體之間產生了相對位移，從而導致了粘結破壞，因此無法充分發揮整個錨桿體的強度。為了改善錨桿的受力性能，冶金部建筑研究總院等單位成功研制單孔復合錨固技術，在一個錨孔中設置多個錨桿單元，這些單元之間是相互獨立的，每個錨桿有獨立桿體、錨固體和自由長度，而作用荷載時也是通過對于每個錨桿進行分別張拉，并且通過補償張拉(補償各個錨桿單元由于自身的差別導致在相同荷載下產生位移差)以達到每個錨桿受到幾乎相同的荷載[4, 5]。
單孔錨固復合技術根據受力類型不同主要可以分為拉力分散型和壓力分散型兩類。與傳統的拉力型錨固技術相比有其顯著的優越性：
1.克服了錨桿隨著長度的增加荷載無法得到有效傳遞的缺點，使得每個錨桿都能比較均勻的承受荷載，大幅度提高了錨桿的抗拔力，同時也減小了錨桿在荷載作用下的位移。
2.可以使得錨桿在各種土層中都能充分的發揮自身的強度并且充分利用土體的強度。
3. 密實性很好，不易發生開裂，對于錨桿形成了多層的保護，大幅堵增強了錨桿的耐久性。
(二) 旋噴灌漿擴底技術。通過高壓噴射原理在錨固段范圍內對土體進行切割擴孔并且用水泥漿置換填充，形成一個圓柱狀的擴大頭，充分的發揮擴大頭的端承作用，極大的提高了錨桿的抗拔力[6]。
(三) 預應力錨固技術。這項技術最早產生于英國，充分利用了鋼材的抗拉強度高，增強了巖土體的強度及自身穩定性，有效的利用了土體的潛力，同時可以節約工程成本保證了工程的安全性，從而成為提高巖土穩定性的最為經濟和有效的一種途徑[7]。
二、研究現狀
錨桿在現在的巖土工程加固方面應用十分廣泛，但不同的工程情況對于錨桿的要求也有區別，因此隨著錨桿技術的發展，根據實際工程中的需要逐漸產生了適用于不同環境的新型錨桿。
（一） 快硬水泥錨桿
快硬水泥錨桿類似與普通的灌漿水泥錨桿類似，它也是粘結式錨桿的一種，施工之前先將水泥加水攪拌三分鐘左右，然后將水泥灌注到錨桿的底部很快凝結[8]。對于這項技術的使用美國、法國等國家已經非常成熟并且進入批量發展的階段。我國近幾年來對于這種新型錨桿的研究也有了很大的進展，煤炭科研院建井所已經研制成功并進行了少量的試生產。
（二） 二次高壓灌漿錨桿
這種方法是在第一次注漿體形成 5MPa 左右的強度時，采用特殊設備進行壓力達 3～3.5MPa 的二次注漿，使得原來的注漿體產生貫通的裂縫，二次注漿液深入土層中，這樣不但提高了注漿體的抗剪能力，同時也增大了注漿體與土體的接觸面積，有效的提高了錨桿的抗拔力[9]。
（三） 讓壓錨桿(屈服錨桿)
在傳統的粘結式錨桿中，當作用在錨桿上的荷載達到了錨桿的極限承載力時，錨固體和土體之間的接觸面就會產生相對滑移導致側摩阻力急劇減小或者錨桿體本身屈服甚至斷裂，錨桿的錨固力的達到峰值以后會急劇下降甚至完全消失，導致錨桿失效；而讓壓錨桿能夠克服這一點，在錨桿達到極限荷載時，能夠保證抗拔力不變的情況下不發生斷裂破壞，甚至在發生較大位移的情況下可以保持錨固力[8]。這種錨桿主要通過兩種方法對傳統錨桿進行改進，一種方法是對錨桿體的結構進行改變：①比較簡單的方法是在錨桿體的墊板和螺母間加入彈簧墊片，這種方法施工簡單，但其所能承受的抗拔力也較小并且讓壓效果較差。②將一些鋼珠放入一個內部為錐形的套筒中，當錨桿在荷載作用下發生位移時會將鋼珠不斷的拉入套筒從而增加了錨桿和套筒的摩擦力，平衡不斷增加的荷載，這種方法的讓壓性能較好，錨固力可以達到 200kN～250 kN。但這兩種方法的缺點在于鉆孔直徑較大、成本高。另外一種方法是改變錨頭的結構。①摩擦滑移錨桿，這種錨桿是在錨頭處設置楔形體裝置，錨桿隨著荷載增加產生的滑移使得楔形體越拉越緊直到阻止錨桿的移動。②可伸長的滑動錨桿，特殊鋼制成起剪切作用的凸塊，錨桿體套有一根鋼管，并將灌漿材料注入鉆孔和套管以及錨桿體與套管之間，使得所有構件凝固在一起。當錨桿受到較大荷載時，剪切凸塊通過旋轉剪碎樹脂砂使錨桿伸長，可以產生比較大的滑動距離并保持恒定的阻力。
（四） 螺旋錨桿
螺旋錨桿最早在樁基觸探實驗中作為反力裝置而使用，這種錨桿通過作用旋轉力矩而鉆入土體中。它的優點在于成本低、施工速度快，并且施工時未對土體施加震動，所以土體受到擾動性較小強度不會減弱，而且施工結束后能立刻承受荷載。而且對于一些臨時性的工程，可以進行重復利用[8]。
（五）可回收錨桿
可回收錨桿主要應用在一些臨時性建筑中，錨桿使用完畢以后可以進行回收重復使用[10]。這種錨桿與傳統錨桿的形式和施工方式并無太大差別，只是采用了特殊的錨桿、灌漿體以及承載體，但這種方法還處于研究階段。這種錨桿主要可以分為以下三類：
1.機械可回收錨桿。在錨桿施工時，將在錨桿體上設置一個連接裝置，當錨桿使用完畢時，在錨桿上作用反向荷載使得錨桿和連接裝置脫離從而被拉出回收。
2.力學式可回收錨桿。在錨桿體和灌漿體之間采用特殊材料設置隔層，回收時直接拉出便可。
3.化學式可回收錨桿。在錨固段設置爆破裝置，使用完畢后引爆爆炸裝置將其回收。
（六）自鉆式注漿錨桿
自鉆式注漿錨桿將帶有鉆頭的桿體直接作為錨桿，當錨桿鉆到所需深度時直接灌注水泥漿進行錨固[8]。在一些比較松散的土體或者巖層中應用較廣，因為這類地層成孔較為困難，鉆孔過程中易發生坍塌。
（七）塑料錨桿
塑料錨桿主要有塑料錨桿和玻璃鋼錨桿兩種。玻璃鋼錨桿采用玻璃纖維對作為增強材料，運用拉擠成型的方法制成，它的優點是成本低、可彎性和抗腐蝕性較好，可以在一定程度上取代金屬錨桿，比較適用于煤礦巷道的施工中[11]。塑料錨桿并非完全由塑料制成，而是塑料和金屬桿體的復合體。這種錨桿的優點是成本低、重量輕、節約鋼材、抗腐蝕性好，并且抗拔力可以達到200～300kN。
（八） 分散壓縮型錨桿
分散壓縮型錨桿的主要特征是：通過采用多個承載體以及對錨固體施加壓縮應力，把傳遞到地層周圍的粘結摩阻力峰值控制到了最低的限度[11]。
三、結語與展望
隨著沿海地區經濟的發展，在軟土甚至淤泥質土中應用抗拔錨桿也是現在工程發展的一個重要方向。本文參考國內外文獻，對巖土錨固技術進行了系統總結, 并對今后的研究提出展望。總結如下:
近幾年來少數工程在軟土中采用了旋噴灌漿型錨桿，使得錨桿的錨固力大幅
度提高，但采用這種方法的工程很少，并且在確定抗拔力方面完全都是根據實驗而得到，需采用有限元分析作深入具體的研究。
實際工程中的土層由于地質條件的不同會產生分層，且每層土之間會有較大差別，因此需要進一步的研究不同土質對于各種錨桿的影響。
目前的研究成果大多針對單根錨桿，而實際工程中很少采用單根錨桿，往往是作為錨桿群來使用，錨桿之間又會產生互相影響，所以錨桿群的應用有待深入分析研究。
參考文獻：
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關鍵詞：錨固工程 預應力狀態 檢測 補償 原理 方法
1.概述
自上世紀50年代我國在工程領域首次應用錨固工程以來，大量錨固工程應用在鐵路、交通、市政、水利、港口碼頭、冶金礦山及地下工程等領域，發揮著重要的作用。隨著工程應用規模的不斷擴大，有關錨固工程的研究工作也取得了大量成果，錨固機理研究逐步深入完善，各種錨固新結構也不斷研制成功并付諸實踐。
然而，目前國內外主要集中研究錨固工程的錨固機理和錨固結構，對于錨固工程的運營效果卻很少關注。工程實踐證明部分錨固工程運營一段時間后，在各種不利因素的綜合作用下，時有發生錨固效果失效或突然破壞事故。為此，開展對錨固工程預應力狀態進行檢測及補償方面的研究工作，對于探明錨固工程運營狀況、延長錨固工程使用期限、提高錨固效果等方面具有重要的意義。
2.檢測原理
2.1 錨固工程的作用機理及影響因素
錨固工程結構主要可分為錨固段、自由段和外錨體三部分，目前應用較廣的錨固工程，按錨固段結構形式對錨固工程結構分類為普通拉力型錨固工程、普通壓力型錨固工程、拉力分散型錨固工程、壓力分散型錨固工程以及拉壓分散型錨固工程。概括起來，其作用機理的核心可簡化為：
（1）
式中：――錨固荷載，KN；
――外錨荷載，KN。
其中作用為錨固段內孔周巖土層與錨固體之間粘結剪應力 為錨固結構作用在反力結構上的荷載（即鎖定荷載F），錨固工程結構及作用原理見圖1。
圖1 錨固工程結構及作用原理示意圖
關于錨固段內孔周巖土層與錨固體之間粘結剪應力的分布形式，通常分為工程簡化公式和數值理論公式兩類。工程簡化公式為：
(2)
式中：D――錨孔直徑，m；
――錨固段長度，m。
數值理論公式則按拉力型和壓力型分別為：
拉力型：（3）
式中：P――張拉端所施加的軸向拉拔荷載，kN；
――錨孔半徑，m；
t――與錨固體、孔周地層的剪切模量、泊松比有關的剛度系數，且
（4）
――孔周地層的泊松比；
――分別為錨筋體、膠結體和孔周地層的彈性模量，MPa；
――分別為錨筋體、膠結體和孔周地層的截面積，m2；
壓力型：(5)
(6)
(7)
式中：F――張拉端所施加的軸向拉拔荷載，kN；
――巖土體的內摩擦角，°；
――巖土體泊松比。
――錨筋體的彈性模量，MPa；
E――巖土體彈性模量，MPa；
Z ――錨固段內沿孔軸方向任一點與孔底的距離，m。
2.2 預應力檢測原理
錨固工程作用時，其自由段仍能自由伸長，張拉荷載通過錨具和夾片鎖定傳遞至反力結構上。因此，當在外錨體夾片外端施加荷載 F時，其施加過程理論上可分為三個階段：
⑴ 當時，錨固結構無變化，夾片外露錨筋體無變形；
⑵ 當時，錨固結構處于臨界應力平衡狀態；
⑶ 當時，錨固荷載增加，自由段發生伸長變形，夾片外露錨筋體伸出。
顯然，錨筋體自由段發生變形或夾片外露錨筋體伸出變形的起點對應的荷載即為該錨固結構對應的預應力狀態。
3 檢測技術
3.1 預應力檢測方法
根據上述預應力檢測原理，可實現對錨固工程的預應力狀態進行檢測。檢測方法如下：
⑴鑿除外錨體封錨砼，清理錨筋體，打磨外錨體周圍反力結構表面。要求錨筋體清潔干凈，錨筋束之間無雜物；打磨的反力結構表面平整且其面積應能滿足安裝張拉加載設備的需要。
⑵采用專用連接器接長錨筋體并安裝張拉加載設備和數據記錄儀器，然后啟動設備和儀器，檢驗設備及儀器滿足正常工作性能。
⑶分別按錨固荷載的20%、40%、60%、80%、100%分級緩慢勻速加載，分級加載之間穩壓2～5min，加載過程中自動記錄荷載F～錨筋體伸長量曲線。
⑷當荷載F～錨筋體伸長量曲線出現明顯拐點時，加載至該級荷載即可停止張拉加載操作，完成預應力檢測操作。
3.2 預應力狀態分析方法
根據上述預應力檢測記錄曲線，可反映出四個階段：
⑴張拉設備密貼階段：表現為荷載增加很小而位置有明顯增加，這是由于張拉設備儀器安裝時存在間隙，施加少量荷載后即克服該間隙而密貼。
⑵張拉設備施加荷載階段：表現為荷載增加很大而位移基本不變或微量增加，因為張拉設備施加與外露錨筋體上的荷載小于原鎖定荷載，所以錨固結構主體未變形。
⑶克服摩阻階段：表現為荷載呈振動曲線而位移增加，因為存在錨圈摩阻及錨筋體與注漿體之間的摩阻，在張拉荷載克服鎖定荷載之前，摩阻力與鎖定荷載同向而與錨固荷載反向；當張拉荷載克服鎖定荷載之后，摩阻力變為與錨固荷載同向而與張拉荷載反向，受摩阻力反向改變的影響，張拉荷載表現為振動曲線。
⑷錨筋體彈性變形階段：表現為張拉荷載增量與位移增量近似呈直線關系，此時張拉荷載克服摩阻力，荷載增量直接作用在錨筋體上，引起錨筋體發生彈性變形。
顯然，錨固工程的實際預應力應為⑶、⑷兩階段的交點所對應的荷載，典型錨固工程預應力狀態檢測曲線見圖1（圖中狀態直線對應的荷載即為錨固結構的鎖定荷載）。
圖1 典型錨固工程預應力狀態檢測曲線
4.補償技術
4.1 預應力補償方法
⑴確定荷載補償標準。錨固工程運營一段時間后，其孔周巖土層物理力學性質可能發生變化，另外受地層及錨筋體材料蠕變影響以及錨筋體的腐蝕作用等，都將改變原設計荷載水平。因此，在對錨固工程進行預應力補償之前，需先按普遍代表性的原則選取一定數量的錨固工程（一般不少于3根）進行破壞試驗，若試驗荷載達到極限荷載狀態則可按原設計荷載確定補償荷載，否則應將破壞荷載代替極限荷載再按有關規范確定補償荷載標準。
⑵施加張拉荷載進行補償。根據前面確定的補償荷載按規范張拉規程進行分級補償張拉，同時記錄張拉資料。
⑶錨固工程結構的防腐及保護。補償荷載張拉完成后，張拉設備卸荷并拆除張拉設備，然后采用黃油或其它防腐劑涂抹于錨筋體外露段，最后再用與反力結構同標號的混凝土封錨保護。
4.2 輔助補償措施
錨固工程主要是通過主動加載維持被加固巖土體的穩定性，當補償后的錨固工程無法達到原設計狀態或經計算補償后的錨固工程仍無法滿足被加固巖土體穩定性的要求時，需要采取其它輔助補償措施，一般輔助補償措施有以下幾個方面：
⑴反力結構補強。在反力結構內植鋼筋并采用同標號或高標號混凝土增加截面尺寸，或者通過注漿等措施提高反力結構底面地基的強度。
⑵提高巖土體物理力學指標。通過設置地下水排除措施（例如仰斜排水孔、集水井以及排水隧洞等）疏干錨固段地層地下水或對錨固段地層進行注漿，以提高錨固段巖土體的強度，增強該部分巖土體與錨固體之間的粘結強度，從而提高錨固荷載。
⑶增設必要工程措施。根據被加固巖土體穩定性計算結果適當增設支擋或錨固工程，包括抗滑擋墻、抗滑樁以及預應力錨索（桿）等。
利用錨固工程預應力補償技術，可大量節省新增工程量，而且實施加固荷載速度快，對周圍環境幾乎沒什么影響，具有明顯的經濟性、時效性和環保性。
5.結論
⑴錨固工程預應力狀態的檢測原理實質就是通過在外錨體施加荷載，當施加的荷載克服其預應力時錨筋體將發生伸長變形，該變形起點對應的施加荷載即為錨固工程的預應力。
⑵錨固工程預應力狀態實際檢測過程中，其荷載 ～錨筋體伸長量 曲線呈四階段規律分布，即密貼階段、施加荷載階段、克服摩阻階段和錨筋體彈性變形階段，取克服摩阻階段和錨筋體彈性變形階段的交點所對應的荷載為錨固工程的預應力狀態。
⑶錨固工程補償技術能充分發揮既有錨固工程的作用，具有明顯的經濟性、時效性和環保性。
⑷對于重點或復雜工程，錨固工程預應力補償技術一般與其它輔助補償技術同時實施。
參考文獻：
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關鍵詞：預應力錨索抗滑樁；錨索拉力；樁身內力；改善。
1.概述
預應力錨索抗滑樁是一種主動受力和被動受力相結合的新型巖土工程錨固技術，其中錨索為主動受力，抗滑樁為被動受力[1]。錨索的使用改善了預應力錨索抗滑樁的受力模式，傳統的抗滑樁相當于懸臂梁結構，而預應力錨索抗滑樁可視為一端鉸接的梁式結構，因此預應力錨索抗滑樁的受力情況更加合理。可見錨索拉力對結構體影響非常之大。
根據彈性地基梁理論及位移變形協調原理，可以確定錨索拉力及樁身內力[2]。錨索拉力通過錨索張拉來獲得，因此錨索拉力值的大小可以在一定范圍內變化。錨索拉力值的選取范圍從幾百到數千千牛，但過大的錨索拉力會使得樁前巖土體產生較大的土壓力，而過小的錨索拉力又不能起到很好地降低樁身內力的作用。現行的預應力錨索抗滑樁的優化設計可通過選取合適的錨索拉力，降低樁截面尺寸、樁長及減少鋼筋用量來實現。因此，如何選取一個合適的錨索拉力值，使預應力錨索抗滑樁樁身內力分布比較合理，其意義較為深遠。
本文使用有限單元法軟件PLAXIS對工程案例建模。該方法不必對一部分內力和滑動面形狀作出假設，可以使結果的理論基礎更為嚴密[3]。通過對計算結果的分析，得出錨索拉力值對降低樁身內力、改善樁身彎矩分布及降低樁頂位移的作用，希望對后期的研究起到拋磚引玉的作用。
2.模型的建立及分析
某一滑坡體，總體坡度約13°，滑坡縱長400～1140m，寬239～1000m，面積約1.5km2，屬推動式滑坡。在滑坡體上需要布置一條輸油管道。該場地巖土由碎石土和頁巖組成。上層為碎石土：容重20kN/m3,彈性模量1.0×104kN/m2,粘聚力為30kN/m2，內摩擦角為25°，泊松比為0.35。下層為頁巖：容重24.5kN/m3，彈性模量1.0×108kN/m2,粘聚力為350kN/m2，內摩擦角為34.3°，泊松比為0.24。
通過傳遞系數法計算得：擬建輸油管道處滑坡體剩余下滑力為1946kN/m。研究表明：當滑坡推力介于1000～3000kN/m時，采用預應力錨索抗滑樁比較合適[4]。該工點擬采用抗滑樁樁長16m，錨固段5m，樁間距為6m，樁截面尺寸為1.5m×2.0m。根據相關規范及工程經驗，錨索設置在樁頂下1m處，與水平線夾角為20°,錨索錨固段5m。
本工點情況較簡單，可采用二維平面應變模型。對各參數進行修正后，用板單元模擬梁；用土工格柵和桿單元模擬錨索，其中土工格柵可以模擬錨索的錨固段；錨索預應力可直接在桿單元施加；屈服準則采用莫爾-庫侖準則；排水情況。支擋結構體參數：鋼筋混凝土樁的彈性模量值取3.0×104Mpa，泊松比0.1；模擬錨索錨固段的土工格柵抗拉剛度值取1.0×105kN/m；模擬錨索自由段的桿單元彈性模量值取1.95×105Mpa，抗拉剛度取4296kN，間距6m。另外，樁與碎石土的邊界采用0.5的強度折減系數，樁與頁巖的邊界采用1.0的強度折減系數。
建立的模型如下圖：
圖2.1 模型總位移云圖
根據地基系數法，結合本工點情況，可認為預應力錨索抗滑樁背后推力分布為梯形[5]。徐良德等進行的滑坡相關模型試驗研究表明抗滑樁所受巖土壓力的合力大約在樁懸臂段中間[6]，因此此時土壓力的合力大約位于樁頂下5.5m，。為了降低樁身的彎矩值，可以假設在錨索拉力作用下，滑面處樁身彎矩值為零。通過計算，得錨索拉力初設值為1070kN。
通過上述分析，本模型分別采用錨索拉力值為900kN、1050kN、1200kN、1350kN、1500kN。通過有限單元法計算得樁身相應的最大彎矩值分別為：804.28kNm/m、629.49kNm/m、423.04kNm/m、-363.74kNm/m、-438.34kNm/m，相對應的最大剪力值分別為：441.53kN/m、365.82kN/m、343.21kN/m、162.5kN/m、205.81kN/m，樁身最大位移值分別為：3.16mm、1.97mm、1.24mm、-0.3mm、-1.58mm。
由以上數據可知，隨著錨索拉力值的增大，樁身的最大彎矩值和最大剪力值明顯降低；且隨著錨索拉力值達到1350kN,此時的樁身最大彎矩值和最大位移值已經為負值，意味著抗滑樁將向樁后彎曲。同時，抗滑樁將受到比較大的土壓力，此時的錨索拉力值不是經濟合理的方案。簡而言之，當錨索拉力達到1350kN及以上的時候，此時的錨索拉力是不合理的。同時，錨索拉力為1200kN時，較錨索拉力為900kN或1050kN，能明顯降低樁身最大彎矩值、最大剪力值及最大位移。下圖為錨索拉力為1200kN時的樁身彎矩圖：
圖 2.2 樁身彎矩圖
從上圖可以看出，此時的錨索拉力作用下，樁身彎矩圖出現兩個極值，且相差不大，能合理利用鋼筋混凝土材料的雙向抗彎性能，有利于抗滑樁的配筋。
綜上所述，預應力錨索抗滑樁的錨索拉力值選取1200kN。
結論
通過對有限單元法軟件計算結果的分析，得出預應力錨索抗滑樁錨索拉力的選取可遵循以下幾點：
預應力錨索抗滑樁的錨索拉力優化以不產生負位移，且位移值偏小為標準，此時樁身的最大彎矩值也為正值，且樁身彎矩分布圖比較合理。
預應力錨索抗滑樁的錨索拉力值不能過大，否則將產生較大的土壓力；同時也不能過小，錨索拉力過小時的作用效果趨同于普通式抗滑樁受力情況，不能體現預應力錨索抗滑樁改善樁身受力的優越性。
一些對位移要求嚴格的工程，可以通過增大錨索拉力值來降低樁頂位移。
參考文獻：
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【關鍵詞】抗浮錨桿；水浮力；抗拔力；布置方式;注意事項
【工程概況】
筆者在深圳做的某工程為大底盤帶多塔的結構。塔樓下的地下室由于塔樓自身的重量能夠滿足抗浮的要求，現著重討論上部沒塔樓的地下室的抗浮問題。本項目地下室的概貌及抗浮水位如圖所示。現取中柱(8mX8.15m)進行討論。
水浮力： 6x10＝60KN/m2
負二層底板、地下一層及地下室頂板自重： 25x0.5+6+6.3=24.8KN/m2(由廣廈軟件中計算結果求得)
地下室頂板覆土自重：16x0.8＝12.8KN/m2
地下室底板建筑做法自重：22x0.1＝2.2N/m2
抗浮總重：24.8+12.8+2.2=39.8KN/m2
參考廣東省標準《建筑地基基礎設計規范》DBJ 15-31-2003第5.2.1條規定，地下室抗浮穩定性驗算應滿足式6.1.6的要求：
W/F≥1.05 （6.1.6）
所需抗浮力：1.05x60-39.8=23.2KN/m2
柱下獨立基礎(地下室側壁位置的柱下基礎除外)位置設錨桿抗浮:
當抗浮面積為： 8X8.15=65.2m2 此時基礎下設錨桿抗浮所需抗拔力： 23.2X65.2=1512.64KN
取單根錨桿的抗拉承載力特征值為310KN，需錨桿根數：n=1512.6/310=4.9，取n=5
根據《巖土錨桿(索)技術規程》第7.4.1條：
單根錨桿需要鋼筋面積：1.6X1.3X310X1000/400=1612mm2
(式中1.6為錨桿桿體安全系數，1.3為荷載分項系數)，故選用3}28(As=1847mm2)
根據《廣東省建筑地基基礎設計規范》第11.2.2條，故采用3}32鋼筋(As=2413mm2)
取錨桿孔徑為D=150mm
根據《巖土錨桿(索)技術規程》第7.5.1條計算錨桿錨固長度：
根據《廣東省建筑地基基礎設計規范》第11.2.1條式11.2.1-3，
錨桿的有效錨固長度為：
式中f i為砂漿與第i層巖石間的粘結強度特征值，l為第i層巖體中的錨固長度，d為錨桿孔直徑，Rt為單根錨桿的抗拔承載力特征值。
根據《建筑邊坡工程技術規范》式7.2.3，錨桿錨固體與地層的錨固長度為：
根據《建筑邊坡工程技術規范》式7.2.4，錨桿鋼筋與錨固砂漿間所需的錨固長度為：
式中γo為邊坡工程重要性系數，γQ為荷載分項系數，N為錨桿軸向拉力標準值，ξ3為鋼筋與砂漿粘結工作條件系數，d為錨桿鋼筋直徑，f為鋼筋與錨固砂漿間的粘結強度設計值，n為鋼筋根數。
故取錨桿的有效錨固長度為：2.5m
抗浮錨桿承載力特征值估算：Fa=∑qsiuili=400x3.14x0.15x2.5=471KN>1.3x310=403KN (qsi為巖土體與錨固體粘結強度特征值)
錨桿的布置方式一般有集中點狀布置、集中線狀布置、面狀均勻布置等方法。它們都有各自的有缺點：
1． 集中點狀布置，此方法推薦用于堅硬巖。一般布置在柱下，此次的案例就是采用的這種方法。優點：可以充分利用上部結構傳來的豎向力來平衡掉一部分水浮力；由于錨桿布置集中，對于地下室底板下的外防水施工也比較方便；對于個別錨桿承載力不足的情況，由于有較多的錨桿分擔，有很強的抵抗力。缺點：要求錨固于堅硬巖體中，不適用于軟巖與土體，破壞往往是錨固巖體的破壞；由于局部錨桿較密，錨桿施工不方便；地下室底板梁板配筋較大。
2． 面狀均勻布置，此方法可用于所有情況。在地下室底板下均勻布置；優點：適用于所有土體和巖體；地下室底板梁板配筋較小。缺點：不能充分利用上部結構傳來的豎向力來平衡掉一部分水浮力（個人認為考慮的話偏于不安全）；對于個別錨桿承載力不足的情況，由于能分擔的錨桿較少，此情況抵抗力差；由于錨桿布置相對分散，對于地下室底板下的外防水施工比較麻煩。
3． 集中線狀布置，此方法推薦用于堅硬巖與較硬巖。一般布置于地下室底板梁下；優點：由于錨桿布置相對集中，對于地下室底板下的外防水施工也比較方便；對于個別錨桿承載力不足的情況，由于有較多的錨桿分擔，有較強的抵抗力。缺點：不能充分利用上部結構傳來的豎向力來平衡掉一部分水浮力（個人認為考慮的話偏于不安全，對于跨高比小于6的底板梁，可以適當考慮上部結構傳來的豎向力來平衡掉一部分水浮力），要求錨固于較硬巖體中，不適用于軟巖與土體；地下室底板板配筋較大。
注意事項：
1）集中點狀布置，抗浮錨桿與巖石錨桿基礎結合為優，需注意柱底彎矩對錨桿拉力的影響，特別是柱底彎矩較大的時候；
2）參考《建筑邊坡工程技術規范 GB 50330-2002》，應選用永久性錨桿部分內容；
3）巖石情況（堅硬巖、較硬巖、較軟巖、軟巖、極軟巖）應準確區分，可參考《建筑邊坡工程技術規范 GB 50330-2002》表7.2.3-1注4；
4）錨桿抗拔承載力特征值應通過現場試驗確定，可參考《建筑邊坡工程技術規范 GB 50330-2002》附錄C；
5）抗浮設計水位的確定應合理可靠，一般應由地質勘測單位提供，比較可靠和有說服力，應設置水位觀測井，對于超出抗浮設計水位的情況應有應對措施；
6）錨桿抗拔承載力特征值現場試驗時由于一般為單根錨桿加載，未考慮錨桿間距影響（附圖一填充部分），特別是錨桿間距較為密集時的情況；當單根錨桿影響范圍內的土體自重（附圖二填充部分）大于錨桿拉力時，可以不考慮錨桿間距影響；
7）由于錨桿鋼筋會穿過底板外防水，錨桿鋼筋應有防水措施；
8）錨桿錨固體與（巖）土層的錨固長度應取有效錨固長度，由于基坑開挖會對底板下土體有一定擾動，特別是采用爆破開挖的基坑，一般要加300-500MM；
總結：
關鍵詞：錨索破壞斷裂 注漿體 錨索體錨固長度
中圖分類號：B025.4 文獻標識碼：A
錨索作為一種原位巖土體的加固方法，在我國山區高速公路建設中得到了廣泛應用，然而其理論研究在很大程度上滯后于工程實踐，錨固設計理論也遠遠滿足不了工程實踐的需要[1]。滯后的理論研究導致已建和在建的山區高速公路在施工過程中或完成后出現了不同程度的錨固路塹邊坡失穩事故。路塹邊坡一旦出現破壞，既影響工期，又阻塞交通，造成巨大的經濟損失，另外還會破壞環境景觀和生態平衡，所以有必要加強對這方面的研究。
針對這一現狀，本文主要討論和分析了錨索可能發生的破壞形式及造成各種破壞的原因，針對錨索自由段嵌固深度[2]的確定方法展開了較為深入的研究，對錨索破壞的成因進行了較為系統分析，重點討論了注漿體與圍巖界面剪應力[3]的分布模式。
1 錨索可能發生的破壞形式[4]
（1） （2）
（3） （4）
圖1 錨索破壞的典型形式
(1)―錨索體斷裂破壞；(2)―地層剪壞；
(3)―注漿體與地層界面破壞；（4）―錨索體與注漿體界面破壞
錨索在發生破壞時，常常表現為以上幾種破壞形式（如圖1所示）。
1.1 錨索體斷裂破壞
錨索體發生斷裂的主要原因如下：
（1）由于制造質量的缺陷致使錨索在受力不均勻時發生破壞；
對于這種原因，最好的解決辦法是在考慮錨索材料特點、錨固力大小、錨索長度和施工場地等因素的基礎上，按設計要求選取符合相關標準的合格產品，并對錨索材料的使用性能進行抽樣檢驗，當檢驗合格后方可投入使用。
（2）由于防腐措施不到位而造成破斷；
應力腐蝕是錨索體在拉應力和腐蝕性介質共同作用下產生的強度下降或脆性斷裂現象。由于二者的共同作用，使這種破壞在較低的拉應力和較弱的腐蝕性介質中變得更容易發生。對于加固公路邊坡的錨索，由于其受汽車尾氣、自然降雨、氣候變化等多方面因素的影響，腐蝕程度也尤為嚴重。因此，應針對不同的地下水環境、相異的氣候條件以及應力水平采取相應的防腐措施。
（3）由于鋼絞線的松弛使錨索在滑坡推力作用下被剪斷。
產生這種破壞的原因是由于錨索的設計錨固力偏小或者錨索的布置方式不當而造成的。因此，在進行錨索設計時應充分考慮各方面因素的影響，根據錨固荷載和邊坡實際情況，確定錨索的布置方式以及不同位置處錨索的設計錨固力，盡可能地改善邊坡的穩定狀態。
1.2 注漿體與地層界面破壞
這種破壞形式主要由以下原因造成：
（1）注漿壓力難以達到要求，漿液擴散范圍過小；
采用較高的注漿壓力可以提高漿液的擴散能力，還能使一些細微的孔隙張開，有助于提高可灌性。當孔隙被某種軟弱材料充填時，高注漿壓力能在充填物中造成劈裂灌注，使軟弱材料的密度、強度和不透性得到改善。此外，高注漿壓力還有助于擠出漿液中多余水分，使漿液結合的強度提高，進而提高錨索的承載力，但較高的注漿壓力也可能造成被加固圍巖的劈裂破壞，這樣反而不利于支護。
（2）下錨后注漿不及時造成塌孔，影響注漿的質量，進而造成注漿體與地層界面的黏結力降低。
注漿體與地層界面的黏結力受諸多因素的制約，如巖石的強度、錨索類型、錨固段形式及施工工藝等。這些因素因涉及到注漿體與地層界面結合的力學問題和錨索與地層的相互作用問題而難以把握，幾乎所有的設計規范都將錨固段傳遞給巖體的應力視為均勻分布。事實上，經過大量的研究表明，這種假設并不客觀，巖體與注漿體結合應力的分布取決于錨索彈性模量（）與地層彈性模量（）的比值，除短錨索外，/ 愈小（硬巖），錨索錨固段近端應力愈集中，反之，/ 愈大（軟巖），應力分布愈均勻。
一般來說，外加荷載最終要通過灌漿材料傳遞給周圍巖體，它主要通過徑向應力和剪應力的形式進行傳遞。灌漿材料與周圍巖體剪切強度的大小直接決定這種極限抗拔力的大小，這部分剪切強度由三部分組成:（1）粘結力:灌漿材料與周圍巖體界面之間的粘結力；（2）嵌固力:由于鉆孔孔壁表面起伏不平，使得灌漿材料與孔壁間產生了嵌固力；（3）摩擦力:當灌漿材料與周圍巖體之間產生相對位移時，在接觸面產生摩擦力。在各種假設的前提下，注漿體與地層界面的錨固力可按下式計：
式（1.1）
式中：s為注漿體和圍巖體之間的粘結力，為鉆孔直徑，為錨固段長度。
一般情況下，巖體與注漿體的粘結強度應在現場試驗的基礎上確定。在無試驗條件時，極限粘結強度可按表（1）選取，也可根據巖石強度確定。
表1 巖體與注漿體界面的粘結強度
Table 1 Caking intensity between rock and grout interface
巖體類型 結合強度（Mpa） 巖體類型 結合強度（Mpa）
花崗巖、玄武巖 1.70～3.10 板巖 0.80～1.40
白云巖 1.40～2.10 頁巖 0.20～0.80
灰巖 1.10～1.50 砂巖 0.80～1.70
1.3 錨索體與注漿體界面破壞
發生錨索體與注漿體界面破壞的原因有：（1）無粘結鋼絞線外包塑料套管發生破壞；（2）注漿漿液發生分層現象；（3）設計承載力難以鎖定錨索，錨頭位移過大。目前國內外對錨索體與注漿體之間剪應力的分布和傳遞機理的研究尚不成熟，很多資料所提供的數據都是在對預應力鋼筋混凝土的研究中得到的，所以對此問題仍需要開展大量的試驗和研究工作。
錨束與灌漿材料之間的剪切強度也由三部分組成:（1）粘結力:當錨束體受到外拔荷載作用時，錨束體與灌漿材料界面之間的物理粘結力成為最基本的抗力，一旦錨束體與灌漿材料產生相對滑移，這種力就消失；（2）機械嵌固力:由于錨束體鋼材表面不平整，使得錨束體與灌漿材料之間形成機械式連鎖，從而產生機械嵌固力；（3）表面摩擦力:棗核型內錨固段受力時，部分灌漿材料被錨束體夾緊，當錨束與灌漿材料之間產生相對位移時，在接觸面上產生摩擦力。當前，許多資料中給出的錨索體與注漿體界面的剪應力值，通常是指以上三個力的合力。
一般來說，隨著外荷載的增加，錨束體與灌漿材料間的剪應力最大值逐步向內端移動，以漸進的方式改變其在內錨固段內的分布模式。在設計中，錨束體與注漿界面的錨固力同樣是根據剪應力沿錨固段呈均勻分布的假設而得到的，其極限錨固力可按下式計算:
式（1.2）
式中：n為灌漿材料和錨束體之間的極限剪應力，為鋼絞線直徑，為錨
固段長度，為鋼絞線根數。
值得一提的是，在確定錨索的錨固段長度時，現行的方法是通過具體分析錨固段所處的地層狀況來確定的。對于硬巖，錨索的錨固力一般由注漿體和錨索體界面控制，此時錨固段長度應按式（1.2）計算；在軟弱地層中，錨固力一般受注漿體和地層界面控制，錨固段長度可按式（1.1）確定；但對于軟巖或堅硬的土層最妥善的辦法是按上述兩種方法分別計算，錨固段長度最后取其中的較大值。
1.4 地層剪壞
當錨索埋入巖土體中較淺或巖土體較松散時，錨索受到一定的拉力后，松散的巖土體難以為錨索提供足夠的抗拔力，錨索周圍的巖土體將產生塑性變形而致使錨索發生錐體破壞。
錨索在極限抗拔荷載作用下，發生錐體破壞時破裂面的形式不外乎有三種形式：圓柱面、圓錐面和曲線型的破裂面。
Balla[5]通過大量的試驗資料的研究，認為破裂面為圓弧型，其端部與錨索相切，而在地表處與水平面成45-/2的夾角。
Macdonald[5]將錨桿分為淺埋和深埋兩種，并分別假設了不同的破裂面形狀，其中，淺埋錨桿破裂面假設為拋物線型，而深埋錨桿破裂面設為圓柱型。
Serrano & Olalla[6]根據錨索的長細比，將錨桿劃分成長錨桿和短錨桿，并制成圖表供查閱，采用歐拉變分原理研究了各自對應的破裂面，結果表明:“短”錨桿的破裂面為一對稱的曲線型破裂面，而“長”錨桿為復合破裂面，其端部為圓柱面而上部為對稱的曲線型破裂面。
何思明[7]構造了指數形式的雙參數方程用來描述錨索的破裂面，將過去常用的幾種破裂面形狀包含于其中，并采用基于Hoek-Brown準則的極限平衡原理研究了錨索的極限抗拔力問題。
圖2 錨索破裂面的典型形式
Fig 2 typical rupture surface of anchor rope
在工程實踐中為了使問題得到簡化，一般都采用了圓錐形的破裂面形式，這樣就可以在一定程度上避免因求解復雜的破裂面方程而使問題難度增加，如Hobst提出的用于求解錨嵌固深度的公式都是建立在圓錐形破裂面的基礎上的。
2結論
綜合以上內容，本文得到了以下結論：
（1）錨索的破壞形式多樣，原因也比較復雜，但可以針對各種情況通過采取各種措施加以防范。
（2）用拋物線擬合錨索剪應力的現場實測數據的精度和用蔣忠信提出的高斯曲線擬合的精度相當，故錨索錨固段的剪應力分布模式可以用開口向下的二次拋物線來描述。
（3）在重要的錨固工程中，錨固段長度的設計可按本文提出的公式來計算或者在按均勻強度法設計的錨固段長度的基礎上增大1.5倍以保證錨固工程的安全。
參考文獻
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關鍵詞：預應力錨索；高邊坡；道路施工；技術分析
1概述
隨著我國公路建設的推進，路網系統愈加完善，相關道路的建設等級和要求也越來越高，且相當一部分的公路建設面臨復雜的地形和地質環境，這給設計和施工帶來很大挑戰。其中，高邊坡就是道路建設中面臨的普遍難題[1]。高邊坡一般指公路建設中，路基兩邊的土質邊坡高度大于20m或者巖質邊坡高度大于30m的邊坡，由于過大的坡度和高度，給高速公路的施工和運營帶來普遍性的安全隱患，特別是在突發荷載（如地震、泥石流等）作用下，高邊坡的穩定性備受關注。我國運營的部分道路工程出現高邊坡的病害問題，例如邊坡失穩導致的道路淹埋、流石流泥、滑坡、局部坍塌、落石和坍塌等[2]，這些病害問題很多是施工建造過程不重視引起的，沒有設定有效的邊坡穩定施工解決方案，導致對既有道路的交通安全和道路使用造成隱患，需要進行治理和加固以恢復道路的使用性能，增大道路管養的經濟壓力。高邊坡穩定的施工解決措施包含表層防護和邊坡加固兩種，表層防護包括放緩坡度、植草灌漿固定等，主要適用穩定性較好的邊坡；穩定性較差的需要采用預應力錨索、土釘、管樁等加固措施，才能徹底解決邊坡失穩問題[3，4]。本文將研究預應力錨索在高邊坡穩定加固中的技術措施，首先分析高邊坡失穩的影響因素，然后分析預應力錨索加固的力學機理和計算方法，并給出采用預應力錨索加固的施工措施和注意事項，最后結合一工程案例，給出基于設計條件的預應力錨索加固設計方案和施工方案。
2高邊坡穩定問題的影響因素分析
諸多因素可以影響到道路高邊坡的穩定性，總結而言，巖土本身特性、地質構造和地下水特征是主要影響因素。2.1高邊坡巖土自身特性巖土特性是高邊坡穩定的重要內在因素。對于土質邊坡，土質條件是邊坡穩定的基本，砂土容易流沙滑坡而黏性土的黏聚力較大不易破壞。對于巖質邊坡，情況則更為復雜，巖石自身的強度和巖質邊坡特性是關鍵參數，如若巖石自身強度不高，巖石的形成不連續，存在破裂等軟弱層，則受到環境作用時，其破壞往往是巖石最弱連接界面展開，當外界荷載大于巖層的強度時，便可能形成連續破壞從而導致邊坡的坍塌。一般而言，塊狀和反坡向層狀的巖層特性是穩定的，而順坡向層狀巖層容易產生剪切型破壞，碎裂散狀巖層則易形成滑動型破壞。
2.2場地地質構造特性
高邊坡可以是路基開挖形成，也可能是自然形成。如果是路基開挖形成，則會由于開挖的影響穩定性更差，受場地地質構造影響更顯著。例如是否存在地震和震動、巖土風化狀況及出露位置等。其中，地震和震動是高邊坡最大的安全隱患，受地震作用的慣性力作用，邊坡的失穩和破壞往往是瞬時的，因而需要根據場地地質狀況基于地震破壞的可接受水準進行設計和施工加固。
2.3地下水分布特性
由于地下水影響巖土的基本物理特性和力學特性，因而對邊坡穩定具有顯著影響。隨著地下水位的變化，巖土的剪切力和法向力在變化，相應的最弱破壞面也在不斷變化，如果邊坡中某些微裂縫存在，則地下水的存在嚴重削弱結構抗力，并形成靜水壓力增加裂縫的開展。如天氣變冷，裂縫中的水尚未排出，則水分的凍結會導致裂縫膨脹，造成邊坡失穩。
3預應力錨索的邊坡加固原理
3.1預應力錨索加固機理
根據高邊坡穩定的影響因素，預應力錨索加固就是讓軟弱的邊坡通過預應力錨索固定到穩定的巖層中，從而使得其變形受到約束，整體保持穩定平衡。具體而言，如圖1所示，預應力錨索通過高邊坡中軟弱的土層或巖層，穿過滑動面連接到穩定且堅硬的巖層中，在該側進行預應力索張拉，張拉完成后注漿錨固，強大的預應力使得巖層整體性更好。同時，注漿一方面使得錨索穩定，另一方面漿體注入周邊巖土縫隙，有效提高其摩擦阻力，加強邊坡軟弱層的黏結性和整體性。這樣，整體邊坡形成整體，并與受錨固的巖層共同受力變形，穿透滑動面的錨索極大降低邊坡的整體失穩問題，提高了邊坡的穩定性。
3.2預應力錨索設計計算方法
預應力錨索的設計需要根據實際邊坡的穩定失效模式確定。高邊坡的失效模式眾多，包含潰屈破壞、水平錯位破壞、順層滑動、崩塌破壞、圓弧滑動等，其中滑動破壞是整體型破壞，影響最為嚴重，在高邊坡中的發生頻率也最高，預應力錨索的設計計算應以保證高邊坡不發生整體滑動失效為根本。滑動失效的根本原因是邊坡軟弱層形成的潛在剪切面上，滑體所形成的向下滑動力大于其抗滑力，出現對應的剪切面破壞。而潛在剪切面對于巖層而言一般是裂隙、斷層或者節理發達的軟弱區域，對于土層而言則是對應土力學機理的圓弧滑動面。預應力錨索的設計就是以增加滑動面法向約束力的方式提高其切向摩擦力，可以采用有限條分法確定其錨固效率：式中：Li是第i條滑動面的長度；Ni是第i條滑動面上的法向力；Ti是第i條滑動面上的切向力；PN是錨索錨固所產生的法向分力；PT是錨索錨固所產生的沿滑動面的切向分力；Ci是第i條滑動面上的黏聚力；f是滑動面上的巖土摩擦系數；K是預應力錨索作用下高邊坡穩定系數。各成分如圖1所示。根據預應力錨索的設計計算模式，可以看到：為了充分發揮錨索的錨固效率，錨索的安放位置、間距、數量、傾角等，都應該根據可能滑動面進行設置，以錨索與滑動面呈大角度相交為宜，注意不要使得錨索的施加效果導致滑動概率增加。
4預應力錨索加固的施工技術
預應力錨索施工的基本規程是邊坡修整、測量定位、鉆孔、孔道清理與檢測、錨索安裝、注漿、張拉，這其中，邊坡修正、鉆孔、孔道清理與檢驗、錨索注漿和錨索張拉是關鍵環節。
4.1高邊坡的修整
高邊坡表層影響整體的邊坡穩定，因此在安裝預應力錨索前需要將表層進行修整和清理，對于破碎巖層和巖渣，需要進行平整，保證邊坡平緩性；對于土質邊坡，由于雨水對邊坡穩定影響很大，需要進行表層排水及表層植被固定處理，維持表層巖土的穩定性。
4.2鉆孔施工
鉆孔是預應力錨索施工的關鍵環節，在鉆孔前需要根據巖土特性選擇鉆孔機械設備。一般而言，巖石需要采用潛孔沖擊鉆孔的方法，在巖石破碎后可以采用跟管鉆進的方式，穩定巖層結構。另外，鉆孔過程還需要搭設一定的腳手架，并在鉆進過程中及時清除殘渣，確保鉆進按照預期位置進行，鉆孔的孔徑誤差和垂直度誤差保持在可接受范圍。鉆進可能遇到塌方問題，因此需要事前做好預控方案。鉆孔孔徑需要保證不低于設計預應力索的索徑。
4.3孔道清理及檢驗
鉆孔完成后需要對孔道內的粉塵和殘渣進行徹底清除，注意到不清楚殘渣就進行預應力錨索安裝和注漿，注漿后巖土受到泥土影響黏性降低，并不能形成很好的整體受力，因此錨索的有效性將大打折扣。孔道清理可以采用高壓水或者高壓空氣進行清理，直到鉆孔檢驗合格后才能進行下一步的施工工作。
4.4錨索安裝和注漿
預應力錨索的基本構造如圖2所示，進行注漿時需要確保砂漿配合比符合標準，并事前攪拌均勻，保證在初凝前注漿完畢。注漿一般分為兩個過程———錨固段的注漿和自由錨索段與孔壁中縫隙的注漿填充。
4.5預應力錨索張拉施工
預應力錨索應分級張拉，保證各個錨索的都能達到預期張拉力，張拉中采用張拉力和伸長值雙控方法控制張拉噸位，同時預應力錨索在高邊坡側一般配合框架梁進行協同聯合，使得所有預應力錨索發揮對整體邊坡的防護加固效果，如圖3所示。
5工程案例解析
5.1工程背景
廣東省龍川至懷集公路工程TJ2標段K10段線路以深挖方的形式通過，開挖方量大，形成了平均10m的高路塹邊坡，坡體開挖后地應力調整較大，形成了較大的松弛區,此外坡體存在基巖裂隙水，風化程度高，地下水較易在層面上積聚，因此此類邊坡較易產生沿層面的滑移破壞。另外，強降雨的作用，雨水沿陡傾的節理或層面下滲，較易產生滲透壓力及靜水壓力，往往成為觸發邊坡失穩的因素。根據對該區域巖土狀況和地質條件的調查，采用預應力錨索進行高邊坡防護加固效果較好，因此首先對沿巖層面滑動穩定性進行檢算，檢算結果顯示，邊坡穩定性以巖層面控制，在擬定的坡形坡率下，正常工況穩定系數為1.139，暴雨工況邊坡穩定系數為0.979，屬欠穩定邊坡施工采用錨桿和錨索雙重加固。
5.2預應力錨索加固施工
根據設計檢算，采用錨索框架，錨索設3排，長20m；錨索采用普通拉力型預應力錨索，錨索體直徑150mm，注M30水泥砂漿；錨索主筋采用15.24、強度1860MPa的6束高強、低松弛預應力鋼絞線，設計噸位600kN。錨索框梁截面尺寸為0.5m×0.5m，嵌入深度為0.40m，C30混凝土灌注，配合高邊坡的整體防護。施工結果顯示，錨索就能按照施工方法達到預設錨固噸位，注漿效果良好，邊坡穩定性良好，大雨條件下均穩定性好。
6結語
保障道路運營安全和長期性能具有重要意義，道路高邊坡的穩定性能是需要關注的重點之一。論文探討了影響高邊坡穩定的主要因素，并提出采用預應力錨索的邊坡加固機理和設計計算方法，從而總結預應力錨索加固的施工技術。最后結合工程案例分析了預應力錨索在高邊坡防護加固中的有效性和方法，為公路高邊坡防護提供參考。
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【關鍵詞】水電站；錨索施工；研究
一般來講，錨索施工的主要工序包括以下幾個方面：測量放線造孔錨索制作與安裝錨索一次注漿錨墩一期混凝土澆筑錨索張拉錨索二次注漿錨墩二期混凝土澆筑。我們在對錨索施工質量進行考核時，主要依據有：錨索施工的行業標準以及國家規范；設計的圖紙和設計變更通知，以及相關的設計技術要求等；簽訂的合同文本要求、錨索施工組織設計及監理文函批復意見。
一、錨索形式選擇
我們根據錨索內錨固段形式的不同，一般可以將錨索分為：拉力分散形、普通拉力形、拉壓復合形和壓力分散形。在對形式選取時，要充分結合工程特點，選擇最優形式，下面論文就錨索各個形式的特點做簡單分析：（1）拉力分散形錨索其特點
是內錨固段鋼絞線分散布置開來，將錨索張拉力分散的傳遞到內錨固段的不同深度處，這就有效的解決了拉力過于集中的問題，對橋梁本身起到了有效的保護作用。（2）普通拉力形錨索優點有結構較為簡單、造價成本低廉、施工十分便捷，但是其內錨固段的上部拉力過于集中，常見的問題是導致混凝土斷裂，進而影響固的效果。（3）拉壓復合形和壓力分散形錨索內錨固段混凝土承受壓應力，可以有效的提高錨固效果，特別是其自由長度的增加，可以更好的適應邊坡巖體變形。同時我們不能忽視的是，內錨固段形式很復雜，在安裝和張拉等都較為繁瑣，大大增加了施工的難度，造價方面也遠高于普通的拉力形錨索。一般來講，對于地質條件較為簡單的施工環境下，我們應該選擇施工便捷、形式簡單、造價低廉的普通拉力形錨索，既可以滿足工程需要，這樣有助于我們提高施工效率、加快工程進度、控制工程投資。而在那些地質條件很復雜、內錨固巖石質量較差的邊坡，可以選擇壓力分散形、拉力分散形和拉壓復合形錨索，以確保錨索張拉質量，保證工程達到設計錨固的要求。
二、水電站錨索施工中出現的問題及應對措施
（1）造孔。在造孔過程中，首先用油漆在施工部位標明錨索開孔位置，孔位偏差不得大于十厘米；鉆機平臺必須做到牢靠穩固，對方位角也要嚴格校驗。其次，在鉆孔施工過程中，充分發揮鉆機的導向作用，盡量減少孔斜誤差，并及時采用合理糾偏措施，做好相關記錄。最后，應按分序加密的原則進行鉆孔，成孔后及時進行錨固段固結灌漿，確保成孔質量。（2）錨索制作。我們在向孔內安裝錨索時，經常會遇見錨索架線板在通過錨索孔內的裂縫時卡入裂縫。為了解決這一問題，我們通過在每一架線板上焊接四個五十毫米的圓弧狀的防護擋片，并且在錨索頭用鐵絲固定50×300毫米的鋼管作為臨時的導向帽。而在吊裝錨索的時侯，我們可以專門制作一套吊裝錨索裝置，即用兩個150×150×10立方毫米的鋼板，分為上下夾住錨具，并且用螺絲固定好兩個鋼板。這樣就可以有效解決問題，同時吊裝也可以做到方便快捷、安全可靠。（3）錨索注漿。錨索注漿的主要目的是為了形成錨固段和對錨索形成防腐保護。注漿則是錨索施工的關鍵工序之一。錨索注漿的效果好壞對錨索的錨固性能具有十分重要的影響。鉆孔中有大的裂縫和通氣孔時，為防止水泥漿進入裂縫和通氣管道，制作了七根直徑七十五毫米，長2～3米止漿管，對于特殊情況，可以增加纏繞兩道海帶。（4）承壓混凝土錨墩制作。錨墩鋼墊板要求牢固地焊接在鋼筋骨架上，且其預留孔的中心位置應與錨孔軸線一致，幾何尺寸滿足設計要求，表面平整。模板要根據錨墩幾何尺寸專門定做，混凝土澆筑時要充分振搗，鋼墊板底部混凝土必須充填密實。（5）錨索張拉。其一，當注漿強度達到30MPa以后開始張拉錨索。張拉設備要配套使用，并通過有關認證機構的標定，繪制出壓力表讀數-張拉力關系曲線，并且要以正式文件提交給監理工程師。如果有拆卸、檢修或者是經受了強烈撞擊的壓力表，都應該重新進行標定。其二，錨索張拉采用單根預緊后再分級整體張拉的施工方法。為確保鋼絞線理順并受力均勻，張拉前應按設計荷載的10％進行單根鋼絞線預緊。其三，嚴禁非作業人員進入錨索張拉作業區，同時張拉時千斤頂出力方向的45°內也必須嚴禁站人。（6）外錨頭防護。錨索施工完成后，要求鋼絞線在錨具外的外露長度不大于兩厘米，多余部分要予以切除，外露部分鋼絞線用混凝土進行封錨保護。
錨索施工對施工平臺、錨索灌漿、以及造孔的精度等方面都有很高的要求。經過我國水電施工人員不謝努力，在水電站錨索施工上已經取得了顯著成績。近年來，我國出臺了一系列促進水電工程建設政策，加快了我國水電建設步伐，錨索施工技術也必將在水利工程建設中發揮重要的作用。
參 考 文 獻
[1]姚卓英．2000KN壓力分散型錨索在高邊坡加固工程中的應用[J]．鐵道標準設計．2009（1）
1.1邊坡穩定性的影響因素①地質構造。地質構造因素主要是指邊坡地段的褶皺形態、巖層產狀、斷層和節理裂隙的發育程度以及新構造運動的特點等。通常在區域構造復雜、褶皺強烈、斷層眾多、巖體裂隙發育、新構造運動比較活躍的地區，往往巖體破碎、溝谷深切，較大規模的崩塌、滑坡極易發生。②巖體結構。不同結構的巖體，物理力學性質差別很大，邊坡變形破壞的性質也不同。③風化作用。邊坡巖體，長期暴露在地表，受到水文、氣象變化的影響，逐漸產生物理和化學風化作用，出現各種不良現象。當邊坡巖體遭受風化作用后，邊坡的穩定性大大降低。④地下水。處于水下的透水邊坡將承受水的浮托力的作用，使坡體的有效重力減輕；水流沖刷巖坡，可使坡腳出現臨空面，上部巖體失去支撐，導致邊坡失穩。⑤邊坡形態。邊坡形態通常指邊坡的高度、坡度、平面形狀及周邊的臨空條件等。一般來說，坡高越大，坡度越陡，對穩定性越不利。⑥其他作用。此外，人類的工程作用、氣象條件、植被生長狀況等因素也會影響邊坡的穩定性。
1.2邊坡工程穩定性分析方法
1.2.1邊坡極限平衡法。極限平衡法是根據邊坡上的滑體或滑體分塊的力學平衡原理(即靜力平衡原理)分析邊坡各種破壞模式下的受力狀態，以及利用邊坡滑體上的抗滑力和下滑力之間的關系來評價邊坡的穩定性。極限平衡法是邊坡穩定分析計算的主要方法，也是工程實踐中應用最多的一種方法。
1.2.2邊坡可靠性分析法。邊坡工程是以巖土體為工程材料，以巖土體天然結構為工程結構，或以堆置物為工程材料，以人工控制結構為工程結構的特殊構筑物。這些構筑物都程度不同地存在組成和結構上的不均勻性，天然邊坡尤為突出，因為構成邊坡的地質體經受長期的多循環的地質作用，而且作用強度不一，且又錯綜復雜，致使它們的工程地質性質差異很大。現階段邊坡可靠度分析的常用方法有蒙特卡洛模擬法，可靠指標法，統計矩法以及隨機有限元法。
2邊坡工程處治技術
2.1抗滑樁技術邊坡處置工程中的抗滑樁是通過樁身將上部承受的坡體推力傳給樁下部的側向土體或巖體，依靠樁下部的側向阻力來承擔邊坡的下推力，從而使得邊坡保持平衡或穩定。抗滑樁與一般樁基類似，但主要承受的是水平荷載。鋼筋混凝土樁是目前邊坡處治工程廣泛采用的樁材，樁斷面剛度大，抗彎能力高，施工方式多樣，其缺點是混凝土抗拉能力有限。抗滑樁施工最常用的方法是就地灌注樁，機械鉆孔速度快，樁徑可大可小，適用于各種地質條件；但對地形較陡的邊坡工程，機械進入和架設困難較大。鉆孔時的水對邊坡的穩定也有影響。人工成孔的特點是方便、簡單、經濟，但速度慢，勞動強度高，遇不良地層(如流沙)時處理相當困難。另外，樁徑較小時人工作業面困難。
2.2注漿加固技術注漿加固技術是用液壓或氣壓把能凝固的漿液注入物體的裂縫或孔隙，以改變注漿對象的物理力學性質，從而滿足各類土木建筑工程的需要；注漿加固技術的成敗與工程問題、地質問題、注漿材料和壓漿技術等直接相關，如果忽略其中的任何一個環節，都可能造成注漿工程的失敗。工程問題、地質特征是灌漿取得成功的前提，注漿材料和壓漿技術是注漿加固技術的關鍵。
2.3加筋邊坡和加筋擋土墻技術加筋土是一種在土中加入加筋材料而形成的復合土。在土中加入加筋材料可以提高土的強度，增強土體的穩定性。因此，凡在土中加入加筋材料而使整個土工系統的力學性能得到改善和提高的土工加固方法均稱為土工加筋技術，形成的結構亦稱為加筋土結構。和傳統支擋結構相比，加筋邊坡和加筋擋土墻的特點有：結構新穎、造型美觀、技術簡單、施工方便、要求較低、節省材料、施工速度快、工期短、造價低廉、效益明顯、適應性強、應用廣泛等。由于加筋邊坡和加筋擋土墻的這些優點，目前其已從公路路堤、路肩發展到應用于其他各種支擋結構和邊坡防護。目前已用于處理公路邊坡、市政建設、護岸工程、鐵道工程路基邊坡、工民建配套的支擋及邊坡工程、防洪堤、林區工程、工業尾礦壩、渣場、料場、貨場等；甚至還用于危險品或危險建筑的圍堰設施等。
2.4錨固技術巖土錨固技術是把一種受拉桿件埋入地層中，以提高巖土自身的強度和自穩能力的一門工程技術。由于這種技術大大減輕結構物的自重，節約了工程材料并確保工程的安全和穩定，具有顯著的社會效益和經濟效益，因而目前在工程中得到極其廣泛的應用。錨桿在邊坡加固中通常與其他只當結構聯合使用，例如以下幾種情況：①錨桿與鋼筋混凝土樁聯合使用，構成鋼筋混凝土排樁式錨桿擋墻。排樁可以是鉆孔樁、挖孔樁或預置樁；錨桿可以是預應力或非預應力錨桿，預應力錨桿材料多采用鋼絞線(預應力錨索)、四級精軋螺紋鋼(預應力錨桿)。錨桿的數量根據邊坡的高度及推力荷載可采用樁頂單錨點作法和樁身多錨點作法。②錨桿與鋼筋混凝土格架聯合使用形成鋼筋混凝土格架式錨桿擋墻。錨桿錨點設在格架節點上，錨桿可以是預應力錨桿(索)或非預應力錨桿(索)。這種支擋結構主要用于高陡巖石邊坡或直立巖石切坡，以阻止巖石邊坡因卸荷而失穩。③錨桿與鋼筋混凝土板肋聯合使用形成鋼筋混凝土板肋式錨桿擋墻，這種結構主要用于直立開挖的Ⅲ，Ⅳ類巖石邊坡或土質邊坡支護，一般采用自上而下的逆作法施工。④錨桿與鋼筋混凝土板肋、錨定板聯合使用形成錨定板擋墻。這種結構主要用于填方形成的直立土質邊坡。
2.5預應力錨索加固技術用高強度、低松馳型鋼絞線預應力錨索對滑坡體或崩落體施加一定的預應力，提高它們的剛度，使預應力錨索作用范圍的巖石相應擠壓，滑動面或巖石裂隙面上摩擦力增大，加強它們的自承能力，可有效地限制巖體的部份變形和位移。
2.6排水工程的設計地表排水工程的設計要求：①填平坑洼、夯實裂縫。坡面產生坑洼和裂縫，往往是滑坡的先兆，也是導致嚴重滑坡的主要原因。大氣降雨、地表水就會匯集在坑洼處或沿著裂縫滲入土層，使土的抗剪強度降低，造成坡體滑動。因此，對坑洼和裂縫應仔細查找，認真夯填。②合理確定截水溝的平面位置。截水溝的平面布置，應盡量順直，并垂直于徑流方向。如遇到山坡有凹地或小溝時，應將凹地填平或與外側擋土墻相連，內側與水溝聯結，避免水溝內的水流越出或滲入截水溝溝底，導致水溝破壞。應該結合邊坡的區域地貌、地形特點，充分利用自然溝谷，在邊坡體內外修筑截水溝、平臺截水溝、集水溝、排水溝、邊溝、急流槽等，形成樹杈狀、網狀排水系統，以迅速引走坡面雨水。
3結語
論文對常用邊坡工程的處治措施進行了初步探討，指出了常用邊坡工程處治措施的適用性，然而隨著工程建設規模的不斷增大，邊坡高度增高，復雜性增大，對邊坡處治技術的要求也越來越高。可以預見，隨著科學技術的發展，邊坡處治技術將得到進一步的發展，并逐步趨于完善。
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