1、概述
預(yù)應(yīng)力錨索擋土墻是錨桿擋土墻技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，它是通過鉆孔將鋼絞線或高強(qiáng)鋼絲錨固于穩(wěn)定的地層中，并通過張拉產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，從而達(dá)到穩(wěn)定擋土墻或者穩(wěn)定加固體限制其變形的目的。
世界上大規(guī)模應(yīng)用預(yù)應(yīng)力錨索并獲得成功的典型實(shí)例是20世紀(jì)30年代阿爾及利亞舍爾法大壩的加固工程，該工程在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力錯(cuò)索技術(shù)巾獲得了較大的成功。從20世紀(jì)4O年代末至70年代初，錨索技術(shù)得到了迅速發(fā)展，加固理論、設(shè)計(jì)方法逐步形成和完善。目前已廣泛應(yīng)用于巖土工程的各個(gè)領(lǐng)域，積累了豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
錨索技術(shù)在我國的研究始于20世紀(jì)60年代，從20世紀(jì)70年代開始，該項(xiàng)技術(shù)在我國的水電、國防、礦山等領(lǐng)域內(nèi)逐步開始使用。20世紀(jì)80年代以來，隨著研究的滲入和成果實(shí)踐的增多，人們對錨索技術(shù)有了更深入的研究和認(rèn)識，也在實(shí)踐中積累了一定的成功經(jīng)驗(yàn)。隨著該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展和成功的應(yīng)用，錨索技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，在對錨固技術(shù)的機(jī)理研究、試驗(yàn)設(shè)備以及施工工藝等方面的研究都取得較大的進(jìn)展。
2、預(yù)應(yīng)力錨索加固原理
預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)見圖1
預(yù)應(yīng)力錨索加固防護(hù)，是把破碎松散巖體錨固在地層深部穩(wěn)固的巖體上，通過施加預(yù)應(yīng)力，使錨固范圍內(nèi)的軟弱巖體擠壓緊密，提高巖層問的正壓力和摩阻力，阻止開裂松散巖體位移，從而達(dá)到加固邊坡的目的。通過對部分坡體施加預(yù)應(yīng)力錨索，把坡體錨固于潛在滑移面下穩(wěn)定的中微風(fēng)化變質(zhì)巖中，保持坡面狀態(tài)深入坡體內(nèi)部進(jìn)行大范圍加固。預(yù)先主動(dòng)對邊坡松散巖層施加正壓力，增大坡體對滑移面的正壓力，增大了抗滑力，使坡體趨于穩(wěn)定。通過錨索孔的高壓注漿，漿液能充填坡體內(nèi)裂隙和空隙，提高了坡體內(nèi)破碎巖體的強(qiáng)度，由于水泥漿的凝固作用使破碎的巖體連成整體，增強(qiáng)了坡體的整體穩(wěn)定性。
3、預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝
預(yù)應(yīng)力錨索工程具有鮮明的施工特點(diǎn)，是一項(xiàng)全新的施工工藝，其施工工藝流程見圖2。
3．1鉆孔
首先選擇合適的鉆孔設(shè)備。鉆孔是錨固工程費(fèi)用最高和影響工期的關(guān)鍵工序，同時(shí)也是影響錨固工程經(jīng)濟(jì)效果的主要因素。因此應(yīng)根據(jù)錨固地層情況、錨孔深度、錨孔孔徑以及施工場地條件等來選擇鉆孔設(shè)備。
按設(shè)計(jì)孑L口位置在腳手架上安裝專用機(jī)座，將鉆機(jī)與機(jī)座及腳手架固定好，復(fù)核孔口位置、方位和傾角，確認(rèn)無誤后，安上沖擊器和鉆頭，接上風(fēng)管，即可開鉆。鉆孔結(jié)束后，復(fù)核孔深，并以高壓風(fēng)將孔內(nèi)粉塵吹凈，以織物或水泥袋紙塞好孔口備用。
3．2錨索制作、安裝
錨索的設(shè)計(jì)長度是從鉆孔的孔口算起的，鋼鉸線的總長應(yīng)為錨索的設(shè)計(jì)長度（鉆孔的實(shí)際長度）、框架梁厚度、千斤頂長度、工具錨和工作錨的厚度以及張拉操作預(yù)留量的總長。壓力分散型錨索鋼絞線采用廠家生產(chǎn)的無粘結(jié)型的鋼鉸線，鋼絞線截取以前，首先進(jìn)行調(diào)直，要確保每一根鋼絞線始終順直，不扭不叉。量出錨索的設(shè)計(jì)長度和錨固段三個(gè)單元的長度，分別做出標(biāo)記，在每單元的起點(diǎn)位置安裝鋼質(zhì)承載體及擠壓套，且錨索的端部安放導(dǎo)向帽，下錨時(shí)能夠順利人孔。
錨索制作應(yīng)滿足下述要求：
（1）制作錨索的材料應(yīng)滿足有關(guān)鋼絞線和高強(qiáng)鋼絲的要求；
?。?）鋼續(xù)線宜使用機(jī)械切割；
?。?）錨索制作宜在加工車間或有覆蓋的工地內(nèi)進(jìn)行；
?。?）錨索制作完成后，應(yīng)對其進(jìn)行詳細(xì)檢查，對于檢查不合格的產(chǎn)品不得投入儲存或使用。
3．3注漿
為保證注漿質(zhì)量，注漿材料要求嚴(yán)格按照經(jīng)試驗(yàn)合格的配比備料，注漿漿液應(yīng)嚴(yán)格按照配合比攪拌均勻，隨拌隨用，漿體強(qiáng)度不低于40MPa，錨孔注漿必須采用孔底返漿方法（注漿壓力一般為2．0MPa左右），直至孔口溢新鮮漿液，嚴(yán)禁抽拔注漿管或孔口注漿，如發(fā)現(xiàn)孔口漿面回落，應(yīng)在30分鐘內(nèi)進(jìn)行孔底壓注補(bǔ)漿2次～3次，確?？卓跐{體充滿。
在注漿作業(yè)開始和中途停止較長時(shí)間再作業(yè)時(shí)，應(yīng)用水或水泥稀漿潤滑注漿泵及注漿管路。注漿過程應(yīng)認(rèn)真做好現(xiàn)場施工注漿記錄，每批次注漿都應(yīng)進(jìn)行漿體強(qiáng)度試驗(yàn)，試件不得小于兩組。漿體未達(dá)至0設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)，不得在錨索端頭懸掛重物和拉綁碰撞。
3．4錨索張拉
待錨固段的漿體強(qiáng)度、錨墩和墊墩的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。張拉采用“雙控法”，即采用設(shè)計(jì)張拉力和伸長值來控制張拉應(yīng)力，當(dāng)實(shí)際伸長值與理論伸長值差別大于±6%時(shí)，應(yīng)暫停張拉，待查明原因和采取措施后方可繼續(xù)進(jìn)行。
張拉與鎖定應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：
?。?）錨索在張拉前必須把承壓支撐構(gòu)件的面整平，將臺座、錨具安裝好，并和錨索軸線方向垂直。安裝千斤頂時(shí)注意千斤頂軸線應(yīng)與錨桿軸線盡量在一條直線上，而且不可壓彎錨頭部分。
?。?）安裝前應(yīng)對千斤頂和電動(dòng)油泵進(jìn)行標(biāo)定，拉標(biāo)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行張拉。張拉時(shí)，事前檢查油泵各閥門的工作情況和油管的暢通情況，以免在張拉時(shí)油泵工作不正常而造成張拉失敗。
（3）錨索張拉應(yīng)按一定程序進(jìn)行，錨索張拉順序，應(yīng)考慮鄰近錨索的相互影響。
（4）正式張拉前必須對錨索進(jìn)行預(yù)張拉二次，張拉力為0．1～0．2Nt，使錨索各部位接觸緊密、拉體完全平直，以消除桿體的隱蔽變形量。拉直后再進(jìn)行張拉時(shí)，其變形量起點(diǎn)以此狀態(tài)為零記起。
?。?）錨索張拉荷載要分級逐步施加，不能一次加至鎖定荷載。
3．5封錨
錨索鎖定后，做好記號，觀察三天，沒有異常情況即留10cm后用手提砂輪機(jī)切割多余鋼絞線（嚴(yán)禁電弧燒割）。最后用水泥漿注滿墊板及錨頭各部分空隙，并按設(shè)計(jì)支模，用C30砼封錨處理。
3．6錨索預(yù)應(yīng)力損失的處理
錨索的預(yù)應(yīng)力損失是預(yù)應(yīng)力錨索工程中常常遇到的問題，其來源主要有三個(gè)方面：張拉過程中的損失、錨索鎖定過程中的損失和由于時(shí)間的推移而引起的預(yù)應(yīng)力損失。
減小或避免預(yù)應(yīng)力損失的方法主要有：
（1）錨索材料的選擇：為減小錨索的預(yù)應(yīng)力損失，應(yīng)選用高強(qiáng)度低松弛性的鋼絞線以及與之配套的錨固體系。
?。?）巖土體的選擇：錨固段應(yīng)置于堅(jiān)硬完整的巖土體中，使錨索有穩(wěn)定的根基，外錨段如樁后的巖土體必須堅(jiān)實(shí)，以避免應(yīng)力集中區(qū)巖土體徐變過大，增加預(yù)應(yīng)力值的損失。
?。?）優(yōu)化張拉力的設(shè)計(jì)：由于施加的預(yù)應(yīng)力與張拉力成正比，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮避免大噸位的出現(xiàn)，即以多孔位、小噸位為宜。另外，在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度許可的情況下，采用超張拉可以將樁后土層處于超壓密、超固結(jié)狀態(tài)，從而減小后期預(yù)應(yīng)力損失。
3．7施工注意問題
為保證錨索施工質(zhì)量，錨索施工過程中應(yīng)注意以下問題：
?。?）各關(guān)鍵施工工序必須設(shè)立專職負(fù)責(zé)人，并認(rèn)真做好質(zhì)量的自檢與互檢。
?。?）各工序的施工人員必須嚴(yán)格按照施工操作規(guī)程或規(guī)定進(jìn)行施工。
?。?）所有施工用機(jī)械、材料、配件必須進(jìn)行詳細(xì)檢查或檢驗(yàn)。
（4）水平流水作業(yè)施工中，上一道工序不合格或未經(jīng)驗(yàn)收的施工階段成品，不得進(jìn)入下一道施工工序。
?。?）在施工的安全過程中，必須認(rèn)真做好施工記錄和施工日記，將各參數(shù)認(rèn)真填入記錄表中，并作為竣工驗(yàn)收資料必備內(nèi)容的一部分。
4、結(jié)語
預(yù)應(yīng)力錨索作為高危邊坡加固的一種有效措施，在各種邊坡工程建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。由于錨素工程具有隱蔽性和專業(yè)性強(qiáng)的特點(diǎn)，所以，在施工中應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)程進(jìn)行操作，以保證錨索的施工質(zhì)量。
