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1、預應力錨桿、錨索在高速公路高邊坡防護中的應用摘要:預應力錨桿(索)已經(jīng)是高邊坡防護工程中越來越重要的手段，結(jié)合河龍高速公路第4標段預應力錨桿(索)在高邊坡防護工程中的施工實踐，介紹其施工工藝和施工注意事項，可供類似工程參考。關(guān)鍵詞：預應力錨桿；高邊坡防護；高速公路1概述在高速公路的高邊坡工程中,當潛在的滑體沿剪切滑動面的下滑力超過抗滑力時，將會出現(xiàn)沿剪切面的滑移和破壞。在堅硬的巖體中，剪切面多發(fā)生在斷層、節(jié)理、裂隙等軟弱結(jié)構(gòu)面上。在土層中，砂性土的滑面多為平面，粘性土的滑面一般為圓弧狀。有時也會出現(xiàn)沿上覆土層和下臥基巖間的界面滑動。為了保持邊坡的穩(wěn)定，一種辦法是采用大量削坡直至達到穩(wěn)定的邊
2、坡角；另一種辦法是設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)。在許多情況下單純采用削坡或擋墻往往是不經(jīng)濟的或難以實現(xiàn)的。這時可采用錨桿(索)進行加固。采用錨桿(索)加固高邊坡，是巖土錨固技術(shù)在高邊坡工程中的應用，它是利用錨桿(索)周圍地層巖土的抗剪強度來傳遞結(jié)構(gòu)物的拉力或保持地層開挖面的自身穩(wěn)定，由于錨桿、錨索的使用，使錨固地層產(chǎn)生壓應力區(qū)并對加固地層起到加筋作用；可以增強地層的強度，改善地層的力學性能；可以使結(jié)構(gòu)與地層連鎖在一起，形成一種共同工作的復合體，使其能有效地承受拉力和剪力，并能提高潛在滑移面上的抗剪強度，有效地阻止坡體位移。這是一般支擋結(jié)構(gòu)所不具備的力學作用。在巖土錨固中通常將錨桿和錨索統(tǒng)稱為錨桿。由于這種
3、技術(shù)大大減輕結(jié)構(gòu)物的自重、節(jié)約工程材料并確保工程的安全和穩(wěn)定，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，因而目前在工程中得到極其廣泛的應用。最早使用錨桿的是1911年美國礦山巷道支護中利用的巖石錨桿，1918年西利西安礦山開始使用錨索支護，1934年舍爾法壩采用了預應力錨桿（索）。目前各類巖石錨桿已達數(shù)百種之多，并且許多國家和地區(qū)先后都制定了錨桿規(guī)范或推薦性標準。我國在50年代開始應用巖石錨桿，60年代開始大量采用錨固技術(shù)，特別是在我國礦山巷道、鐵路隧道、公路隧道、排水遂洞等地下工程中大量采用普通粘結(jié)型錨桿與噴射混凝土支護。近年來隨著高速公路的迅猛發(fā)展，在公路邊坡、大型滑坡治理中更多采用預應力錨索加固
4、技術(shù)。巖土錨固技術(shù)幾乎遍及土木工程的各個領(lǐng)域，如邊坡、基坑、隧道、壩體、碼頭、船閘、橋梁等。2錨桿的結(jié)構(gòu)錨桿是一種將拉力傳至穩(wěn)定巖層或土層的結(jié)構(gòu)體系，主要由錨頭、自由段和錨固段組成，如圖1、圖2所示。(1)錨頭：錨桿外端用于錨固或鎖定錨桿拉力的部件，由墊墩、墊板、錨具、保護帽和外端錨筋組成。(2)錨固段：錨桿遠端將拉力傳遞給穩(wěn)定地層的部分錨固深度和長度應按照實際情況計算獲取，要求能夠承受最大設(shè)計拉力。(3)自由段：將錨頭拉力傳至錨固段的中間區(qū)段，由錨拉筋、防腐構(gòu)造和注漿體組成。(4)錨桿配件：為了保證錨桿受力合理、施工方便而設(shè)置的部件，如定位支架、導向帽、架線環(huán)、束線環(huán)、注漿塞等。91—臺
5、座；2—錨具；3—承壓板；4—支擋結(jié)構(gòu)；5—鉆孔；6—自由隔離層；7—鋼筋；8—注漿體；Lf—自由段長度；La—錨固段長度。1—臺座；2—錨具；3—承壓板；4—支擋結(jié)構(gòu)；5—自由隔離層；6—鉆孔；7—對中支架；8—擴張環(huán)；9—鋼絞線；10—架線環(huán)；11—注漿體；12—導向帽；Lf—自由段；La—錨固段。圖1錨桿結(jié)構(gòu)示意圖圖2錨索結(jié)構(gòu)示意圖按是否預先施加應力分為預應力錨桿(索)和非預應力錨桿(索)：非預應力錨桿是指錨桿錨固后不施加外力，錨桿處于被動受載狀態(tài)；非預應力錨桿通常采用Ⅱ、Ⅲ級螺紋鋼筋，錨頭較簡單，如板肋式錨桿擋墻、錨板護坡等結(jié)構(gòu)中通常采用非預應力錨桿。預應力錨桿是指錨桿錨固后施加一
6、定的外力，使錨桿處于主動受載狀態(tài)；預應力錨桿在錨固工程中占有重要地位。預應力錨桿的設(shè)計與施工比非預應力錨桿復雜，其錨筋一般采用精軋螺紋鋼筋（φ25～32）或鋼絞線,目前在公路滑坡處治中廣泛采用預應力錨索加固技術(shù)。3錨桿(索)加固邊坡的應用在土層中，邊坡安設(shè)錨桿（索）后所提高的安全系數(shù)可用下式條分法公式計算：(1)式中，是作用在第條滑面上的法向力；是作用在第條滑面上的切向力；是第條滑面上的粘聚力；是第條滑面長度；是錨桿錨固力沿滑面法向的分力；是錨桿錨固力沿滑面切向的分力；是滑面上的摩擦系數(shù)。9在巖體中，由于巖石產(chǎn)狀及軟硬程度存在嚴重差異，巖石邊坡可能出現(xiàn)不同的失穩(wěn)和破壞模式，如滑移、傾倒、轉(zhuǎn)
7、動破壞等。錨桿的安設(shè)部位、傾角為抵抗邊坡失穩(wěn)與破壞最有利的方向，一般錨桿軸線應當與巖石主結(jié)構(gòu)面或潛在的滑移面呈大角度相交，如圖4所示。圖3錨固邊坡的穩(wěn)定性分析(a)錨桿平衡滑動力(b)錨桿抵抗轉(zhuǎn)動破壞(c)錨桿抵抗傾倒圖4錨桿增強巖石邊坡的穩(wěn)定性錨桿在邊坡加固中通常與其它支擋結(jié)構(gòu)聯(lián)合使用，例如：(1)錨桿與鋼筋混凝土樁聯(lián)合使用，構(gòu)成鋼筋砼排樁式錨桿擋墻。排樁可以是鉆孔樁、挖孔樁或勁性砼樁，錨桿可以是預應力或非預應力錨桿，
