摘要：现如今，我国城市建设在不断加快，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
引言
近年来，随着社会经济的迅速发展，国家加大了对交通建设的投资，以高速公路为代表的高等级公路正在大规模建设，但在修筑高速公路过程中，有关建设部门遇到了大量技术问题，公路高边坡加固为其中的一项主要技术问题。通过多数工程实践经验与结果可知，预应力锚索是一种有效的边坡加固技术，可有效解决边坡加固过程中出现的技术问题，这就要求对其进行不断深入的研究与探讨，并采取适宜的措施解决其中存在的不足，以促进我国交通与经济的发展。
1预应力锚索概述
预应力锚索是通过预应力方法在岩体内部进行锚索支
架的设置，并通过锚索与岩体的锚固来提升边坡结构的稳固性。预应力锚索在应用中，能够将锚索与岩体有效结合起来，进而改变岩体自身的应力水平，提高边坡结构的整体性，加强边坡强度及坚固效果。
2预应力锚索加固边坡的设计方法
2.1锚固段长度的确定
(1)预应力锚索一般都采用粘结性锚固体，因此地层与注浆体的粘结长度按下面公式计算：Lr=k·Pd/(π·d·frb)式中：Lr为地层与注浆体间的锚固粘结长度(m)；k为安全系数，如表1；Pd为锚固设计锚固力(kN)；d为锚固段的钻孔直径(m)；frb为地层与注浆体间的粘结强度(kPa)。岩(土)地层的粘结强度一般需要通过试验确定，当无试验资料时可参照一些经验值取定。如英国学者小约翰和Brace经研究后建议在无剪力试验强度资料或未作现场承载力试验时，取岩体(100%岩芯获得率)单轴抗压强度的1/10，较软弱岩石可取2/10~3/10倍单轴抗压强度。Koch建议软岩的粘结强度(工作应力)为0.35~0.70MPa，中硬岩取0.7~1.05MPa，硬岩取1.05~1.4MPa。(2)水泥注浆体与锚索体间的粘结长度按下式计算：Lg=k·Pd/(n·π·dg·fb)式中：Lg为注浆体与锚索体间的锚固粘结长度(m)；k为安全系数；Pd为锚索设计锚固力(kN)；dg为钢绞线或钢筋的直径(m)；fb为注浆体与锚索体间的粘结强度(kPa)；n为钢绞线或钢筋的根数。同样，注浆体与锚索体间的粘结强度宜通过试验确定。当无试验资料时，可按公路路基设计规范的推荐值确定。
2.2锚索体系的布置
在确定锚索间距时，需要对地层情况与锚索锚固力大小进行详细的分析与合理的比较。如果锚索过于密集，可能会产生群锚效应，进而降低锚固力；如果锚索过于稀疏，则无法确保边坡局部或是浅层的稳定性。此外，还应采用钢筋混凝土连接每列锚索外锚头，通过应用此种锚索布置体系，可在整体坡面上形成均匀的受压面，从而促进锚索体系加固作用的充分发挥。
2.3锚索长度
锚索长度主要是由锚固段长度、自由段长度及张拉段长度这三部分构成。其中锚固段长度的确定根据规范及实际工程计算，按照相关要求进行操作即可;自由段长度的确定需要先对地层截面的稳固情况进行了解，然后结合地层截面确定自由段长度，以提升其稳固性。另外，自由段需要深入到滑动面1m左右的位置上，且总长度要控制在5m以上;张拉段长度的确定则要根据张拉机具进行合理把控，通常情况下，长度不会超过1.5m。
2.4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，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。
若山丘高度无法确定的话，可采取边坡放缓、增加平台宽度等措施，增强边坡的稳定性。
2.5边坡监测
（1）施工监测：为了解边坡在施工过程中的位移变形及发展趋势，边坡在施工过程中应进行监测。随着路堑边坡开挖，边坡产生变形和应力重分布，若设置的预应力锚索不能使变形收敛，边坡将会产生破坏，所以通过监测边坡的变形情况可以掌握边坡的稳定状况，确保拟加固边坡在施工过程中的安全，避免不必要的经济损失。（2）动态长期监测：为了检验预应力锚索的支护效果，边坡施工完毕后，需对锚索及边坡进行长期观测，了解锚索预应力损失情况和边坡位移变化规律，以便确认锚索的工作能力。在监测中，如发现锚索的工作性能较差或者不能完全承担锚固力，可以根据观测结果，采用二次张拉或者增设锚索数量等措施，以确保边坡锚固工程的可靠性。在观测过程中，如出现异常，应立即进行检查，处理完毕后，方能继续观测。观测成果应及时整理，第一年内的观测成果将作为工程竣工验收资料。
2.6锚索的倾角
锚索的倾角以受力最优，施工最易，同时考虑工程造价来确定，一般按下式计算：β=θ±(45°+φ/2)(5)式中：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(°)。最佳锚固角β计算出来后，还应结合施工条件通过技术经济比较进行适当的调整，因为倾角过小不利于锚索注浆施工，倾角过大锚杆所提供的锚固力沿滑动面方向分力较小，抵抗滑体滑动的能力相对减弱。故其值一般在15°~35°之间为宜，本工程中锚索设计倾角取15°。
2.7张拉与锁定
锚索张拉在锚固体强大于20MPa并达到设计强度80%后进行，锚索张拉控制力不宜超过0.65倍钢绞线的强度标准值。张拉之前，应取0.1～0.2倍的锚索轴向拉力值，对锚索张拉1～2次，确保各部位接触紧密和钢绞线完全平直，按设计预应力值的1.1倍超张拉。锚索按设计张拉力的25%、50%、75%、100%、110%分5级进行张拉。
2.8锚索的构造要求与注浆材料
一般情况下，预应力锚索涉及索体、张拉端、锚固端。同时，对于锚索内锚固段钢束组，应将其组装成波纹状（枣核状），以充分发挥钢绞线与水泥注浆体之间的摩擦力，进而在保持设计长度的基础上，增加锚固力安全储备。锚索系统中包含的扩张环与箍环不仅能够使得钢绞线形成波纹状，还可使得钢绞线处于锚孔中间居中位置。就当前情况来看，预应力锚索大多采用胶结式内锚头，注浆大多采用孔底注浆法，但需保证注浆压力大于1MPa，灌注的砂浆也必须要饱满密实。此外，内锚段体总要求为高强、早强、微膨胀、可灌性良好，并且不会对钢绞线产生锈蚀作用。
结语
综上所述，预应力锚索加固设计对于提高边坡的稳定性、安全性及抵抗性能有着显著效果。而通过预应力锚索加固技术的使用，且结合现场实际情况对锚固力、张拉性能等进行调整与优化，可以更好地保证边坡的安全性，节省工程造价，为工程建设发展提供助力。
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