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[摘要]：本文从设计、施工两方面介绍了预应力锚索在某铁路线上边坡加固工程中的应用情况，为预应力锚索在治理、加固边坡方面积累了一点应用经验，并进一步分析了预应力锚索加固体系破坏的主要原因，提出了提高加固效果的建议措施。
[关键词]：预应力锚索 边坡加固 设计 施工 防腐
中图分类号：TU378 文献标识码：TU 文章编号：1009-914X(2012)29- 0294 -02
近数年来，预应力锚索加固技术已广泛应用于建筑结构物加固、大型地下洞室及深基坑支护等工程，而在铁路线上的高路堑边坡加固中主要采用喷锚挂网防护和素喷混凝土防护等加固技术，预应力锚索加固技术因施工工艺或者防腐等因素而相对应用得较少一些，其具体的优势未能充分的发挥。随着我国基础工程建设项目的迅猛发展，可以预见，预应力锚索加固技术将获得更为广泛的应用。本文主要介绍预应力锚索加固技术在某铁路高陡边坡加固工程的具体应用技术。
1、工程概况
2、预应力锚索设计
3、应力锚索施工
3．2 主要施工方法
3．2．1测放锚索钻孔
清理拟加固坡面后，根据设计锚索立面定位图，测放出锚索孔位，并用红漆或白灰在坡面上作出明显标记。孔位测定后，对锚索孔位进行复查，符合要求后方可進行下一道工序。
3．2．2 成孔
（2）锚索安装
在钢铰线组合成索和钻孔完成后及时进行锚索安装。安装前先用高压风洗孔，确定孔壁无粘附泥浆并复查钢铰线材料型号、规格、各部位质量均满足设计要求后，将锚索抬起徐徐放入孔内至设计深度。放入过程中，严禁上下抖动、来回扭转和撞动，防止中途散束和卡阻，造成安装失败。
3．2．4锚固段灌浆及其改良
按设计要求，锚固段及张拉段均灌注M40水泥砂浆，水泥采用525号普通硅酸盐水泥。
当锚索安装完毕后，利用锚索中间预留的注浆管进行注浆。注浆采用孔低返浆法，即将注浆管插至距孔底30~50cm处，用压浆机将砂浆压入孔底，空气从锚索口排出，注浆量由砂浆位置指示器控制。
为克服常用的水泥浆体凝结时间长，早期强度增长慢，硬化后产生干缩等问题，掺入适量膨胀剂,使浆体凝结后产生一定的膨胀变形，从而改善了锚固段防裂、抗渗性能，进而提高预应力锚索的耐久性，而且锚固浆体的膨胀变形在周围岩体的限制变形作用下，还产生一定的自应力，进一步提高浆体与孔壁的粘结力，浆体与钢丝束之间的粘结力也会明显提高。
该段锚索设置了四孔拉拔实验孔，其中两孔采用上述改良水泥砂浆。破坏性拉拔实验结果表明，采用改良水泥砂浆比采用普通水泥砂浆，抗拔力提高5%～10%。
3．2．5 张拉锁定
在锚索注浆并养护8～10天后（水泥强度达到70%以上），可进行张拉锁定作业，作业时严格按以下工艺质量要求操作：
a. 张拉前必须把承压板支撑构件面整平，将承压板（槽钢腰梁）、垫板、锚具安装到位，并保持与锚杆轴线方向垂直，安装千斤顶时千斤顶轴线应与锚索轴线尽量保持重合；
b. 安装前应对千斤顶和电动油阀进行标定，按标定的数据进行张拉。张拉时，事前检查油阀各阀门的工作情况、油管的畅通情况，以免在张拉时油泵工作不正常而造成张拉失败；
c. 张拉按程序进行，锚索张拉顺序应综合考虑对临近锚索的相互影响确定；
d. 正式张拉前必须对锚索进行预张拉2次，张拉力为设计荷载的0.1～0.2倍，以保证锚索各部位接触紧密、杆体平直，消除杆体的隐蔽变形量。拉直后再进行张拉时，其变形量起点以此状态为零点起记；
e. 张拉控制应力控制在0.65～0.75倍锚索强度标准值范围内；
f. 张拉荷载分级逐步施加，当荷载增加到1.1～1.2倍设计荷载时，观测10～15min。如果变形无变化，锚索保持原状，油泵上压力表指针无返回现象，方可卸载到设计荷载，进行锁定作业；
g. 锁定作业严格按规范进行，使用标准锚具，锚索锁定后，如发现有明显的预应力损失，须进行张拉补偿。
4、预应力锚索加固效果讨论
4．1 预应力锚索体系破坏原因分析
预锚加固体系由预应力施加体和被加固岩体所组成，而预应力施加体又由预应力锚索和内、外锚头组成。人为施加到锚索上的预应力正是依靠外锚头的支撑作用、胶结段锚索与胶结体之间的粘结力、胶结体自身的承载力，以及胶结体与周围岩体之间的粘结力 ，最终传递到被加固的岩体上。因此，预锚体系是一个不可分割的、共同工作的整体。根据总结分析，预应力锚索加固体系常见破坏的形式主要有以下几种情况：
（1）锚索断裂破坏：这种破坏主要是通过控制张拉应力 (国内目前常常取为 0 . 62 5σｂ～ 0 . 65σｂ)、保证锚索质量和采取防腐措施来防止；
（2）锚索与胶结体间的结合面破坏：是否会发生此类破坏主要取决于结合面强度；
（3）胶结体内部破坏：胶结体内部可能发生拉裂及剪切的复杂应力破坏；
（4）胶结体与岩体之间的结合面破坏：是否发生此类破坏，取决于胶结体的强度以及内锚头是否进行扩孔处理等多种因素，一般情况下较少发生这种破坏。. （5）被加固岩体发生破坏。
4．2 提高加固效果的措施
针对锚索加固体系的特点及介质，可采取相应的措施以提高加固效果。对于在内锚固段靠近上端的部分，锚索和胶结体之间的剪应力存在着相当严重的应力集中现象。因此，当预锚力较大时可能会造成结合面发生局部粘结破坏，甚至引起内锚头严重破坏，此时，可以对内锚固段采用分段填浆、分级张拉加荷的方法，有效地防止这种破坏。. 所谓分段填浆、分级张拉加荷，就是将内锚固段的水泥浆改一次回填为多阶段回填。在每一阶段，当水泥结石达到一定强度时，对锚索施加部分荷载，然后进行下一阶段回填及张拉；当后一阶段回填长度足够长时，该阶段加荷仅会对前一段水泥结石内的应力状况产生很小的影响。通过这一方法，可以缓解应力集中现象，大大改善胶结式内锚固段的应力状态，防止内锚头的破坏。而且本文认为，还可以通这一方法控制被加固岩体内的应力重分布的具体状况，提高加固的效率和效果。
5、结束语
本工程较好地利用了预应力锚索加固了铁路路线边坡岩体的稳定性，既利用了铁路沿线的既有地形，又节约了投资，缩短工期，且极便于施工经过竣工验收使用两年多，未发现任何不稳定的因素，取得了很好的实际应用效果.
[关键词]：预应力锚索 边坡加固 设计 施工 防腐
中图分类号：TU378 文献标识码：TU 文章编号：1009-914X(2012)29- 0294 -02
近数年来，预应力锚索加固技术已广泛应用于建筑结构物加固、大型地下洞室及深基坑支护等工程，而在铁路线上的高路堑边坡加固中主要采用喷锚挂网防护和素喷混凝土防护等加固技术，预应力锚索加固技术因施工工艺或者防腐等因素而相对应用得较少一些，其具体的优势未能充分的发挥。随着我国基础工程建设项目的迅猛发展，可以预见，预应力锚索加固技术将获得更为广泛的应用。本文主要介绍预应力锚索加固技术在某铁路高陡边坡加固工程的具体应用技术。
1、工程概况
2、预应力锚索设计
3、应力锚索施工
3．2 主要施工方法
3．2．1测放锚索钻孔
清理拟加固坡面后，根据设计锚索立面定位图，测放出锚索孔位，并用红漆或白灰在坡面上作出明显标记。孔位测定后，对锚索孔位进行复查，符合要求后方可進行下一道工序。
3．2．2 成孔
（2）锚索安装
在钢铰线组合成索和钻孔完成后及时进行锚索安装。安装前先用高压风洗孔，确定孔壁无粘附泥浆并复查钢铰线材料型号、规格、各部位质量均满足设计要求后，将锚索抬起徐徐放入孔内至设计深度。放入过程中，严禁上下抖动、来回扭转和撞动，防止中途散束和卡阻，造成安装失败。
3．2．4锚固段灌浆及其改良
按设计要求，锚固段及张拉段均灌注M40水泥砂浆，水泥采用525号普通硅酸盐水泥。
当锚索安装完毕后，利用锚索中间预留的注浆管进行注浆。注浆采用孔低返浆法，即将注浆管插至距孔底30~50cm处，用压浆机将砂浆压入孔底，空气从锚索口排出，注浆量由砂浆位置指示器控制。
为克服常用的水泥浆体凝结时间长，早期强度增长慢，硬化后产生干缩等问题，掺入适量膨胀剂,使浆体凝结后产生一定的膨胀变形，从而改善了锚固段防裂、抗渗性能，进而提高预应力锚索的耐久性，而且锚固浆体的膨胀变形在周围岩体的限制变形作用下，还产生一定的自应力，进一步提高浆体与孔壁的粘结力，浆体与钢丝束之间的粘结力也会明显提高。
该段锚索设置了四孔拉拔实验孔，其中两孔采用上述改良水泥砂浆。破坏性拉拔实验结果表明，采用改良水泥砂浆比采用普通水泥砂浆，抗拔力提高5%～10%。
3．2．5 张拉锁定
在锚索注浆并养护8～10天后（水泥强度达到70%以上），可进行张拉锁定作业，作业时严格按以下工艺质量要求操作：
a. 张拉前必须把承压板支撑构件面整平，将承压板（槽钢腰梁）、垫板、锚具安装到位，并保持与锚杆轴线方向垂直，安装千斤顶时千斤顶轴线应与锚索轴线尽量保持重合；
b. 安装前应对千斤顶和电动油阀进行标定，按标定的数据进行张拉。张拉时，事前检查油阀各阀门的工作情况、油管的畅通情况，以免在张拉时油泵工作不正常而造成张拉失败；
c. 张拉按程序进行，锚索张拉顺序应综合考虑对临近锚索的相互影响确定；
d. 正式张拉前必须对锚索进行预张拉2次，张拉力为设计荷载的0.1～0.2倍，以保证锚索各部位接触紧密、杆体平直，消除杆体的隐蔽变形量。拉直后再进行张拉时，其变形量起点以此状态为零点起记；
e. 张拉控制应力控制在0.65～0.75倍锚索强度标准值范围内；
f. 张拉荷载分级逐步施加，当荷载增加到1.1～1.2倍设计荷载时，观测10～15min。如果变形无变化，锚索保持原状，油泵上压力表指针无返回现象，方可卸载到设计荷载，进行锁定作业；
g. 锁定作业严格按规范进行，使用标准锚具，锚索锁定后，如发现有明显的预应力损失，须进行张拉补偿。
4、预应力锚索加固效果讨论
4．1 预应力锚索体系破坏原因分析
预锚加固体系由预应力施加体和被加固岩体所组成，而预应力施加体又由预应力锚索和内、外锚头组成。人为施加到锚索上的预应力正是依靠外锚头的支撑作用、胶结段锚索与胶结体之间的粘结力、胶结体自身的承载力，以及胶结体与周围岩体之间的粘结力 ，最终传递到被加固的岩体上。因此，预锚体系是一个不可分割的、共同工作的整体。根据总结分析，预应力锚索加固体系常见破坏的形式主要有以下几种情况：
（1）锚索断裂破坏：这种破坏主要是通过控制张拉应力 (国内目前常常取为 0 . 62 5σｂ～ 0 . 65σｂ)、保证锚索质量和采取防腐措施来防止；
（2）锚索与胶结体间的结合面破坏：是否会发生此类破坏主要取决于结合面强度；
（3）胶结体内部破坏：胶结体内部可能发生拉裂及剪切的复杂应力破坏；
（4）胶结体与岩体之间的结合面破坏：是否发生此类破坏，取决于胶结体的强度以及内锚头是否进行扩孔处理等多种因素，一般情况下较少发生这种破坏。. （5）被加固岩体发生破坏。
4．2 提高加固效果的措施
针对锚索加固体系的特点及介质，可采取相应的措施以提高加固效果。对于在内锚固段靠近上端的部分，锚索和胶结体之间的剪应力存在着相当严重的应力集中现象。因此，当预锚力较大时可能会造成结合面发生局部粘结破坏，甚至引起内锚头严重破坏，此时，可以对内锚固段采用分段填浆、分级张拉加荷的方法，有效地防止这种破坏。. 所谓分段填浆、分级张拉加荷，就是将内锚固段的水泥浆改一次回填为多阶段回填。在每一阶段，当水泥结石达到一定强度时，对锚索施加部分荷载，然后进行下一阶段回填及张拉；当后一阶段回填长度足够长时，该阶段加荷仅会对前一段水泥结石内的应力状况产生很小的影响。通过这一方法，可以缓解应力集中现象，大大改善胶结式内锚固段的应力状态，防止内锚头的破坏。而且本文认为，还可以通这一方法控制被加固岩体内的应力重分布的具体状况，提高加固的效率和效果。
5、结束语
本工程较好地利用了预应力锚索加固了铁路路线边坡岩体的稳定性，既利用了铁路沿线的既有地形，又节约了投资，缩短工期，且极便于施工经过竣工验收使用两年多，未发现任何不稳定的因素，取得了很好的实际应用效果.