【摘 要】依托筆者多年來在邊坡失穩(wěn)防治方面的現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)分析了目前預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)、使用條件及存在的主要問題，闡述了預(yù)應(yīng)力錨索框架梁支護(hù)體系的作用機(jī)理和優(yōu)點(diǎn)。最后系統(tǒng)分析總結(jié)出目前預(yù)應(yīng)力錨索框架梁存在11類病害，詳細(xì)說明了各種病害的破壞類型以及產(chǎn)生原因，旨在為從事邊坡失穩(wěn)防治工作的同行提供參考價值。

【關(guān)鍵詞】邊坡；預(yù)應(yīng)力錨索；病害

對于山區(qū)高速公路，路基工程挖方數(shù)量大，路塹邊坡高，地質(zhì)比較差的地段一般采用預(yù)應(yīng)力錨索地梁，以確保路基高邊坡穩(wěn)定[1]。錨索錨固技術(shù)的先進(jìn)性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性已得到公認(rèn)[2]。

1 預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)

1.1 預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

①能充分發(fā)揮高強(qiáng)鋼材、鋼絲、鋼絞線等材料的良好性能；

②最大限度地利用巖土介質(zhì)的內(nèi)在強(qiáng)度和潛力，加強(qiáng)自承和自穩(wěn)能力；

③主動加載用以改善工程結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)，提高受加固體的強(qiáng)度；

④確保工程施工的安全及巖土體的長期持續(xù)穩(wěn)定，約束其變形。

1.2 預(yù)應(yīng)力錨索的適用條件及主要問題

（1）預(yù)應(yīng)力錨索的適用條件

技術(shù)上，預(yù)應(yīng)力錨索可用于加固一般巖土質(zhì)的邊坡、滑坡和危巖，包括土質(zhì)滑坡。

但在以下條件時，其應(yīng)用和功效受到限制：

①當(dāng)滑動面較陡時，尤其對陡傾的危巖。

②當(dāng)滑體很厚、錨索自由段過長時。

③當(dāng)下滑力過大、滑體十分松軟時。

④當(dāng)滑床為松軟土體時。

（2）預(yù)應(yīng)力錨索的主要問題

①預(yù)應(yīng)力衰減問題。加固松散體的錨索的預(yù)應(yīng)力衰減是有限的、可控的和可彌補(bǔ)的，在規(guī)范施工的條件下，對預(yù)應(yīng)力錨索的長期有效性的耽心是不必的。

②鋼絞線腐蝕問題。對化學(xué)腐蝕，由于采用了鋼絞線防腐除銹、塑料套裹護(hù)、水泥砂漿裹護(hù)三道措施，問題基本解決。現(xiàn)最關(guān)注的是應(yīng)力腐蝕，即鋼絞線長期處于高拉應(yīng)力狀態(tài)下產(chǎn)生缺損進(jìn)而組成鋼絞線的鋼絲產(chǎn)生破斷的問題。由于預(yù)應(yīng)力錨索面世僅數(shù)十年，作為百年大計(jì)的抗滑工程，尚未全程經(jīng)受檢驗(yàn)，因此目前應(yīng)以加大錨索鋼絞線的安全儲備、規(guī)范張拉工藝來應(yīng)對。

③錨固段設(shè)計(jì)問題。錨索設(shè)計(jì)中以剪應(yīng)力沿錨固段全長均勻分布，采用平均粘結(jié)強(qiáng)度來計(jì)算錨固段的長度。但事實(shí)上，剪應(yīng)力在錨固段并非均勻分布，而是呈單峰曲線狀分布，按剪應(yīng)力均布計(jì)算錨固段長度趨于不安全。

④錨索施工問題。包括松散體中跟管鉆進(jìn)問題，深長錨孔鉆進(jìn)的糾偏問題，擴(kuò)孔與二次注漿問題，張拉與鎖定工藝問題。

2 預(yù)應(yīng)力錨索框架梁

2.1 預(yù)應(yīng)力錨索框架梁作用機(jī)理

預(yù)應(yīng)力錨索框架梁結(jié)構(gòu)，人為地向錨索施加預(yù)應(yīng)力，把可能滑落的巖土與內(nèi)部深處穩(wěn)定的巖體聯(lián)接起來，增加松散巖土的滑落阻力。并且各錨索之間并不是孤立的，而是通過坡面框架梁的聯(lián)接作用形成一個整體，穿透松散巖土體內(nèi)部，從而阻止整個邊坡的失穩(wěn)。

預(yù)應(yīng)力錨索框架梁結(jié)構(gòu)，是將緊固頭錨固到外部框架上，錨固力先作用在外部框架梁上，再經(jīng)過外部框架梁傳遞給被包裹的松散巖土體，致使被包裹的松散巖土體內(nèi)部產(chǎn)生附加應(yīng)力，改變了松散巖土體的原始應(yīng)力狀態(tài)，從而起到加固邊坡的作用。

2.2 預(yù)應(yīng)力錨索框架梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

（1）預(yù)應(yīng)力錨索框架梁結(jié)構(gòu)能有效防治邊坡失穩(wěn)

預(yù)應(yīng)力錨索框架梁結(jié)構(gòu)，把噸位級別的錨索打入深部穩(wěn)固的巖體之中，并通過坡面框架梁施加預(yù)應(yīng)力，防治松散巖土內(nèi)部變形破壞。另外，坡面外側(cè)的鋼筋砼框架梁，牢牢托緊表層松散巖土，有效防止表層松散巖土滑落。

（2）方便綠化，有利環(huán)境

處于邊坡外側(cè)的框架梁根據(jù)外觀形態(tài)，可以分為方格形形式、人字形形式、拱形形式等，

這些框架梁不但本身形態(tài)美觀，而且可以在框架的空隙間種植植被，不但綠化了坡面、掩蓋了施工痕跡，而且十分有效地阻止了坡面的水土流失，從而阻止了坡體內(nèi)預(yù)應(yīng)力的大幅下降。

（3）山區(qū)民居周圍的邊坡眾多，但受各種現(xiàn)實(shí)條件的限制，難于把各個邊坡的地質(zhì)情況勘察清楚，地質(zhì)情況的不完整會導(dǎo)致邊坡防治的相關(guān)設(shè)計(jì)不準(zhǔn)確或失誤，在施工過程中，必須采用動態(tài)地設(shè)計(jì)，及時調(diào)整不合理的設(shè)計(jì)。在預(yù)應(yīng)力錨索施工過程中，可以根據(jù)鉆孔情況，及時了解到邊坡內(nèi)穩(wěn)定巖體發(fā)育深度和規(guī)律。利用這些實(shí)時可靠的地質(zhì)資料，隨時來修改先前不恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)。另外，處于邊坡外側(cè)的錨索框架，可以改變錨索數(shù)量以及錨固深度，改變錨固力大小，使設(shè)計(jì)變得簡單而又易于實(shí)施。

3 預(yù)應(yīng)力錨索框架梁的病害

3.1 病害類型

根據(jù)預(yù)應(yīng)力錨索框架缺損病害發(fā)生部位的不同，可以分為預(yù)應(yīng)力錨索缺損、框架缺損、邊坡地基缺損及坡面防護(hù)措施缺損四種。詳細(xì)分類如圖1所示。

②預(yù)應(yīng)力錨索注漿體與巖土界面破壞可能是施工時注漿質(zhì)量等缺損導(dǎo)致，也可能是設(shè)計(jì)不當(dāng)造成，如實(shí)際的錨固力小于設(shè)計(jì)錨固力。對于錨固段巖土體剪切破壞，大多是設(shè)計(jì)不當(dāng)造成。

（3）預(yù)應(yīng)力錨索長度不夠

破壞方式：預(yù)應(yīng)力錨索框架整體“坐船”下滑。

病害原因：

預(yù)應(yīng)力錨索的錨固段沒有深入到穩(wěn)定巖體中或者深入到穩(wěn)定巖體的長度不足，起不到加固邊坡的作用，或者加固效果不好。這種病害除了施工時預(yù)應(yīng)力錨索的長度達(dá)不到設(shè)計(jì)長度外，大多數(shù)情況是由于設(shè)計(jì)人員對邊坡病害體的范圍估計(jì)不足或不當(dāng)。

（4）錨頭缺損

病害原因：

①錨頭承壓板破壞

錨頭下的鋼墊板受局部承壓變形，主要原因是墊板厚度不足、剛度不夠、套管孔徑大、墊板下砼表面凹凸不平等，大都是施工質(zhì)量不合格造成。

②錨墩破壞

a、砼墊板受力面積過小、受力過于集中。

b、砼墊板沒有配置鋼筋或配置鋼筋數(shù)量不足。

c、墊墩砼養(yǎng)護(hù)期較短，砼強(qiáng)度不足，過早張拉預(yù)應(yīng)力錨索而使墊墩砼被壓壞。

（5）框架梁抗彎能力不足

病害原因：截面最大彎矩處梁的彎矩超過了抗彎能力發(fā)生彎曲破壞。

（6）框架梁抗剪能力不足

框架梁的剪切破壞主要是由于截面砼的強(qiáng)度和箍筋數(shù)量不夠。

（7）框架梁裂縫超限

框架梁彎曲裂縫超過允許范圍。

（8）框架懸空

病害原因：框架梁底部土體發(fā)生變形破壞、框架梁懸空、框架發(fā)生下挫變形、下部錨頭失去預(yù)應(yīng)力。

（9）框架凹陷

病害原因：土體強(qiáng)度較低或框架截面尺寸偏小，在錨索拉力作用下，框架下地基承載力不足導(dǎo)致土體變形較大，造成框架陷入土體。

（10）框架坡面防護(hù)措施被雨水沖刷

沒有采取封閉的坡面防護(hù)措施，如植草防護(hù)等。

（11）框架內(nèi)發(fā)生局部坍塌

由于地下水、地表水的作用，或坡率較