摘要：鑒于預(yù)應(yīng)力錨桿在鐵路邊坡防護(hù)中起著越來越重要的作用，并且得到了廣泛的應(yīng)用，文章在對預(yù)應(yīng)力錨桿進(jìn)行了概述后，分別對錨桿的結(jié)構(gòu)、應(yīng)用以及實例中施工技術(shù)進(jìn)行了論述，并且還提出了錨桿施工中影響施工質(zhì)量的問題及改善措施。
在鐵路邊坡經(jīng)常的發(fā)生沿著剪切面的滑移與破壞，其原因是鐵路路基的高邊坡防護(hù)工程不達(dá)標(biāo)，致使?jié)撛诨w所受的抗滑力小于下滑力。這些年來隨著預(yù)應(yīng)力錨桿的施工技術(shù)的逐步成熟，其在鐵路中的應(yīng)用也越來越廣泛，對于鐵路邊坡的防護(hù)起到了重要的作用。
1.預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)概述
防止邊坡發(fā)生滑移的方法一般有兩種：一種是傳統(tǒng)的削坡法，即通過改變邊坡角來穩(wěn)定邊坡；另一種是比較實用，且具有重大的經(jīng)濟(jì)意義的增設(shè)支護(hù)結(jié)構(gòu)法，即常用的錨桿加固法。由于后者較之前有著更為普遍的使用環(huán)境，同時經(jīng)濟(jì)、可靠，因此在近年的邊坡防護(hù)中得到了廣泛的應(yīng)用，顯示了明顯的防護(hù)作用。
在不同的地質(zhì)條件下邊坡的滑面多不相同，例如在粘性土質(zhì)的邊坡中，滑面一般為圓弧狀；在砂性土質(zhì)的邊坡的滑面呈斜面；而在土質(zhì)較硬的巖體中，滑面則與巖體的裂縫、節(jié)理以及斷層相聯(lián)系。
錨桿加固邊坡是巖土錨固技術(shù)的拓展應(yīng)用，通過錨桿來傳遞結(jié)構(gòu)物的拉力或者保持開挖面的穩(wěn)定，其作用可以簡要的概述為：（1）在錨索以及錨桿的作用下，不僅為加固的地層起到了進(jìn)一步的加筋目的，而且使之產(chǎn)生了壓應(yīng)力區(qū)；（2）增強地層的強度，有效的改善其力學(xué)性能：（3）由于地層與支護(hù)結(jié)構(gòu)緊密的連接在了一起，形成了一個更為有利的復(fù)合體，承受更大的剪力以及拉力；（4）有效的提升抗剪強度，從而防止?jié)撛诨泼姘l(fā)生滑移、坡體位移。
鑒于這項技術(shù)在減輕結(jié)構(gòu)物自重、安全可靠、節(jié)約建材以及社會、經(jīng)濟(jì)效益方面的優(yōu)勢，我國早在50年代就使用巖石錨桿，特別是在60年代開始將此技術(shù)應(yīng)用于鐵路、公路、隧道等。如今此技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)幾乎涵蓋了土木工程的各個領(lǐng)域，例如橋梁、碼頭、船閘、隧道、壩體以及邊坡。
2.錨桿的結(jié)構(gòu)
錨桿主要由三部分構(gòu)成：錨固、自由端與錨頭。
根據(jù)錨桿是否預(yù)先施加應(yīng)力可以將其細(xì)分為預(yù)應(yīng)力錨桿以及非預(yù)應(yīng)力錨桿，后者在錨固完成后不再施加其它的外力，錨桿自由的受力。具體施工中非預(yù)應(yīng)力的錨桿采用Ⅱ、Ⅲ級別的螺紋鋼，相應(yīng)的其錨頭也較為的簡單。但在實際中為了達(dá)到更好的邊坡防護(hù)效果，預(yù)應(yīng)力錨桿在鐵路的滑坡治理中更為廣泛的應(yīng)用，其設(shè)計、施工較之前更為的復(fù)雜。
3.錨桿在邊坡加固中的應(yīng)用
3.1安全系數(shù)的計算
在實際應(yīng)用中為了更為直觀的得到邊坡錨桿的作用，一般引入安全系數(shù)K：
其中Ni、Ti、Ci分別為第i條滑移面上的法向力、切向力以及粘聚力；Li為滑面的長度；Pn、Pt為錨桿的錨固力沿著滑面的法向以及切向的分力；f為摩擦系數(shù)。
為了克服不同的巖石產(chǎn)狀及軟硬程度的差異所產(chǎn)生的失穩(wěn)或破壞模式，一般將錨桿的架設(shè)部位定在抵抗破壞最有利的方向，即讓巖石的主結(jié)構(gòu)面與錨桿的軸線成大角相交。
3.2錨桿與其它支護(hù)結(jié)構(gòu)的配合使用
（1）鋼筋混凝土面板與錨桿混合使用。這種結(jié)合方式適合于巖石類邊坡，使用到的錨板可以根據(jù)具體的施工特點選擇掛網(wǎng)噴射混凝土層或線澆筑板。而在由填方形成的直立土質(zhì)邊坡結(jié)構(gòu)中可以將錨定板、混凝土板肋以及錨桿聯(lián)合使用。
?。?）在經(jīng)過錨釘加固的邊坡上，還可以通過增設(shè)抗拉構(gòu)件而增強邊坡的穩(wěn)定性，這種方法尤其的適用于土質(zhì)較為松散的邊坡。
?。?）混凝土框架與錨桿聯(lián)合使用。這種結(jié)合方式主要的應(yīng)用于直立的巖石切坡或較為陡峭的巖石邊坡，可以靈活的選用預(yù)應(yīng)力錨桿以及非預(yù)應(yīng)力錨桿。
?。?）錨桿配合鋼筋混凝土樁聯(lián)合使用。施工中可以選擇排樁的埋設(shè)方式、錨桿的類型。
4.實例分析
4.1工程簡介
某工程所處地段地勢起伏較大，巖性為強～弱風(fēng)化的粉砂巖，紫紅色，粉粒結(jié)構(gòu)，巨厚～厚層狀構(gòu)造，泥質(zhì)膠結(jié)，巖質(zhì)較軟，遇水崩解，且有順層。存在著多處的高路塹邊坡防護(hù)以及開挖工程，路段坡高最大值為25米，適宜使用預(yù)應(yīng)力錨桿。制定的方案為：采用混凝土框架與錨桿聯(lián)合使用，錨桿體與水平面的夾角為20°第一級坡面的坡率為1：1.25，垂直高度10米；以上2、3級每一級高度8米，坡率為1：1.50。
4.2錨桿施工驗收
為了確保在鉆孔的過程中發(fā)生邊坡地質(zhì)條件惡化的現(xiàn)象，選擇使用無水干鉆法，并且防止嚴(yán)重的塌孔事件，一旦發(fā)生要立即停止，并進(jìn)行注漿。鉆孔遵循回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方式，并用泥漿保護(hù)鉆孔。同時鉆孔的方位要達(dá)到要求，及垂直誤差不超過100mm，水平方向的誤差不超過5mm。
錨桿的使用前要進(jìn)行螺紋的加工、防腐處理、斷料等準(zhǔn)備。放入錨桿之前檢查鉆孔是否堵塞，然后將錨體與注漿管一同放入鉆孔進(jìn)行注漿。注漿使用的漿材質(zhì)量、注漿的工藝以及漿液的性能嚴(yán)重影響著注漿的效果。
然后進(jìn)行錨桿的張拉，控制力一般在520KN，以達(dá)到所需的預(yù)應(yīng)力值，具體參數(shù)可根據(jù)拉拔試驗所得，同時要在張拉的過程中選擇適宜的張拉設(shè)備，以及在安裝、標(biāo)定、鎖定荷載、測量精度方面進(jìn)行質(zhì)量把關(guān)。
最后是錨桿安裝的質(zhì)量驗收。要求參與檢測的錨桿的數(shù)量不得少于總桿數(shù)5%，并且每一個邊坡至少有三根參與驗收。驗收實驗主要有最大實驗荷載、錨桿的蠕變實驗。完成了施工階段的質(zhì)量驗收后，還要繼續(xù)的對于錨桿施工進(jìn)行長期的觀測，以此獲得錨桿的工作狀況、預(yù)應(yīng)力損失及位移變化情況。
5.注意事項
盡管錨桿施工較為的簡單，但是要保質(zhì)保量的完成鐵路邊坡防護(hù)還是要從以下幾個問題狠抓落實的：
（1）防腐蝕。由于錨桿在使用中一致的埋在巖土中，并且受到邊坡的拉力，如果在施工中沒有考慮到化學(xué)與電化學(xué)腐蝕以及氫脆等情況，就會在日后的短時間內(nèi)發(fā)生錨桿斷裂問題。因此要注意以下幾點：首先要避免使用鍍鋅的綁扎材料，其次要使用經(jīng)久耐用的隔離架，如鋼制或者塑料制品；最后還要使用注意水泥的選用，使用抗硫酸鹽水泥或者普通的硅酸鹽水泥。
（2）為了避免在二次灌漿時出現(xiàn)地表面膨脹隆起的情況，要注意靠近地面的灌漿壓力，一般注漿壓力控制在0.2MPa。在灌漿結(jié)束后要等到砂漿的強度足夠大再進(jìn)行張拉。
6.結(jié)束語
經(jīng)過錨桿加固的鐵路邊坡在日后的使用中很少發(fā)生變形或者滑移，充分的說明了預(yù)應(yīng)力錨桿的邊坡防護(hù)能力，達(dá)到了預(yù)期的目的。最后給出個人的一些體會：首先采用預(yù)應(yīng)力錨桿可以將作用力均勻的分布在待加固的邊坡，有著很好的地質(zhì)、地形適應(yīng)性；其次預(yù)應(yīng)力錨桿施工過程不會對巖體產(chǎn)生破壞，施工干擾小，簡單、安全；最后是錨桿的受力很可靠。相信隨著錨桿技術(shù)的逐漸成熟和發(fā)展，它在鐵路、公路等方面的應(yīng)用會更為廣泛，施工的難度會更低，防護(hù)效果會更佳。
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