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一、我国城市轨道交通建设
1.我国轨道交通建设的发展概况
随着我国城市人口和车辆的不断增加,在一些较为拥挤的大中城市地面交通已无法满足人们的出行要求,这些城市面临巨大交通压力。而地下铁道与轻轨在解决城市交通问题上越来越显示其重要地位。
自上世纪90年代中后期,我国的轨道交通建设进入了高速发展时期。至今为止,我国已有许多城市如北京、上海、广州、深圳、南京等拥有多条地铁线路在运行,对这些城市的发展和提高百姓的日常生活质量做出了巨大贡献。此外,现在各大城市都把地铁和轻轨建设列入未来的城市规划中,有些规划的线路已经在建。可以说,我国地铁和轻轨建设的发展趋势是长期的、持久的。
2.地铁轻轨建设对城市地下空间开发的带动作用
地铁等地下交通设施的建设,带动了地下商场、地下停车厂、地下管廊、地下交通等等设施的发展。随着城市建设的不断发展,城市地面可利用的空间越来越少,必须向地下要空间,城市地下空间开发利用已成为必然的趋势。地铁和其它地下场所构成了未来城市人们生活的新的空间。
二、地铁工程主要施工方法
地铁规范中所指的城市轨道交通是指在城市中修建的快速、大中运量用电力牵引,采用钢轮钢轨的轨道交通。线路可在地下、地面或高架桥上敷设。本文在这里主要涉及的是地下敷设的地铁的施工方法。地铁的不同组成部分施工方法有所差别,应具体情况具体对待。车站工程的主要施工方法有明挖法、暗挖法以及盖挖法。区间工程的主要施工方法有明挖法、暗挖法以及盾构法。附属工程主要指地铁车站的风道、出入口等,主要采用明挖法和暗挖法施工。车站、区间及附属工程施工方案的确定,通常综合考虑地质及水文地质条件,社会环境要求等因素进行多方案比较,最终选择适合的施工方案。
1.明挖法。目前全国各大城市的地铁施工中明挖法施工的车站及区间占很大比例。明挖法的施工主要是采取桩+支撑或桩+锚索、土钉墙以及地下连续墙等作为围护结构,在维护结构安全稳定的状态下进行基坑内的土方开挖及结构施工。具有施工简单、造价相对较低等优点,但对地面交通的影响较大。
2.暗挖法。暗挖法的施工特点是在地质条件的情况下,采用超前支护体系对地层改善、加固。在超前支护的保护下采用复合式衬砌方法进行地下结构的初期支护及二衬施工。施工中遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”的十。
此外,盖挖法、矿山法、盾构法也各具特点和优势,这里不再一一叙述。
三、锚固技术在地铁工程中的应用
地下铁道建设的繁荣与发展给锚固技术带来了极好的发展前景,相应的,锚固技术的发展也给地下铁道的建设带来了革命性的进步。目前的地下铁道工程的施工已广泛应用了锚固技术,无论是明挖法施工还是暗挖法施工,维护结构及超前支护结构的施工都离不开锚固技术。
1.锚固技术在明挖法施工中的应用。对于明挖法施工的地铁车站深度较浅的基坑(指基坑开挖深度在10m以内),有条件时,宜采用较为经济的土钉墙体系。深度较大、基坑宽在30m以上时,一般采用桩+锚索(杆)体系。
从目前地铁车站、区间的深度分析,采用桩+锚和地下连续墙+锚作为围护结构的居多。从经济上考虑,也采用土钉墙与桩+锚结合的技术。其中比较典型的是北京地铁五号线雍和宫站,其一侧围护结构上部为土钉墙,下部为桩+锚,另一侧围护结构自上至下均为桩+锚。在软土、沙层等土层,锚索采用钢绞线,长度为20~30m,拉力为300~1000KN,间距一般为1.4m左右。
2.锚固技术在暗挖施工中的应用。在暗挖法施工中,锚固技术主要应用在超前大管棚、超前小导管以及锁脚锚管等方面。
⑴超前大管棚主要用于暗挖隧道下穿大的雨水管、污水管或重要地下构筑物及隧道开马头处,目的是控制管线或构筑物的沉降。施工一般采用地质钻,对较长的管棚,可采用夯管锤或定向钻。地铁大管棚一般采用小于300mm钢管,管内填水泥砂浆。管棚长度一般为10~20m,目前,最长的管棚已达到120m。管棚施工会扰动土层,一般要有5mm的地表沉降。
⑵小导管主要应用于浅埋暗挖法施工的超前支护,用以防止开挖面拱部土体塌方。小导管场度为3.0~3.5m,前端设有注浆孔,用打入方式置入土层,上倾角10°~15°。导管安装后,向管内注浆。注浆可采用单液浆或双液浆,浆液扩散半径为15cm。超级秘书网
⑶锁脚锚管是为控制暗挖施工土层沉降的措施,即在隧道开挖初期支护拱脚部位,增设一道锚管。
随着地下空间开发及锚杆、锚索应用密度的增加,岩土锚固技术对环境的影响已日渐突出。
在以往的工程建设中,由于未考虑锚杆、锚索对后续工程的影响,特别是新开发城市对占用建筑红线外的地下空间还没有限制,或者城市还没有全面规划,锚杆、锚索占用了过多的空间范围甚至是超出了建筑红线,严重影响了后续工程的开展。
针对以上情况,为解决锚固技术对环境的影响,保护地下空间环境,提出以下建议:
1.城市整体规划中建筑红线的制定,应考虑地铁等地下空间的范围和施工方法。
2.锚索设计与施工时,首先应对周围环境做详细调查,包括对规划方案要详实了解。设计时应充分考虑周围环境和城市规划,施工方案不应对后续工程造成影响。
3.尽量减短锚索长度,以减少影响范围。减短锚索,必须加大锚索抗拔力,可采用大直径旋喷锚体、扩大头锚杆等新技术。
4.锚索施工对周围环境有影响时,尽可能采用其他支护体系。当工程必须采用锚索方案时,应优先选择可拆卸锚索。
5.预应力锚索筋可采用玻璃钢筋或碳纤维筋,其抗拉力可以保证,便于切割,减少施工难度和施工风险。
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1 引言
隧道支护理论经历了古典压力理论阶段、松散体理论阶段和现在的支护与围岩共同作用理论阶段。支护与围岩共同作用理论认为围岩与支护同为承载结构，前者是主体，后者是辅助，两者互不可缺。为了使得隧道施工设计更加科学、合理，同时节省工程造价，因此在隧道支护中应当在保证不出现围岩失稳的前提下最大限度发挥其自身的承载力。锚杆作为一种柔性支护结构，能与围岩同步变形，使其在隧道支护工程中被广泛使用。
锚杆技术由国外发明，最初用于矿山巷道支护加固。19世纪末20世纪初英国、美国率先使用锚杆对矿山边坡进行加固，锚杆由此得到关注。20世纪50年代到70年代，德国、捷克斯洛伐克、英国、美国将锚杆运用于基坑开挖支护，从此锚杆被各国广泛应用边坡稳定的维护。相比于国外，虽然我国锚杆技术的发展起步较晚，但经过近几十年引进、吸收和消化国外锚杆技术，并通过与工程实践相结合，我国锚杆技术取得了长足的进步。本文通过对锚杆分类和锚杆支护机理发展的阐述以及锚杆支护机理不足之处的指出，以期为相关研究人员提供些许参考。
2锚杆分类
锚杆是一个抗拉强度高于岩土体的杆体，依靠与周围岩土体紧密接触所形成的摩阻力形成对岩土体径向方向上的约束。
锚杆有多种分类依据：
（1）锚固长度：全长锚固型和端头锚固型。
（2）锚固方式：机械型、黏结型和混合型。
（3）是否施加预应力：预应力锚杆和非预应力锚杆。
（4）受力状态：拉力型锚杆和压力型锚杆。
3锚杆支护机理的发展
20世纪40年代以来，各国研究人员对锚杆支护机理进行了大量理论研究，并在工程中检验、推动和完善理论，取得了诸多研究成果。下面对锚杆的支护机理加以综述：
（1）悬吊理论：该理论由Louis A.Panek于1952～1962年间提出，他认为通过锚杆能够直接将不稳定岩石悬吊在上部坚硬岩层。
（2）组合梁理论：该理论由Jacobio于1952年提出，其实质是利用锚杆将岩层钉在一起，增大岩层之间的摩擦力，防止其滑移和坍塌。
（3）减跨理论：将锚杆打入隧道周边围岩中，相当于在围岩中增加了支点，从而使得隧道围岩跨度减小，提高了围岩的稳定性。
（4）整体加固理论：通过大量锚杆的布设，将隧道周边松散围岩锚固在内部稳定围岩上，使得松散围岩和稳定围岩形成一个整体，增大了隧道围岩的整体稳定性。
4锚杆支护机理的不足
虽然锚杆已应用与工程近一个世纪，但是在锚杆支护机理方面仍存在以下不足：
（1）锚杆横向效应：通过锚杆支护机理的发展不难得出，各国研究人员对锚杆的研究重心都集中于锚杆轴向效应，对其横向效应关注度不够；
（2） 设计理论研究尚不清楚：由于隧道围岩的复杂性和多样性等客观条件，使得目前锚杆支护设计理论和计算方法存在这样或那样的不足，造成目前锚杆支护工程中，多采用工程类比法或半理论、半经验法，无法实现科学设计施工；
（3）锚杆荷载传递机理尚无定论：锚杆、灌浆体和孔壁三者之间存在复杂的化学作用，任意两者之间出现一定相对位移，锚杆支护则会失效。
5结语
近年来，高速公路逐步向西推进，期间伴随着大量隧道的修建，而隧道的修建离不开锚杆支护，故相关研究人员应抓住这一历史机遇，将理论与工程实践相结合，争取取得更高水平研究成果，为锚杆支护科学设计施工提供理论依据。
参考文献:
[1] 杨为民. 锚杆对断续节理岩体的加固作用机理及应用研究[D]. 山东： 山东大学博士学位论文， 2009.
[2] 杨松林. 锚杆抗拔机理及其在节理岩体中的加固作用[D]. 武汉: 武汉大学博士学位论文, 2001.
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预应力（预紧力）锚固是用锚固方法增加支挡结构或岩土体稳定性的一种措施。其方法是钻打钻孔穿过可能滑动或已经滑动的滑移面，将钢筋（或钢索）的一端固定在孔底的稳定岩土体中，再将钢筋（或钢索）拉紧以至能产生一定的回弹力（即预应力或称预紧力），然后将钢筋（或钢索）的另一端固定于岩土体或者支挡结构表面，利用钢筋（或钢索）的回弹力压紧可能滑动的岩土体或者支挡结构，以增大滑动面上的抗剪强度，从而达到提高岩土体或支挡结构稳定性的目的。
二、预应力（预紧力）锚固的专利分布
（1）申请量年度分布
分析国内有关预应力（预紧力）锚固的专利申请量可以得知，国内虽然逐年略有所波动，但是与预应力（预紧力）锚固相关的专利量呈现日渐增长的迹象，同时，在2002-2004年之间出现了专利申请量的突然增加与较大幅度的波动，则主要是受到国外预应力（预紧力）锚固工程实践方面的冲击与引导，出现了大规模的专利申请量的增加，而在2006年之后，经过舶来品与国内具体工程实践的有效融合之后，专利申请量恢复了平稳的增长趋势。
（2）重要申请人统计分析
我国的关于预应力（预紧力）锚固方面的专利主要集中在三所领军大学――中国矿业大学、山东科技大学以及山东大学，该三所学校在专利申请量当面占有较大的优势，其中中国矿业大学的专利申请量达到了200篇以上，同时，分析其专利特点，主要为科学理论研究方面的专利，以方法专利申请为主。在高校和科研院所为理论性研究领军的同时，以各类工程公司为领军发展了大量相关施加预应力的设备以及用于（预紧力）锚固的施工设备的专利申请。
（3）申请的应用领域分析
经统计预应力（预紧力）锚固的应用领域相关专利文献主要分布在以下六个小组：E01D，E02D，E04B，E04C，E04G以及E21D，其分别为桥梁领域，建筑基础、挖方、填方、地下或水下结构领域，一般建筑物构造、墙、楼板领域，结构构件、建筑材料领域，脚手架、壳体、模板等预制模块领域以及矿山、井下支护领域，不同领域针对预应力（预紧力）锚固的应用又有所交叉。预应力（预紧力）锚固涉及了需要与天然岩土体以及人工岩土体相关的各个领域，在不同领域的应用量都达到了一个较高的占有比率，但总体来说，以预应力（预紧力）锚固在筑基础、挖方、填方、地下或水下结构领域的应用最为光泛，究其原因，与该领域本身发展程度较高有较大的关系，在矿业领域的应用仅占总应用量的8%，说明矿业领域还有较大的发展前景，同时，预应力（预紧力）锚固目前采用的设备都还较为昂贵，导致在矿山的应用量偏少，因此大规模发展低价格的预应力（预紧力）锚固设备为未来预应力（预紧力）锚固的重要发展方向。
三、我国预应力（预紧力）锚固的发展方向
（1）预应力锚固已成为岩土工程的关键技术
国内各类岩土工程，例如边坡稳定工程、地下洞室工程、结构抗浮工程、深基坑工程、高压输水管道工程等，成为预应力锚固技术大显身手的主战场。云南省漫湾水电站，左岸边坡发生近100000立方米的大规模塌滑，严重威胁着工程的安全。工程设计人员果断采用了以预应力锚固技术为主的抗滑稳定措施，有效制止了滑坡，使该项工程得以顺利展开。由锚索组成的锚固体系，为尽早清除坍滑堆渣体，实施坝、厂基础开挖，确保缆机恢复及安全运行，维持“三洞”出口区及水垫塘边坡稳定等提供了可靠保障，起到了其他措施无法替代的重要作用。长江三峡水利枢纽永久船闸闸室采用混凝土薄衬砌墙与直立边坡岩体联合受力的特殊结构，要求采用的锚固措施不仅要使直立边坡具有足够的稳定性，还要能严格控制边坡的变形量，以满足船闸钢结构人字门的挡水、止水要求。设计系统地采用了预应力高强锚杆和预应力锚索等综合措施，很好地满足了上述要求，解决了这一世界性难题。
（2）预应力材料和施工机其的发展
作为产生预应力的主要材料―预应力筋继续在朝着大直径、超高强度、低松弛方向大步前进。国内锚索使用的钢绞线直径已有13mm、15mm、18mm三种规格、多种系列，其最大强度已达到2000MPa。
钢纹线的深加工产品：无粘结预应力筋、环氧涂层钢纹线及其复合形成的预应力筋产品系列，增强了高强预应力筋的自我防腐能力，提高了在腐蚀环境中预应力筋的耐久性。上述所有产品均在生产线上自动化生产，质量受到严格控制，可满足各类工程需要。
夹片式群锚、挤压锚异军突起，成为预应力锚固技术主要使用的错具。锚具规格有Φ13、Φ15、Φ18三个系列，可夹持200MPa以下各种强度、各种直径的钢纹线。夹持钢绞线数量可依实际情况确定，为设计、施工提供了较大的发挥空间。国内公司生产的OVM、HVM锚具已达到世界先进水平，除了能够满足国内市场需求外，还可向日本等国家出口常规系列锚具和大直径锚具。
拉设备小型化、轻量化创新不断。YCW系列千斤顶已生产出第三代轻量化千斤顶，出力1500kN，自重仅68kg，比第二代产品约轻37%。为施工提供了极大的便利条件。
国内造孔所需机具，除了从国外引进一些较先进的钻孔机具外，大部分均由国内生产。钻孔设备已基本适应了各类工作环境（高空排架、地下室洞）、各种角度（水平、上仰、下倾）、各种不良地层状况的需求。偏心扩孔成套设备已在各类复杂、不良地质环境中，发挥着重要作用。预应力材料、施工机具的配套发展，必将推动锚固技术发生质的飞跃。
四、结语
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[key words] is adjustable seam, anchor framework, the ground beam
中图分类号：U213.1+52.1文献标识码：A文章编号：
随着城市的发展，开挖坡脚造地形成的边坡越来越多，滑坡灾害日益频发，例如2007年9月17日兰州市九州石峡口发生滑坡灾害，大量土体倾泻而下，堵塞九洲开发区与外界相连的唯一通路，并威胁路侧武警部队油料仓库。2009年5月16日与上次滑坡仅隔60m处的石峡口小区4#楼后部山体再次发生滑坡灾害，造成7人死亡的惨剧。笔者全程参与两次滑坡灾害的治理工程设计工作，两次设计均使用了锚固框架结构，后随着工作时间的变化，接触到很多的锚固框架（地梁）的设计方案，在锚固框架竖肋（地梁）上设置横向伸缩缝鲜有人提及，那么有无设置的必要？设置伸缩缝受那些因素的影响？如何设置？设置了伸缩缝对梁的受力情况产生什么样的影响？ 笔者就几年总结的经验就此问题进行较浅层次的探讨。
1、纵向设置伸缩缝的必要性
伸缩缝，在锚固框架结构中主要起变形缝的作用，为了防止由于坡面的不平整造成框架施工后不均匀沉降以及温度变化造成混凝土结构变形产生的框架开裂损坏等情况而设置的。一般横向每间隔6m~20m设置一道伸缩缝，缝完全断开，宽度一般为2cm，内部使用填充材料塞填。素混凝土结构伸缩缝最大间距要求为：现浇结构（配构造钢筋）在室内或土中的情况下，不大于30m[1]。
作为锚固结构的反力措施，竖肋、地梁在很大一定程度上承受较多的滑坡推力，在一般的设计中，基本上每隔8~10m锚固框架分台阶布设，避免了连续长梁的出现，但个别地区由于坡度、土层等因素影响，坡面不能得到有效地整饰，从而造成锚固框架竖肋或地梁需要使用过长的连续梁结构，在结构上来说具有不合理性，设置伸缩缝从而非常必要。同时，为防止梁的不均匀变形（下沉），在岩土层变化处应分开设梁[2]。因此，在竖向为较长连续梁的情况下，锚固框架竖肋或地梁需要设置伸缩缝。
2、纵向设置伸缩缝对梁内力的影响
梁内力是设计锚固框架的主要设计指标之一，每根梁承受的滑坡推力为相邻粱间距宽度的滑坡推力，对于某些边坡的岩土压力分布极其复杂，通常按最不利原则，用锚索的最大设计荷载近似计算分布荷载[2][3]。目前，对于边界条件复杂的弹性地基梁还没有成熟的设计计算公式和算法。多跨连续梁是将锚索作为弹性约束，将框架的横梁或竖梁简化成多跨连续梁。或者为方便计算，将锚索节点作为铰支点，横梁或竖梁作为简支梁[4]。
伸缩缝一般设置在梁两节点中间部位，框架受力情况如图1所示：
(1) 锚索拉力Pt。加固滑坡提高滑坡稳定性的作用力。对滑坡而言，一般认为，对于由液性指数较小、刚度较大和较密实的岩土组成的滑体，从顶层至底层的滑动速度大体一致，故可假定滑面以上滑体作用于框架上推力的分布图为矩形，各锚索拉力设计值可相等[4]。
(2) 框架自重W。
(3) 框架下的地基反力q(x)。q(x)的大小与锚索力的大小、框架梁的刚度及地基的刚度有关。
(4) 框架与坡面的摩擦力f(x)。由于锚索力Pt，和框架自重W产生的沿垂直坡面方向的分力或者由于剩余下滑力在沿坡面方向上存在分力而产生框架与坡面间的摩擦力。
(5) 地面对框架的支承力H。在进行框架结构设计时该力的影响较小，可以忽略。
依据受力图情况，地基反力最大处位于节点处（横梁和竖肋的交点处，即锚索孔的位置），在两根锚索之间设置伸缩缝，对梁的内力没有较大的影响。
锚索框架受力示意图
3、竖肋及地梁上影响伸缩缝设置的因素
横向设置伸缩缝受影响的因素主要以下几个方面：
（1）材料因素：一般钢筋的长度为8m，在尽量减少钢筋焊接接头的情况下，竖肋（地梁）的断开长度应接近8m。
（2）结构因素：根据混凝土设计规范，伸缩缝间距不得超过30m。
（3）地质情况：在地层明显变化处应分开设置框架。
（4）施工工艺：一片框架，竖肋可达2~8根，根据施工工艺的不同，较长的竖肋（地梁）浇筑不一定一次成型，为保证整体性，施工缝的设置尤为必要，竖肋（地梁）施工时需三面支模，考虑振捣方便，局部模板不能预先制作，设置伸缩缝能保证局部的整体性。
4、竖肋及地梁上如何设置伸缩缝
根据上述所列影响因素，竖肋及地梁上设置伸缩缝应遵循以下几点：
（1）横向伸缩缝一般为纵向竖肋或地梁为较长的情况下（一般竖肋或地梁的长度大于30m），为防止不均匀沉降引起变形破坏而设置的。
（2）考虑地层的影响，在地层明显变化处设置横向伸缩缝。
（3）伸缩缝间距一般为8~30m，根据现场情况设置。地层较为单一时间距较大，地层及受力情况较复杂时间距较小。
（4）根据具体的施工工艺，适当调整伸缩缝的设置。
（5）伸缩缝应设置在上下两排锚杆（索）孔的之间的中间位置。
（6）伸缩缝缝完全断开，宽度一般为2cm，内部使用填充材料塞填。
结论：
无论从结构方面还是从地质方面，锚固框架竖肋、地梁在长度较长的情况下，设置伸缩缝是非常必要的。在锚固框架竖肋（地梁）上设置横向伸缩缝对梁的内力无较大影响，对锚固框架、地梁的设计无影响。锚固框架竖肋（地梁）上设置横向伸缩缝受到的影响因素较多，需要依据现场地勘资料、规范和具体施工的工艺确定横向伸缩缝的设置方式。
[1].《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002） 附录A
[2].郑颖人，陈祖煜，王恭先，凌天清。边坡与滑坡工程治理（第二版）北京：人民交通出版社 2010P488～P489.
[3].赵明价，何光春，王多银。边坡工程处置技术北京：人民交通出版社 P149.
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Key words: prestressed anchor; construction; problem; treatment measures
中图分类号：U416.1文献标识码：A 文章编号：
预应力技术发展比较成熟，在各领域应用中都有广泛的应用。如地下工程围岩加固、边坡加固、建筑物基础加固、结构物内部应力调整、高层建筑物基础加固等等。应用的部门涉及到水利水电工程、铁路隧道、公路、桥梁、工业民用建筑等。目前在工程应用上已形成桥梁预应力技术、结构预应力技术、岩土工程预应力技术等三个体系。本文主要围绕预应力施工应用中的一些常见问题做分析和处理。 一、预应力锚索的主要问题（1）预应力衰减问题。加固松散体的锚索的预应力衰减是有限的、可控的和可弥补的，在规范施工的条件下，对预应力锚索的长期有效性的担心是不必的。（2）钢绞线腐蚀问题。对化学腐蚀，由于采用了钢绞线防腐除锈、塑料套裹护、水泥砂浆裹护三道措施, 问题基本解决。现最关注的是应力腐蚀，即钢绞线长期处于高拉应力状态下产生缺损进而组成钢绞线的钢丝产生破断的问题[1]。由于预应力锚索面世仅数十年，作为百年大计的抗滑工程, 尚未全程经受检验，因此目前应以加大锚索钢绞线的安全储备、规范张拉工艺来应对。（3）锚固段设计问题。锚索设计中以剪应力沿锚固段全长均匀分布，采用平均粘结强度来计算锚固段的长度。但事实上，剪应力在锚固段并非均匀分布，而是呈单峰曲线状分布，按剪应力均布计算锚固段长度趋于不安全。 （4）锚索施工问题。包括松散体中跟管钻进问题，深长锚孔钻进的纠偏问题，扩孔与二次注浆问题，张拉与锁定工艺问题。
二、预应力锚索框架梁的主要病害
预应力锚索框架梁体系中，将锚索锚固到框架上，锚固力首先作用于框架，然后通过框架传递给岩土体，从而在岩土体中产生附加应力，调整岩土体应力环境起到加固边坡的目的。技术上，预应力锚索可用于加固一般岩土质的边坡、滑坡和危岩，包括土质滑坡。但在以下条件时, 其应用和功效受到限制： ①当滑动面较陡时, 尤其对陡倾的危岩。 ②当滑体很厚、锚索自由段过长时。 ③当下滑力过大、滑体十分松软时。 ④当滑床为松软土体时。 预应力锚固技术的优点是： ①能充分发挥高强钢材、钢丝、钢绞线等材料的良好性能； ②最大限度地利用岩土介质的内在强度和潜力，加强自承和自稳能力； ③主动加载用以改善工程结构的应力状态，提高受加固体的强度； ④确保工程施工的安全及岩土体的长期持续稳定，约束其变形。
根据预应力锚索框架缺损病害发生部位的不同，可以分为预应力锚索缺损、框架缺损、边坡地基缺损及坡面防护措施缺损四种[2]。
1．钢绞线缺损
①施工原因：施工原因导致各股钢绞线受力不均匀；预应力锚索自由段防腐措施不完善造成钢绞线锈蚀；预应力锚索锚固段杆体不居中、注浆质量差、浆体开裂等引起钢绞线锈蚀。 ②设计原因：锚索拉力超过设计锚固力；预应力锚索框架用于以沉降为主的错落式边坡病害的治理。 2．锚固端锚固力不足
破坏方式：①预应力锚索注浆体与岩土层面破坏 ②岩土体剪切破坏
病害原因：①锚固力不足的原因是锚固段承载板处灌浆不密实或有空洞，灌浆体的抗压强度不足或其它原因引起②预应力锚索注浆体与岩土界面破坏可能是施工时注浆质量等缺损导致，也可能是设计不当造成，如实际的锚固力小于设计锚固力。对于锚固段岩土体剪切破坏，大多是设计不当造成。
3．预应力锚索长度不够 破坏方式：预应力锚索框架整体“坐船”下滑。
病害原因：预应力锚索的锚固段没有深入到稳定岩体中或者深入到稳定岩体的长度不足，起不到加固边坡的作用，或者加固效果不好[3]。这种病害除了施工时预应力锚索的长度达不到设计长度外，大多数情况是由于设计人员对边坡病害体的范围估计不足或不当。
4．锚头缺损
病害原因： ①锚头承压板破坏 锚头下的钢垫板受局部承压变形，主要原因是垫板厚度不足、刚度不够、套管孔径大、垫板下砼表面凹凸不平等，大都是施工质量不合格造成。 ②锚墩破坏 砼垫板受力面积过小、受力过于集中；砼垫板没有配置钢筋或配置钢筋数量不足；垫墩砼养护期较短，砼强度不足，过早张拉预应力锚索而使垫墩砼被压坏
5．框架梁抗弯能力不足
病害原因：截面最大弯矩处梁的弯矩超过了抗弯能力发生弯曲破坏。
6．框架梁抗剪能力不足 框架梁的剪切破坏主要是由于截面砼的强度和箍筋数量不够。
7．框架梁裂缝超限 框架梁弯曲裂缝超过允许范围。
8．框架悬空
病害原因：框架梁底部土体发生变形破坏、框架梁悬空、框架发生下挫变形、下部锚头失去预应力。
9．框架凹陷 病害原因：土体强度较低或框架截面尺寸偏小，在锚索拉力作用下，框架下地基承载力不足导致土体变形较大，造成框架陷入土体。
10．框架坡面防护措施被雨水冲刷 没有采取封闭的坡面防护措施，如植草防护等
11．框架内发生局部坍塌 由于地下水、地表水的作用，或坡率较陡，原来坡面防护措施发生局部坍塌或破坏
三、施工中不同问题的处理措施
1．地质复杂、裂隙密集地段处理措施
对于工程地质条件复杂，岩体风化严重，构造裂隙发育，岩体破碎，因而在钻孔过程中，经常出现塌孔、卡钻的成孔困难现象。为此，可采取了灌浆固壁的方案，边钻边灌，逐步成孔，对个别孔位由于裂隙密集，裂隙延伸距离长的地段，若采用普通灌浆法，灌浆量将非常大，为此可采取施工效果较好的渗加水玻璃、间断灌浆方法。
2．钻孔过程遇地下承压水的处理措施
钻进过程中出现的承压水，使得钻渣变为浆状物，排渣时无法排出。给钻进工作带来了很大困难。为此，我们采取了封堵结合的办法进行处理，即在钻孔内高压注浆，进行封堵，封堵后重新钻进，对个别出水量较大的孔，除了采取注浆封堵外，在其附近补钻一排水深孔，排水深度以进入锚索锚固端为宜。
3．对于预应力损失的处理
在进行补偿张拉时，对于预应力损失较大的部位，甚至部分锚索预应力损失超过10%的孔位，其主要原因是造孔精度差，增大了摩阻应力损失，锚具及预应力筋徐变引起的预应力损失。针对以上原因，可以通过提高造孔精度，减小孔斜误差的方式[4]，尤其是控制钻孔入口2m范围内的误差，使其不大于2，首先加固钻孔平台支架，保证钻孔过程中不发生晃动；其次钻头入孔时，用侧斜仪严格控制其倾角；徐变引起的损失，采取张拉时每级荷载持荷时间适当放长，尤其是最大一级持荷保证不小于30min。
四、预应力锚索施工安全施工注意事项
预应力锚索施工前，操作人员应经过技术培训，持证上岗，未经培训、考核不合格者不得上岗操作。预应力工程施工过程中应认真做好有关施工安全记录，其主要内容包括： （1）对员工进行安全技术培训记录。 （2）施工安全工作会议记录。 （3）专职安全检查人员进行例行安全检查记录。 （4）安全监理工程师或业主组织的安全检查记录。 （5）安全隐患整改记录。 （6）重大安全事故处理记录。 预应力工程施工承重排架，应根据现场情况和实际载荷进行设计，并经验收。 岩体锚固的锚墩混凝土、结构混凝土强度、岩锚的内锚段及张拉段胶结体强度应达到设计要求的强度等级，方能进行锚索张拉。
岩锚施工区域的自然环境比较复杂。应随时注意观察岩体可能存在的一些松动块石和边坡孤石。必要时应在作业区的上方适当位置设置具有一定抵抗力的挡石排或柔性拦石网，以消除安全隐患。
参考文献：
[1] 周宗辉,徐根连.预应力锚索在高边坡病害治理中的应用[C].//福建省公路学会2007—2008年度学术交流年会论文集.2008:246-248.
[2] 陈正元,李进生.福建省泉三高速公路SMA 6标段高边坡预应力锚索施工[J].公路,2008,(4):48-54.
篇6
一、前言
混合支挡结构在工程中有着重要的作用。在工程建设的过程中，如果混合支挡结构得不到充分保障，存在潜在隐患，那么，对工程质量会产生很大的影响。
二、混合支挡结构在工程中的意义
混合支挡结构常运用在高陡边坡、地质环境复杂的边坡治理工程中,它是在边坡的上下部通过不同的支挡结构相互作用、相互协调共同承受边坡岩土体荷载的综合支挡体系。根据设计实践,常见混合支挡结构有9种类型,对混合支挡结构的力学特征、设计方法的分析研究是很有必要的。不同支挡结构并不孤立,而是相互之间存在着作用,这种作用可是直接的,也可是通过岩土体间接传递,设计施工关键的问题是如何考虑这种作用。由于建筑功能及环境需求，在山地、丘陵工程建设中往往形成高切坡、深填方边坡。伴随着经济及技术的发展，边坡规模日趋高大，使得以往单一边坡支挡结构显然不适应发展潮流，混合支挡结构在经济技术发展中应运而生。
三、混合支挡结构的种类
1、斜撑式抗滑支挡结构
斜撑式抗滑支挡结构为常用的抗滑桩和斜撑组成的组合结构。具体应用中将抗滑桩锚固段和斜撑臂基础置于稳定地层，并将抗滑桩和斜撑臂连接，使滑坡推力通过抗滑桩锚同段和斜撑臂基础传递至稳定地层，从而达到治理滑坡的目的。由于在抗滑桩的顶部设置斜撑，使桩的变形受到约束，从而改善了悬壁桩的受力及变形状态，结构的稳定性也大大加强。与传统的抗滑桩相比，本实用新型结构能承受更大的滑坡推力，适用于治理规模较大的滑坡。
2、椅式抗滑支挡结构
包括第一抗滑桩和第二抗滑桩，所述抗滑桩的锚固段嵌固于滑动面以下的稳定地层内，第二抗滑桩的悬臂段和第一抗滑桩悬臂段之间设置横梁。由于抗滑桩锚固段置于稳定地层，通过在两根抗滑桩之间设置横梁，使第一抗滑桩受到的部分滑坡推力通过横梁传递至第二抗滑桩，第一抗滑桩的变形受到约束，大大改善了第一抗滑桩悬壁的变形和受力状态，抗滑桩联合受力，稳定性好，能抵抗较大滑坡推力，特别适用于规模较大的滑坡治理工程。
3、抗滑桩
抗滑桩主要是依靠桩的强度、滑面以下锚固部分桩周岩土的弹性抗力来平衡滑面以上滑体剩余下滑力，使滑坡保持稳定。抗滑桩的计算理论由早期的单纯抗剪理论发展为静力平衡法、布鲁姆法、弹性地基梁法、链杆法、混合法等，其中弹性地基梁法是抗滑桩设计的常用方法。抗滑桩的特点是可灵活选择桩位，既可单独使用又可与其他工程配合使用，施工方便、工作面多、挖方量小、工期短、收效快、对滑体扰动小。
4、桩板式挡土墙和桩基托梁挡土墙
20世纪70年代初，在枝柳线上首先将桩板式挡土墙（图4）应用到路堑中，接着在内昆、京九等线上应用到路堤中。桩板式挡土墙是由锚固桩发展而来的，按其结构形式分为悬臂式桩板挡土墙、锚索（杆）桩板墙、锚拉式桩板墙。桩基托梁挡土墙是挡土墙与桩的组合形式，由托梁相连接。
四、混合支挡结构在工程中的应用
1、上部柱锚结构(由桩锚结构转化)+下部肋锚结构
由于建筑物限制，无放坡空间，只能近于直立切坡。同时边坡上部人工填土层较厚，土体工程特性较差，如采用肋锚结构，既便是逆作法施工，陡坡土体亦易局部坍塌，使已施工结构处于“悬吊”状态。支挡结构在锚杆轴力的竖向分力及肋柱自重作用下，极容易发生施工过程中下坠，使得善于抗拉作用的锚杆承受不利的横向剪力作用，可能会因锚杆剪断而造成结构失效。
鉴于此，只能先设置抗滑桩，以下部稳定的基岩作为嵌固段，依靠稳定基岩提供的水平抗力来平衡土体的侧向土压力，然后在桩前开挖土体。为了提高施工进度及方便施工，往往将桩前土体一次性清除，此时应按悬臂桩进行设计。但如土压力较大，则可分步开挖土层，逆作法施工锚杆(锚索)，按桩锚结构设计，并在施工过程中应进行结构验算。
由于场坪需要，桩的锚固段基岩将被挖除，随着锚固段逐渐消失，抗滑桩或桩锚结构功能丧失，可使其转化为柱锚结构，按柱锚结构设计、验算。因此在锚固段基岩挖除前或过程中，应在抗滑桩上设置锚杆(锚索)，由柱锚结构来承担桩长范围的岩土侧向岩力。下部岩质边坡则采用肋锚结构来承担下部岩石侧压力。由于结构体系不一，各结构分别支挡上下岩土体，在下部肋锚结构设计中，应充分考虑上部岩土体及地面超载。该结构三维模型示意见图to式结构逐渐转化为柱锚结构，最后进行下部肋锚挡墙施工。
2、桩基托梁重力式挡墙
该结构可用于较高的土质边坡。该类型边坡坡底土层较厚，且地基承载力较低，必须采用桩基础，以承载力较高的岩层作持力层。桩上设置托梁(承台梁)，梁上设重力式或衡重式挡墙。承台可设置于坡底地面以下(低承台)，也可设置于边坡上(高承台)。该混合结构的受力特点为:上部重力式挡墙承受墙后土体压力，下部托梁和桩承受上部墙体传递过来的水平荷载及竖向偏心力产生的弯矩，其中竖向力包括上部墙体的自重、墙背与第二破裂面之间的有效荷载和墙背土压力竖向分力。如果土体产生的侧向力较大，使桩顶产生过大的位移，桩截面及桩身配筋较大，嵌岩段较深，则可在桩顶附近设置锚索(新近填土中应对锚索预先进行保护，避免锚索承受竖向不利荷载)，使桩从不利的“悬臂”受力状态变为较为有利的“简支梁”或“连续梁”受力状态。也可采用前后双排桩与托梁构成门字形框架结构来控制桩顶位移，减少桩身内力。
近几年的工程设计实践中，下部桩基使用斜桩技术，依靠桩顶竖向荷载对桩身截面负弯矩抵消部分桩顶向外水平力及向外偏心力矩对桩身截面产生的正弯矩，同时由于斜桩后为仰坡，侧向土压力比直桩要小，故此结构坡顶位移、桩身截面内力、配筋明显减少，据分析在相同嵌固深度情况下，一般可减少30%一40%，经济效益显著。
3、上部桩锚结构+下部肋锚结构
该组合结构用于稳定性较差的岩土边坡，边坡高度及岩土侧压力或剩余下滑力较大，坡顶上已有建筑，对变形要求较高，且放坡空间有限。采取分阶治理，上部采用桩锚结构，下部采用仰斜式肋锚结构，由于场地的限制，上部位于坡上的半坡桩必须穿过下部岩坡的潜在滑移面，或桩的嵌固段离下部边坡潜在滑移面的水平距离小于3一5倍桩径。则下阶边坡的支挡结构受到岩体对桩的水平抗力反作用力及桩的竖向嵌固力引起的侧向压力作用，下阶边坡的肋锚结构上部岩土侧向压力显著增大，相应部位的锚杆钢筋截面及锚固长度应加强处理。上部桩锚结构可按“强锚弱桩”的原则设计，以减少桩对下部边坡的影响。如果将桩加长，嵌固段下移，以满足嵌固段离坡面的边缘宽度要求，使上部与下部结构相互无影响，则这种支挡结构不属混合支挡结构范畴。采用此设计方案亦可行，但投资可能会增大。
4、上部肋锚结构+下部桩锚结构
该结构可用于边坡稳定性受外倾结构面控制的高陡岩坡，边坡的岩土侧压力或剩余下滑力较大，如果采用单一的肋锚结构，几乎无法支挡。于是，可以在边坡上部采用肋锚结构，坡脚附近采用桩锚结构。该组合结构能承受较大的岩土体边坡荷载，同时充分运用“强顶固脚”设计理念，与支挡结构实际受力状态相吻合。上部锚杆设计可按破裂面为上部边坡坡脚临空的浅层滑移面计算岩石侧压力或剩余下滑力及确定锚固段起始位置。但应充分考虑是否存在深层多级组合滑面，即应注意是否有越顶破坏的可能。如从下部边坡坡脚临空的深层滑移面与缓倾角层面组合，即可由两个结构面组成滑动面的滑体，这种破坏模式往往被工程技术人员忽视。
五、结束语
加强对混合支挡结构在工程中应用的剖析，能够对工程进行把握，进而能够提出一些施工的对策，如此方可在实践的工程中进行掌控，使得工程顺利的进行。
参考文献
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锚杆支护作为岩土体支护的一种重要方式，其支护机理也是随着岩土体支护机理的发展而发展的，岩土体锚固机理及计算模型主要有两种模式，一是结构力学模式，二是岩土力学模式。
结构力学模式认为，围岩仅对支护结构产生荷载，包括围岩主动的压力和被动的弹性抗力，这种荷载-结构模式，是运用结构力学的解法进行求解，在这种模式的基础上发展出来的锚杆支护机理有悬吊减跨理论，组合梁理论，组合拱理论以及楔固理论。
岩土力学模式以岩体的自身强度和自身承载能力为出发点，这种理论认为，锚杆的作用主要是加固岩土体的力学性质，从宏观上分析锚杆是限制岩土体脱离原来位置或是产生较大变形，但从力学方面分析是提高了岩土体的抗剪强度参数，即粘聚力和内摩擦角，可以认为是锚杆与岩土体共同作用形成一个强度较大的复合体系。锚杆支护中基于这种理论提出的松动圈支护理论，锚杆提高加固体强度参数理论[1]。
有必要指出，松动圈理论与传统支护理论中的悬吊理论，组合拱理论具有一定的相似之处，因为松动圈理论中的中松动圈和大松动圈原理的提出正是基于悬吊理论和组合拱理论，但他们之间又有很大的区别，因此，有必要深入的阐述松动圈理论和传统悬吊理论，组合拱理论之间的联系，着重分析他们之间的差异，使学者和工程技术人员对悬吊理论，组合拱理论和松动圈理论有个更加清晰的认识和理解，对理论的发展和工程实践中选择合理的支护理论进行设计都有一定的指导意义。
1 锚杆传统悬吊理论，组合拱理论
1.1 锚杆传统悬吊作用理论
悬吊理论认为，巷道经过开挖，其内部的应力状态会改变，原有的稳定岩体因应力改变，内部裂隙张开，块体切割出现破碎，出现不稳的岩块，在巷道围岩的一定范围内，应当存在具有稳定岩层或是稳定岩层结构，将锚杆锚固于稳定岩层或稳定岩层结构中，下部破碎岩体通过锚杆的作用将自身重量荷载传递到深部稳定岩层中，锚杆杆体充分发挥自身抗拉的能力传递荷载。
1.2 组合拱理论
锚杆悬吊作用主要强调单根锚杆对围岩的悬吊能力，而组合拱理论则主要发挥锚杆的群体效应。组合拱理论是指，在软弱围岩开挖巷道时，巷道变形较大，岩体较为破碎，在巷道围岩中锚固锚杆时，在预应力的作用下锚杆会在端部形成一个受压的圆锥形区域[2]，如果如果沿巷道周边均匀的布置锚杆，则受压的锥形区域会相互重合，并形成具有一定宽度的连续受压带，如果能有合理的措施，保证受压带内的岩体不被挤出，则其强度参数会有很大程度的提高。压缩带不仅能保持自身的稳定，而且形成的拱形结构还能保持围岩的稳定性。
1.3 松动圈概念及支护理论
1.3.1 松动圈概念
巷道围岩松动圈是指在巷道或隧道经过开挖以后，原有围岩应力状态随着开挖卸荷会重新分布，巷道周边应力由三向受压应力状态转变成二向甚至单向应力状态，巷道表面径向力为零，巷道环向方向会出现应力集中。在巷道壁面向巷道围岩深部逐渐过渡到原岩三向受力状态的过程中，环向应力逐渐减小，当一定深度的围岩强度难以承受应力集中程度时，则此处围岩将会破坏，当围岩强度刚好平衡应力时，此处围岩处于塑性屈服状态，则围岩塑性屈服点到相应巷道之间的径向距离，就是松动的厚度，倘若开挖巷道为圆形且地质条件在各个方向一致，则松动会沿着巷道形成一定厚度圆形圈，这个圆形圈就成为松动圈。当围岩为不均质，受较大地应力以及其他地质条件的影响时将呈异形的松动圈。
1.3.2 松动圈支护理论
巷道围岩中普遍存在松动圈，只有少量洞径较小的巷道围岩处于弹性状态。巷道围岩松动圈支护理论为，围岩开挖过程中会产生破碎膨胀，这种碎胀变形将会产生较大甚至大于岩体自重的碎胀荷载，此时，碎胀荷载是围岩支护的主要荷载。松动圈为零时是围岩可以自稳的条件[3-4]。根据巷道中实测或根据有关分类方法预测出的松动圈半径，将松动圈划分为小松动圈，中松动圈和大松动圈。其中，小松动圈半径LD
2 松动圈理论与传统悬吊，组合拱支护理论的关系
由于松动圈支护理论根据松动圈半径的不同，采用不同的支护理论。小松动圈时无需支护或是仅需要表面喷射混凝土，而中松动圈和大松动圈锚杆支护理论与传动锚杆的悬吊理论和组合拱理论相似，所以此处重点分析中松动圈和大松动圈锚杆支护理论与传统支护理论之间的差异。
2.1 锚杆中松动圈支护理论与传统悬吊理论差异
锚杆中松动圈支护理论采用的是悬吊理论，与传统悬吊理论在基本原理上是一致的，即都是通过锚杆的悬吊作用将不稳定围岩锚固于稳定岩层中。但是在适用条件，支护对象，锚杆长度设计，锚杆与围岩之间的协调关系方面存在较大的差异。
1）适用条件上：传统悬吊理论主要基于自然冒落拱和组合梁板理论，因此，需要巷道顶板具有稳定的岩层或是岩层结构并且不适用于巷道的侧边壁和底板，倘若巷道顶板没有稳定的岩层，或者稳定岩层离巷道较远，此时按照传统悬吊理论解释锚杆支护是没有作用的，但实际锚杆支护效果很好，此时传统悬吊就难以解释了。松动圈悬吊支护理论是基于实测的松动圈的范围，锚杆锚固于松动圈之外的一定范围即可发挥锚杆的悬吊作用，无论巷道顶板一定范围内是否具有稳定的岩层。此外，巷道周围均有松动圈存在，所以该理论能适用于巷道各个部位。
2）在支护对象上：传统悬吊理论将巷道顶板中不稳定的破碎岩体，冒落拱内的岩体重量作为支护的对象，很容易通过岩体的重量计算所需反力，锚杆设计参数比较明确，但倘若围岩较为破碎，裂隙发育，则不稳定岩体和冒落拱内的岩体重量将非常大，此时支护强度就需要很大。松动圈理论认为在岩石破碎过程中会产生碎胀力，碎胀力是锚杆支护的主要对象，碎胀力的大小与支护时机有很大的关系，所以锚杆设计参数时较难确定。
3）锚杆长度设计上：传统悬吊理论和中松动圈理论支护理论在锚杆长度设计公式均为（1）[5]，主要是不稳定层厚度的选择不同：
l总=kD+l1+l2（1）
其中D为不稳定岩层厚度，k为安全系数，一般取为k=1-1.25，l1 ，l2分别为锚杆锚进稳定岩层的长度和锚杆外露长度，对于安全系数，锚杆锚固和外露长度容易确定，对于不稳定层D的厚度，松动圈理论是通过把实测的松动圈厚度作为不稳定层的厚度，具有数值准确易定的特点。而传统悬吊理论的不稳定层厚度是从巷道顶点到围岩坚硬稳定层的，坚硬岩层位置难以确定，这就导致不稳定层的厚度难以确定。
4）锚杆与围岩之间的相互关系上：锚杆和围岩之间的关系，是两种理论的一个根本区别。传统悬吊理论将破碎不稳定的围岩均认为是被支护的对象，围岩没有任何自承能力，只有通过锚杆的支护才能保持稳定，所以在锚固段围岩对锚杆剪应力向上，不稳定段围岩对锚杆的剪应力向下，锚杆锚固端必须支护在锚杆稳定的坚硬岩层中。而松动圈理论认为，围岩在松动圈之岩处在塑性平衡稳定状态，无论是否是坚硬的岩层，都可以作为锚杆的锚固段，围岩和锚杆是共同承受松动圈内的碎胀力的。也就是说，传统悬吊理论是不考虑围岩自承能力的，而松动圈理论考虑了围岩的自承能力，与实际情况更加吻合。
2.2 大松动圈理论与组合拱理论差异
当在软岩中开挖巷道时，一般会产生较大的松动圈，当松动圈厚度值LD>150cm，称为大松动圈围岩状态，此时的锚杆悬吊理论难以满足支护机理，而组合拱理论则对大变形软岩巷道的支护提供了一种理论基础。组合拱理论是围岩在单根锚杆挤压作用下会形成一个锥形挤压区，多根锚杆沿巷道周边合理布置后，锥形挤压区会相互重合形成一个具有一定厚度的连续挤压带，在挤压带内部的岩体，无论是否破碎，只要经过钢筋网或是喷射混凝土等合理措施，以限制其不掉块挤出，则内部岩体就会是三向受力状态，大大增加了其力学性质，有效的增强了巷道的稳定性。挤压带随着巷道断面改变在松动圈中会形成不同的形状，当巷道断面是拱形时，则挤压带呈拱形结构，当是矩形断面时，会出现矩形结构挤压带。
大松动圈的挤压拱理论是借鉴了传统组合拱理论，但是松动圈的挤压拱理论还着重考虑了一下三个方面的问题。
1）挤压拱厚度的确定：挤压拱厚度b由公式（2）确定[5]：
b=■（2）
其中l为锚杆长度，α是锚杆对破碎岩体的控制角，取值45度，a为锚杆间距。
由公式（2）可知，挤压拱的厚度随锚杆长度的增大而增大，随锚杆间距的减小而增大，可见，挤压拱厚度的确定对锚杆长度和间距的设计至关重要，此时，可以借鉴松动圈悬吊理论的做法，将锚杆松动圈厚度乘以一个安全系数作为挤压拱厚度，而松动圈厚度可以采用超声波，岩石电阻率等方法进行较为准确的测定。
2）挤压拱锚杆间的岩体限制：传统组合拱理论也要求对锚杆间的岩体进行有效的限制，这多是出于对巷道周边变形量和掉块安全的考虑，而松动圈挤压拱理论则更多的从保持挤压拱的完整性考虑，倘若锚杆间的岩体不能有效的进行限制而导致岩体掉块、脱落，则挤压拱就会随之减弱，甚至渐进破坏而导致整个挤压带失效。所以，让围岩形成有效的挤压带除了合理布置锚杆之外，还应当对进行加设钢筋网，喷射混凝土等措施进行加固。
3）动态压力对松动圈支护的影响：松动圈理论认为，巷道开挖完成后，其松动圈范围基本确定，但是当巷道出现二次开挖，周围隧道群的开挖，煤矿中巷道上次及下层煤的开采等都会引起巷道原有松动圈的变化，因此，在进行松动圈挤压拱厚度的确定时，要充分考虑这些因素的影响，掌握松动圈动态发展规律，对挤压拱进行合理设计，确保一次设计能充分考虑到未知压力变化时对挤压拱的影响。松动圈挤压拱的动态设计是传统组合拱理论没有充分考虑的地方。
3 结论
本文通过对锚杆传统悬吊理论，组合拱理论以及松动圈支护理论的分析，指出松动圈理论中的悬吊理论，挤压拱理论与传统悬吊理论，组合拱理论之间的联系与差异，并着重指出不同理论的差异点，使学者或是工程技术人员能对这三种理论有个清晰的认识，对以后锚杆支护理论的发展和锚杆在实际工程中的应用也有一定的指导意义，并得出如下结论：
1）中松动圈的悬吊理论在适用条件上更加广泛，支护对象主要是围岩破碎过程中的碎胀力，锚杆长度设计不稳定岩层的厚度可取松动圈的厚度，锚杆与围岩之间的协调关系上充分利用论文围岩的自承能力，以上几个方面与传统支护理论具有较大的差异。
2）大松动圈挤压拱理论对挤压拱锚杆间的岩体限制主要是为增强挤压拱的稳定性，而动态压力对松动圈支护具有明显的影响，这些方面比传统组合拱理论的认识和分析更加深入。
【参考文献】
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篇8
1公路防护技术的类型
公路路堑边坡防护技术大体上可分为2种类型，即植物防护和工程防护。
1.1植物防护
植物防护就是在边坡上种植草丛或树木或两者兼有，以减缓边坡上的ooo水流速度，利用植物根系固结边坡表层土壤以减轻冲刷，从而达到保护边坡的目的。这对于一切适合种植的土质边坡都是应当首选的防治措施。植物防护还可以绿化环境，和周围环境相协调，也是一种符合环境要求的防护办法。草种应就地选用覆盖率高，根系发达、茎叶低矮、耐寒耐旱且具有匍匐茎的多年生植物品种，也可以引进适应当地土壤气候的优良草种，如兰茎冰草、扁穗冰草。
1.1.1 条播法
在整理边坡时，将草籽与土肥混合料按一定比例间距水平条状铺在夯层上，宽约10CM，然后盖土再夯，并洒水拍实。单播只用一种草籽，混播用几种草籽混合，使根系植被和出芽率为最优。另外由于草皮在5摄摄氏度以下停止生长，10摄氏度以下基本不发芽，另外高温季节蒸发太快，草皮生长易于干枯，故在此期间不已播种。
1.1.2密铺法
老边坡先要整理坡面，填平细沟坑洼路堑:边坡防护，新边坡要经初验合格洒水浸湿后再平铺草皮。草皮之间要稍有搭界，块块靠拢，不得留有空隙，根部要密贴坡面、每块拍紧使接茬严密才能成活。边坡陡于1；1.5的就需加钉固定。草皮的切块尺寸约25CM*40CM，厚5CM左右。1.1.3 植树
植树不仅可以加强边坡的稳固性，防风固沙，减轻冰雪对路面的危害，还可以美化路容，调节小气候，大量栽树可以获得部分木材增加收益。但是高大乔木不能植于公路弯道内侧，以免影响视线论文范文。
1.1.4框架内植草护坡
在坡度较陡且易受冲刷的土质和强风化的岩质堑坡上，采用框架内植草护坡。框架制作有多种做法，例如;①浆砌片石框架成45o方格网，净距2 ~4m，条宽0.3~0.5m，嵌入坡面0.3米
左右；②锚杆框架护坡，预制混凝土框架梁断面为12cmⅹ16cm,长1.5m,用4根6~ 8mm 钢筋，两头露出5cm，另在杆件的接头处伸入一根直径14长3m锚杆，灌注混凝土将接头固定。锚杆的作用是将框架固定在坡面上，框架尺寸和形状有具体工程而定，其形状可设计为正方形、六边形、拱形等，框架内再种植草类植物。
1.2工程防护
对不适宜植物生长的土质或风化严重、节理发育的岩石路堑边坡，以及碎石土的挖方边坡等，只能采取工程防护措施即设置人工构造物防护。工程防护的类型很多，有护面墙防护、干砌片石防护、锚杆防护、抗滑桩防护和挡土墙防护。各种防护技术都各有其优、缺点和适用条件，一般说除锚杆、抗滑桩和挡土墙外，其他各种防护结不承受荷载，所以不进行内力分析，直接根据适用条件选择使用。先简单介绍如下;
1.2.1 坡面防护
坡面防护包括抹面、捶面、喷浆等形式
⑴抹面防护
对于易风化的软质岩石，如页岩、泥灰、千枚岩等材料的路堑边坡，暴露在大气中很容易风化剥落而逐渐破坏，因而常在坡面上加设一层耐风化表层，以隔离大气的影响，防止风化。常用的抹面材料有各种石灰混合料灰浆、水泥砂浆等。抹面厚度一般为3―7cm,可使用6-8年。为防止表面产生微小裂缝影响抹面使用寿命，可在表面涂一层沥青保护层。
⑵捶面防护
捶面防护与抹面防护相近，其使用材料也大体相同。为便于捶打成型，常用的材料除石灰、水泥混合土外，还有石灰、炉渣、粘土拌合的三合土与再加适量沙粒的四合土。一般厚度10-15cm，捶面厚度较抹面厚度要大，相应强度较高，可抵御较强的雨水冲刷，使用期约8-10年。抹面、捶面是我国公路建设中常用的防护方法路堑:边坡防护，材料均可就地采用，造价低廉，但强度不高，耐久性差，手工作业，费时费工。
1.2.2砌石防护
砌石防护包括护面墙、干砌片石防护、浆砌片石护坡。
⑴护面墙
护面墙是采用浆砌片石结构，覆盖在各种软质岩层和较破碎的挖方边坡，使之免受大气影响而修建的墙体，以防止坡面继续风化。在缺乏石料的地方，也可以采用现浇水泥混凝土或用预制混凝土块砌筑。护面墙除之自重外，也能增加路堑美观。所以在岩石甚至在一些土质路堑边坡也可砌筑一定高度的护面墙，以美化路容。若岩层破碎或在开挖时坡面有严重凹陷，应局部采用支补护面墙的方式进行。
⑵干砌片
干砌片石防护适用于土质、软岩及易风化、破坏较严重的填挖方边坡，以防止雨雪水流冲刷。在砌面防护中，宜首选干砌片石结构，这不仅为了节省投资，而且可以适应边坡有较大的变形。干砌片石受水流冲击时，细小土颗粒易被水流冲刷带走而引起较大的沉陷，为防止坡面土层被水流冲击和减轻漂浮物的撞击力，应在干砌防护下面设置碎石或砂砾结构的垫层。干砌片石坡脚应视土质情况设置不同埋深的基础
⑶ 浆砌片石防护
浆砌片石防护也是公路路堑边坡防护中常用的工程防护方法。浆砌片石是用水泥砂浆将片石间隙填满，使砌石成为一个整体，以保护坡面不受外界因素的侵蚀，所以比干砌片石有更高的强度和稳定性。干砌或浆砌片石防护在不适于植物防护或者有大量开山石料可以利用的地段最为适合。砌石防护的优越性是显而易见的，它坚固耐用，材料易得，施工工艺简单，防护效果较好，因而在公路的边坡防护中得到了广泛的应用。
1.2.3 挡土墙防护
在公路路堑边坡防护工程中，大量的挡土结构得到了广泛应用论文范文。挡土墙按断面的几何形状及特点，常见的形式有：重力式、锚杆式、土钉墙、悬臂式、扶臂式、柱板式等。各种挡土墙都有其特点及适用范围，在处理实际挡土工程时，应对可能提供的一系列挡土体系的可行性作出评价，选取合适的挡土结构形式，做到安全、经济、可行。现结合工程常用介绍如下形式。
⑴重力式 挡土墙
重力式挡土墙是以挡土墙自生重力来维持其在水土压力等作用下的稳定。它是我国目前常用的一种结构型式，重力式挡土墙可用砖、石、素混凝土、砖块等建成，其优点是就地取材、结构简单、施工方便、经济效益好；缺点是工程量大，地基沉降大，它适合挡土墙高度在5-6M的小型工程。
⑵锚杆挡土墙
锚杆挡土墙是由钢筋混凝土面板及锚杆组成的只当结构物。面板起支护边坡土体并把土体的侧压力传递给锚杆的作用，锚杆通过其锚固在稳固土层中的锚固段所提供的拉力；来保证挡土墙的稳定，而一般挡土墙是靠自重来保持其稳定。锚杆挡土墙按其钢筋混凝土面板的不同，可分为柱板式和板壁式。柱板式挡墙是锚杆连接在肋柱上，肋柱间加当土板；板壁式挡墙是由钢筋混凝土面板和锚杆组成。
⑶锚钉墙
锚钉墙支护技术有着比单纯锚杆支护或土钉支护更广泛的适用范围，它可以结合锚杆深部加固和土钉浅部加固的优点路堑:边坡防护，来对边坡进行加固处理。工程实际中，锚钉联合加固支护的形式各异，大体可归纳为两种: ①强锚弱钉支护体系：该体系以锚杆为边坡的主要加固手段，抑制基坑边坡的整体剪切失稳破坏，然后辅以土钉支护，抑制边坡局部破坏；②强钉弱锚支护体系：即以土钉为边坡的主要加固手段，形成土钉墙，然后辅以锚杆支护，限制土钉墙及墙后土体的位移。
2结语
公路及其附属建筑物的边坡稳定是保证其正常使用的前提条件。边坡的防护技术类型很多，本文只介绍了一些较常用的类型。从力学角度分析，维护边坡稳定的方法，一是借助挡墙的自重来平衡墙后岩土体传来的推力；二是在岩土体中“钉钉子”，如锚杆，利用周围土体对锚固段的锚固力来维持土体的平衡，从而达到保证边坡稳定的目的；第三种办法就是改变土体的性质，通过外加材料而形成强度高、稳定性好的复合土体，这种方法的分析和验算比较复杂，有的机理还在研究中。在实际工作中，还要强调自然界和人为因素这一外部环境，强调岩土参数的准确性，因地制宜选用上述方法，进行符合实际的施工，达到边坡防护的目的。
参考文献：
⑴达.公路挡土墙设计、北京：人民交通出版社，2000.
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2.地下岩土层场地水文地质条件
所建场地岩土层处于洪流冲击阶级地貌区，在钻探后，场地结构层主要有：洪流残积石灰岩层、开群震旦混合砂岩岩、燕山厚质页岩层、侵入岩层、变质岩层。正值施工场地中心有一条走向为东北向的断裂破碎带经过，西部主要以混合岩为主，东南部以花岗岩为主。详情见图1。
从图1可以看出，场地地下水主要以洪流冲击下的松散岩沙为主，由弱到强的岩层断裂中，在场地近中北部处的断层接触带中，其含水量丰富，且贯通性较好，可进行多孔抽水试验。
2.1多孔抽水试验
2.1.1钻井
为节约成本、缩短工期、提前竣工，将已开始动工且分布在此南方向触岩带的勘察孔进行增加孔数作业。首先，在孔的上部采用350毫米的钻头钻到中心部位，抵达岩层处的深度≥3m，再用156mm的滤水器管头用尼龙布呈网层包住，在岩层的0.50m处，以碎石滤料，其次用活塞到两冲洗至水质清澈、岩渣打捞干净。最后，将深井抽水泵置于井底上方3.50 m处进行抽水试验。
2.1.2抽水试验作业
本次抽水试验以地下含水层作为施工对象，混合多种项目进行试验检测，抽水试验成果详情见表1，配验孔位置详情见表2。
2.1.3水文地质参数计算
根据抽水试验得到的数据和检测结果，进行相关的计算，得到施工依据。
岩土地含水层地下水渗透系数，可根据以下公式进行深入剖析：
K=0.366Q/M（S2-S1）×（r/d）式中，Q为抽水孔涌水量，M为抽水孔与观察孔距离，S2为观察孔的水位降深，S2为抽水孔水位降深，r为抽水孔半径，d为抽水孔灌量。将表1的数据代入公式，可得出K（渗透系数）为3.25，当抽水孔深降至岩土层桩基9.85米时，最佳基坑涌水量为4005m3/d。
3.基坑用水量预测
3.1涌水量预测
由于北京此岩土层地下室建筑场地呈圆形，必须采用较为稳定的方式进行水流量曲折的基坑涌水量的预测，简化钻井结构施工，根据场地面积等效为圆面积来引用基坑的半径，其基坑涌水量可以用以下方式进行估算：
Q=1.89K×，Q为基坑涌水量，以控制最佳涌水量的范围，进行上述所测数据的代入计算，得出基坑降水半径引用值为30.77米时，能够有效孔之基坑涌水量，在岩层中快速进入丰水区以最大限度的控制水量。
3.2基坑降水井的设置
根据上述基坑涌水量的预测，在涌水量的初级阶段，其量可达4005m3/d，若每一个井口的出水量为130m3/d来计算，则需要35口井才能控释好该基坑的地下水涌出量，且井距≤9米。涌水井的成井工艺与抽水孔试验类似，在岩土层接触含水量丰富的地段，使之快速有效的设置成井成功作业。
3.3涌水量预测后的效果
经过多次的抽水反复试验和对基坑涌水量的测算，抽水工程在10～15d后，阻止岩土层周边的丰富地下水涌入基坑内，降低地下水的浪费程度，并且基坑内的积水有明显的减少，在基坑的边坡水量段，仅有少量的渗透和，只需正常开挖时注意安装防土层即可避免坍塌，在降水时，基坑桩水坑的涌水量<0.05L即可确保基坑内基本无水，使工程顺利进行。
4.结论 本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务，欢迎光临DyLW.neT
本岩土工程的抽水试验由于施工场地无放坡，且地下水质层结构复杂，因此，在做基坑的支护时，应采用桩锚固定一体的作业方式，进行内支撑支护。在进行抽水孔试验时，要经过严密的计算，依据程序把握好作业的步骤，即钻孔-扩孔-置入花管-回填滤料-洗井捞渣-清理水质至清，只有遵循这样的步骤，才能准确获取到标准、精确的水文特征和地下参数。
基坑涌水量要依照土质结构层和其特点，书写岩土层物理力学可行性研究报告，做具体的水质分析和处理，遵循建筑场地地貌景观特点，严格控制基坑涌水量。
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1 工程地质概况
某矿主采煤层为26#煤层，该煤层厚2.9m，普氏硬度系数f为1.1，煤层的相对瓦斯涌出量为0.382m3/t，自然发火期12个月。地面标高+36.7～+41.4m，井下标高-370～-456m，煤层赋存稳定。煤层老顶为粗砂岩，厚4m，灰白色，胶结致密，分选性差；直接顶为泥岩，厚2.5m，黑色，致密块状、均一含炭屑；煤层为26#煤层，厚2.9m，黑色，煤质脆硬块状；直接底为泥岩，浅灰色，致密块状含粉砂岩。
2 支护形式及支护参数设计
2.1 支护断面确定
工作面运输、回风顺槽为矩形断面，掘进宽度4000mm，掘进高度2500mm。
2.2 支护参数确定
2.2.1 锚杆支护参数的确定
2.2.1.1 锚杆长度的确定
L=L1+L2+L3 （1）
式中：L—锚杆长度，m；
L1—锚杆外露长度，L1=垫板厚度+螺母厚度+（0.02～0.03）m，一般L1取0.15m；
L2—锚杆有效长度，m；
L3—锚杆锚固长度，取0.3～0.4m。
锚杆外露长度Ll取0.15m，采用PHD—2型声波检测仪测定巷道围岩松动圈可以确定：巷顶：L2=1.6m，巷帮：L2=1.2m，锚杆锚固长度L3取0.4m，将上述数据代入公式1可得：
L=0.15+1.60+0.4
=2.15（m）
这里取L=2.2m；
注：锚杆有效长度L：的确定，在条件允许的情况下，尽量采用现场实测值，因普氏自然平衡拱理论计算方法确定L2时，L2值往往偏高，对有些岩性不适用。
2.2.1.2 锚杆间排距的确定
D≤0.5L（m） （2）
将上面得出的锚杆的长度值代入公式2可得：
D≤0.5L=0.5×1.8=0.9m
2.2.1.3 锚杆直径的确定
（3）
将前面算得的锚杆长度值代入公式3有：
d=2.2/110=20mm
2.2.1.4 锚杆锚固力的确定
锚杆锚固力Q可按下式计算
（4）
式中：Q—锚杆锚固力，t；
K—锚杆安全系数，取2～3；
L—锚杆有效长度，m；r—视密度，t/m3。
将上述计算得到的参数代入公式4有：
2.2.2 锚索支护参数的确定
当煤巷顶板下沉量为80～100mm或以上时，多数情况下难以采用锚杆支护方法保持顶板的长期稳定，因此需要采用锚索进行加强支护，以防止顶板局部冒顶。
锚索长度：
（5）
其中：——锚索长度，m；——锚索深入到较稳定岩层的锚固长度，m；
——需要悬吊的不稳定岩层厚度，m；——上托盘及锚固厚度，m，一般为0.1m；
——需外露的张拉长度，m，一般为0.2m。
其中需要悬吊的不稳定岩层厚度一般为巷道顶部煤层、伪顶、直接顶的总厚度。据32602工作面综合柱状图显示，需要悬吊的不稳定岩层厚度为2.96m，考虑顶板厚度的变化，取安全系数为1.4，所以不稳定岩层厚度为4.15m。由公式5计算可得：
3 巷道支护的数值分析
根据上面确定的支护参数采用FLAC3D数值模拟软件进行数值分析。模拟结果如图1、图2、图3、图4。
从锚索支护的铅直应力图可以看出，锚索长度在应力集中程度较高的区域以外；从水平应力图可以看出水平应力是关于巷道中线呈现对称状态出现的，可以确定锚索的锚固区域仍然在稳定围岩中，这样能避免锚索因为围岩的破坏而失去悬吊作用。
从锚杆锚索的受力图中可以看出，锚杆的受力比较均匀，且两帮的锚杆受力大于顶板的锚杆，顶板中部的锚杆受力最小；从锚杆锚索的变形分布图中可以看出，锚杆的刚度较大变形较小，锚索的刚度小变形大。巷道在采用理论设计的参数支护下巷道围岩变形量有所减小，技术经济效益良好。
4 结论
采用合理的理论计算公式确定了软岩巷道的支护参数，通过数值分析验证了支护参数设计的合理性。在此支护参数下巷道围岩变形量小，受力分布合理，取得了较好的技术经济效果。
参考文献：
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篇11
2规范适用范围
规范第1.0.3条规定：本规范适用于……边坡工程，也适用于岩石基坑工程。实际上，边坡与基坑在形态及使用条件上存在着很大差别：（1）在形态上，边坡从地表向上开展，而基坑则向下开展；边坡大多是有一定坡度的，而基坑大多是垂直开挖的；边坡平面形状通常是开放的，呈不规则单边型，而基坑平面形状通常是封闭的；边坡规模可能非常大、高度很高，而基坑规模、深度通常是有限的。（2）基坑工程中受保护的建构筑物、管线等通常位于坡顶，而边坡工程中大多位于坡脚、部分位于坡顶。（3）基坑几乎都是临时性的，使用过后要回填（不回填的一般则视为边坡），而边坡大多为永久性的，有些是临时性的，但使用过后也不需回填，往往被挖除。（4）地下水及地表水的处理对边坡及基坑来说都非常重要。在基坑开挖范围内有丰富地下水的地区，基坑支护往往是以处理地下水为核心展开的。在地下水处理方式上，边坡通常以疏为主，要将坡体内的水排泄出来，通常是从边坡上面向下方排水；而基坑以堵为主，通常要将地下水拦截于基坑之外，要防止基坑开挖过程中水土流失量过大对周边环境造成沉降等不良影响，通常是从基坑内向上面排水。（5）边坡可能是土石方开挖形成的，也可能是土石方填筑形成的，而基坑几乎都是开挖形成的。（6）边坡开挖范围内的岩土层，大多以坡积土、残积土及风化岩为主，土质较好，而基坑开挖范围内的土层大多以填土、沉积土及残积土为主，土质较差；边坡工程主要处理对象为土和岩石，基坑工程处理对象主要为土。因形态、条件、使用要求及目的不同，边坡与基坑在支护方法上存在着较大差别，如毛石挡土墙、悬臂式挡墙、扶壁式挡墙、衡重式挡墙、柱板式锚杆挡墙、加筋土挡墙等填方边坡中常用的挡土形式以及锚杆格构式挡墙、方桩、抗滑桩等，基坑工程中几乎都用不到，而基坑工程中常用的止水帷幕、内支撑、水泥土重力式挡墙及型钢水泥土墙、沉井沉箱、地下连续墙、咬合桩等支护方法、构件或工艺，边坡工程中几乎也不用。规范是针对边坡工程编制的，里面的很多条款都不适用于基坑工程，“适用”一词不合适，宜修改为“可供岩石基坑参考”。规范将适用范围扩大到岩石基坑似已不妥，而规范正在修编，征求意见稿中拟将其适用于不分岩土类型的基坑，似乎更为不妥。
3边坡使用年限
规范中把使用年限超过2年的边坡定义为永久性边坡，不超过2年的边坡定义为临时性边坡。这条十多年前的规定也许该需要修改了。十多年前的建设规模及边坡使用要求与现在不可同日而语：（1）现在很多大型山地项目是分多年（很多分为2~5年）分期开发的，工程建设最初的场平阶段，将产生大量临时边坡，使用期都可能超过2年，随着不断开发，这些临时边坡在项目建设过程中将逐渐消失；（2）随着旧城改造范围的不断扩大，有些位于边坡上下的建筑物逐渐要拆迁，边坡只需要服务几年；（3）填海造陆工程往往耗时数年，所需填料如采用开山土石方，往往需要在土源区修建道路，道路两侧可能会产生大量边坡，显然，这些道路边坡的使用年限并不会很长；（4）很多超大型及巨型基坑服务期也都可能超过2年。如果这些临时边坡都按永久性边坡处理，有些浪费了。故以2年为永久性边坡及临时性边坡的划分标准似已过时，建议提高到5年。永久性边坡与临时性边坡的区别主要有：（1）永久性边坡要增加防腐蚀、防老化、防变形、保持排水畅通等不少耐久性措施，临时性边坡通常不需要；（2）永久性边坡安全系数通常要高一些；（3）永久性边坡通常要采取一些利于以后检查维修的措施，以及尽量采取使边坡观感美观一些的作法，临时性边坡通常不需要。临时性边坡不采取或采取一些简单的耐久性措施，通常能够使用五、六年，安全度不会显著降低，但可显著降低工程造价，且方便于工程建设。
4几个术语的定义
规范对有些术语的定义尚需要在语法及遣词用句上多加推敲，现举两例。（1）第2.1.6条对锚杆的定义为：将拉力传至稳定岩土层的构件。按此定义，抗拔桩也可称为锚杆？（2）第2.1.25条对坡顶重要建（构）筑物的定义为：位于边坡坡顶上的破坏后果严重的永久性建（构）筑物。那么，位于边坡坡顶上破坏后果严重的临时性建（构）筑物算不算坡顶重要建（构）筑物？《术语工作原则与方法》[3]规定，术语的选择与构成应符合6项要求：①单名、单义性，即一个概念只由一个术语来表示、一个术语只表示一个概念；②顾名思义性，即术语应能准确扼要地表达概念的本质特征；③简明性；④派生性，即术语应便于构词；⑤稳定性，即使用频率高、范围较广、已经约定俗成的术语，没有重要原因，即使是有不理想之处，也不宜轻易变更；⑥合乎本族语言习惯。这些原则在本规范中有时没有得到很好地落实。不仅本规范，别的技术标准中也存在着这种现象。其实，其他相关技术标准中已经定义的术语，如果没什么大的问题，无需再行定义。
5规范适用高度及边坡安全等级划分
规范第1.0.4条规定了本规范适用高度，即岩质边坡30m以下，土质边坡15m以下。第3.2.1条制订了边坡工程安全等级表，把边坡安全等级划分为一、二、三级。该表存在2个缺陷：①高度上限过时了；②表中存在着缺项，如20m高破坏后果不严重的III类及Ⅳ类岩质边坡，或12m高破坏后果不严重的土质边坡，安全等级按该表无法确定。第一个问题以深圳地区为例。近些年，随着城市建设用地越来越少及高档住宅项目建设需要，山地住宅项目越来越多，产生大量的高挖方及高填方边坡，笔者近几年每年都会接触到十来个超过上述高度的工程。从公开发表的论文来看，全国很多地区都有这种趋势。正在修编的《岩土锚固与喷射混凝土支护工程技术规范》已经把上限定为40m，笔者认为比较适合当前形式，建议本规范采用。结合《岩土锚固与喷射混凝土支护工程技术规范》修订版，笔者建议的安全等级划分（表略）安全等级按照从一级到三级的优先顺序评定。与本规范的安全等级表相比，表1中①把破坏后果的严重程度作为最重要的边坡评级条件，破坏后果很严重时，不分边坡类型及高度，安全等级均定为一级；严重时，安全等级除一级外均定为二级；不严重时，安全等级除二级外均定为三级；②考虑到了边坡高度及不同岩土类型；③适用于所有状况的边坡。笔者还建议，高度超过不同类型上限高度的边坡以及破坏后果极严重、环境和地质条件特别复杂的边坡，定义为超一级边坡，按规范中相关规定处理，如安全系数进一步提高，召开专家论证会等。
6塌滑区范围估算公式
规范第3.2.3条规定用式（1）估算塌滑区范围，作为坡顶有重要建筑物时边坡安全等级确定条件（式略）式中：L为边坡坡顶塌滑区外缘至坡底边缘的水平投影距离；H为边坡高度；θ为边坡的破裂角，对于土质边坡可取45°+/2，为土体的内摩擦角。笔者建议取消该公式：①该公式以假定边坡直立为前提，与大多实际工程不符；②塌滑区范围应由整体稳定结果估算，式（1）估算结果过于粗略。
7坡率法适用范围
规范第3.4.4条规定了坡率法不适用于一级边坡。笔者认为很多一级边坡，坡率法仍是首选方案。现举两例：（1）深圳LNG石岩站边坡，坡脚到山顶最高约37m，反坡为规划建筑用地。自然边坡坡率约1∶1.6，上半部分表层2～3m厚为坡积层，以下为残积层及风化岩；近坡脚处强风化岩出露。坡积层松散，在雨水作用下，发生过多次局部表层塌滑。设计采用坡率法治理，将坡积层全部挖除，表面设置骨架粱植草绿化。削坡土填筑场地，场地标高提高后边坡高度降低近2m。削坡后坡率约1∶2，稳定计算结果满足规范要求。该边坡如采用支护措施，如锚杆格构或抗滑桩等，费用高，且表层塌滑很难根治。（2）深圳洋畴湾花园为山地住宅项目，东侧场地内距离用地红线15～30m有高12～19m自然边坡，原设计在红线处设置挡土墙，在边坡与红线之间填11～17m厚土方，在填土上打设工程桩，如采用挡土墙等支护措施，安全性差、费用太高。遂对填土边坡分级放坡，每级坡率为1∶1.5、坡高6m，坡脚设置2m高护脚墙，坡面绿化，坡面上设置挖孔桩，建筑物采用高桩基础。整体方案工程造价低且安全可靠。
8黏结强度特征值
规范中表7.2.3给出了岩土体与锚杆锚固体的黏结强度特征值，在条文说明中解释了特征值是根据地方经验及参考有关技术标准确定的。笔者一直反对“黏结强度特征值”这一概念，认为其没有物理意义，锚杆或土钉抗拔力、桩侧阻力等所有因构件与岩石或土黏结或摩擦产生的阻力均不存在“特征值”这一概念。本规范是国内最早提出“黏结强度特征值”这一概念的技术标准，但并没有给出其定义，也没见其他技术标准中给出过定义。而且，黏结强度特征值是怎么来的，也没见过有关试验的报道，工程中通常都是把极限黏结强度标准值除以一定的安全系数得来的，本规范提供的特征值也是同样方法。如果都是根据极限黏结强度来的，那么直接使用极限黏结强度就好了。本规范修编征求意见稿不再使用这一概念，值得鼓励。
9边坡坡率允许值
规范第12.2.1条及12.2.2条规定了不同土质及不同岩体类型在边坡不同高度时的放坡坡率允许值。这些数据是多年工程经验的总结，放在规范中用于指导工程实践似乎无可厚非。但是，如果按表中坡率，边坡高度不同时安全系数不同，边坡越高安全系数越低，边坡较低时安全系数又偏大；全国各地岩土性状差别极大，表中数据并非在全国各地都适用；边坡较高时达不到规范第5章要求的稳定验算安全系数，即与第5章规定相互矛盾。现在，计算机已是日常工具，计算一下整体稳定性是对设计者最基本的要求，各种技术标准及各地区工程建设管理规定也是这么要求的。因此，不管表中数据是否稳妥，这种查表设计方式已经不再适应现代工程建设及工程管理的需要，如果认为这些经验数据还具有指导意义，可放在条文说明中供使用者参考。
10锚杆锚固长度规范
附录C.2锚杆基本试验一节提出：基本试验主要目的是确定锚固体与岩土层间黏结强度，为使锚固体与地层间首先破坏，可采取减短锚固长度（锚固长度取设计锚固长度的0.4～0.6倍）的措施。这是十分危险的作法。很多技术标准，如《岩土锚杆（索）技术规程》、本规范条文说明等，都已经指出锚杆锚固力是有锚固长度效应的，即黏结应力的分布沿锚固段全长是不均匀的，能够发挥锚固作用的黏结应力分布长度是有一定限度的，平均黏结应力随着锚固段长度的增加而减少；较短的锚固段能够充分调动黏结强度，但随着锚固段长度的增加，能够调动的平均黏结强度减少。因此，如果基本试验中锚固段长度短于设计长度，试验结果将得到偏高的黏结强度，再用于设计时，会得到偏高的、实际工程达不到的承载力设计值，从而导致工程安全度降低。所以，基本试验的锚杆锚固段长度是不能低于设计长度的！
11锚杆验收试验
规范附录C.3锚杆验收试验章节提出3条：（1）验收试验锚杆的数量取每种类型锚杆总数的5%；（2）试验荷载值对永久性锚杆为1.1ζ2Asfy（ζ2为工作条件系数；As为锚杆杆体截面积；fy为杆体材料抗拉强度设计值）；（3）当验收锚杆不合格时应按锚杆总数的30%重新抽检，若再有锚杆不合格时应全数进行检验。第三条规定直接导致很多地区不敢、也无法使用规范。因规范没有给出合格标准，按总数5%验收后，无法判定合格或不合格；按总数30%重新抽检后（及按全数检验后），合格不合格还是不知道，且不合格该如何处理也不清楚。第二条规定不按锚杆设计承载力、却按锚杆杆体材料强度来检验验收，即使验收合格，能不能达到锚杆设计承载力要求，还是不知道。如果按通常作法，以试验结果平均值能否达到设计值作为合格验收标准，因为第二条规定了最大试验荷载即为验收标准，如果有一条锚杆检测结果达不到验收标准，则会导致5%、30%及100%数量锚杆的检验结果的平均值均达不到，则工程验收不合格。因此，扩大抽检30%及100%数量没有实际意义。而且，按100%数量检测所花的工程费用，可能还不如重新返工划算。按《建筑工程施工质量验收统一标准》、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》等相关验收规范及各地政府有关规定，产品应分检验批进行检验，如果检验不合格，应该先按原来的检测方法或准确度更高的检测方法扩大比例抽检，数量一般为原检验批检测不合格数量的1～2倍。如仍不合格，则要求设计者复核能否降低标准使用，即让步接收，如不能，最后再行返工等处理。本规范应按这些原则编写。
12其他
篇12
0. 前言
80年代后期，我国锚杆支护技术进入一个新的发展阶段，锚杆支护种类和支护形式趋于多样化，用量日趋增多，应用范围不断扩大。然而锚杆支护主要使用在围岩稳定程度较高的巷道，在软岩巷道、深井巷道等复杂困难条件下锚杆支护的锚固力在很大程度上取决于所锚岩体的力学性能，软岩巷道不能为锚杆提供可靠的着力基础，软岩巷道的可锚性差是造成锚杆锚固力低和失效的重要原因。锚杆和注浆都是巷道等岩土工程支护的基本形式，利用锚杆兼做注浆管，实现“锚注支护”是解决深部软岩巷道支护的新途径。
1. 锚注支护机理
与世界锚杆技术先进国家相比，我国目前软岩巷道锚杆支护的主要技术问题是锚杆支护系统支护强度不够，其原因一是单根锚杆锚固力低；二是锚杆之间较少采用托梁、钢带等连接件；三是金属网和喷射混凝土设计不太合理、旆工质量较差。国内外大量巷道围岩—支护关系研究结果表明，支护强度对巷道围岩变形有明显控制作用。特别是软岩巷道，其支护—围岩关系与中硬岩有明显区别，主要表现为：支护强度与围岩变形之间的非线性特性，支护强度的提高导致围岩变形更显著的降低。
软岩巷道由于围岩破裂范围大，围岩变形量大，变形持续时间长，普通锚杆支护所提供的支护强度小，不能及时有效地控制巷道围岩变形。锚杆支护允许的极限变形量一般较小，往往是单根锚杆或其辅助支护失效破坏，导致锚杆支护成拱的作用丧失。所以软岩巷道支护的首要问题是，采用合理的支护形式提高支护系统强度，控制围岩变形。锚注支护技术是利用锚杆兼做注浆管以实现锚内注的支护方式：
（1）通过注浆将破碎围岩胶结成整体，改善围岩的结构及其物理力学性质，既提高围岩自身的承载能力，又为锚杆提供了可靠的着力基础，使锚杆对松散围岩的锚固作用得以发挥；
（2）采用注浆锚杆注浆，可以利用注液封堵围岩裂隙，隔绝空气，防止围岩风化，且能防止围岩被水浸湿而降低围岩的本身强度，提高围岩的稳定性；
（3）利用注浆锚杆注浆充填围岩裂隙，配合锚网支护，可以形成一个多层有效组合拱，即喷网组合拱，锚杆压缩组合拱及浆液扩散加固拱，从而扩大了支护结构的有效承载范围，提高了支护结构的整体性和承载能力，从而有效地控制深部软岩巷道的大变形。
2. 注浆材料
注浆材料一般可分为悬浮液型浆材和溶液型浆材。浆液的性质取决于组成成分及温度、时间和渗透速度等。根据注浆的目的、土质条件、工程性质、施工技术及造价高低等因素来选择适宜的浆材及合适的浆液配比。
（1）水泥基浆材。。硅酸盐类水泥作为注浆材料具有结实强度高、耐久性好、材料来源丰富、工艺设备简单、成本较低、抗渗性较好、注浆设备品种齐全等特点，所以在各类工程中得到广泛应用。但这种浆液容易离析和沉淀，稳定性较差，并且由于其粒度大，使浆液难以注入土层的细小裂隙或孔隙中，扩散半径小，凝结时间不易控制，结石率低。为了适应各种不同工程的需要，可在浆液中加入不同的添加剂，来改善水泥浆液的性质。硅酸盐类水泥的品种很多，其主要性能首先取决于其矿物组成。各种矿物单独与水作用所表现的性质是不同的，组成硅酸盐水泥的各种矿物组成的比例不同，水泥的性能差异很大，改变水泥中矿物组成的比例，可以满足不同工程类型的需要。工程中按矿物组成对硅酸盐水泥品种进行划分。可根据注浆工程的具体情况，选择不同类型的水泥以满足工程耐久性等方面的要求。现在普通水泥浆液一般分为单液水泥浆和水泥—水玻璃双液浆。。水泥—水玻璃双液浆克服了单液水泥浆的凝结时间长，凝结时间不易控制，结实率低的特点，但该浆液在注浆钱应惊醒细致的试验测定，确定水灰比和水玻璃的浓度以及水泥浆与水玻璃的体积比等指标。
（2）化学基浆材。化学浆液可注性好，能注入土层中的细小裂隙或孔隙。其缺点是结石体强度较低，耐久性较差，对周围化境和地下水源有污染，价格较贵。因此，以加固为目的的工程一般较少采用化学基浆材。
化学基浆材有三大类：
一是水玻璃类化学注浆材料。分为碱性水玻璃和酸性水玻璃。碱性水玻璃浆材的主要缺点是凝结体有脱水收缩和腐蚀现象，耐久性较差及对环境有污染。酸性水玻璃可在中性区域内凝胶，凝胶体没有碱溶出，不存在碱性水玻璃的腐蚀现象和环境污染问题，耐久性较好。例如，铁道科学研究院西南分院研制出的抗干缩和耐久性强的水泥—水玻璃浆材中加入XN型浆液增塑剂，耐久性可达10年以上。
二是有机高分子化学注浆材料。。此类浆材具有渗透能力强，固结性能好，抗渗性高和凝结时间可调的优点，可以解决水泥浆液无法解决的工程问题，近年来，对原有高分子浆材进行了有效的改进，如出现了无酸及甲醛溶出的矿用脲醛树脂浆材、无单体溶出的丙烯酞胺系浆材及毒性仅为丙烯酞胺浆材1%的丙烯酸盐浆材等。
三是有机高分子符合化学注浆材料。高分子聚合物等除单独用做化学注浆材料以外，为了降低成本和满足单一浆液不能实现的性能，有时与水玻璃或水泥配置成高分子符合化学注浆材料。
3. 注浆机具与工艺
注浆所用机具以注浆泵为主，按注浆泵的浆液混合方式，注浆分双液注浆和单液注浆。双液注浆是指两组注浆材料放在注浆泵的两个料桶中，在压注到岩体的过程中混合反映的注浆过程。单液浆泵是指所有注浆材料放在一起，经充分混合反应后，用单液注浆泵压注到岩体的注浆过程。注浆泵根据注浆参数的要求有很多型号，如YZB40.2.25型双液泵、GKP—QU型风动双液齿轮泵和QB1850型便捷式单液注浆泵等。注浆泵在施工中的选型根据工程要求的注浆压力、注浆流量、材料性能和施工地点的空间大小等确定。
注浆施工工艺流程为：钻孔→安装锚杆→封孔止浆→注浆→安设锚杆扦盘。
4. 结语
（1）与锚杆支护相比，锚注支护注浆既加固了围岩，又给锚杆提供了可靠的着力基础，使围岩强度和承载能力得到显著提高，巷道变形量明显降低，锚注支护可以较好地解决深部软岩巷道的支护问题。
（2）采用锚注支护技术，将松散破碎的围岩胶结成整体，提高了岩体的强度，使巷道保持稳定而不易破坏。
（3）利用注浆充填围岩裂隙，配合锚网喷支护，可以形成一个多层的有效组合拱，极大地提高了支护结构的整体性和围岩的自身承载能力。
（4）锚注支护技术的应用解决了高应力软岩巷道的支护问题。
参考文献
[1] 鲁建国,邓广哲,王小明.软岩巷道锚注支护技术研究[J].采矿技术,2006.
[2] 李国峰,蔡健,郭志飚.深部软岩巷道支护技术[J].煤炭科学技术,2007.
[3] 孙久政,万清生,刘钦德.回采巷道薄层复合顶板控制技术及工程实践[M].煤炭工业出版社,2008.
篇13
0.引言
路基高边坡防护工程施工的总体目标是“安全、经济、环保、舒适、美观”，同时提倡节约理念。挖方路基高边坡防护类型繁多，拱形骨架防护、方圆形窗孔式绿化护面墙拉伸网植草防护、主动防护网系统、锚杆框架式植草防护、预应力锚索框架防护等等。防护工程施工工序复杂多样，涉及到多专业，多工种，平行交叉作业；且多是在高边坡上作业，防护工程施工中必须加强施工组织，充分利用现场施工时空条件，尽早完成施工。以下就针对锚杆、锚索框架梁或板施工作简单介绍。
1.锚杆、锚索框架梁或板施工
1.1 锚孔测放：每开挖完一级路基边坡后，计算锚孔坐标，将锚孔位置准确测放在坡面上，孔位误差不得超过±50mm。
1.2 钻孔设备：钻孔机具的选择，根据锚固地层的类别、锚孔孔径、锚孔深度、以及施工场地条件等来选择钻孔设备。岩层稳定时采用潜孔冲击成孔；在岩层破碎或松软饱水等易于塌缩孔和卡钻埋钻的地层中采用跟管钻进技术。
1.3 钻机就位：利用φ48mm脚手架搭设平台，平台用锚杆与坡面固定，钻机用三脚支架提升到平台上，并根据坡面测放孔位，准确安装固定钻机，并严格认真进行机位调整，确保锚孔开钻就位纵横误差不得超过±50mm，高程误差不得超过±100mm，钻孔倾角和方向符合设计要求，倾角允许误差位±2.0°，方位允许误差±2.0°。
1.4 钻进方式：钻孔要求干钻，禁止采用水钻，以确保锚索施工不致于恶化边坡岩体的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。钻孔速度根据使用钻机性能和锚固地层严格控制，防止钻孔扭曲和变径，造成下锚困难或其它意外事故。
1.5 钻进过程：钻进过程中对每个孔的地层变化，钻进状态（钻压、钻速）、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录。如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时，须立即停钻，及时进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.1～0.2MPa），待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。
1.6 孔径孔深：钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值。为确保锚孔直径，要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径130mm。为确保锚孔深度，要求实际钻孔深度大于设计深度0.2m以上，根据现场施工钻孔记录,随时调整钻孔深度。
1.7 锚孔清理：钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻1～2分钟，防止孔底尖灭、达不到设计孔径。钻孔孔壁不得有沉碴及水体粘滞，必须清理干净，在钻孔完成后，使用高压空气（风压0.2～0.4MPa）将孔内岩粉及水体全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。
1.8 锚孔检验：锚孔钻造结束后，须经现场监理检验合格后，方可进行下道工序。孔径、孔深检查一般采用设计孔径、钻头和标准钻杆在现场监理旁站的条件下验孔，要求验孔过程中钻头平顺推进，不产生冲击或抖动，钻具验送长度满足设计锚孔深度，退钻要求顺畅，用高压风吹验不存明显飞溅尘碴及水体现象。同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位，全部锚孔施工分项工作合格后，即可认为锚孔钻造检验合格。
1.9 锚杆、锚索体制作及安装：锚杆杆体采用螺纹钢筋，沿锚杆轴线方向每隔2.0m设置一个对中器(定位支架)，以保证锚杆有足够地保护层。预应力锚索体由锚梁、自由段、锚固段和安全段四部分组成。锚索采用φs15.24mm钢绞线，钢绞线采用高强度低松弛无粘结预应力钢绞线，强度1860级。锚索制作前应对钻孔实际长度进行测量，考虑锚墩高度、千斤顶长度、工具锚工作锚的厚度以及张拉操作余量，下料长度按下式确定：L= Ls+Lm+d{其中：L―预应力钢铰线下料长度（m ）、Ls―实际孔深（m）、Lm―锚墩及锚具厚度（m）、Lq―千斤顶长度（m）、d―预留长度（m）}，并按孔号截取锚索体材料，钢铰线必须采用机械切割。材料截取后，在编索平台上进行拉直编索。在锚固段安置隔离架和紧箍环、安装锚索末端导向帽、自由段防腐处理，在自由段钢绞索上涂锈漆及脱水黄油，外套PVC防腐管在末端安置止水环，并用胶布缠绕；在锚固段、自由段、交界处需特别注意绑扎牢固，以防止注浆时，水泥浆进入自由段。注浆管沿隔离架中心穿入，管端距锚索末端导向帽不超过20cm用铁丝浆注浆管与隔离架绑扎固定。。安装前，要确保每根钢绞线顺直，不扭不叉，排列均匀，除锈、除油污，对有死弯、机械损伤及锈坑处剔出。钢绞线沿锚索体轴线方向每2.0～2.5m设置一架线环，保证锚索体保护层厚度不小于20mm。安装锚杆、锚索体前再次认真核对锚孔编号，确认无误后再用高压风吹孔，人工缓缓将锚索体放入孔内，下锚时用力要均匀一致，防止在推送过程中损伤锚索配件和保护层，用钢尺量出孔外露出的锚杆、钢绞线长度，计算孔内锚杆、锚索长度（误差控制在50mm范围内），确保锚固长度。
1.10 锚固注浆：注浆材料采用1：1水泥砂浆，水灰比0.45，经试验比选后确定施工配合比，掺入减水剂、膨胀剂和早强剂，设计要求砂浆体强度不低于30MPa，注浆压力不低于0.3MPa。实际注浆量一般要大于理论的注浆量，或以锚具排气孔不再排气且孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。如一次注不满或注浆后产生沉降，要补充注浆，直至注满为止。注浆结束后，将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净，同时做好注浆记录。值得注意的是，由于本高边坡地质破碎，注入孔内的浆液向岩石周围的裂隙扩散，一定要观察是否有浆液流出，以保证注浆的饱满。
1.11 框架梁（钢筋砼板）制作：框架采用C25混凝土整体浇注，框架梁嵌入坡面岩体25cm，框架梁之间格内空隙用M10浆砌片石填充，并与梁表面齐平，每片之间留2cm伸缩缝，用沥青木板充填；锚杆、锚索框架板中的钢筋砼板标号为C30，在地梁施工前首先进行钢筋砼板的施工：施工放样→钢筋砼板钢筋安装→模板安装、加固→砼施工，待强度达到设计要求后，立即进行地梁制作。。基础先铺垫2cm砂浆调平层，再进行钢筋制作安装，钢筋接头需错开，同一截面钢筋接头数不得超过钢筋总根数的1/2，且有焊接接头的截面之间的距离不得小于1m。在预定锚索位置预埋普通钢管锚孔，如锚索与竖梁箍筋相干扰，可局部调整箍筋的间距。砼浇注，尤其在锚孔、钢垫板周围钢筋较密集，一定要仔细振捣，保证质量。
1.12 锚索张拉及锁定、封锚：通过现场张拉试验，确定张拉锁定工艺。。待砂浆体及框架梁达到强度后方可进行锚索张拉、锁定。锚索的张拉及锁定分级进行，严格按照操作规程执行。在设计张拉完成6～10d后再进行一次补偿张拉，然后加以锁定。补偿张拉后，从锚具量起，留出长5～10cm钢绞线，其余部分截去，须用机械切割，严禁电弧烧割。最后用水泥净浆注满锚垫板及锚头各部分空隙，然后对锚头采用C25混凝土进行封锚，防止锈蚀和兼顾美观。
2.结束语
总之，路基防护形式选择上体现“安全、环保、舒适、和谐”原则，在满足安全的前提下尽量选用环保、绿化的形式，突出植被护坡绿化的效果。在路基边坡绿化上体现恢复自然尽量减少人工痕迹的宗旨，路基坡脚及坡顶等坡率变化点应在施工时结合原有地势予以削成圆弧形，与自然环境融为一体，提供良好的视觉效果。
参考文献
[1]夏雄，周德培.预应力锚索地梁在边坡加固中的应用实例.岩土力学，2002,23(2):242-245.
