1.3 土質邊坡與岩質邊坡破壞機理的區別
土質邊坡和岩質邊坡的破壞機理有所不同，土質邊坡更加強調材料的強度引數對邊坡穩定性的影響，而岩質邊坡結構面因素是導致大多數邊坡失穩破壞的原因。土質邊坡的破壞主要受邊坡土體強度及邊坡形態因素控制，對於特殊土類邊坡，邊坡內存在風化及結構裂隙，也嚴重影響土質邊坡的穩定性。
2、預應力錨索加固邊坡的力學機理
與其他非預應力加固機理不同，預應力錨索加固邊坡的機理是主動加固措施。錨固體與邊坡岩土體間相互作用時，預應力錨索加固結構能主動提高邊坡岩土體的強度，利用邊坡的自穩能力達到加固的目的，從而有效控制邊坡薄弱層的滑移。同時錨固材料置換或擠密岩土體時能提高邊坡強度，其周圍高壓注漿液滲入裂隙形成的網狀膠結結構也能提高岩土體強度，巨大的預應力在一定程度上改善邊坡岩土體物理力學性質，邊坡的自穩能力得到發揮。
錨索經張拉鎖定後對邊坡岩土體施加巨大的錨固預應力提高了岩土體的物理力學效能，此階段是邊坡岩土體受力耦合階段。當預應力受地表水、地下水等因素影響而受到損失時，邊坡岩土體具有向坡外方向位移的趨勢或已產生微小位移，錨索受力就進入解耦階段。
3、預應力錨索錨固力變化特徵
預應力錨索加固工程中，預應力錨索鎖定後錨固力變化主要有三個階段：
第一階段：錨索鎖定初期，錨固力下降速度較快，此階段的錨固力損失，主要由於錨固影響範圍內表層岩土體壓縮和錨索外錨段灌漿（錨索受水泥水化熱的影響，錨索應力重新調整）而引起。
第二階段：錨索鎖定後一段時間，錨固力波動調整，其原因主要為岩土體及錨索內部應力調整，產生壓縮、回彈的反覆過程導致。
第三階段：錨索鎖定後期，主要是岩土體自身變形及受溫度影響產生變形。
4、預應力錨索的設計與優化
採用剛體極限平衡法對邊坡進行穩定分析。圖l為採用預應力錨索加固邊坡的計算簡圖。設條塊所受垂直荷載為，水平荷載為，剪下面上孔隙水壓力的合力為，第j排錨索的設計錨固力為。
根據整個滑體上抗滑力和滑動力對矩心o點的力矩，可得到邊坡抗滑穩定安全係數為
式中：k為邊坡的抗滑穩定安全係數；為底滑面與水平面的夾角；為錨索與底滑面的夾角；，為底滑面的凝聚力和內摩擦角；其餘符號的意義見圖1
錨索的錨固力t可分解為平行於滑面向上的切向分力t和垂直於滑面的法向分力t。從式(1)可以看出：預應力錨索既增加了邊坡的抗滑力(矩)，又減小了邊坡的下滑力(矩)。
錨索由外錨段、張拉段(自由段)和內錨段3部分組成。對於一定噸位的錨索，外錨段長度和內錨段長度基本上為定值，錨索的總長度主要由張拉段的長度決定。從經濟的角度考慮，錨索的總長度越短，工程造價越低。
對於岩質邊坡，岩體通常被各類軟弱結構面切割，這些結構面可能構成滑坡的底滑面。當採用錨索加固措施時，錨索只有穿過底滑面，該錨索才對抑制沿該滑面的滑動有貢獻。
假定滑面固定，且為單一傾角，下面討論2種極端情況：①將錨索垂直於滑面布置，即，則錨固力的切向分力t=0，錨索的作用完全依賴於錨固力的法向分力t作用在岩體上的摩擦力形成的抗滑力，此時錨索的總長度最短，但由於切向抗滑力為0，因此抗滑效果不是最優；②將錨索平行於滑面布置，即，則錨固力的法向分力t，錨索的作用完全依賴於錨固力的切向分力t形成的抗滑力，此時錨索的總長度不是最優。且實施上也不可行。
那麼，介於上述2種極端情況之間，應存在一最優狀態。
設錨索的水平傾角為，工程上通常把稱為錨固角，在獲得相同抗滑效果的前提下，使錨索長度最短的錨固角即為最優錨固角。
如圖2所示，假設錨索產生的抗滑力與張拉段
長度之比為n，即
（2）而
所以，有
（3）式中：l為錨索張拉段的長度；h為錨索孔口位置至滑面的垂直距離。
令，得到
（4）又因，所以，當時，n取最大值。此時
（5）式中為最優錨固角。
錨索優化的實現
圖3為尋求最優錨固角、調整錨索長度以實現錨索優化設計的流程圖。基本流程如下：
(1)根據邊坡的岩性、地質構造、可能的破壞模式及底滑面位置，初步確定錨索布置區域、錨索噸位、錨索長度及錨固角等。
(2)固定錨索長度，調整錨固角的大小，比較各錨固角下的安全係數，並結合工程實際及施工要求，得到最優錨固角。
(3)在最優錨固角下，調整錨索的長度，使得錨索布置在滿足安全性要求的前提下，錨索總長度最短。
5、預應力錨索錨固力影響因素
5.1 地質條件的影響
岩體蠕變是引起預應力損失的主要原因之一，不同的岩體型別造成的預應力損失不同，如堅硬完整的岩體，結構面分布少，由結構面引起的蠕變小，岩體本身的蠕變也小。膨脹性地層的邊坡錨索工程，若邊坡表面未做封閉或封閉不佳，常常會因膨脹性地層長期的溼脹乾縮作用，使邊坡表層岩土體碎裂剝落，外錨結構物基礎被逐漸掏空，錨頭鬆動，造成錨固失效。溶洞、斷層、節理裂隙等地質構造也會造成預應力錨索錨固效果降低甚至失效。
另外，在勘察資料準確的情況下，設定於斷層破碎帶和節理裂隙部位的錨索，若斷層活動，預應力錨索將會受到破壞甚至失效。
5.2 預應力損失的影響
工程施工過程和施工質量的好壞也影響著邊坡預應力錨索結構是否失效破壞。若不按設計要求進行超張拉和補償張拉，或注漿不密實，以及其他非正常情況造成的預應力損失過大，則會造成錨固邊坡變形增大。另外，錨孔偏斜率能引起錨索預應力損失，如孔斜率為2%時，3000kn 級錨索預應力沿程損失可達9.
7%。預應力減小與錨索噸位也有一定關係，如一般3000kn 級錨索，損失值為33.7~48.
8kn；1000kn 級錨索，損失值為15.6~27.6kn。
岩體的裂隙率同樣影響著預應力，岩體裂隙不發育對錨固預應力的影響較小，而岩體裂隙發育會讓灌漿充填了岩體裂隙，使岩體結構產生相對膨脹變形，從而預應力增加。為減少錨索鎖定後錨索預應力下降過大，工程實踐中可採取二次張拉的辦法來增加有效錨固力，較之於沒有二次張拉的錨索預應力，採用二次張拉後錨索的預應力提公升大。因此在軟岩邊坡中採用預應力錨索加固時可以採取二次張拉提高錨索預應力。
5.3 長期震動與特殊變形的影響
長期震動影響著預應力錨索的錨固能力。超越設防烈度的**帶來的超載破壞會破壞預應力錨索結構，導致預應力錨索結構失效。其他長期的震動如車輛執行的長期震動、邊坡附近其他大型震動裝置均有不同程度的影響。
車輛執行的長期震動對設定於下邊坡上部的預應力錨索也會造成預應力錨索的漸進破壞甚至失效，因而邊坡上部的錨索規定有最小的上覆巖土層厚度。邊坡附近其他大型震動裝置則會降低錨索錨固能力。
5.4 錨固時機
邊坡開挖後和加錨時的時間間隔就是錨固的時機，選擇合適的施錨時機對錨固效果起了很大作用。加錨應隨著邊坡工程自上而下的分步開挖過程邊挖邊錨，邊挖邊錨過程中改變了岩體原有的應力狀態，產生臨空面也讓岩體產生卸荷鬆動，不穩定岩體就有可能產生滑動，此時所需的錨固力必須克服岩體滑動時的滑動能，錨固力便增加，因此，把握好錨固時機的重要性就顯而易見。
5.5 降雨的影響
降雨使得岩體中的裂隙在滲水填充後產生溼脹，鋼索拉伸，錨固預應力增加。但降雨過程存在滯後性，因此對預應力的影響也存在滯後現象，增加的錨固力是暫時的，其原因是裂隙水會慢慢消散，增加的錨固力也就隨之慢慢消失。
5.6 溫度對錨索錨固力的影響
自然環境溫度的變化使岩體溫度發生變化，進而影響錨固預應力的變化。總體上，大多數錨固力與溫度之間有著良好的相關性，變化趨勢較一致。夏季溫度公升高使預應力增加，冬季降溫則使預應力減小。
6、預應力錨索施工技術
6.1施工流程
錨孔測放→錨孔鑽鑿→錨孔清理→錨孔檢驗→編錨→下錨→注漿→澆築框架混凝土→錨索張拉與鎖定→封錨。
6.2錨孔測放
邊坡施工應遵循邊挖邊加固原則，即開挖一級，防護一級，不得一次開挖到底』根據施工設計圖要求，將錨孔位置準確測放在坡面上，孔位在坡面上縱橫誤差不得超過±50mm。
6.3錨孔鑽鑿
根據錨固地層的類別，錨孔孔徑、錨孔深度、以及施工場地條件等來選擇鑽孔裝置。岩層中採用潛孔衝擊成孔；在岩層破碎或鬆軟飽水等易於塌縮孔和卡鑽埋鑽的地層中採用跟管鑽進技術。
錨孔鑽進施工時，先搭設滿足相應承載能力和穩固條件的腳手架，再根據坡面測放孔位，準確安裝固定鑽機，並嚴格認真進行機位調整，確保錨孔開鑽就位縱橫誤差不得超過±50mm，高程誤差不得超過±100mm，鑽孔傾角和方向符合設計要求，傾角允許誤差位±1.0，方位允許誤差±2.0。
鑽孔要求幹鑽，禁止採用水鑽，以確保錨索施工不致於惡化邊坡岩體的工程地質條件和保證孔壁的粘結性能。鑽孔速度根據使用鑽機效能和錨固地層嚴格控制，防止鑽孔扭曲和變徑，造成下錨困難或其它意外事故。
鑽進過程中對每個孔的地層變化，鑽進狀態（鑽壓，鑽速）地下水及一些特殊情況作好現場施工記錄。如遇塌孔縮孔等不良鑽進現象時，須立即停鑽，及時進行固壁灌漿處理（灌漿壓力 0.1~0.
2mpa），待水泥砂漿初凝後，重新掃孔鑽進。
為確保錨孔直徑，要求實際使用鑽頭直徑不得小於設計孔徑。為確保錨孔深度，要求實際鑽孔深度大於設計深度 0.2m 以上。
6.4錨孔清理及檢驗
鑽進達到設計深度之後，不能立即停鑽，應穩鑽1min~2min防止孔底達不到設計孔徑。鑽孔壁不得有沉渣及水體粘滯，必須清理乾淨，在鑽孔完成後，使用高壓空氣將孔內巖粉及水體令部清除出孔外。錨孔鑽鑿結束後，須經現場監理檢驗合格後，方可進行下道工序施。
6.5錨索體制作與安裝
預應力錨索體由錨梁，自由段，錨固段和安全段 4部分組成.如採用壓力分散型錨索，由三個單元錨索組成，。鋼質承載體要求採用 45 號鋼材加工製作，其厚度不小於2cm。
鋼絞線採用鋼絞線標準強度為，高強度低鬆弛無粘結預應力鋼絞線。安裝前，要確保每根鋼絞線順直。不扭不叉，排列均勻，除鏽、除油汙，對有死彎、機械損傷及鏽坑處剔出。
鋼絞線沿錨索體軸線方向每1.0m~1.5m設定一架線環，保證錨索體保護層厚度不小於20mm。
安裝錨索體前再次認真核對錨孔編號，確認無誤後再用高壓風吹孔，人工緩緩將錨索體放入孔內，用鋼尺量出孔外露出的鋼絞線長度，計算孔內錨索長度（誤差控制在50mm範圍內），確保錨固長度。
預應力錨索
錨索的型別 1.概述 目前在加固工程中使用的錨索型別種類繁多,按不同的分類方法可將錨索劃分為不同的型別,例如按外錨頭的結構形式分為ovm錨 qm錨 xm錨 費氏錨等 按錨索體種類分為鋼絞線束錨索 高強鋼絲束錨索 按錨固段結構受力狀態分為拉力型 壓力型 荷載分散型，另外還有可除式錨索 觀測錨索等。隨著...
預應力錨索 方案
目錄第一章工程概況1 第一節施工方案編制依據1 第二節施工現場及工程地質條件1 第三節設計要求2 一 預應力錨索2 二 鋼筋錨桿2 三 噴射砼3 第四節本工程的特點3 第五節施工工期計畫3 第二章預應力錨索施工 3 第一節施工準備3 第二節整體工程施工順序4 第三節施工流程4 一 成孔4 二 插鋼絞...
預應力錨索施工方案
臨沂富城王府花園基坑支護工程 山東臨沂水利工程總公司 2012年4月1日 一 工程概況 1.1 工程簡介 擬建富城王府花園工程位於臨沂市解放路東段34 東興小區院內，由33層樓及兩層地下室組成。原基坑支護工程採用樁錨支護形式，於2007年12月支護樁施工 2008年5月開始施工三重管擺噴樁止水帷幕，...