中空自鉆式錨桿技術(shù)在邊坡支護工程中的作用分析

□邵紅艷（貴州水利水電勘測設(shè)計研究院）

隨著改革開放進程的大步邁進，我國的經(jīng)濟水平持續(xù)發(fā)展，工程建造業(yè)蓬勃興旺，隨之而來的各種依山而建的工程也層出不窮。在這樣的條件下，對于如何解決山體的坍塌、滑坡等問題，就顯得十分重要。在目前實施的邊坡支護的技術(shù)中，可以說，種類繁多，各式各樣。在這其中，自鉆式中空錨桿的使用，是近年來越來越受到重視的新技術(shù)。中空自鉆式錨桿是一種多功能的錨桿，其結(jié)構(gòu)已經(jīng)把鉆進、注漿、錨固等功能結(jié)合為一體，對在復(fù)雜土層施工的錨固能力更加強大。

1.認識中空式自鉆錨桿

自鉆式中空錨桿的結(jié)構(gòu)由中空鉆桿、鉆頭、止?jié){塞、墊板、螺母等5部分組成。自鉆式中空錨桿的技術(shù)特點是，它的主體部分是一種中空的錨桿，在實際的使用中，可充當(dāng)鉆桿及注漿管。在注漿前可利用其中空的特性，吹除鑿巖施工后形成的粉塵。其中空錨桿，可充當(dāng)漿液灌注的管道，注漿時漿液通過中空錨桿從鉆頭噴出，從而使錨桿能夠與周圍的巖土緊密凝固，對欲支護的巖坡等環(huán)境實現(xiàn)加固的目的，同時也避免了傳統(tǒng)施工工藝注漿管拔出時造成的砂漿流失。在中空錨桿體頭裝上硬質(zhì)合金鉆頭，用錨桿體代替鉆桿進行鉆進，釬尾連接桿把錨桿體和鑿巖機相連，用鑿巖機鑿孔至設(shè)計錨桿深度后，安裝止?jié){塞、墊板、螺母后，進行注漿。鉆頭的大小可控制鉆孔的大小，一般鉆孔的尺寸約為錨桿直徑的2～3倍。它是集鉆孔、注漿、錨固等多功能的新型高科技支護產(chǎn)品。桿體長短靈活，具有加接延長的特性，不僅適用于鐵路、隧道、礦山、水利樞紐、邊坡、堤壩、橋基、江海湖河邊、高層建筑基礎(chǔ)及建筑物加固等工程；更適用于地基下沉、塌孔、裂縫、坍塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的治理。同時在狹窄的環(huán)境內(nèi)施工極為方便，具有其它錨固材料無法替代的效果。下面，本文將針對中空自鉆式錨桿在邊坡加固中的作用，以某公路的施工為例，對中空自鉆式錨桿技術(shù)的操作過程及在邊坡支護中產(chǎn)生的作用，進行一次較為全面的介紹。

2.工程實例

以某取水口邊坡的施工為例，在開挖過程中，洞臉以上邊坡因受風(fēng)化嚴重，上部發(fā)生破碎，土層溜坍，使鉆桿不能正常使用，且開挖部位極易坍塌，施工較為困難。根據(jù)此情況，對現(xiàn)場地質(zhì)進行勘測，得出結(jié)論，此路段邊坡整體穩(wěn)定，但局部結(jié)構(gòu)面存在不穩(wěn)定塊體及有順層滑落可能。所以，采取自進式中空錨桿對洞臉以上邊坡進行支護,錨桿長度為6m,間距1.5m×1.5m,傾角20°,坡面鋪設(shè)φ8@20cm×20cm鋼筋網(wǎng),噴射15cm厚C25混凝土,其裝配方式如圖1：

圖1 裝配方式圖

施工過程：首先是施工的準(zhǔn)備工作，為潛孔鉆機修一條行駛便道，便道要求寬3m左右，坡度控制在30%，而施工場地需4m×5m。根據(jù)需要搭設(shè)工作平臺或搭設(shè)腳手架，以便操作。操作平臺搭設(shè)完成后，就可以由測量后確定的孔位處，開始進鉆。根據(jù)地形及地質(zhì)情況，調(diào)整好鉆機的鉆進角度。在潛孔鉆套上專用的纖尾套，將錨桿與纖尾套連接牢固，并在第一節(jié)錨桿的前端套上鉆頭，并根據(jù)地質(zhì)情況確定錨桿的長度，以現(xiàn)場拼接錨桿。當(dāng)一節(jié)錨桿鉆進后，在前一節(jié)錨桿的尾部套上帶有人工涂抹潤滑劑的連接套后再連接好后一節(jié)錨桿，直到每根錨桿鉆到需要長度。進鉆時要對速度進行合理控制，減少沖擊的次數(shù)，多回轉(zhuǎn)，以防止破碎巖石對鉆頭水孔造成堵塞。在堵塞發(fā)生后，會使鉆孔出水?dāng)嗔?，此時則需要將錨桿作50cm的反復(fù)進出，進行掃孔，以保證錨桿水孔的貫通。鉆進過程結(jié)束后，要利用風(fēng)壓對鉆孔進行沖洗，去除鉆進過程中產(chǎn)生的粉塵。然后可將鉆機卸下，斷開與錨桿的連接。此時，錨桿的一端外露，通過快速注漿接頭將錨桿尾端注漿泵相連，啟動灰漿攪拌機，人力將水泥和其他外加劑材料按配合比配制好，輸入到攪拌器中進行加水?dāng)嚢?。攪拌均勻?/p>

然后，利用空氣壓力來檢查錨桿孔是否暢通,調(diào)節(jié)水流量計使水泥漿的水灰比至設(shè)計值,純水泥漿由水泥、水、膨脹劑、速凝劑組成,水灰比為0.4～0.5,膨脹劑使?jié){液結(jié)石體體積膨脹3%～4%。同時,要保證能夠連續(xù)注漿，漿液均勻。此時要注意觀察壓力表，當(dāng)壓力達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)并且從止?jié){塞邊隙涌出的漿液與注入的漿液粘稠度相同的時候，就可以停止注漿。

此時應(yīng)該注意，如施工需要進行爆破作業(yè)，必須在漿液的強度達到設(shè)計強度的70%的情況下，才能進行爆破。若在強度不夠的情況下，在20m的范圍內(nèi)不得爆破作業(yè)。接下來需要再進行錨固，將拱形墊板套在錨桿外露部分，與地表或巖層密貼，在墊板外上好球形螺母。當(dāng)以上工作進行完畢后，則可進行場地的清理。整個施工流程如圖2。

圖2 施工流程圖

施工完成后，對該項施工的成果，進行了測試，依據(jù)目前的科學(xué)計算方法得出最終結(jié)論,加固體的各項指標(biāo)數(shù)值均達到或超過原設(shè)計要求的指標(biāo)。采用中空自鉆式錨桿進行邊坡加固的施工，較之曾經(jīng)的傳統(tǒng)工藝，顯示出了較大的優(yōu)勢，在漿液的灌注中，能夠充分的把錨桿周圍的被松動土質(zhì)填充，使錨固體的直徑得到了最大程度的擴展。從而提高了加固體的承載能力。

3.施工中的注意事項

在施工過程中，為最大限度的達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)遵循以下原則：

3.1 用作自進式錨桿的鋼管規(guī)格、尺寸和材質(zhì)均應(yīng)符合設(shè)計要求。施工環(huán)境一定要符合標(biāo)準(zhǔn)，必須作到場地平整，處理好施工便道的坡度，保證機械的安全運行。使風(fēng)壓管路暢通，不發(fā)生阻滯。要準(zhǔn)確掌握施工現(xiàn)場的情況，如施工巖土層的土質(zhì)、密實程度及當(dāng)時的氣溫等條件來選擇錨桿的型號及操作方式、漿液的配合比、鉆頭的種類等。在進行鉆孔的過程中，必須要注意鉆桿露出部分的長度，為安裝拱形墊板和球形螺母預(yù)留出足夠的空間，以增大錨桿抗拔力和粘結(jié)力，使加固體的強度增加。在大多數(shù)的情況下，包括對地表坍塌的治理、地基加固，還是隧道工程的支護，一般錨桿間距應(yīng)設(shè)置為1m，呈梅花形布置或根據(jù)實際情況將間距增大。

3.2 注漿時灰砂比的參考值為1：0～1：1，水灰比的參考值為0.45：1～0.5：1，注漿程度根據(jù)注漿飽滿且壓力達到設(shè)計值，注意注漿質(zhì)量。一般情況下漿液擴散半徑為0.6～0.7m，注漿壓力可控制在10MPa。止?jié){塞的安裝位置，應(yīng)設(shè)置在距離孔口的內(nèi)部25cm處，在特殊情況下如注漿壓力過大或圍巖過于破碎時，也可利用錨固劑對孔口進行封堵。關(guān)于鉆頭類型的選用原則為：巖石部位要選用柱齒鉆頭，松散土及軟土要選用十字形鉆頭，粘性土要選用錐形鉆頭。鉆頭與錨桿直徑的配套使用關(guān)系為R25IV：X42,R32IV：X51，R38IV：X76，錨固區(qū)直徑為（1.5～2.5）倍鉆頭直徑。自進式錨桿為注漿錨桿，按注漿錨桿檢查方法、數(shù)量、合格標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

4.結(jié)語

通過對以上自進式錨桿加固邊坡工程施工的過程中我們能看到,如在邊坡的巖土土質(zhì)非常松散，易破碎的情況下，利用傳統(tǒng)的加固方式，不易鉆孔，除進鉆受阻外，形成的鉆孔也極易坍塌，采用中空自鉆式錨桿則能非常有效的克服以上的困難，充分顯示出該項技術(shù)所具有的絕對優(yōu)越性。中空自鉆式錨桿的出現(xiàn)，比過去的鋼筋錨桿和一些預(yù)應(yīng)力錨桿更加可靠、方便。從而充分說明這是一項具有廣闊的發(fā)展前景的技術(shù)，在今后的社會建設(shè)活動中，一定會更多的發(fā)揮作用。

[1]黃常波.自鉆式錨桿在砂卵石地層深基坑施工工法[J].中國建筑，2008（11）：25.

[2]賀連福.自進式(中空注漿)錨桿施工工藝措施[J].礦山機械2006(12):33.

[3]趙岐山.中空注漿錨桿施工工藝[J].甘肅科技，2011，21(3)：107.

[4]王江.錨桿設(shè)計與施工[J].城市規(guī)劃，2010(9)：l5.

[5]劉遠新.隧道砂漿錨桿注漿工藝[J].城鄉(xiāng)建設(shè)，2008(12)：68.