巖土工程中邊坡治理的巖土錨固技術(shù)研究

(中國市政工程西南設(shè)計研究總院有限公司， 四川 成都 610081)

0 引言

錨固處理技術(shù)是巖土工程中的基礎(chǔ)，該項技術(shù)經(jīng)過不斷的發(fā)展，已經(jīng)逐漸趨于完善，對于不同土質(zhì)的邊坡，可以采用不同的技術(shù)原理，從而增加邊坡的穩(wěn)定性。錨固技術(shù)是利用錨噴支護作用的一項技術(shù)措施，在整治、利用及改造巖土體過程中使其保持較高的穩(wěn)定性，并有效發(fā)揮出巖土體的優(yōu)勢克服不足之處。在對邊坡的有效治理上，巖體錨固技術(shù)凸顯出重要作用，尤其是該技術(shù)在實際中的效果。

1 巖土錨固技術(shù)概述

1.1 錨固的作用方式

在巖土錨固技術(shù)實際運用中，一般會在巖土體通過錨固進入了塑性變形階段才會發(fā)揮作用，而錨桿或錨索的作用慢慢增強，改善復(fù)合巖土體塑性變形以及破壞形狀等。要穩(wěn)固巖土體，首先要做好約束骨架，保障復(fù)合巖土體可以形成有機的整體。而錨固的作用方式是通過埋設(shè)于地層下的錨桿或錨索與地層巖體之間的緊密貼合，增強防止巖塊下滑的摩擦阻力，達到加固的目的。在邊坡治理中可以通過錨桿或錨索對斜坡軟弱結(jié)構(gòu)面進行切割，形成板狀巖體類的穩(wěn)定結(jié)合體。錨桿或錨索在錨固過程中可抵抗巖土體自重應(yīng)力，也可抵抗外荷載作用力，通過分擔(dān)邊坡巖土體內(nèi)部力量而實現(xiàn)邊坡穩(wěn)固的作用。尤其是在巖土體出現(xiàn)開裂時，錨桿或錨索分擔(dān)力量的作用明顯,讓使巖土體更加堅固,防止出現(xiàn)整體性破壞和大規(guī)?；屡c坍塌問題。

1.2 錨固的作用機理

在巖土錨固中，其主要是通過錨桿或錨索附近低層巖體抗剪度傳遞結(jié)構(gòu)物的拉力，其作用機理主要可以概括為以下幾種:第一種是錨桿或錨索能夠降低巖塊下滑力,且錨桿或錨索具有一定的預(yù)應(yīng)力,可增強巖土自身強度，穩(wěn)固邊坡；第二種是錨桿或錨索能夠增強潛在的滑面法向力，提高潛在的滑面摩擦阻力，保障邊坡穩(wěn)定性；第三種是利用錨桿變形對巖土體施予壓力，讓原有的巖土體轉(zhuǎn)變?yōu)槿S應(yīng)力狀態(tài),通過其承載環(huán)與承載拱的相關(guān)作業(yè)，實現(xiàn)巖土體變形的限制與約束作用，進而穩(wěn)固邊坡巖土體;第四種是通過錨桿在軟弱巖土層中構(gòu)建骨架，提升破碎巖土體的整體性，進而增強巖土體的強度?？傊?，巖土體和內(nèi)部的錨桿或錨索產(chǎn)生相互作用時，能夠增強巖土體強度，改善巖土體的低抗拉和抗剪強度等情況，提高巖土體整體剛度，增強邊坡穩(wěn)定性。

1.3 錨固系統(tǒng)的破壞方式

所謂錨固系統(tǒng)的破壞,是指組成材料的破壞，可概括為四種:第一種是錨桿桿體頸縮破壞，即錨桿受到拉力作用過大，使錨桿體發(fā)生的頸縮現(xiàn)象，從而破壞錨固系統(tǒng)；第二種是巖土基體錐形破壞，若巖土體基體和灌漿體之間的接觸界面黏結(jié)強度過大，同時巖土基體抗劈裂強度與錨桿體的錨固長度過小，就會導(dǎo)致錨桿在遭受外荷載力的情況下，灌漿體周圍基體發(fā)生呈椎體形狀的破壞；第三種是黏結(jié)破壞,其破壞位置通常是錨桿和膠結(jié)材料界面，或者是巖土基體界面和膠結(jié)材料的界面處。一旦錨桿、巖土基體以及灌漿體的黏結(jié)強度達到極限值, 就容易出現(xiàn)這種破壞情況；第四種是椎體黏結(jié)復(fù)合破壞，即巖土基體既出現(xiàn)錐形破壞，也出現(xiàn)了黏結(jié)破壞的現(xiàn)象。正確認識錨固系統(tǒng)的多種破壞方式，便于采取措施更好地穩(wěn)固邊坡。

2 巖土工程中邊坡治理的巖土錨固技術(shù)研究

2.1 巖土錨固技術(shù)在邊坡治理中應(yīng)用

巖土錨固技術(shù)如今逐漸在邊坡治理中得到推廣運用，其技術(shù)內(nèi)容也逐漸呈現(xiàn)出多樣化的態(tài)勢，比如當前常用的有預(yù)應(yīng)力錨索加固技術(shù)、短錨桿+配筋噴射混凝土加固技術(shù)、預(yù)應(yīng)力錨固+短錨桿+配筋噴射混凝土加固技術(shù)、自進式錨桿網(wǎng)+砂漿錨桿網(wǎng)加固技術(shù)等等。巖土錨固技術(shù)在邊坡治理中的運用主要體現(xiàn)在兩個方面，首先是可以彌補防護缺陷。傳統(tǒng)邊坡要保持穩(wěn)定性，常見的施工方式即是圬工防護方式。但是這種防護體通常只在坡面上發(fā)揮作用,且防護強度較低，而巖土錨固技術(shù)卻可彌補這些缺陷，使得滑動巖體與穩(wěn)定巖體之間產(chǎn)生更大的摩擦阻力，實現(xiàn)邊坡的穩(wěn)定加固。其次是巖土錨固技術(shù)可以克服重力式擋土墻的缺陷，重力式擋土墻常用于邊坡支擋建設(shè)之中，但是這一防護體具有體積過大的缺陷，很難在復(fù)雜地質(zhì)地形條件下的邊坡治理中加以運用。而巖土錨固技術(shù)卻可以解決這一點，比如錨桿擋土墻、加筋擋土墻、錨桿樁板式擋土墻等都具有結(jié)構(gòu)輕、穩(wěn)定性佳的特點，具有良好的運用價值。

2.2 巖土錨固技術(shù)在邊坡治理中的應(yīng)用流程

（1）邊坡開挖。將巖土錨固技術(shù)應(yīng)用在護坡治理中，首先應(yīng)對邊坡周圍進行開挖處理，應(yīng)按從上至下的順序進行挖掘。在進入到邊坡開挖環(huán)節(jié)后，應(yīng)重視挖掘過程中的具體施工階段以及不同階段的處理方式。例如在邊坡初次開挖后，應(yīng)確保深度維持在5m左右，同時在挖掘處噴射一定厚度的混凝土漿。在邊坡二次挖掘后，同樣將挖掘深度控制在5m處，并將挖掘后所堆積的土方用于邊坡治理工作的開展進程中。

（2）噴射混凝土。將符合工程標準的鋼筋放置在需要治理的邊坡中，同時保證邊坡處清潔與濕潤。在進行此項作業(yè)前，施工人員也應(yīng)確保所使用施工機械設(shè)備運行期間的穩(wěn)定性，以提升巖土錨固技術(shù)應(yīng)用效率。在進行混凝土噴射過程中，應(yīng)按從上至下的噴射順序，并將邊坡表面與噴射設(shè)備之間的距離控制在1m之內(nèi)，確保噴射勻速進行。

（3）鉆孔。在鉆孔環(huán)節(jié)中，相關(guān)工作人員注意鉆機應(yīng)與邊坡表面保持一定垂直角度。在鉆孔期間也應(yīng)遵守相關(guān)操作規(guī)范，即鉆孔應(yīng)呈梅花狀分布，且鉆孔直徑為 6 cm，兩孔之間的距離為15cm，并將誤差控制在一定范圍內(nèi)。

（4）錨桿安裝。在鉆孔環(huán)節(jié)后，工作人員應(yīng)及時清除孔內(nèi)以及邊坡表面的雜質(zhì)，切勿存在積水或積灰的現(xiàn)象，并對鉆孔直徑、深度以及孔距等相關(guān)參數(shù)進行檢查，在確認無誤后才能進入到下一個環(huán)節(jié)。在錨桿安裝時，要結(jié)合鉆孔直徑選擇適宜的鋼筋規(guī)格，將其安裝在已經(jīng)注入水泥漿的鉆孔中。需要注意的是，在注入水泥漿時，工作人員應(yīng)確保勻速注入，盡量減小鋼筋與水泥漿之間的間隙，從而保證邊坡的穩(wěn)定性。

2.3 巖土錨固技術(shù)在邊坡治理中的注意事項

在巖土錨固施工過程中，應(yīng)該注意以下幾點:首先，在鉆進施工中，嚴格控制鉆進參數(shù)和鉆進速度，避免鉆進施工中出現(xiàn)通病，比如卡鉆、埋鉆、塌孔或者掉塊等等，一旦發(fā)生孔內(nèi)鉆進施工事故，要予以及時處理。其次，將鉆機拔出后，進行錨桿安裝，并進行注漿施工。在錨桿灌漿過程中，要嚴格根據(jù)設(shè)計要求來進行。即要做到水泥漿和水泥砂漿配合比的科學(xué)控制，其攪拌要均勻，確保灌漿設(shè)備與管路都可以正常工作。然后，在預(yù)應(yīng)力施加方面，要結(jié)合錨桿類型而進行錨具的選擇，對臺座與張拉設(shè)備進行正確的安裝。再者，材料進場要按計劃進行，并確保其具有產(chǎn)品合格證。且錨桿鋼材焊接施工中，要確保接頭通過了合格試驗再投入使用。最后，檢查施工過程中的各種指標，比如鉆孔直徑、深度與角度等是否合理、注漿配比是否合理、噴錨墻面厚度與強度是否符合要求等等。待每段支護體施工結(jié)束，需檢查坡頂或者坡面位移，并注意是否有坡頂沉降問題，檢查周圍環(huán)境的變化，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，保障施工的正常進行。

3 結(jié)束語

綜上所述，巖土錨固技術(shù)在巖土工程行業(yè)中屬于比較重要的分支領(lǐng)域，隨著我國逐步擴大的工程建設(shè)形勢，在鐵路隧道、巖土邊坡、抗傾浮結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定壩基及支擋基坑等多個不同領(lǐng)域中都得到了十分廣泛地應(yīng)用，尤其是應(yīng)用于邊坡治理的效果特別好。要進一步加強錨固技術(shù)在巖土工程技術(shù)中的運用，以促進巖土工程技術(shù)研究的進步和實踐水平的提高，更大程度上推動我國的建筑事業(yè)的進步和發(fā)展。

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