有關錨桿技術用于加固邊坡分析

李 浩，李 軍，易慕良

（湖南輝達規劃勘測設計研究有限公司，湖南長沙 410011）

0 引言

當前，在巖土工程中，錨桿技術的應用逐漸變的廣泛起來，涉及的應用領域涵蓋公路交通、水利水電、地下工程等多個專業。采用錨桿技術，不僅可以充分調動巖土自身的穩定性，而且由于對巖土影響較小，從另一方面還有著一定的環保意義。同時，采用錨桿技術施工速度較快，有利于工期的實現，而且安全可靠，有利于社會和經濟效益的實現。雖然我國在巖土工程的錨桿技術應用已經取得了很多成效，不過和世界上發達國家采用的技術還有一定的差距，基于此，本文主要探討了錨桿技術提升邊坡穩定性的機理以及實際應用，希望可以為相關的理論和實際提供一定的借鑒意義。

1 錨桿技術用于加固邊坡的相關理論[1-7]

1.1 錨桿技術提升邊坡穩定性機理概述

（1）增韌止裂機理。邊坡中的卸荷裂隙隨著側向壓應力逐漸解除，并局部進入微拉時，經歷張型起裂，并在斷續卸荷的自身平面內由穩定擴展到失穩，巖橋擊穿而相互貫通破壞。設置錨桿主要作用可看成是對卸荷裂隙提供橋聯作用，以阻止或延緩其張裂擴展過程，進而改善邊坡巖體的變形與強度性質；（2）銷釘作用。銷釘作用認為錨桿在加固軟弱結構面時，憑借桿體自身的抗剪能力阻止結構面的相對滑動，從而提高了結構面的抗剪強度和粘結力。（3）剪脹效應機理。當巖體中的粗糙不連續面發生剪切位移時，不連續面的兩壁因剪脹而產生擴容，使得貫穿不連續面的錨桿受拉產生附加的法向應力，并通過不連續面的摩擦效應提供附加的抗剪強度。（4）預應力作用。預應力作用能有效的降低或消除巖體中的拉應力和剪應力，使應力集中現象得到緩解，從而改善了巖體的應力狀態，同時，預應力使加固區的節理裂隙閉合，使節理裂的連通率降低，從根本上提同了巖體的抗剪強度。

1.2 工程案例概述

本單位設計的永定區王家坪至張家界城區改建公路，沿線地形多為山嶺重丘，高邊坡最大高度43 m，邊坡走向160°左右，兩側坡體主要由太古界涑水群花崗片麻巖組成，間夾薄層黑云母角閃片巖，坡頂覆蓋有第四系黃土及少量堆積物，該段坡體上各種小斷層 (節理及層間錯動現象較為發育，坡體上多組節理縱橫交錯、相互切割，坡面三角形滑塌或滑落現象隨處可見，而黑云母角閃斜長片麻巖一般呈構造透鏡體產生，多處形成構造泥化帶，對坡體穩定極為不利，在坡體頂部8 m左右巖石為強風化狀，其下以弱風化為主。在對公路開挖后，本段一、二級邊坡坡率為1∶0.75，三級及以上邊坡放緩至1∶1，邊坡的分別高度為8 m，各級邊間距設置2 m寬的平臺，沿公路左右兩側一級邊坡采用錨索框架加固，錨索長分別為25 m、20 m以及12m。而錨固段長度則分別為10m、10m以及8m。采用的框架為C25鋼筋混凝土，框架間用M10砂漿砌片石填充。對二級及其以上各級邊坡采用掛網錨噴加固，錨桿間距3 m，二級邊坡錨桿長 8 m，其他各級邊坡錨桿長3 m，噴射C15細石混凝土15 cm厚，中間掛網，錨桿孔徑90 mm。各級平臺用M7.5漿砌片石鋪砌，厚0.3 m。本文正是基于這種工程背景下，對其中的錨桿施工工藝和錨索框架支護施工工藝進行了探討。

1.3 錨桿技術的施工工藝

施工工藝一般由錨桿支護和錨索框架支護兩個方面。

首先，對于錨桿支護來說，，應該結合現場實際情況，確定施工機械配套方案。整個工程采用自上而下、橫向分片推進，一次完成錨噴防護的施工方案，即：從最高一級邊坡防護開始施工，施工完最高一級邊坡之后，再施工次一級邊坡，依此類推至最下一級邊坡的施工，直至施工完本片之后，轉向下一片的施工。然后，施工片的劃分可根據設計關于每十二米寬設置一道伸縮縫的要求，確定適當的噴射寬度進行分片，并確定施工段，同一施工段內的施工片間組織立體交叉流水作業，不同施工段間可組織平行流水作業，同時施工。其施工工藝為：清理山坡；搭腳手架；測放孔位；安設鉆機；鉆孔；清孔；安設錨桿；臨時固定；注漿錨固；鋪網焊接；安裝泄水管；噴射混凝土；邊拆架邊抹面；養護。

而對于錨索框架支護來說，錨索框架主要設在一級邊坡，施工時按照先上后下、橫向推進的鉆孔的施工方案，每上下兩個孔成孔之后組織一次穿錨索工作，先穿下孔，再穿上孔，每片錨索穿完之后組織一次注漿錨固，之后再進行框架施工，框架混凝土達設計強度后，再進行錨索張拉、封錨等工序，形成最終的錨索框架防護體系。其施工工藝為：清理巖面；搭設腳手架；測量布孔并編號；安裝鉆孔與鉆孔（錨索下料編索）；清孔穿錨索；注漿；挖槽與支模；綁鋼筋安錨板；澆混凝土；養護；框架內砌石；封錨；張拉錨索。

2 錨固施工質量、安全保障措施

要保證邊坡加固中錨桿施工技術的順利實施，保證施工質量的提高，就必須采取一系列行之有效的措施。具體來說，首先務必要對質量和安全管理提高重視，根據工程實際建立相應的質量、安全保證體系。對工程參與人員的崗位職責和目標進行明確。尤其要在工程實施過程中設立專門的檢查人員，對影響工程質量的關鍵工序和工藝進行重點檢查。將檢查結果進行仔細記錄并定期匯報；其次，嚴格培訓和工藝操作交底制度，明確工藝及工序要求，加強工序自檢和互檢，嚴格監理報驗程序，做好按工藝和規范正規操作；第三，在施工過程中，做好施工日志的記錄，特別是對特殊和關鍵工序的記錄，發現施工中存在的質量問題或者安全隱患，要及時上報處理；第四，在施工過程中要嚴格按照設計施工規范和標準進行，比如，鉆孔時禁止開水鉆進，避免惡化邊坡巖體、張拉錨索必須分級進行，并保證持荷時間滿足設計要求等。最后，對于安全隱患明顯的施工區域，比如高空施工作業，要做好相應的防護措施。

3 結語

綜上所述，在坡面防護工程中采用的錨桿施工技術不僅施工速度快、勞動強度低，而且防護效果、后期維護成本低等一系列優點使得其獲得了廣泛的應用。筆者相信，隨著未來我國錨桿施工技術的不斷完善和創新，施工水平一定可以上一個新的臺階，從而為工程質量的提高保駕護航。

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