淺析巖土錨固技術在公路邊坡治理中的應用

陶永兵+張崴

摘 要：近年來，隨著社會的不斷發展，建設工程規模不斷擴大，巖土錨固技術作為巖土工程行業重要的一大分支被廣泛，在巖土邊坡、鐵路隧道、路基穩定以及基坑支擋等領域得到了廣泛應用，不過通過長期的實踐能夠看出，巖土錨固技術在公路邊坡治理方面具有很好的效果。本文主要圍繞巖體錨固技術的作用原理，重點分析了公路邊坡治理中錨固技術效果影響因素及施工工藝，希望能夠給今后的公路邊坡治理提供幫助。

關鍵詞：巖土錨固；公路；邊坡治理

在公路邊坡治理中，錨噴支護為主要施工技術，它能夠通過利用、整治及改造巖土體來使土體的穩定性得到保障，使巖土體的服務功能得到發揮。在公路邊坡治理方面，巖體錨固技術起著重要的作用，其具有很好的效果。

1 巖體錨固技術的作用原理

用錨固技術可縮短工程工期，降低造價并減少維護費用，保證工程的穩定性與耐久性。要充分發揮錨固技術的效能，首先就要了解錨固技術的作用原理。

1、錨固技術的作用原理。錨固技術主要指利用埋設于地下的錨桿（索）和地層巖體的緊密貼合來獲得阻止巖塊下滑的摩擦阻力的加固措施，可通過錨桿（索）對斜坡軟弱的結構面進行板狀巖體切割，進而形成穩定結合體。其作用原理，即利用錨桿附近的低層巖體抗剪強度對結構物拉力進行傳遞，或保持低層挖掘面的穩定性。一是錨桿（索）可減小巖塊的下滑力進而維持邊坡的穩定；二是錨桿（索）可增加潛在的滑面法向力進而增加潛在的滑面摩擦阻力，達到保持邊坡穩定的目的。當巖土體與其內部一定密度及長度的錨桿（索）產生相互作用時，可以彌補巖土體強度不足的缺陷。而錨桿（索）復合體的應用可對巖土體破壞起有效制約作用，既可以改善巖土體低抗拉及抗剪強度的狀況，又能促進巖土體的整體剛度的有效提高，并充分激發巖土體在結構強度上的潛力，對邊坡變形及破壞的性狀起到改善效果，有效加強邊坡的巖土體整體的穩定性。

2、錨固技術中錨索的作用。在錨固技術中，錨桿（索）發揮的作用主要有四點：一是通過對骨架的有效約束可將復合巖土體構建成有機整體；二是通過錨桿（索）抵抗外荷載的作用與巖土體的自重應力，將作用分擔在邊坡的巖土體內部。錨桿（索）所起的分擔作用在巖土體裂開的情形下越發明顯，錨桿（索）在這種情況下會產生拉剪或彎剪等復合的應力致使膠結材料發生碎裂。錨桿（索）或鋼筋通過屈服的方式延遲復合巖土體的變形，從而保證短時間內巖體的整體性不會遭到破壞，且不會爆發大規模坍塌及滑坡事故；三是處于相同的荷載作用時，要發揮應力傳遞及擴散作用應將錨固邊坡的巖體設置得比巖土的邊坡低以阻止開裂區域形成與發展；四是布設鋼筋網和噴射混凝土材質的面層在錨固的坡面上，可以對坡面巖土的穩定性與強度起到有效保護作用，讓坡面表面的巖土體不會被水流輕易沖刷掉，并有效遏制巖石風化程度加深，進而約束了邊坡坡面的變形。

2 巖土錨固技術應用于公路邊坡治理的優缺點

巖土錨固技術在公路邊坡治理方面發揮了巨大作用，效果顯著。其應用優勢在于：錨固技術提供了在構筑物上發揮作用的抗力來承受外部的荷載，并對錨固地層的巖石產生加筋作用，即所謂的壓應力區；提高地層的強度；與其他防護措施相比，穩定、高效、耐久性好；施工便捷，既無需搗筑也無需立模板；完工以后，無需投入大量資金人力進行養護維修；在處理高陡邊坡時，較其他方案而言，利用錨桿（索）來進行加固可有效縮短工期，降低造價。

但在巖土錨固技術實際的應用過程中也存在一定的缺陷，主要在于：處理高陡邊坡時使用錨固技術要求有高度安全的保障措施，如若不然極可能造成意外事故，導致人員傷亡；要在邊坡治理中應用錨固技術要用到很多設備，工程投入的成本較高；巖土錨固技術的隱蔽工程多，在質量控制及檢查方面的難度較高，一不小心就會引發工程質量事故；在應用施工時其工藝過程較為復雜，尤其是選擇預應力錨索來進行加固時，有較大的施工難度。

3 公路邊坡的錨固效果影響因素

1、錨固時機。錨固時機，指的是邊坡開挖和加錨之間的時間間隔。把握這一時間間隔對整個錨固工程而言是很關鍵的。通常公路邊坡的開挖措施是自上而下分布進行，與之相應，加錨需邊挖邊錨，此時的巖體難以維持原來的應力狀態進而形成一個臨空面，導致巖體松動失去荷載能力。巖體不穩定就容易滑動進而形成滑動能，這就不得不要求錨固力增大以克服滑動能。因此，選擇適當的錨固時機是獲得預期錨固效果的關鍵環節。

2、環境影響。環境影響主要針對預應力的作用發揮，主要有兩方面體現：①自然環境的溫度變化引起巖體出現不同溫度，進而導致錨固力的區別。一般來說，在夏季預應力隨著溫度升高而增加，在冬季預應力則會隨著溫度降低而降低；②降雨對預應力也會產生影響。如果巖體裂隙有雨水滲入就會導致濕脹現象產生，進而會導致鋼索產生拉伸現象，錨固的預應力隨之增大。

3、巖體條件。巖體自身的性質等條件因素也會對預應力造成影響。巖體類型多樣，堅硬、軟弱的巖體都有，兩者的蠕動情況不相同。堅硬巖體的結構面分布較少，蠕動小，因而其損失預應力也小，而軟弱巖體在預應力作用于巖層，因巖層壓縮導致變形較大，且變形減小速度緩慢，因而其損失預應力也大。

4 錨固技術在治理公路邊坡中的具體應用

錨固技術在實際工程實踐過程中得到了很大發展，其技術內容出現了多樣化的發展趨勢，常用的錨固技術有：預應力錨固和短錨桿及配筋噴射混凝土三者配合的邊坡加固措施；僅有預應力錨索的邊坡加固措施；僅有短錨桿和配筋噴射混凝土配合的邊坡加固措施；自進式的錨桿網與砂漿錨桿網兩種噴射混凝土配合的加固方式等。在公路邊坡的治理中具體的錨固技術應用主要有如下：一是利用巖土錨固技術彌補圬工防護缺陷。在以往公路邊坡的防護中，為保持公路邊坡的穩定，常用方法是圬工防護。但這種防護技術存在著一定的缺陷。由于圬工防護體只作用在坡面上且強度低，因而如果配以常規加固方法難以有效防護那些具有巖土體節理、層理或易風化等地質條件發育問題的邊坡。若是在治理公路邊坡中利用巖土錨固的技術就可以彌補圬工防護的缺陷，提高滑動巖體和穩定巖體之間的摩擦阻力，有效加固邊坡。二是利用巖土錨固技術改善重力式擋土墻的劣勢。在以往的公路支擋建設中，常用方法是重力式的擋土墻。這是因為其原料來源廣、施工工藝簡單、造價低。但同時，重力式的擋土墻也存在嚴重問題。它在體積方面的要求過大，難以應對復雜地質地形條件。若是在此時配合巖土錨固技術就能夠將這些問題有效解決。在巖土錨固技術中的錨桿擋土墻和錨桿樁板式的擋土墻以及加筋擋土墻都可以應用于公路邊坡治理當中，這些擋土墻都具有穩定性好、結構輕型以及低地基承載力的優點，在現代工程中頗有市場。

5 結束語

近年來，隨著社會的快速發展和國民經濟的不斷提升，公路工程作為國家基礎建設項目，逐漸受到人們的重視。在公路邊坡的治理中，巖土錨固技術的廣泛應用使公路邊坡巖土的穩定性得到不斷提高，使巖土體能得到充分發揮。不過復雜的巖土錨固技術工藝需要施工人員加強技術水平的提升，從而防止任何缺陷導致的危害。巖土錨固技術的不斷應用實踐與發展會帶動國家的公路建設水平的提高，促進我國社會主義社會的構建步伐。

參考文獻

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