巖土工程中邊坡治理的巖土錨固技術研究

(中國市政工程西南設計研究總院有限公司， 四川 成都 610081)

0 引言

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

1 巖土錨固技術概述

1.1 錨固的作用方式

在巖土錨固技術實際運用中，一般會在巖土體通過錨固進入了塑性變形階段才會發揮作用，而錨桿或錨索的作用慢慢增強，改善復合巖土體塑性變形以及破壞形狀等。要穩固巖土體，首先要做好約束骨架，保障復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構面進行切割，形成板狀巖體類的穩定結合體。錨桿或錨索在錨固過程中可抵抗巖土體自重應力，也可抵抗外荷載作用力，通過分擔邊坡巖土體內部力量而實現邊坡穩固的作用。尤其是在巖土體出現開裂時，錨桿或錨索分擔力量的作用明顯,讓使巖土體更加堅固,防止出現整體性破壞和大規模滑坡與坍塌問題。

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構物的拉力，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應力,可增強巖土自身強度，穩固邊坡；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，讓原有的巖土體轉變為三維應力狀態,通過其承載環與承載拱的相關作業，實現巖土體變形的限制與約束作用，進而穩固邊坡巖土體;第四種是通過錨桿在軟弱巖土層中構建骨架，提升破碎巖土體的整體性，進而增強巖土體的強度。總之，巖土體和內部的錨桿或錨索產生相互作用時，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，增強邊坡穩定性。

1.3 錨固系統的破壞方式

所謂錨固系統的破壞,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，使錨桿體發生的頸縮現象，從而破壞錨固系統；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，就會導致錨桿在遭受外荷載力的情況下，灌漿體周圍基體發生呈椎體形狀的破壞；第三種是黏結破壞,其破壞位置通常是錨桿和膠結材料界面，或者是巖土基體界面和膠結材料的界面處。一旦錨桿、巖土基體以及灌漿體的黏結強度達到極限值, 就容易出現這種破壞情況；第四種是椎體黏結復合破壞，即巖土基體既出現錐形破壞，也出現了黏結破壞的現象。正確認識錨固系統的多種破壞方式，便于采取措施更好地穩固邊坡。

2 巖土工程中邊坡治理的巖土錨固技術研究

2.1 巖土錨固技術在邊坡治理中應用

巖土錨固技術如今逐漸在邊坡治理中得到推廣運用，其技術內容也逐漸呈現出多樣化的態勢，比如當前常用的有預應力錨索加固技術、短錨桿+配筋噴射混凝土加固技術、預應力錨固+短錨桿+配筋噴射混凝土加固技術、自進式錨桿網+砂漿錨桿網加固技術等等。巖土錨固技術在邊坡治理中的運用主要體現在兩個方面，首先是可以彌補防護缺陷。傳統邊坡要保持穩定性，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揮作用,且防護強度較低，而巖土錨固技術卻可彌補這些缺陷，使得滑動巖體與穩定巖體之間產生更大的摩擦阻力，實現邊坡的穩定加固。其次是巖土錨固技術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之中，但是這一防護體具有體積過大的缺陷，很難在復雜地質地形條件下的邊坡治理中加以運用。而巖土錨固技術卻可以解決這一點，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構輕、穩定性佳的特點，具有良好的運用價值。

2.2 巖土錨固技術在邊坡治理中的應用流程

（1）邊坡開挖。將巖土錨固技術應用在護坡治理中，首先應對邊坡周圍進行開挖處理，應按從上至下的順序進行挖掘。在進入到邊坡開挖環節后，應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。在進行此項作業前，施工人員也應確保所使用施工機械設備運行期間的穩定性，以提升巖土錨固技術應用效率。在進行混凝土噴射過程中，應按從上至下的噴射順序，并將邊坡表面與噴射設備之間的距離控制在1m之內，確保噴射勻速進行。

（3）鉆孔。在鉆孔環節中，相關工作人員注意鉆機應與邊坡表面保持一定垂直角度。在鉆孔期間也應遵守相關操作規范，即鉆孔應呈梅花狀分布，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。

（4）錨桿安裝。在鉆孔環節后，工作人員應及時清除孔內以及邊坡表面的雜質，切勿存在積水或積灰的現象，并對鉆孔直徑、深度以及孔距等相關參數進行檢查，在確認無誤后才能進入到下一個環節。在錨桿安裝時，要結合鉆孔直徑選擇適宜的鋼筋規格，將其安裝在已經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，從而保證邊坡的穩定性。

2.3 巖土錨固技術在邊坡治理中的注意事項

在巖土錨固施工過程中，應該注意以下幾點:首先，在鉆進施工中，嚴格控制鉆進參數和鉆進速度，避免鉆進施工中出現通病，比如卡鉆、埋鉆、塌孔或者掉塊等等，一旦發生孔內鉆進施工事故，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，要嚴格根據設計要求來進行。即要做到水泥漿和水泥砂漿配合比的科學控制，其攪拌要均勻，確保灌漿設備與管路都可以正常工作。然后，在預應力施加方面，要結合錨桿類型而進行錨具的選擇，對臺座與張拉設備進行正確的安裝。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，檢查周圍環境的變化，及時發現異常情況，保障施工的正常進行。

3 結束語

綜上所述，巖土錨固技術在巖土工程行業中屬于比較重要的分支領域，隨著我國逐步擴大的工程建設形勢，在鐵路隧道、巖土邊坡、抗傾浮結構、穩定壩基及支擋基坑等多個不同領域中都得到了十分廣泛地應用，尤其是應用于邊坡治理的效果特別好。要進一步加強錨固技術在巖土工程技術中的運用，以促進巖土工程技術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的進步和發展。

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