邊坡工程錨固失效后不同處治方法的適用條件分析

張 龍 （中交二航局第四工程有限公司，安徽 蕪湖 241000）

1 概述

巖土錨固技術(shù)的廣泛使用和發(fā)展，成功地解決了大量的巖土技術(shù)難題，但同時(shí)也伴隨有錨固失效的問題。錨固失效的原因可能存在于勘察、設(shè)計(jì)、施工和后期維護(hù)的環(huán)節(jié)中，可能是一方面或是多方面的。

如不考慮具體工程，單就錨固體系而言，常見錨固失效因素主要有以下幾種：

①錨長不足；②銹蝕（腐蝕）；③錨固段與地層接觸面粘結(jié)力不足；④灌漿質(zhì)量差；⑤單錨間聯(lián)系較弱；⑥實(shí)際荷載大于設(shè)計(jì)荷載；⑦預(yù)應(yīng)力松弛；⑧錨固體系不能及時(shí)發(fā)揮效果。

2 各種處治方法的適用條件

2.1 增加新錨錨長

通過加長新錨將失穩(wěn)巖土體錨固于堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定的地層中，主要適用于錨固失效原因?yàn)樵^桿深度未能很好地深入穩(wěn)定地層的情況。

2.2 重裝錨具，預(yù)防錨具生銹

適用于處治錨頭銹蝕引起的錨固失效。當(dāng)錨頭的防銹措施較弱且維護(hù)力度不強(qiáng)時(shí)，錨頭將可能產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象。在預(yù)應(yīng)力錨桿或錨索錨頭嚴(yán)重銹蝕后，若精壓鋼筋或鋼絞線在地層段未銹蝕或銹蝕深度尚淺可采用重設(shè)錨頭，并對錨頭以加強(qiáng)防銹的形式進(jìn)行處治。

2.3 單孔復(fù)合錨

單孔復(fù)合錨技術(shù)可有效地減少和解決錨索的應(yīng)力腐蝕、地下水銹蝕、錨固段與地層接觸面粘結(jié)力不足、預(yù)應(yīng)力松弛引起的錨固失效現(xiàn)象。

單孔復(fù)合錨的錨固段由多個(gè)錨固單元組成，分散了錨固力，改善了錨固段應(yīng)力集中的狀況，降低了錨索的應(yīng)力腐蝕。由于在同等錨固力情況下對地層的粘結(jié)力要求降低，能解決部分因錨固段與地層接觸面粘結(jié)力不足而不能提供足夠的錨固力的情況。

2.4 更換錨桿或降低鎖定荷載

根據(jù)《規(guī)范》中要求，在錨桿承載力試驗(yàn)中，局部破壞而使錨桿失效不能達(dá)到要求的承載力，相應(yīng)的措施則取決于是否能對錨桿進(jìn)行再次灌漿。對在錨桿中預(yù)留有二次灌漿系統(tǒng)的錨桿，應(yīng)進(jìn)行二次灌漿，然后仍以原規(guī)定的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)，無預(yù)留二次灌漿系統(tǒng)的錨桿應(yīng)廢除或更換，或在不大于應(yīng)達(dá)到的最大荷載的50%的情況下鎖定。

如果錨桿在試驗(yàn)荷載下徐變試驗(yàn)不合格，而其他驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)均滿足，則應(yīng)進(jìn)行錨桿的二次灌漿，并要求提高徐變量的合格標(biāo)準(zhǔn)，即要求在試驗(yàn)荷載下1～60min的徐變量不超過1.0mm。不能進(jìn)行二次灌漿的錨桿可廢除或在50%試驗(yàn)荷載下鎖定。

2.5 改變錨桿（錨索）結(jié)構(gòu)

改變錨桿結(jié)構(gòu)的方式多樣，如改變錨桿的類型，擴(kuò)大鉆孔的直徑，加長錨固段長度，增強(qiáng)桿體的強(qiáng)度等。改變錨桿結(jié)構(gòu)可用于解決以下錨固失效問題。

①銹蝕（腐蝕）。通過采用單孔多錨頭防腐型預(yù)應(yīng)力錨索提高防銹蝕（腐蝕）能力；

②實(shí)際荷載大于設(shè)計(jì)荷載。如擴(kuò)大鉆孔的直徑，加長錨固段長度，對錨固段進(jìn)行擴(kuò)孔，采用錨索替代錨桿等；

③錨固段與地層接觸面粘結(jié)力不足。如采用單孔復(fù)合錨；

④錨固體系不能及時(shí)發(fā)揮效果。如采用預(yù)應(yīng)力錨桿替代錨索以便及時(shí)對巖土體施加錨固力等。

2.6 二次劈裂灌漿

通過對錨固段進(jìn)行高壓劈裂灌漿，將漿體壓入地層，使錨固段形成一個(gè)直徑擴(kuò)大的錨固體，從而提高了錨固力。適用于錨固段與地層接觸面粘結(jié)力不足引起的錨固失效。

2.7 錨注結(jié)合

采用錨固與注漿相結(jié)合的方法，對結(jié)構(gòu)松散的極軟巖、軟巖、碎裂巖體進(jìn)行加固，主要用于巷道、隧道支護(hù)中。該支護(hù)技術(shù)在錨固的同時(shí)，通過注漿增強(qiáng)巖土體的強(qiáng)度，從而提高巖土體的自穩(wěn)能力，使巖土體得到加固。可用于解決錨固段與地層接觸面粘結(jié)力不足引起的錨固失效。

2.8 小噸位多點(diǎn)錨

當(dāng)坡體下滑力不大，巖土體為結(jié)構(gòu)松散的極軟巖、軟巖、碎裂巖體時(shí)，為減少單根錨所需要提供的錨固力，減少預(yù)應(yīng)力松弛而采用。

2.9 增加錨孔粗糙程度，變更注漿液的配比

增加錨孔粗糙程度，變更注漿液的配比能在一定程度上改變錨固段與地層接觸面粘結(jié)力。

2.10 加強(qiáng)施工控制

對于單純因施工質(zhì)量引起的錨固失效問題，可以通過加強(qiáng)施工控制解決。

2.11 采用框架梁、掛網(wǎng)噴砼等方法加強(qiáng)單錨間的連接

通過框架梁、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土的方法將單錨間連接起來，形成整體性強(qiáng)的錨固體系。當(dāng)單錨荷載過大或局部錨桿荷載過大時(shí)，由于框架梁和鋼筋網(wǎng)噴射混凝土的作用使荷載重新分布，使單錨的受力狀態(tài)得到改變，從而降低了錨固失效的可能性。

2.12 增強(qiáng)錨固力度

采用如變被動(dòng)錨為主動(dòng)錨，減小錨間距，增加單錨的承載力等措施，使單錨的實(shí)際荷載在設(shè)計(jì)荷載范圍內(nèi)。

2.13 加強(qiáng)防排水，減載

通過加強(qiáng)防排水等手段，降低坡體內(nèi)的地下水位，從而減少坡體的下滑力，使作用于錨固工程的荷載降低。通過削方減載的方式降低作用于錨固工程的荷載。這些方法都是處治錨固工程失效的較為直接、有效、快速的方法。適用于地表水下滲，地下水條件對錨固工程荷載影響大荷載

2.14 補(bǔ)償張拉

對于錨索預(yù)應(yīng)力松弛的現(xiàn)象，大量工程實(shí)踐和文獻(xiàn)可以證明通過補(bǔ)償張拉方法能在一定程度上降低預(yù)應(yīng)力的損失率，如下圖（圖中02年9月1日為補(bǔ)償張拉時(shí)間）。

補(bǔ)償張拉的作用