錨固技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用

王 媛，葛化永

（江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第五地質(zhì)大隊，江蘇 徐州 221000）

巖土工程技術(shù)多種多樣，其中錨固技術(shù)是常用技術(shù)之一，被廣泛應(yīng)用于高層建筑、水利水電工程、隧道工程等工程方面，對于整個巖土工程范疇產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。由于巖土具有多樣性和復(fù)雜性，現(xiàn)代大型建筑工程涉及到民生利益和國家財產(chǎn)安全，因此為保障建筑工程生產(chǎn)安全，杜絕在施工過程及施工完成后出現(xiàn)災(zāi)害和安全隱患，錨固技術(shù)通過一定的錨桿、錨索，并結(jié)合具體施工工程、地址條件、水文、地下水以及預(yù)估的地質(zhì)災(zāi)害等因素，起到了一定的地質(zhì)支護(hù)穩(wěn)固作用，不僅保證了巖體穩(wěn)定性，還因節(jié)約材料起到降低工程成本、經(jīng)濟(jì)效益良好等作用，因此錨固技術(shù)被廣泛應(yīng)用在巖土工程建設(shè)當(dāng)中，有著廣闊的應(yīng)用前景[1]。

1 巖土工程錨固技術(shù)概述

巖土工程首要涉及對象就是復(fù)雜地質(zhì)體，它經(jīng)歷過漫長的歲月變遷，有著千變?nèi)f化的過程。如果地質(zhì)體沒有受到自然或者人為破壞，它的平衡狀態(tài)就保持相當(dāng)完好，反之如果地質(zhì)體經(jīng)受巨大的損壞，如地質(zhì)災(zāi)害地質(zhì)滑坡、地表沉陷等，會對巖體本身的強(qiáng)度和穩(wěn)定性造成巨大影響。隨著人類工程的不斷發(fā)展進(jìn)步，人們逐漸發(fā)現(xiàn)通過在巖土體植入一種具有特別受拉的桿件即錨桿，能有效起到對巖土體進(jìn)行錨固的作用。通過依靠錨桿對周圍地層自身強(qiáng)大的抗剪強(qiáng)度能力，能有效地保持地層開挖面本身的穩(wěn)定，能充分發(fā)揮巖土體自身強(qiáng)大的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

從上個世紀(jì)60年代開始，巖土工程學(xué)就得到了長足發(fā)展，無論在理論還是實(shí)踐上，錨固技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用逐漸走向成熟，錨固技術(shù)應(yīng)用也趨向多樣化發(fā)展。當(dāng)前廣泛采用的錨固技術(shù)有預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)、短錨桿技術(shù)、凝土加固技術(shù)、配筋噴射混凝土邊坡加固技術(shù)、自進(jìn)式錨桿網(wǎng)噴射混凝土加固技術(shù)等等。由于錨固技術(shù)越趨向于細(xì)節(jié)化和專業(yè)化，錨桿的長度、粗細(xì)等研究參數(shù)已經(jīng)細(xì)化到錨桿材料、前后端位設(shè)置、套接技術(shù)運(yùn)用等參數(shù)的研究。錨固技術(shù)在施工過程中的運(yùn)用結(jié)構(gòu)、材料以及具體工藝等方面已成為建筑領(lǐng)域研究的重點(diǎn)，對于如何加強(qiáng)錨固技術(shù)在施工過程中不斷加大承受力度、承載速度，提高適應(yīng)性和處理效率更是成為研究的難點(diǎn)。這些都促進(jìn)了錨固技術(shù)不斷成熟和取得長足進(jìn)展，科學(xué)合理的調(diào)整和改善著巖土工程中地質(zhì)體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和巖土分布，提高地質(zhì)體的穩(wěn)定性和牢固性，最大限度地減少工程結(jié)構(gòu)開裂、工程滑坡和工程坍塌等不良現(xiàn)象的發(fā)生，確保了各大重大建筑工程安全建成[2]。

2 錨固技術(shù)在巖土工程施工中的選用原則

2.1 適用性原則

作為工程技術(shù)，在應(yīng)用實(shí)踐過程中首要考慮要素是適用性，畢竟任何一項工程技術(shù)在實(shí)施過程中都會產(chǎn)生利和弊。為保障工程施工質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，在采用錨固技術(shù)時要充分做好前期調(diào)研工作，如實(shí)地考察調(diào)研、地質(zhì)勘測等，并協(xié)同上級和多個相關(guān)部門做好溝通協(xié)調(diào)，才能保證巖土工程的順利實(shí)施。針對錨固技術(shù)特征的不明確性，必須對現(xiàn)實(shí)性困難做好充分的鑒別和實(shí)地調(diào)研，做出可行性報告，確保在不能用統(tǒng)一單位標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一技術(shù)評價衡量基礎(chǔ)上可以選擇最為合適的一種施工技術(shù)。

2.2 經(jīng)濟(jì)性原則

工程建設(shè)在考慮施工經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)約成本的前提下是要確保施工質(zhì)量符合要求，達(dá)到安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。因此在工程是否需要采用錨固技術(shù)需進(jìn)行科學(xué)調(diào)研驗證，以保證可以多種選擇不同的錨固技術(shù)，確保控制在合理經(jīng)濟(jì)范圍內(nèi)。同時在進(jìn)行錨固施工時，要充分優(yōu)化施工流程和施工技術(shù)、施工工期及經(jīng)費(fèi)等問題，制作不同方案并參與評定，選擇最經(jīng)濟(jì)合理施工方案進(jìn)行錨固施工，以便最大程度控制成本，減少不必要施工支出[3]。

2.3 實(shí)踐性原則

針對巖土工程施工情況存在復(fù)雜因素的特點(diǎn)，采用錨固技術(shù)并投入到具體實(shí)踐中要充分考慮其實(shí)踐可操作性能。單純簡單的技術(shù)分析和理論探討不足以反映具體復(fù)雜的巖土施工情況，必須在具體巖土工程實(shí)踐過程中，對施工方案要充分聯(lián)系施工現(xiàn)狀來考慮真實(shí)客觀性，對經(jīng)不起實(shí)踐考核的施工方案，必須根據(jù)實(shí)際情況和錨固技術(shù)特點(diǎn)來進(jìn)行實(shí)事求是的調(diào)整，由此才能確保施工成本不必要擴(kuò)大，施工進(jìn)度不受影響，確保工程順利完成[4]。

3 錨固技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用

3.1 基坑土方開挖與邊坡修整

在開挖深基坑時需要分層來進(jìn)行，且控制各層深度不可偏大，避免致使支護(hù)前深基坑邊坡失穩(wěn)情況出現(xiàn)。在實(shí)際開挖過程中務(wù)必要將暴露的坡面直立能力進(jìn)行全面考慮，且控制各層開挖深度不得超過土的天然直立高度，同時需要確保錨桿周邊水泥漿液凝固強(qiáng)不會對錨桿產(chǎn)生作用力，以確保錨桿具有良好的錨固力。除此之外，還需要營造一個良好的環(huán)境來實(shí)施錨噴網(wǎng)作業(yè)。在開挖過程中，各層砂層深度為1.0m～1.5m，土層深度約為2.0m～2.5m，禁止開挖深度超過規(guī)定范圍。在明確開挖長度時需要確保在進(jìn)行交叉施工時，坡面的穩(wěn)定性良好，所以通常相同軸線其長度開挖控制在15m～20m。在開挖邊坡過程中需要盡量不擾動到支護(hù)土層，同時切實(shí)根據(jù)規(guī)范來進(jìn)行修坡，避免因為分層開挖不夠準(zhǔn)確而導(dǎo)致基坑外形尺寸不符合標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 鉆孔技術(shù)

錨固技術(shù)中的鉆孔在巖土施工過程中起著重要影響，因為鉆孔的孔徑大小和深淺都影響著巖土施工的固定效果。通過工程勘測計算設(shè)計，在明確錨固拉力和其他參數(shù)設(shè)計前提下，鉆孔孔徑大小和孔深已經(jīng)確定。鉆孔前按照設(shè)計的孔位進(jìn)行測量放線，確定孔位做好標(biāo)記，重點(diǎn)考慮巖土工程中水、空氣、土壤等固定介質(zhì)因素，選擇質(zhì)量較好的懸空設(shè)備和機(jī)具，以確保鉆孔能快速穿過地層，形成相應(yīng)的應(yīng)力，從而確保鉆孔周期。在具體鉆孔過程中，如若地層情況較為復(fù)雜，就會導(dǎo)致鉆孔作業(yè)難度上升。所以要求工作人員能夠由設(shè)計層面著手，將單索錨固設(shè)計噸位減小，或是采取端部擴(kuò)大型錨固段的方式來將鉆孔孔徑減小。如若施工區(qū)域存在淤泥質(zhì)砂土或是淤泥，那么在實(shí)際鉆孔時能夠帶套管跟進(jìn)，防止有涌水涌砂或是塌孔等情況發(fā)生[5-8]。

3.3 錨桿桿體放置技術(shù)

錨桿是錨固技術(shù)最主體最關(guān)鍵的工具組成部分，錨桿的合理放置對錨固支護(hù)起到關(guān)鍵作用。為保證在錨固支護(hù)過程中錨固技術(shù)的運(yùn)用發(fā)揮出最佳效果，必須充分考慮錨桿的粗細(xì)、長度和套管的使用。在首要考慮工程安全性和施工人員人身安全的基礎(chǔ)上，聯(lián)系實(shí)際并結(jié)合當(dāng)前技術(shù)條件設(shè)計不同的錨桿選擇方案，確保錨桿選取、固定等環(huán)節(jié)安全可靠。為避免巖土坍塌、土裂等安全事故發(fā)生，一是要選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的錨桿，錨桿必須質(zhì)量高，能抗腐蝕、防老化且完整性強(qiáng)，可承受結(jié)構(gòu)物一定的上托力、水壓、土壤壓力等。二是要規(guī)范錨桿放置環(huán)節(jié)，在將錨桿支護(hù)從巖土工程地下周壁挖出來后，必須全面檢查桿體質(zhì)量合格了才能將其放入，這樣才能避免桿體滑移。三是錨桿連接上應(yīng)確保錨桿一端連接擋土墻或者其他工程結(jié)構(gòu)并上支護(hù)鋼筋網(wǎng)片和加強(qiáng)筋，另一端固定在地基巖層并把注漿管和錨桿一起放入鉆孔。

3.4 灌漿施工技術(shù)

錨固技術(shù)實(shí)施最關(guān)鍵一個環(huán)節(jié)就是灌漿施工。灌漿施工操作能否成功關(guān)系到錨固件的承載能力。一是要充分考慮灌漿施工時間因素，如夏天時期灌漿必須注意溫度的調(diào)試和控制，冬天則要考慮灌漿凝固的標(biāo)準(zhǔn)時間來設(shè)置相對長的彈性時間。二是充分考慮灌漿操作手法的連貫性。首先控制好灌漿的壓力，一般在安好錨桿的孔內(nèi)以0.4MPa～0.6MPa的壓強(qiáng)注入水泥漿，水泥漿由內(nèi)向外注入，要確保錨桿和孔壁之間注滿漿。為避免漿液流出，在水泥漿距離孔口30cm～40cm時要用水泥砂漿填實(shí)，防止?jié){液流傳并注滿孔道。這個過程必須要保證注漿的水泥符合錨桿的相關(guān)技術(shù)參數(shù)和相關(guān)環(huán)境及設(shè)計要求。三要確保灌漿施工要一次性全面完成，不能出現(xiàn)因分階段、分步驟的中斷施工行為。因此必須在錨桿固定和灌漿前期，做好灌漿人力和物力等充分準(zhǔn)備，選擇準(zhǔn)確的灌漿時機(jī)。在灌漿操作工程中要做到不能快速取出錨桿，而應(yīng)緩慢抽提，從而避免因快速抽提造成錨桿斷裂或損壞。

3.5 張力鎖定

錨固技術(shù)在巖土工程施工應(yīng)用中還應(yīng)根據(jù)錨桿提的材料屬性、鎖定力來選擇對應(yīng)的張拉設(shè)備。因為錨固技術(shù)要求的應(yīng)力值一般需要通過張拉錨桿體來實(shí)現(xiàn)。通過一定張拉設(shè)備運(yùn)用，錨桿桿體自由鍛會產(chǎn)生張力和彈性并拉長變形，通過檢查每一個錨具，確保錨固體和它所承載的結(jié)構(gòu)混凝土的強(qiáng)度必須符合技術(shù)規(guī)范要求，才能再安裝夾具，從而確保張拉力和錨固桿體有著標(biāo)準(zhǔn)垂直度，進(jìn)而進(jìn)行張拉。

4 在巖土工程中錨固技術(shù)的質(zhì)量控制措施

這些年來，我國在巖土工程領(lǐng)域不斷增加資金投入，受益于此巖土工程建設(shè)規(guī)模也不斷增加，而較為常用的一項技術(shù)就是巖土錨固技術(shù)，并且該項技術(shù)的研究也獲得了良好發(fā)展。在實(shí)際應(yīng)用過程中不單單要對其工藝技術(shù)進(jìn)行規(guī)范，并且還需要強(qiáng)化質(zhì)量控制力度，如此一來方可保證整體工程質(zhì)量。首先，在開始錨桿施工前，需要實(shí)現(xiàn)制作一根錨桿，對其性能進(jìn)行驗證判斷其與標(biāo)準(zhǔn)要求是否相符，并且結(jié)合實(shí)際過得結(jié)果來針對性的調(diào)整錨桿設(shè)計與施工。錨桿施工完畢后，需要做到每層制作兩根錨桿，以作為驗收使用。其次，在實(shí)施注漿施工時可以使用JBW150/40型號的壓降泵，同時維持其壓力在0.15Mpa～0.30Mpa，并且實(shí)施高壓補(bǔ)漿，直至返出清水泥漿2次以上，嚴(yán)格把控其時間間隔不超過8h。將水泥漿注入毛孔后，需要做好充足的養(yǎng)護(hù)工作，且嚴(yán)禁將錨索移動。一般養(yǎng)護(hù)錨桿的時間以7日為宜，只有確保桿體其強(qiáng)度大于15Mpa的情況下才能實(shí)施張拉作業(yè)。再者，需要確保鋼絞線的完好，不出現(xiàn)破損的情況，同時進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)直。而且還需要采取除銹措施。如若鋼絞線孔徑一致，則需要確保其長度相同，將其切斷后，還需要利用鐵絲來捆綁與固定住其兩頭。當(dāng)錨桿作業(yè)完成后，對于暴露在外的錨頭則需要使用瀝青來進(jìn)行涂封。不過需要一提是，在進(jìn)行鋼絞線施工時，不管是選擇試驗或是質(zhì)量要求，亦或是張拉錨索，都必須要嚴(yán)格根據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求來進(jìn)行，禁止規(guī)章作業(yè)。

5 結(jié)論

總之，錨固技術(shù)針對巖土工程中存在的復(fù)雜性和多樣性在實(shí)施應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用，通過一定的錨桿、錨索等技術(shù)設(shè)計，保證了巖土工程施工的安全和順利，因此堅持在巖土工程中錨固技術(shù)應(yīng)用原則，對推動巖土工程建筑事業(yè)健康發(fā)展具有重要意義。