巖土工程邊坡治理的巖土錨固技術解析

奧連兵 山西宏廈建筑工程第三有限公司

1 巖質邊坡的破壞模式

1.1 錨桿技術的分類

錨桿技術在巖土工程中廣泛的應用，也發揮了不同的功能。目前在巖土工程中經常使用的錨固技術主要包括預應力錨索加固技術、短錨桿、配筋噴射混凝土加固、自進式錨桿網噴射混凝土加固技術等等。

1.2 錨桿的分類

在錨固技術的應用中錨桿是必不可少的一部分，屬于主要的支護形式，對于錨固技術的使用有著重要的影響。錨桿是由錨頭、鋼索、水泥以及塑料套管定位分隔器組成的，可以對巖土體進行直接加固，控制住巖土體的形態變化，避免巖土工程出現坍塌。當前在市場上所存在的錨桿有百余種，可以按照不同的使用途徑分類，分為巖石、土層以及海洋三種。根據不同的固定傳力方式可以將錨桿分為拉力式、壓力式以及剪力式，根據錨桿的作用機理可以劃分為黏結型、摩擦型以及端頭錨固式。根據是否對錨桿施加預應力分為預應力以及非預應力錨桿，預應力錨桿與非預應力錨桿的結構及基本原理存在一定差異，如圖1所示。

圖1 預應力錨桿與非預應力錨桿的受力特性

2 巖土錨固技術概述

2.1 錨固技術的基本原理分析

就巖土錨固來看，在整個巖土工程當中，該技術有著十分關鍵的作用。在實際應用當中，此技術的主要特點就是有著較高的便捷性，適用范圍廣泛，可以最大程度地發揮出巖土能力在強度和穩定性等方面上的優勢，所以，巖土錨固技術在巖土工程施工中的應用也越來越廣泛。由于巖土錨固在實際應用當中表現出了良好的防水效果，所以其防護功能被邊坡治理領域所廣泛關注。在實際應用當中，巖土錨固技術主要就是在邊坡中對錨桿進行布置，然后充分連接結構物和地層的基礎上，通過錨桿和地層抗剪強度，有效實現對結構物拉力的輸送，從而達到加固的目的，提高巖層土強度，進一步改善巖土層應力狀態，確保結構物以及巖土體的穩定性，以此來有效預防和治理地質相關的災害。

2.2 巖土錨固技術作用分析

在巖土工程當中對巖土錨固技術的應用，最為主要的一個目的就是要實現對邊坡的穩固。一方面，通過對錨桿及預應力錨索的應用，可以實現對下滑力的減小，提增強巖體抗滑性能，進而有效實現對巖體的穩固效果。另一方面，在錨桿及預應力錨索的作用下，滑動力方向的應力也將得到提高，并且摩擦力同樣會得到增加。此外，在巖土的內部，通過對錨桿及預應力錨索的固定，可以使之和滑動面合為一體，這樣，巖土體的強度也將得到提高。

3 巖土錨固技術

某工程的施工區域存在邊坡地形，為確保工程建設可行性與安全性，對邊坡地形區域開展巖土工程勘察。通過現場勘察后發現，巖體邊坡開挖后出現少量滲水，且土體存在滑動跡象，具備滑坡地質災害的發生條件。土體的滑動方向為由南向北，土體的滑動水平距離大約為4m，其中主要碎石成分為次生紅黏土?；诨禄曈蚍治隹芍捎趲r土邊坡的地層結構特點、地質構造、自然環境綜合因素作用，出現邊坡滑坡問題。通過對巖土工程勘察數據的分析可知，邊坡巖土的土層在失水收縮與吸水膨脹過程中，使得巖土結構軟化，導致邊坡土質出現滑坡問題。

3.1 巖土錨固技術的分類

巖土錨固技術是指通過合理的錨固構件起到固定作用，利用巖土能量，提升巖體的穩定性。錨固技術在巖土工程邊坡治理中能夠起到提升工程質量的作用。在穩定邊坡巖體后，能夠節約工程維護成本，縮短工程建設周期，避免工程竣工后的事故問題。近些年來，隨著錨固技術的發展，錨固技術的應用范圍不斷擴展，新技術在原有技術基礎上實現了改進與完善，新型工藝不斷出現。預應力錨固技術、加固技術以及短錨桿技術應運而生。此外，在預應力錨固技術基礎上，預應力錨索邊坡技術用更為穩固的錨索，代替原有的立樁支護等，提升預應力錨固效果。噴混凝土護坡技術是根據邊坡情況實施的巖土錨固技術。與采用錨桿、錨索進行錨固相比，這類護坡錨固技術支撐效果較強，施工速度更快。

圖2 錨桿構造圖

3.2 錨固技術在巖土工程邊坡治理中的作用機理

巖體工程錨固技術，是實現巖土邊坡治理速度提升的錨固技術，能夠發揮錨固構件的固定作用，對巖體骨架進行有效約束。錨固技術的構件，主要采用錨索、錨桿。錨固構件能夠增加巖體的滑面摩擦阻力，避免巖體畫面反向作用力的增加，降低下滑力。當錨固構件浸入到巖體中，就能夠與巖體形成一個復合的整體，既提升邊坡巖體的自重應力，同時加強巖體的外荷載的作用，提升內部力量，完成內部應力分擔。從作用力產生的條件來看，錨桿和錨索，產生的復合應力，只能在膠結材料中發生，因此，當錨桿與錨索進入到巖體時，結合錨固技術應用的膠結材料，能夠進一步加強巖體堅固性能，降低破損概率，規避邊坡安全事故。

3.3 噴混凝土邊坡法

作為巖土錨固工藝的重要組成部分，噴混凝土邊坡法在巖土工程邊坡治理中，具有施工效率高、加固施工耗時短等優勢，可應對傳統錨固工藝中存在的不足。混凝土澆筑、混凝土結構運輸是噴混凝土邊坡法的技術核心。施工人員在混凝土澆筑、運輸作業的有效結合中，能夠使注漿設備沖擊速度增加，保障混凝土混合料噴射效果。同時可配合錨桿，控制巖土工程洞室的開挖量，縮小其開挖厚度，并且在實際噴射期間，施工人員無須搭設專用拱架，有助于節約洞室內部空間，滿足巖土工程中噴射、邊坡開挖共同操作的基本需求，以此縮短材料風化時間，預防邊坡區域的圍巖變形。

3.4 預應力錨固

巖石工程邊坡治理期間應用的預應力錨固技術，具體指工程結構物傳輸期間，錨固固定在邊坡巖土體中的錨索，可在邊坡穩定性變差后自動為該結構物施加預應力，并通過為結構物周邊松散巖石體增加壓力，強化邊巖體抗滑力，提升巖體間摩擦力，使巖體工程邊坡穩定性得以增強。在巖土工程中，預應力錨固工藝在邊坡治理中有著突出的應用優勢，通過合理實踐預應力錨固工藝，可有效解決邊坡塌陷、穩定性差等問題。同時，有助于減少巖土工程開挖量，為巖土工程邊坡治理創造有利條件。

3.5 錨孔注漿施工技術管理

錨桿安裝施工完成后，則進行錨孔注漿施工，為保證錨孔注漿施工質量與安全，必須對錨桿的注漿材料質量進行嚴格管，對注漿料進行性能測試，確保注漿料滿足工程邊坡治理技術要求。工程巖土邊坡治理進行錨孔注漿作業時，采取孔底返漿作業法，且在錨孔注漿時必須一次性完成注漿工序，不能進行間斷注漿作業，避免影響到錨固施工整體質量。在錨固注漿的強度達到設計要求后，則工作人員進行預應力錨索張拉作業，嚴格執行張拉技術要求，確保錨固預應力張拉效果，有效提升巖體邊坡的穩定性。在預應力張拉處理后，則對錨頭與自由端的孔隙進行灌漿充填，以確保錨固技術得到有效應用，實現巖土邊坡治理的預期工作目標。

4 結束語

我國地域遼闊，不同地區巖土工程會遇到不同類型的地質結構，在開展巖土工程中要根據地質結構選擇合適的施工方法。隨著錨固技術的不斷發展，所使用的材料和工具質量也在不斷地提升，促進了巖土工程質量的提高和發展。但是在實際的巖土工程建設過程中，由于所遇到的自然環境有較大的差異，在有些時候錨固技術的應用存在一定的限制，因此技術人員需要在施工建設過程中尋找錨固技術存在的問題，制訂解決方案，提升錨固技術在巖土工程中的應用效果。