岩土锚固技术在岩土工程边坡治理中的应用分析

涂自慧

【摘要】岩土锚固技术是岩土工程中常用的技术，在边坡治理和地质灾害治理中得到广泛地应用，应用技术已发展得比较成熟。本文立足岩土工程边坡治理。首先分析了边坡锚固效果的影响因素，再分析了锚固技术的作用机理，然后探讨了岩土工程中锚固技术的应用策略，最后指出了锚固技术在岩土工程边坡治理中需要注意的相关事项。

【关键词】岩土工程；边坡治理；岩土锚固

在我国工程建设不断推进中，岩土锚固技术发挥了十分重要的作用。采用该技术能够增强岩土的稳定性，增强边坡的牢固性。

1.边坡锚固效果的影响因素

1.1岩土体类型及性能对边坡锚固效果的影响

不同类型和性能的岩土体，会使预应力受到不同的影响。如果岩土体比较坚硬、完整，则其受到的预应力损失就比较小。如果岩土体比较软弱，在预应力的作用下，就会对岩层产生压缩，从而导致岩层出现变形、移位甚至是断裂，而这种变形是需要较长时间的，这样就会产生较大的预应力损失。

1.2锚固时机对边坡锚固效果的影响

在治理边坡的工程建设中，一般是按照从上到下的顺序，采用分段开挖和分段锚固边坡的方式。在开挖过程中，由于外力和环境因素等作用下，会使岩土结构出现松动，甚至是滑动现象。为了防止这些现象，这就需要强化锚固力。选择最佳的锚固时机，能够有效减少边坡滑动现象，从而使锚固效果达到最佳程度。

1.3外界环境变化对边坡锚固效果的影响

温度、天气等外界环境变化会直接影响锚固效果。例如：不同的温度变化下，会使岩土体内部产生温度变化，从而影响锚固力。温度上升增加预应力；温度下降则减少预应力。降雨会使岩体内部的裂隙进水，岩体发生湿胀现象，拉伸钢索时就需要适当增加锚固预应力。

2.锚固技术的优缺点分析

在挡阻加固措施中，锚固技术是非常重要的一种，能够有效地预防岩块下滑，使锚杆、锚索与岩体紧紧地相贴，就会产生较强的摩擦力。锚杆和锚索能够对斜坡软弱结构面进行分割，形成若干个板状岩体，构成有机整体，从而增强锚固的稳定性。

2.1优点

锚固技术在岩土边坡治理中，其优点很多，主要表现在以下三个方面：一是所需工程造价较低。和其他边坡加固支护技术比较而言，采用岩土锚固技术，所需要的工程成本要低一些，可以比其他加固支护技术低到20%～30%左右的造价。同时，还可以极大地减少工期，能够极大提升施工效率。特别是在高边坡防护过程中，岩土锚固技术不仅可以节约成本，而且可以将工期压缩到最低程度。二是具有良好的性能。锚固技术具有较强的稳定性、耐久性，在完成施工之后，无需再花费多少人力物力和财力进行维护管理。因此，后期的维护成本大大减少，便于维护管理。三是施工方便易行。由于这种施工非常方便，不需要设立模板，也不要捣筑，从而大大方便施工。

2.2缺点

当然，任何一种技术都不可能是万能的，岩土锚固技术也是如此，是由自身的缺点所确定，尤其是安全性方面表现比较突出。在边坡治理过程中，其危险系数较大，很容易发生安全事故，必须做好有效的安全措施。岩土锚固技术实施，需要较多的施工设备，特别是对安全措施方面的要求较高。加上岩土锚固施工技术工艺复杂，特别是在预应力锚索对高坡及陡坡进行加固时，技术难度非常大，很容易留下质量隐患。由于隐蔽工程较多，进行质量控制和检查有很大的难度，也使得工程安全风险性增大[1]。

3.应用策略

锚固技术在工程实践过程中得到了很大发展，其技术内容出现了多样化的发展趋势，常用的锚固技术有：预应力锚固和短锚杆及配筋喷射混凝土三者配合的边坡加固措施；仅有预应力锚索的边坡加固措施；短锚杆和配筋喷射混凝土配合的边坡加固措施；自进式锚杆网与砂浆锚杆网两种喷射混凝土配合的加固方式等、在边坡的治理中得到具体应用其锚固技术应用策略有如下：

3.1增强对边坡的约束力

要想充分发挥锚固技术的积极作用，就需要使巖土体受到锚固，增强其预应力。一是有效约束骨架。在约束骨架的作用下，能够使岩土体成为整体。加上岩土体自重及外在荷载作用，能够使预应力锚索来共同分担边坡岩土体内部的力量，有效抗击和防止岩土体发声开裂问题，从而体现出锚杆的分担功效。正是借助系列复合应力作用，可以有效避免胶结材料发生碎裂现象。在锚杆的作用下，可以使岩土体的坚固性极大增强，减少破坏发生率，避免重大事故地发生，使锚杆能够最大限度地发挥出积极作用。二是在锚固坡面上布设好钢筋网，从而有效保护喷射混凝土面层，有效确保坡面土体的稳定性和强度，防止水流对坡面表层岩土体产生冲刷，最终使边坡坡面受到强有力地约束。

3.2发挥岩土锚固技术支护作用

在岩土工程中应用锚固技术，应该与边坡的实际情况相结合，根据其具体类型、安全性和地质条件等因素，灵活有效地应用岩土锚固技术。

一是锚杆肋柱墙板结构的应用。如果被保护的是安全一级、二级的边坡工程，被锚固的岩土体是全基岩，且有较高的临空面高度时，可以采用此结构。锚杆肋柱墙板结构对技术的有着较高的要求，且所需的成本较大，一般应按照从上到下的顺序，采用规范化的施工流程：先实施土石方工程，再进行锚杆锚固，最后加载肋柱墙板。在进行钻孔过程，要将干钻作为首选，并严格控制施工作业高度。二是排桩式锚杆挡墙的应用。该结构主要由钢筋混凝土与锚杆联合组成，排桩是挖孔桩或钻孔桩，既可以是预应力锚杆，也可以选择非非预应力锚杆。一般在以下几种情形下应用：（1）对于因为开挖或路堤推力式滑坡而产生的滑坡区域中，在采取支护措施时，如果采用抗滑桩，所阻挡边坡推力荷载的作用不会很好，此时，就可以采用钢筋硅排桩式锚杆挡墙。（2）如果对边坡进行切坡处理后，结构软弱面成为临空状，很容易发生坍塌和严重的滑坡，这就需要采用此种机构来加固边坡。（3）如果坡顶0.5m区域内的荷载较大或是存在比较重要的建筑，也应该采用此种支护结构。三是锚杆墙壁结构。如果被锚固的岩体有较强的稳定性、岩面高度小、覆盖土层薄时，可以采用此结构。在施工时，也是从上到下的顺序，并对每个工作面高度进行严格控制。四是锚杆群支护结构。在进行边坡治理工程中，选择又长又密的抗拉构件，将抗拉构件埋入到边坡中，从而使破体与支护结构形成有机复合体系，使边坡的稳定性有效增大。特别是对于比较松散的岩土体边坡工程中应用较多。五是锚板支护结构。在岩石边坡中，钢筋混凝土面板与由锚杆联合组建成锚固结构。在此结构中，借助锚杆的支护作用，可以增强承担岩石的压力，防止边坡发生侧向位移变形。借助混凝土面板，可以避免岩体表面遭受破坏，使岩石块坍塌滑落的情况得到有效控制。

3.3高边坡的加固防护技术

在岩土锚固技术应用时，应根据与岩土体结构、特性、边坡高度、地表及地下水等实际情况，来选择合适的防护措施，如可以采用护坡、土钉墙、浆砌片石网格、锚杆铁丝网等。在进行边坡加固防护中，如果用土工格栅，比使用铁丝网的工程造价更低，并能使护面柔韧性大大增强，减少和避免开裂问题，对坡面位移现象有着明显的阻止作用。在进行高边坡加固防护过程中，如果边坡岩石的破碎风化面向路基倾向，这样的边坡非常容易因为外界变化而产生坍塌滑坡等灾害，故此可以采用锚索、锚杆护坡等措施，按照从上到下，边开挖边防护的方式，具有很强的可靠性，容易获得良好的加固效果。在山区施工时，相关工程人员往往对边坡稳定性方面的地质勘查不够重视，很容易在边坡开挖时出现滑坡、坍塌等事故。因此，在边坡加固治理，可以采用预应力锚索抗滑桩。

3.4增强边坡稳定性

锚杆能够减少岩土体的下滑力，同时，潜在滑面上的方向力在锚杆作用下能够增强摩擦阻力，从而使摩擦力更加有力地作用在滑面上。与预应力锚索作用于岩土体内部，从而构成整体，使岩土体自身强度得到明显增强。正是借助结构的整体合力，能够有效阻止岩土体被破坏，从而使岩土体的抗剪强度极大增强。同时，还可以增强岩土体的刚度和强度，有效确保边坡的整体稳定性。

4.岩土工程中锚固技术的施工工艺探讨

4.1制作和存储锚杆杆体

在制作和存储锚杆杆体时，应在施工现场、工厂的作业棚内，锚固段杆体上不能存在可能对注浆体粘接和锚杆使用寿命产生影响的有害物質，并应确保注浆体保护层具有符合要求的厚度。应将光滑套管设置在自由段杆体上，使其起到隔离保护的作用。在切割锚杆杆体时，要使用切割机，并做好相应的防腐处理。在完成锚杆体制作后，要及时使用，而不能长时间的存放。特别是在杆体制作完成后，不得露天存放，而应该存放在干燥清洁的地方；要尽可能地避免油渍溅落或是杆体机械损伤；特别是做好杆体外露部分的防潮处理。对于长时间存放在外的杆体，要进行严格仔细地检查。

4.2锚杆孔的钻凿

在进行钻凿锚杆孔时，因为钻凿施工造价较高，必须确保钻凿方法的准确性，也是影响工程进度的关键所在，故此，钻凿作业的进度。在冲洗钻杆的方法中。不同的冲洗方法，会使钻凿速度及质量受到直接影响，气洗法是最为常见的。采用水洗方法，可以使岩层与灰浆间的粘结力极大增强，即使岩层中比较潮湿，也能有着良好的钻凿效果。如果是在泥灰岩层中采用水洗钻孔时，必须非常慎重，这样才能使其达到理想的效果。

4.3杆体就位

在钻孔中放入杆体之前，应确保杆体的加工质量，确保锚杆得到有效的防腐处理。在进行杆体安放时，应严防出现扭压和弯曲。在治理边坡工程，当杆体放进孔内时，必须保持与钻孔一样的角度，使防腐层不能受到损坏。在插入时，必须将锚杆体插入深度控制在长度的95%，预应力锚杆插人孔内深度应大于或等于锚杆设计长度的90%。在安放好杆体之后，切勿随意敲打，也不得将重物悬挂在上面。

4.4注浆施工

在进行注浆施工时，可以用水泥浆来固定锚杆与地层。在硬化之后，钻孔中坚实的材料能够给地层传递锚杆拉力，同时，还要对钻孔周围的岩土体进行硬化。注浆材料的粘结强度、防腐性，取决于拌合料的成分、注人方法及拌制。故此，要在短钢筋锚杆和预应力锚杆的首次灌浆中使用，切勿在锚固段二次劈裂灌浆中应用此法。

4.5锚杆的张拉锁定

对锚杆张拉就是通过张拉设备使锚杆预应力筋的自由段产生弹性变形，并将初始预应力通过锚固段传递给地层与被锚固的结构物，以加固地层的不稳定部位或利用地层承受结构物的拉力。锚杆（索）的张拉试验，在某种程度上可以判定锚杆（索）的适用性，预测锚杆（索）的长期工作性能，揭示出锚杆（索）设计和施工中的缺陷。锚杆（索）张拉的最适当方法是直接拉拔，有时对低承载力的钢筋锚杆、自钻式锚杆也可采用扭力扳手拧紧螺母张拉，但这种张拉的方法存在许多不确定性[2]。

5.需要注意的问题

5.1严格控制材料质量

要高度重视材料质量问题，科学制定计划和流程，严格控制施工材料的进场。在材料进场时，要严格进行质量检查，既要查看水泥、钢筋、锚索等相关材料的生产合格证，又要重点查看水泥等原材料的标号、强度等级等，更要对有的特殊材料性能进行检测，对于质量不合格的材料，坚决不能让其混入场内。如果这些材料质量不达标，就会对工程质量产生直接影响，故此，需要对锚杆的焊接、接头等重要部位进行重点关注，确保焊接质量。

5.2严格控制钻进速度

在进行钻进施工过程中，如果孔内不慎发生事故，必须采取有效的防护措施。切不可盲目地追求进度，而要合理把握钻进速度，并严格控制钻进参数。要根据实际情况，对钻进时可能存在的埋钻等困难、问题，采取强有力的防范措施这样才能保证施工的顺利实施。

5.3强化工程检查工作

在进行工程施工时，必须加强监督检查。事前，要编制质量事故预案，采取有效的预防措施，事中，采取过程控制法，抓早抓小，便于及时发现和解决存在工程中质量隐患。特别是在每段支护完成后，要及时检查，仔细查看坡顶是否发生位移，以此减少或避免质量问题。事后要分析并认识到坡顶沉降对岩土锚固的影响，如果出现问题，必须及时采取行之有效的措施。故此，在施工过程中，不仅要确保工程进度，还有保证工程质量，这样才能使锚固技术的作用发挥到最佳水平[3]。

6.结语

综上所述，岩土锚固技术是岩土工程加固和支护技术中非常重要的技术之一，它能够增强边坡的稳定性和牢固性，所需工程造价较低，施工比较简便易行，具有较强的稳定性、耐久性，因此，在岩土工程中得到了比较成功和广泛地应用。在实际应用中，要按照扬长避短的原则，充分发挥其积极作用，掌握好岩土锚固技术的施工工艺和技术要领，特别是加强施工材料质量的控制，科学安排施工进度，强化工程的督促检查，确保工程质量、安全和进度。

参考文献

[1]徐斌.浅析岩土锚固技术在公路边坡治理中的应用[J].价值工程，2012，34：82-83.

[2]叶秋生.岩土锚固技术在公路边坡治理中的应用[J].门窗，2014，11：170-171.

[3]郭琳.浅析岩土锚固技术在公路边坡治理中的应用[J].中华民居（下旬刊），2013，05：266-267.