浅析岩土锚固技术在公路边坡治理中的应用

陶永兵+张崴

摘 要：近年来，随着社会的不断发展，建设工程规模不断扩大，岩土锚固技术作为岩土工程行业重要的一大分支被广泛，在岩土边坡、铁路隧道、路基稳定以及基坑支挡等领域得到了广泛应用，不过通过长期的实践能够看出，岩土锚固技术在公路边坡治理方面具有很好的效果。本文主要围绕岩体锚固技术的作用原理，重点分析了公路边坡治理中锚固技术效果影响因素及施工工艺，希望能够给今后的公路边坡治理提供帮助。

关键词：岩土锚固；公路；边坡治理

在公路边坡治理中，锚喷支护为主要施工技术，它能够通过利用、整治及改造岩土体来使土体的稳定性得到保障，使岩土体的服务功能得到发挥。在公路边坡治理方面，岩体锚固技术起着重要的作用，其具有很好的效果。

1 岩体锚固技术的作用原理

用锚固技术可缩短工程工期，降低造价并减少维护费用，保证工程的稳定性与耐久性。要充分发挥锚固技术的效能，首先就要了解锚固技术的作用原理。

1、锚固技术的作用原理。锚固技术主要指利用埋设于地下的锚杆（索）和地层岩体的紧密贴合来获得阻止岩块下滑的摩擦阻力的加固措施，可通过锚杆（索）对斜坡软弱的结构面进行板状岩体切割，进而形成稳定结合体。其作用原理，即利用锚杆附近的低层岩体抗剪强度对结构物拉力进行传递，或保持低层挖掘面的稳定性。一是锚杆（索）可减小岩块的下滑力进而维持边坡的稳定；二是锚杆（索）可增加潜在的滑面法向力进而增加潜在的滑面摩擦阻力，达到保持边坡稳定的目的。当岩土体与其内部一定密度及长度的锚杆（索）产生相互作用时，可以弥补岩土体强度不足的缺陷。而锚杆（索）复合体的应用可对岩土体破坏起有效制约作用，既可以改善岩土体低抗拉及抗剪强度的状况，又能促进岩土体的整体刚度的有效提高，并充分激发岩土体在结构强度上的潜力，对边坡变形及破坏的性状起到改善效果，有效加强边坡的岩土体整体的稳定性。

2、锚固技术中锚索的作用。在锚固技术中，锚杆（索）发挥的作用主要有四点：一是通过对骨架的有效约束可将复合岩土体构建成有机整体；二是通过锚杆（索）抵抗外荷载的作用与岩土体的自重应力，将作用分担在边坡的岩土体内部。锚杆（索）所起的分担作用在岩土体裂开的情形下越发明显，锚杆（索）在这种情况下会产生拉剪或弯剪等复合的应力致使胶结材料发生碎裂。锚杆（索）或钢筋通过屈服的方式延迟复合岩土体的变形，从而保证短时间内岩体的整体性不会遭到破坏，且不会爆发大规模坍塌及滑坡事故；三是处于相同的荷载作用时，要发挥应力传递及扩散作用应将锚固边坡的岩体设置得比岩土的边坡低以阻止开裂区域形成与发展；四是布设钢筋网和喷射混凝土材质的面层在锚固的坡面上，可以对坡面岩土的稳定性与强度起到有效保护作用，让坡面表面的岩土体不会被水流轻易冲刷掉，并有效遏制岩石风化程度加深，进而约束了边坡坡面的变形。

2 岩土锚固技术应用于公路边坡治理的优缺点

岩土锚固技术在公路边坡治理方面发挥了巨大作用，效果显著。其应用优势在于：锚固技术提供了在构筑物上发挥作用的抗力来承受外部的荷载，并对锚固地层的岩石产生加筋作用，即所谓的压应力区；提高地层的强度；与其他防护措施相比，稳定、高效、耐久性好；施工便捷，既无需捣筑也无需立模板；完工以后，无需投入大量资金人力进行养护维修；在处理高陡边坡时，较其他方案而言，利用锚杆（索）来进行加固可有效缩短工期，降低造价。

但在岩土锚固技术实际的应用过程中也存在一定的缺陷，主要在于：处理高陡边坡时使用锚固技术要求有高度安全的保障措施，如若不然极可能造成意外事故，导致人员伤亡；要在边坡治理中应用锚固技术要用到很多设备，工程投入的成本较高；岩土锚固技术的隐蔽工程多，在质量控制及检查方面的难度较高，一不小心就会引发工程质量事故；在应用施工时其工艺过程较为复杂，尤其是选择预应力锚索来进行加固时，有较大的施工难度。

3 公路边坡的锚固效果影响因素

1、锚固时机。锚固时机，指的是边坡开挖和加锚之间的时间间隔。把握这一时间间隔对整个锚固工程而言是很关键的。通常公路边坡的开挖措施是自上而下分布进行，与之相应，加锚需边挖边锚，此时的岩体难以维持原来的应力状态进而形成一个临空面，导致岩体松动失去荷载能力。岩体不稳定就容易滑动进而形成滑动能，这就不得不要求锚固力增大以克服滑动能。因此，选择适当的锚固时机是获得预期锚固效果的关键环节。

2、环境影响。环境影响主要针对预应力的作用发挥，主要有两方面体现：①自然环境的温度变化引起岩体出现不同温度，进而导致锚固力的区别。一般来说，在夏季预应力随着温度升高而增加，在冬季预应力则会随着温度降低而降低；②降雨对预应力也会产生影响。如果岩体裂隙有雨水渗入就会导致湿胀现象产生，进而会导致钢索产生拉伸现象，锚固的预应力随之增大。

3、岩体条件。岩体自身的性质等条件因素也会对预应力造成影响。岩体类型多样，坚硬、软弱的岩体都有，两者的蠕动情况不相同。坚硬岩体的结构面分布较少，蠕动小，因而其损失预应力也小，而软弱岩体在预应力作用于岩层，因岩层压缩导致变形较大，且变形减小速度缓慢，因而其损失预应力也大。

4 锚固技术在治理公路边坡中的具体应用

锚固技术在实际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；仅有短锚杆和配筋喷射混凝土配合的边坡加固措施；自进式的锚杆网与砂浆锚杆网两种喷射混凝土配合的加固方式等。在公路边坡的治理中具体的锚固技术应用主要有如下：一是利用岩土锚固技术弥补圬工防护缺陷。在以往公路边坡的防护中，为保持公路边坡的稳定，常用方法是圬工防护。但这种防护技术存在着一定的缺陷。由于圬工防护体只作用在坡面上且强度低，因而如果配以常规加固方法难以有效防护那些具有岩土体节理、层理或易风化等地质条件发育问题的边坡。若是在治理公路边坡中利用岩土锚固的技术就可以弥补圬工防护的缺陷，提高滑动岩体和稳定岩体之间的摩擦阻力，有效加固边坡。二是利用岩土锚固技术改善重力式挡土墙的劣势。在以往的公路支挡建设中，常用方法是重力式的挡土墙。这是因为其原料来源广、施工工艺简单、造价低。但同时，重力式的挡土墙也存在严重问题。它在体积方面的要求过大，难以应对复杂地质地形条件。若是在此时配合岩土锚固技术就能够将这些问题有效解决。在岩土锚固技术中的锚杆挡土墙和锚杆桩板式的挡土墙以及加筋挡土墙都可以应用于公路边坡治理当中，这些挡土墙都具有稳定性好、结构轻型以及低地基承载力的优点，在现代工程中颇有市场。

5 结束语

近年来，随着社会的快速发展和国民经济的不断提升，公路工程作为国家基础建设项目，逐渐受到人们的重视。在公路边坡的治理中，岩土锚固技术的广泛应用使公路边坡岩土的稳定性得到不断提高，使岩土体能得到充分发挥。不过复杂的岩土锚固技术工艺需要施工人员加强技术水平的提升，从而防止任何缺陷导致的危害。岩土锚固技术的不断应用实践与发展会带动国家的公路建设水平的提高，促进我国社会主义社会的构建步伐。

参考文献

[1]孙文俊；张玉叶；论岩土锚固技术在公路边坡治理中的应用[J]；城市建设理论研究（电子版）；2012

[2]叶强；刘强；岩土锚固技术在公路边坡治理中的应用[J]；公路；2011

[3]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

[4]苏日健；岩土锚固技术在公路边坡治理中的应用探讨[J]；科学之友；2011