锚固技术在岩土工程中的应用

刘德良

（山西冶金岩土工程勘察有限公司　太原）

引言

随着城市化的不断推进，越来越多的人口涌入到城市，人地之间的矛盾逐渐紧张，制约了我国经济的进步发展。为了缓解这一矛盾，城市建筑物越来越高，同时对基坑边坡的稳定性要求也要随之提高，因此基坑边坡锚固技术普遍应用于建筑工程中。锚固处理技术是岩土工程中的基础，该项技术经过不断的发展，已经逐渐趋于完善，对于不同土质的边坡，可以采用不同的技术原理，从而增加边坡的稳定性。

1　锚固技术工程特性

在工程设计中，经常会遇到建筑的高差较大、施工场地不平的状况，在这种较难进行施工作业的情况下，既要考虑到最大限度地减少平整土方的工作量，又要兼顾建筑场地的整体美观性和实用性，从而降低工程总造价和缩短施工工期。基于以上问题，我国建筑从业者在岩土工程施工过程中，对挡土结构进行了一系列较为科学系统的研究，研究成果也取得了极大的进展，锚杆作为一种新型支挡结构，具有体积小、施工简单、牢固性好及安全度较高等特点，在深基坑支护工程中的应用极为广泛。锚固是将新型的锚杆工程技术转化为一种实用性的挡土结构物体。锚杆技术是新型受拉杆件的一种，锚杆结构物的一端与工程主体结构相连接，另外一端则通过钻孔作业，插入锚杆结构物，经过注浆作业，后期养护等一系列工序，将锚杆结构物固定在稳定的地层之中，使之能够承受住土压力对锚杆结构物所施加的推力，进而利用锚杆结构物与地层间设定的锚固力来维持锚杆结构物的稳定性。

2　锚杆支护技术在岩土工程中的应用要点

2.1　基坑土方开挖及边坡修整

深基坑应以分层开挖为宜，每层深度不能太大，深度过大会造成支护前深基坑边坡失稳，开挖深度一定要综合考虑暴露坡面的直立能力，每层开挖深度小于土的天然自立高度，并且应以锚杆周围水泥浆液凝固前不造成锚杆受力为限，这样才能使得锚杆的锚固力不会降低。为锚喷网的施工提供良好的工作条件，每层土层挖深2.0～2.5m，沙层1.0～1.5m，严禁超深开挖。开挖长度的确定要考虑到交叉施工期间能保持坡面稳定，一般同一轴线的开挖长度为15～20m。边坡开挖应最大限度地减少对支护土层的扰动并严格按规定修坡，防止分层开挖的误差引起最终基坑外形尺寸不足。

2.2　钻孔技术

钻孔的孔径的大小和孔深都是按照工勘资料经过计算设计的，在明确锚固的拉力和其他的参数设计的前提下，钻孔前应按照设计的孔位测量放线，确定孔位做好标记，并且要按设计要求的孔深、角度进行成孔。根据具体的地质情况采用人工成孔或机械成孔，机械成孔应选择质量较好的设备和机具，寻求最佳的技术控制钻孔的设计口径，在遇到较软的土层和复杂的地质时，特别是当遇到泥沙质土时，钻孔要配备必要的套管跟进，极力避免出现塌孔或者是涌水的情况出现。

2.3　锚杆杆体的放置

锚杆杆体的合理放置是锚固支护的关键性步骤。在锚固支护过程中，为了使其技术运用效果发挥到最佳，需要充分考虑锚杆的长度、数量及粗细等多种要素的综合影响。出于人员及工程安全性考虑，需要结合当前技术条件，设计不同的锚杆位置方案，同时从锚杆选取、固定多方面入手，提高安全性，尽量避免坍塌、土裂等安全事故的发生。①要选择符合标准规范的高质量、完整性强、抗腐蚀、防老化的锚杆，这样能够承受结构物的上托力、水压、土壤压力及抗拔力，并且根据锚杆的设计要求对长度、直径进行合理加工，在1.5～2m处焊接支架，并放置锚杆于孔内。②对岩土工程进行钻孔，检查锚杆质量，接着把锚杆的一端锚固于地基岩层中，另一端连接上支护钢筋网片和加强筋，为了确保锚固的长久性和稳定性，要把注浆管和锚杆同时放入钻孔里。

2.4　注浆

注浆是保证锚杆与周围土体紧密粘和的关键，通常要在安好锚杆的孔内注入水泥浆，控制好压力，一般为0.4～0.6MPa以确保锚杆与孔壁之间注满浆，注浆由里向外注，一般应在孔口封堵止浆，防止浆液流出，注满为止，水泥浆距孔口30～40cm时用水泥砂浆填实。注浆的水泥要符合锚杆的相关技术参数，不可偏离，也要注意相关的环境和设计要求，实时的进行二次高压注浆施工。

锚索施工完成并张拉结束后，对孔口进行二次注浆，浆液采用水泥-水玻璃双浆液，浆液粘度较低，可灌性较好，在水中可以迅速凝固，凝结时间在几秒到几分钟内准确控制，结石率可高达98%以上，结石强度较高，且浆液本身无毒，对下游居民用水无污染。

2.5　控制钢绞线张力

锚垫板选择同一厂家定做，强度达到要求，垫板按照围护桩设置弧度与形状，使其与围护桩贴合紧密，安装在围护桩正中的位置，围护桩桩间锚索钢绞线穿过双向支座上预留的孔，采用锚具进行锁定。且订做专用的、与双向支座配套的方形振弦式锚索测力计，张拉应力会逐渐均匀，数据更加的真实准确。对于孔口摩擦应力的损失采用二次张拉（相隔48h），消除钢绞线不顺直、钢绞线上次应力等不良因素。锚索正式张拉前，取20%的设计张拉荷载，对其预张拉1～2次，使其与锚具接触紧密，钢绞线完全平直。张拉、卸载过程中，严格按照规范执行，分级加载，待数据稳定后再进行下一级加载。

3　结束语

锚固技术广泛应用于深基坑岩土工程领域。坚持锚固技术应用的实践性原则、经济性原则和适用性原则，在锚固技术运用到岩土工程技术时，充分关注其技术使用要点，避免坍塌等安全稳定事故的发生，探讨运用锚固技术在岩土工程技术中的运用，以促进岩土工程技术研究的进步和实践水平的提高，更大程度上推动我国的建筑事业的进步和发展。

[1]程良奎，张培文，王帆.岩土锚固工程的若干力学概念问题[J].岩石力学与工程学报，2015（4）：668～682.

[2]徐祯祥.岩土锚固工程技术发展之回顾与展望[J].市政技术，2009（2）：136～140+185.

[3]陈国周.岩土锚固工程中若干问题的研究[D].大连理工大学，2008.

[4]王闯，梁晓丹，宋宏伟.锚杆支护在土木工程中应用的现状与发展[J].安徽建筑，2002（1）：71～73.