锚固岩土边坡支护应用解析

杨云山

摘要：随着国民经济的发展，岩土工程建设逐渐增多。为做好岩土工程施工加固工作，锚固技术已成为不可缺少的一部分，并在边坡支护中发挥着重要作用。

关键词：锚固岩土;边坡支护;应用

边坡在开挖过程中一旦失稳，将引发滑塌等事故，影响正常施工，造成人员伤亡和经济损失。岩土锚固技术是目前边坡支护中最常用的方法，它能从根本上保证边坡的稳定性及整体性，并且具有施工方便、成型速度快的优势。

一、岩土锚固技术概念与力学特性

岩土锚固技术是将受拉杆件埋入岩土层，对岩土边坡进行加固的技术。其功能是提供作用在岩土层上的抗力，以承受外部荷载，在锚固层上产生压应力区，加固岩土层，增强岩土层整体强度。边坡防护通过锚杆与岩土层连接，形成复合结构，共同承担主动土压力，从而提高岩土承受拉力及剪力的能力。

二、锚固效果影响因素

1、锚杆材料。锚固力的产生受锚杆体的影响，锚杆材料影响杆体强度及杆体与粘合剂之间的强度，若强度不够，锚杆则会失效。为提高锚固效果，要选择合适的锚杆材料，常见材料包括：①钢筋是锚杆主要组成要素，材质为铁、碳、锰、硅等。大多数钢筋为圆形，包括光滑和螺纹等。②高强度钢丝。这种钢丝经特殊处理后实现，其抗拉强度大多在1000N/mm以上，主要用于高抗拉要求的工程。

2、锚杆结构。钢筋锚杆作为锚杆的主要制作材料，具有丰富的使用结构和良好的锚固效果。以非预应力锚杆和预应力锚杆为例，其区别在于锚杆安装后能否立即提供支护抵抗力，即非预应力锚杆可立即提供支护抵抗力，预应力锚杆只能在锚杆位移后提供支护抵抗力，但应用于地下工程时，其应用效果相反。非预应力锚杆轴力与位移长度关系密切，预应力锚杆轴力与位移长度无关。因此，锚杆结构与锚固效果存在密切关系。此外，缝管锚杆属于一种新型的铺杆结构，由托盘挡环和开缝钢管组成，安装后立即提供支护抵抗力，有效防止围岩变形，时间越长，锚杆锚固力越持久。

三、铺固岩土边坡支护技术应用要点

一般来说，岩土锚固技术可分为预应力锚索边坡、短锚杆和锚杆加固等，具有广泛的应用范围和良好的应用效果，能有效缩短工程工期，节约总投资，特别是在工程竣工后期减少维护管理费用，而且长期保持基坑和边坡的稳定性、安全性和耐用性，具有重要价值作用。同时，锚固技术利用锚杆来提高施工区抗剪力且传递结构间拉心力，以确保工程稳定性。锚固效果与锚杆和预应力锚索密切相关，即锚杆和预应力锚索用于增加滑面摩擦阻力，加大滑面法向力，或使用锚杆和预应力锚索减小下滑力。

因此，在实际施工中，技术人员主动改变传统工作理念，将相同长度和密度锚杆和预心力锚索同时放入岩体中，以确保岩体作用时锚固件处于同时作用状态，提高岩体强度，弥补岩体强度不足，并将锚杆与预心力锚索组成复合体后打入岩体内，提高岩体抗拉、抗剪强度，防止岩体破损，提高其整体刚度，保证岩体边坡稳定性。

1、预应力锚固技术。其指在建设混凝土结构时，将锚固设于坡体内岩体的锚索技术。当坡体稳定性差时，封面施加一定预应力，挤压稳定性差的松散岩体，提高岩体间正压力、摩擦力和抗滑力，有效控制边坡的失稳，确保边坡处于长期稳定状态。预应力锚固技术具有明显优势和广泛的应用范围，如高边坡或深基坑开挖等，能有效减少开挖量，保证边坡稳定性，为岩土工程顺利施工提供依据。

2、喷混凝土护坡技术。它作为岩土锚固技术的主要部分，在岩土边坡治理中发挥着重要作用。喷混凝土护坡技术优势明显，能提高施工效率，加快施工速度，摆脱模板限制，应用范围广，将混凝土运输、浇筑、振捣等有机结合，实现机械化高效施工，属于新型锚固技术。此外，喷混凝土护坡技术具有冲击速度快、临时支护效果好、成本低。

四、锚固岩土边坡支护应用效果

1、工程概况。某项目拟建建筑为6栋高层住宅楼、1栋配套附属楼和1层地下室。其中，2栋15F高层建筑、2栋21F高层建筑、2栋24F高层建筑和1栋2F低层建筑。地下室层高为3.90m。场地地层结构为人工填土;第四系残坡积粉质粘土层、含粘土碎石，下基岩为前震旦系双桥山群千枚岩。

2、三维数值模型的建立。通过长期的实际工作可知，为保证边坡稳定，以往数值模拟多采用二维分析法，但这种方法带来的效果与实际情况相差甚远，加之边坡原有形态不规则，所以要使用三维数值模拟来完成分析并得出结论。因此，有必要应用三维数值模型。研究发现，计算网格会影响计算结果准确性。因此，为保证边坡岩体的良好力学状况，要进一步细化各区域网格。同时，为加强对偏远地区的管理，应采用大尺寸网格。

3、边坡无支护计算结果。为做好边坡支护设计，先要对无支护边坡进行计算分析。

①水平位移。边坡开挖完后，在开挖卸荷影响下，需向第四层及以上的边坡根据横向水平位移指向，最大位移值控制在4.8mm左右，前三级边坡最大位移值控制在1.6mm左右。

②垂直位移。开挖后，在开挖卸荷作用下，边坡铅直多呈向上回弹模式。由于坡顶开挖卸荷应力小，铅直回弹位移也会减小，边坡最大铅直也出现在第一级边坡上。

③边坡应力分析。对于边坡开挖，开挖后，第三极边坡平台下部常出现在附近岩体中，其岩体拉应力相对小。

4、边坡及时支护开挖成果。要了解边坡及时支护开挖成果，应从水平位移、垂直位移以及边坡应力等方面分析。

5、边坡锚固效应。在无支护开挖下，边坡岩体将受到卸载的影响，岩体往往会随着应力的释放而产生一定的卸荷回弹，导致岩体被挤出。同时还发现，大多存在塑性分布位置和范围大小始终变化情况，边坡出现危险点后，应重视第三步开挖，这将增加边坡开挖的整体性。一般来说，边坡支护开挖将出现两个时间点，此时边坡将出现失稳现象，其整体性能也将受到影响。

总之，边坡支护有利于预防严重的地质灾害，而且能保护修复后的公路或周边临近已建建筑、构筑物等不受破坏。在岩土工程中，由于工程的特殊性，经常涉及边坡支护问题。為做好岩土边坡支护，将锚杆应用于锚固工程中，能有效提高工程质量。因此，有必要研究锚固岩土边坡支护的应用。

参考文献

[1]李志军.锚固岩土边坡支护应用研究[J].建材与装饰，2016（10）.