岩土工程中边坡治理的岩土锚固技术研究

(中国市政工程西南设计研究总院有限公司， 四川 成都 610081)

0 引言

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。锚固技术是利用锚喷支护作用的一项技术措施，在整治、利用及改造岩土体过程中使其保持较高的稳定性，并有效发挥出岩土体的优势克服不足之处。在对边坡的有效治理上，岩体锚固技术凸显出重要作用，尤其是该技术在实际中的效果。

1 岩土锚固技术概述

1.1 锚固的作用方式

在岩土锚固技术实际运用中，一般会在岩土体通过锚固进入了塑性变形阶段才会发挥作用，而锚杆或锚索的作用慢慢增强，改善复合岩土体塑性变形以及破坏形状等。要稳固岩土体，首先要做好约束骨架，保障复合岩土体可以形成有机的整体。而锚固的作用方式是通过埋设于地层下的锚杆或锚索与地层岩体之间的紧密贴合，增强防止岩块下滑的摩擦阻力，达到加固的目的。在边坡治理中可以通过锚杆或锚索对斜坡软弱结构面进行切割，形成板状岩体类的稳定结合体。锚杆或锚索在锚固过程中可抵抗岩土体自重应力，也可抵抗外荷载作用力，通过分担边坡岩土体内部力量而实现边坡稳固的作用。尤其是在岩土体出现开裂时，锚杆或锚索分担力量的作用明显,让使岩土体更加坚固,防止出现整体性破坏和大规模滑坡与坍塌问题。

1.2 锚固的作用机理

在岩土锚固中，其主要是通过锚杆或锚索附近低层岩体抗剪度传递结构物的拉力，其作用机理主要可以概括为以下几种:第一种是锚杆或锚索能够降低岩块下滑力,且锚杆或锚索具有一定的预应力,可增强岩土自身强度，稳固边坡；第二种是锚杆或锚索能够增强潜在的滑面法向力，提高潜在的滑面摩擦阻力，保障边坡稳定性；第三种是利用锚杆变形对岩土体施予压力，让原有的岩土体转变为三维应力状态,通过其承载环与承载拱的相关作业，实现岩土体变形的限制与约束作用，进而稳固边坡岩土体;第四种是通过锚杆在软弱岩土层中构建骨架，提升破碎岩土体的整体性，进而增强岩土体的强度。总之，岩土体和内部的锚杆或锚索产生相互作用时，能够增强岩土体强度，改善岩土体的低抗拉和抗剪强度等情况，提高岩土体整体刚度，增强边坡稳定性。

1.3 锚固系统的破坏方式

所谓锚固系统的破坏,是指组成材料的破坏，可概括为四种:第一种是锚杆杆体颈缩破坏，即锚杆受到拉力作用过大，使锚杆体发生的颈缩现象，从而破坏锚固系统；第二种是岩土基体锥形破坏，若岩土体基体和灌浆体之间的接触界面黏结强度过大，同时岩土基体抗劈裂强度与锚杆体的锚固长度过小，就会导致锚杆在遭受外荷载力的情况下，灌浆体周围基体发生呈椎体形状的破坏；第三种是黏结破坏,其破坏位置通常是锚杆和胶结材料界面，或者是岩土基体界面和胶结材料的界面处。一旦锚杆、岩土基体以及灌浆体的黏结强度达到极限值, 就容易出现这种破坏情况；第四种是椎体黏结复合破坏，即岩土基体既出现锥形破坏，也出现了黏结破坏的现象。正确认识锚固系统的多种破坏方式，便于采取措施更好地稳固边坡。

2 岩土工程中边坡治理的岩土锚固技术研究

2.1 岩土锚固技术在边坡治理中应用

岩土锚固技术如今逐渐在边坡治理中得到推广运用，其技术内容也逐渐呈现出多样化的态势，比如当前常用的有预应力锚索加固技术、短锚杆+配筋喷射混凝土加固技术、预应力锚固+短锚杆+配筋喷射混凝土加固技术、自进式锚杆网+砂浆锚杆网加固技术等等。岩土锚固技术在边坡治理中的运用主要体现在两个方面，首先是可以弥补防护缺陷。传统边坡要保持稳定性，常见的施工方式即是圬工防护方式。但是这种防护体通常只在坡面上发挥作用,且防护强度较低，而岩土锚固技术却可弥补这些缺陷，使得滑动岩体与稳定岩体之间产生更大的摩擦阻力，实现边坡的稳定加固。其次是岩土锚固技术可以克服重力式挡土墙的缺陷，重力式挡土墙常用于边坡支挡建设之中，但是这一防护体具有体积过大的缺陷，很难在复杂地质地形条件下的边坡治理中加以运用。而岩土锚固技术却可以解决这一点，比如锚杆挡土墙、加筋挡土墙、锚杆桩板式挡土墙等都具有结构轻、稳定性佳的特点，具有良好的运用价值。

2.2 岩土锚固技术在边坡治理中的应用流程

（1）边坡开挖。将岩土锚固技术应用在护坡治理中，首先应对边坡周围进行开挖处理，应按从上至下的顺序进行挖掘。在进入到边坡开挖环节后，应重视挖掘过程中的具体施工阶段以及不同阶段的处理方式。例如在边坡初次开挖后，应确保深度维持在5m左右，同时在挖掘处喷射一定厚度的混凝土浆。在边坡二次挖掘后，同样将挖掘深度控制在5m处，并将挖掘后所堆积的土方用于边坡治理工作的开展进程中。

（2）喷射混凝土。将符合工程标准的钢筋放置在需要治理的边坡中，同时保证边坡处清洁与湿润。在进行此项作业前，施工人员也应确保所使用施工机械设备运行期间的稳定性，以提升岩土锚固技术应用效率。在进行混凝土喷射过程中，应按从上至下的喷射顺序，并将边坡表面与喷射设备之间的距离控制在1m之内，确保喷射匀速进行。

（3）钻孔。在钻孔环节中，相关工作人员注意钻机应与边坡表面保持一定垂直角度。在钻孔期间也应遵守相关操作规范，即钻孔应呈梅花状分布，且钻孔直径为 6 cm，两孔之间的距离为15cm，并将误差控制在一定范围内。

（4）锚杆安装。在钻孔环节后，工作人员应及时清除孔内以及边坡表面的杂质，切勿存在积水或积灰的现象，并对钻孔直径、深度以及孔距等相关参数进行检查，在确认无误后才能进入到下一个环节。在锚杆安装时，要结合钻孔直径选择适宜的钢筋规格，将其安装在已经注入水泥浆的钻孔中。需要注意的是，在注入水泥浆时，工作人员应确保匀速注入，尽量减小钢筋与水泥浆之间的间隙，从而保证边坡的稳定性。

2.3 岩土锚固技术在边坡治理中的注意事项

在岩土锚固施工过程中，应该注意以下几点:首先，在钻进施工中，严格控制钻进参数和钻进速度，避免钻进施工中出现通病，比如卡钻、埋钻、塌孔或者掉块等等，一旦发生孔内钻进施工事故，要予以及时处理。其次，将钻机拔出后，进行锚杆安装，并进行注浆施工。在锚杆灌浆过程中，要严格根据设计要求来进行。即要做到水泥浆和水泥砂浆配合比的科学控制，其搅拌要均匀，确保灌浆设备与管路都可以正常工作。然后，在预应力施加方面，要结合锚杆类型而进行锚具的选择，对台座与张拉设备进行正确的安装。再者，材料进场要按计划进行，并确保其具有产品合格证。且锚杆钢材焊接施工中，要确保接头通过了合格试验再投入使用。最后，检查施工过程中的各种指标，比如钻孔直径、深度与角度等是否合理、注浆配比是否合理、喷锚墙面厚度与强度是否符合要求等等。待每段支护体施工结束，需检查坡顶或者坡面位移，并注意是否有坡顶沉降问题，检查周围环境的变化，及时发现异常情况，保障施工的正常进行。

3 结束语

综上所述，岩土锚固技术在岩土工程行业中属于比较重要的分支领域，随着我国逐步扩大的工程建设形势，在铁路隧道、岩土边坡、抗倾浮结构、稳定坝基及支挡基坑等多个不同领域中都得到了十分广泛地应用，尤其是应用于边坡治理的效果特别好。要进一步加强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]刘秀会，李海平.岩土锚固技术在土岩混合边坡治理中的应用及分析[J].公路交通技术，2016(3):27-30.

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