岩土锚固技术在公路边坡治理中的应用研究

2019-05-18谢麟

大众投资指南 2019年4期

关键词：挡墙锚索岩土

谢麟

（福建海峡科化股份有限公司龙岩分公司，福建龙岩 364000）

引言

在公路工程的建设过程中，边坡治理所用的岩土锚固技术是通过支护技术，把受力杆固定在边坡的土层当中，提高边坡的稳定性。此技术施工方式简单，且利于后期维护，因此被广泛应用在道路工程当中。为高效利用此技术，探索出技术的应用方式具有重要意义。

一、岩土锚固技术的原理

岩土锚固指把锚杆设置在土层当中，通过其和岩土间产生的摩擦力，防止岩土发生滑落，而实现对其加固。此技术主要利用锚杆周围土抗剪力传递对结构产生的拉应力，提高岩土的稳定性。使用复合锚杆不但能将土体抗拉、抗剪能力改变，还能提高土体强度。

二、岩土锚固技术在公路边坡治理当中的应用

（一）准备阶段应用

在治理公路边坡时，应用岩土锚固技术前，相关设计人员应展开科学的设计，对施工过程所用的材料、工艺以及设备等进行合理选择。与此同时，将开工报告以及设备准备报告提交给审核部门申请开工许可。通过审核之后，技术员要按照设计方案，并结合施工现场条件对锚杆进行抗拉试验，保证锚杆强度符合工程施工要求。此过程需要注意的是应等到水泥浆强度＞85%时才可展开抗拉试验，提高试验过程中的安全性。

（二）稳定边坡应用

在治理边坡时，应用锚杆能阻挡土体向下滑动，同时增大土体内部摩擦，因此具有较为良好的稳定边坡的效果。当前，在公路边坡处理过程，部分工程采取圬工加固技术，但是使用此技术时，由于圬工强度较低，同时只能作用于坡面，不能修护土体中的结构以及防止土体风化等，所以难以更好地防护公路边坡。但是，使用锚固技术时，因为锚固自身存在悬吊和组合梁，能够通过加固或者挤压等原理，有效提高边坡土的强度，保障边坡的稳固。

（三）支挡公路应用

在公路建设过程中，支挡过程会应用到大量的石料，因为其需要的施工技术较为简便，同时材料的价格低廉，主要使用石料当作支挡墙。支挡墙是利用本身产生的重力来保障公路路基的稳定。为保障边坡的稳固，应保证支挡墙的面积尽量最大，才能达到工程要求标准。但是，在实际的施工过程中，由于受到地质、地形等自然条件限制，导致重力型支挡墙难以适应环境，从而对公路边坡产生良好的稳固作用。所以，应利用锚固技术加强支挡墙的强度。当前，在公路支挡过程中应用的锚固技术类型主要有：锚板、锚杆、加筋、锚杆桩等支挡墙类型，这些锚固技术的应用技能避免地质环境对支挡墙稳定性的影响，同时锚固技术使用的各类结构质量轻，同时具有的稳定性能较高，此外，对地基的承载能力要求不高，由于以上技术优势被广泛应用在公路支挡施工当中[1]。

（四）加固高边坡应用

在公路的边坡加固过程中，应用锚固技术之前，应对施工现场展开检测，具体包括边坡高、地下水、土质等，并根据检测结果采取相应的防护措施。如：采用锚杆铁网以及土钉墙等。在使用锚固技术对较高的边坡保护和加固时，可使用土工格替换铁网，这样既能提高公路边坡表面的柔性，还能降低大量的成本投入。如果边坡表面风化面与地基方向相同时，就非常容易引发各种坍塌事故，对此，应使用锚索、锚杆等对高边坡进行保护。具体的施工方式是从上至下逐层加固，全方位提高公路边坡的稳定性能。如果公路处于山区，为避免地质勘察不充足而引发坍塌、滑坡等事故，可使用锚索防滑桩，利用预应力对公路边坡进行处理，提高公路边坡稳固性。

（五）锚固技术在具体工程中的应用

此工程公路边坡高在60cm左右，倾斜角为45°到50°之间，公路边坡的顶部有铁路，边坡底部为公路。此路段边坡为西北走向，并且在斜向上趋近轴部方位，在公路的西侧有一斜向逆行断层，并且公路路基稳定性相对较高。具体的施工流程如表1所示。

表1 公路边坡治理流程表

针对此工程的边坡现状，可使用锚固技术对边坡进行治理。此公路在路基部分虽然稳固，但是其边坡的表面相对松散，所以，应使用锚固技术对其边坡的表层进行加固。在锚固技术应用时，可选用22号带有螺纹钢筋的锚杆，并使用砂浆进行锚固。锚杆的长度设置在2.2m，在排列间距上使用横向1.5m，纵向1.5m的距离.锚杆安装的过程中，应确保其与坡面互相垂直。在边坡喷射泥浆厚85mm左右，并且在10m左右的距离设置一个滑移面，及时将地下水进行排除，防止其威胁边皮的安全。根据施工前对边坡的检测，对其稳定性能展开分析，及时清除路堑上方边坡的削坡物质，将边坡顶部重力减小。使用地梁锚索通过预应力将深层岩体进行加固，并且使用锚杆和铁网，通过向边坡喷射混凝土浆液对其加固。以上施工结束后，将公路右侧断裂的路堑进行修复，同时将其下方的浮土及时清除，最后使用自钻锚杆加固下方的公路边坡。通过以上锚固技术对公路的边坡进行了处理，大大增加了其稳定性能，保障公路的安全使用，同时延长了其使用期限。此外，还直接保护了上方铁路安全，避免由于边坡破损而带来的不利影响，提高了公路的安全性。

三、锚固技术在处理公路边坡应用过程中的影响因素

影响锚固技术应用因素如表2所示。

表2 岩土锚固技术影响因素表

第一，锚固时机的掌握。锚固时机指边坡挖掘之后和其锚固之前的时间差。公路边坡常使用从上向下的挖掘方案，因此，应一边开挖一边锚固。在挖掘时，由于对岩土本身的应力造成破坏，导致岩体松动，当其受力不平衡时就会产生向下滑动脱落的现象。因此，应控制好锚固时机，及时加固防止岩土滑落。第二，岩土类型。不同的岩土具有不同的性能，在挖掘过程中，导致应力损耗程度也不一致。当岩土质软时，因为压缩应力的作用下，会使岩层发生较大变化，因此，其形变速度慢，岩土应力损耗较快；相反，当岩土质量较硬时，应力损耗慢。第三，环境因素对应力的影响。在应用锚固技术时，降雨天气、温度变化都能影响锚固力产生的变化值。温度较高时，应力增加；相反，温度较低时，应力减小。锚索应力和温度改变之间，具有相应时间间隔。此外，降雨时，应增大锚固力，由于雨水渗透到岩体当中时，会造成其膨胀，对锚索进行拉伸，增加其锚固应力。第四，封孔灌浆对应力的影响。当封孔灌浆时，由于水化放热使锚索产生膨胀，使预应力值减少，一般情况1000KN的锚索在应力损失在16KN至28KN；3000KN的锚索，应力损失在34KN至49KN之间。由此可以看出预应力的损耗和锚索质量有直接关系。此外，还与岩体产生的裂缝有直接关联，当裂缝增加时，灌浆量也相应增大，导致岩体发生形变，此时应将预应力增大[2]。