岩土工程边坡治理的岩土锚固技术解析

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1 岩质边坡的破坏模式

1.1 锚杆技术的分类

锚杆技术在岩土工程中广泛的应用，也发挥了不同的功能。目前在岩土工程中经常使用的锚固技术主要包括预应力锚索加固技术、短锚杆、配筋喷射混凝土加固、自进式锚杆网喷射混凝土加固技术等等。

1.2 锚杆的分类

在锚固技术的应用中锚杆是必不可少的一部分，属于主要的支护形式，对于锚固技术的使用有着重要的影响。锚杆是由锚头、钢索、水泥以及塑料套管定位分隔器组成的，可以对岩土体进行直接加固，控制住岩土体的形态变化，避免岩土工程出现坍塌。当前在市场上所存在的锚杆有百余种，可以按照不同的使用途径分类，分为岩石、土层以及海洋三种。根据不同的固定传力方式可以将锚杆分为拉力式、压力式以及剪力式，根据锚杆的作用机理可以划分为黏结型、摩擦型以及端头锚固式。根据是否对锚杆施加预应力分为预应力以及非预应力锚杆，预应力锚杆与非预应力锚杆的结构及基本原理存在一定差异，如图1所示。

图1 预应力锚杆与非预应力锚杆的受力特性

2 岩土锚固技术概述

2.1 锚固技术的基本原理分析

就岩土锚固来看，在整个岩土工程当中，该技术有着十分关键的作用。在实际应用当中，此技术的主要特点就是有着较高的便捷性，适用范围广泛，可以最大程度地发挥出岩土能力在强度和稳定性等方面上的优势，所以，岩土锚固技术在岩土工程施工中的应用也越来越广泛。由于岩土锚固在实际应用当中表现出了良好的防水效果，所以其防护功能被边坡治理领域所广泛关注。在实际应用当中，岩土锚固技术主要就是在边坡中对锚杆进行布置，然后充分连接结构物和地层的基础上，通过锚杆和地层抗剪强度，有效实现对结构物拉力的输送，从而达到加固的目的，提高岩层土强度，进一步改善岩土层应力状态，确保结构物以及岩土体的稳定性，以此来有效预防和治理地质相关的灾害。

2.2 岩土锚固技术作用分析

在岩土工程当中对岩土锚固技术的应用，最为主要的一个目的就是要实现对边坡的稳固。一方面，通过对锚杆及预应力锚索的应用，可以实现对下滑力的减小，提增强岩体抗滑性能，进而有效实现对岩体的稳固效果。另一方面，在锚杆及预应力锚索的作用下，滑动力方向的应力也将得到提高，并且摩擦力同样会得到增加。此外，在岩土的内部，通过对锚杆及预应力锚索的固定，可以使之和滑动面合为一体，这样，岩土体的强度也将得到提高。

3 岩土锚固技术

某工程的施工区域存在边坡地形，为确保工程建设可行性与安全性，对边坡地形区域开展岩土工程勘察。通过现场勘察后发现，岩体边坡开挖后出现少量渗水，且土体存在滑动迹象，具备滑坡地质灾害的发生条件。土体的滑动方向为由南向北，土体的滑动水平距离大约为4m，其中主要碎石成分为次生红黏土。基于滑坡滑塌视域分析可知，由于岩土边坡的地层结构特点、地质构造、自然环境综合因素作用，出现边坡滑坡问题。通过对岩土工程勘察数据的分析可知，边坡岩土的土层在失水收缩与吸水膨胀过程中，使得岩土结构软化，导致边坡土质出现滑坡问题。

3.1 岩土锚固技术的分类

岩土锚固技术是指通过合理的锚固构件起到固定作用，利用岩土能量，提升岩体的稳定性。锚固技术在岩土工程边坡治理中能够起到提升工程质量的作用。在稳定边坡岩体后，能够节约工程维护成本，缩短工程建设周期，避免工程竣工后的事故问题。近些年来，随着锚固技术的发展，锚固技术的应用范围不断扩展，新技术在原有技术基础上实现了改进与完善，新型工艺不断出现。预应力锚固技术、加固技术以及短锚杆技术应运而生。此外，在预应力锚固技术基础上，预应力锚索边坡技术用更为稳固的锚索，代替原有的立桩支护等，提升预应力锚固效果。喷混凝土护坡技术是根据边坡情况实施的岩土锚固技术。与采用锚杆、锚索进行锚固相比，这类护坡锚固技术支撑效果较强，施工速度更快。

图2 锚杆构造图

3.2 锚固技术在岩土工程边坡治理中的作用机理

岩体工程锚固技术，是实现岩土边坡治理速度提升的锚固技术，能够发挥锚固构件的固定作用，对岩体骨架进行有效约束。锚固技术的构件，主要采用锚索、锚杆。锚固构件能够增加岩体的滑面摩擦阻力，避免岩体画面反向作用力的增加，降低下滑力。当锚固构件浸入到岩体中，就能够与岩体形成一个复合的整体，既提升边坡岩体的自重应力，同时加强岩体的外荷载的作用，提升内部力量，完成内部应力分担。从作用力产生的条件来看，锚杆和锚索，产生的复合应力，只能在胶结材料中发生，因此，当锚杆与锚索进入到岩体时，结合锚固技术应用的胶结材料，能够进一步加强岩体坚固性能，降低破损概率，规避边坡安全事故。

3.3 喷混凝土边坡法

作为岩土锚固工艺的重要组成部分，喷混凝土边坡法在岩土工程边坡治理中，具有施工效率高、加固施工耗时短等优势，可应对传统锚固工艺中存在的不足。混凝土浇筑、混凝土结构运输是喷混凝土边坡法的技术核心。施工人员在混凝土浇筑、运输作业的有效结合中，能够使注浆设备冲击速度增加，保障混凝土混合料喷射效果。同时可配合锚杆，控制岩土工程洞室的开挖量，缩小其开挖厚度，并且在实际喷射期间，施工人员无须搭设专用拱架，有助于节约洞室内部空间，满足岩土工程中喷射、边坡开挖共同操作的基本需求，以此缩短材料风化时间，预防边坡区域的围岩变形。

3.4 预应力锚固

岩石工程边坡治理期间应用的预应力锚固技术，具体指工程结构物传输期间，锚固固定在边坡岩土体中的锚索，可在边坡稳定性变差后自动为该结构物施加预应力，并通过为结构物周边松散岩石体增加压力，强化边岩体抗滑力，提升岩体间摩擦力，使岩体工程边坡稳定性得以增强。在岩土工程中，预应力锚固工艺在边坡治理中有着突出的应用优势，通过合理实践预应力锚固工艺，可有效解决边坡塌陷、稳定性差等问题。同时，有助于减少岩土工程开挖量，为岩土工程边坡治理创造有利条件。

3.5 锚孔注浆施工技术管理

锚杆安装施工完成后，则进行锚孔注浆施工，为保证锚孔注浆施工质量与安全，必须对锚杆的注浆材料质量进行严格管，对注浆料进行性能测试，确保注浆料满足工程边坡治理技术要求。工程岩土边坡治理进行锚孔注浆作业时，采取孔底返浆作业法，且在锚孔注浆时必须一次性完成注浆工序，不能进行间断注浆作业，避免影响到锚固施工整体质量。在锚固注浆的强度达到设计要求后，则工作人员进行预应力锚索张拉作业，严格执行张拉技术要求，确保锚固预应力张拉效果，有效提升岩体边坡的稳定性。在预应力张拉处理后，则对锚头与自由端的孔隙进行灌浆充填，以确保锚固技术得到有效应用，实现岩土边坡治理的预期工作目标。

4 结束语

我国地域辽阔，不同地区岩土工程会遇到不同类型的地质结构，在开展岩土工程中要根据地质结构选择合适的施工方法。随着锚固技术的不断发展，所使用的材料和工具质量也在不断地提升，促进了岩土工程质量的提高和发展。但是在实际的岩土工程建设过程中，由于所遇到的自然环境有较大的差异，在有些时候锚固技术的应用存在一定的限制，因此技术人员需要在施工建设过程中寻找锚固技术存在的问题，制订解决方案，提升锚固技术在岩土工程中的应用效果。