岩土工程边坡治理锚固技术探析

张谦 白玉双

(河北正拓岩土工程有限公司 河北廊坊 065000)

相对比起部分西方发达国家，我国对岩土锚固技术的研究尽管起步较晚，但也有了充足的发展，相关人员不断加大对相应问题的研究力度并结合实际情况对其进行改革与创新，现阶段已经取得了较大成果。相比于其发展之初，岩土保护技术的现代性及先进性更强，而且其应用也越来越广泛，只是在应用过程当中仍然存在诸多问题，需要相关人员重视。

1 岩土锚固技术的特点

岩土锚固技术在应用过程当中所涉及的内容较多，流程较为复杂。目前，我国多数岩土锚固技术的主要作用机理就是通过锚杆对边坡滑动器的下滑地进行传递，使其能够达到锚杆的锚固端，在这个过程当中，边坡深层的稳定土层能够接收到锚杆传递来的拉力，从而保证边坡的变形在规定范围内。岩土锚固技术的特点如下。

（1）岩土锚固技术能够在边坡的地层开发之后实现对抗力作用的迅速提升，同时在此基础之上避免地层的大幅度扰动变形。（2）多数边坡地层中存在软弱结构面，这些软弱结构面有潜在的边坡滑面上的压力状况，这会对边坡地层造成负面影响，但是岩土锚固技术能够对这一问题进行有效解决，同时在此基础之上实现对抗力以及滑面上的抗剪强度的有效增加[1]。（3）为保证边坡地层的稳定性，需要深部的稳定底层和滑动土地之间紧密联系，而锚固技术能够实现这一目的。在实际进行过程当中，其主要是通过锚杆或者锚索这类拉杆进行，这样能够使土体自身的强度充分发挥出来，在保证锚固效率的基础之上，实现对前期投入成本的降低。（4）我国本身占地面积相对较广，地理环境较为复杂，因此针对不同的岩土工程以及不同的边坡治理工作，需要采用不同的方式，而相对比起其他技术来说，锚固技术在实际应用过程当中的灵活性更强，因为针对不同工程、不同施工地点的实际情况以及不同需求，锚杆可以对自身的设计参数进行相应调节。

2 岩土锚固技术在边坡支护中的常用支护形式及施工方法

2.1 常用支护形式

2.1.1 板肋式

板肋式是目前我国比较常见的岩土锚固技术在边坡支护中的支护形式，相对比起其他的支护形式来说，其在实际支护过程当中所涉及的内容相对更多，而且其流程也较为复杂，但是其最终的效果相对较好。为保证其最终施工效率能够满足工程具体需求，在实际施工开始之前，相关人员需要对施工现场的实际环境以及工程的具体需求进行全面调查和分析，然后在此基础上制订科学合理的施工计划。从锚固结构体系方面来讲，板肋式的支护形式和其他的支护形式之间的区别并不大，组成板肋式支护的主要是内柱间挡板、锚杆以及钢筋混凝土肋柱这3 个部分，因此对其最终的支护效果造成主要影响的也就是这3 个部分[2]。目前我国比较常见的钢筋混凝土肋柱的制作形式包括预制钢筋混凝土板、现浇钢筋混凝土以及喷射混凝土钢筋面板3 种形式。其中又以预制钢筋混凝土板为主，也是目前应用最为广泛的钢筋混凝土肋柱制作方式，但是在实际应用过程当中，需要根据工程的不同需求选择不同的制作方式，例如：如果工程对于工期的要求较高，那么在不影响最终施工效率时，可能就会采用喷射混凝土钢筋面板。

2.1.2 格构式

格构式是除板肋式之外的又一常见的支护形式，与板肋式的支护形式相比，格构式的最主要优势就是其整体的灵活性更强，而且最终的稳定性也高于板肋式支护形式，但是其存在的缺点和劣势也比较明显，那就是前期需要投入的成本更高[3]。目前，我国常见的格构式支护形式主要是由灌浆锚杆和钢筋混凝土隔架梁两部分组成，因此对于其最终的支护效果造成主要影响的因素也主要就是这两个部分。边坡坡体在日常会受到一定的压力，而这部分压力会对坡体的稳定性造成负面影响，针对这一问题，钢筋混凝土隔架梁会将压力进行分散，然后通过锚杆将这一部分的力传递到地层，从而提高地层的整体稳定性。不同的边坡坡面的岩土土质并不相同，因此也需要结合实际情况对实际的支护流程以及相关数据进行调整。

2.1.3 排桩式

相对比起其他类型的支护形式来说，排桩式这一支护形式在实际进行过程当中所涉及的内容更多，架设流程也更加复杂，因此其前期需要投入的成本也较高；而且钢筋是这一支护形式的主要材料，钢筋的质量、规格以及其性能对最终的支护效果和支护质量造成直接影响。组成排桩式支护结构的主要是钢筋混凝土桩和锚杆，其中对于锚杆的材料的要求并不高[4]。排桩式支护能够应用于不同类型的地理条件，也就是说其对施工环境的要求并不高，应用范围相对更广。

2.2 锚杆常用施工方法

锚索工艺、锚杆工艺及土钉工艺等等都是目前我国比较常见的边坡加固技术，在实际应用过程当中，相关人员需要结合实际情况根据不同的工程需求以及不同的地理条件选择不同的施工技术进行应用，因为不同的技术有不同的优势和劣势，要想充分发挥出这些技术的重要作用，就必须保证这些技术与施工地理条件的契合度。对一些对稳定性和抗滑性要求不高的边坡来说，可以采用土钉工艺，因为相对比起其他的工艺来说，土钉工艺中能够通过相应措施使土钉和土体共同形成抗滑复合体，这样的抗滑复合体最终的抗滑性能以及其稳定性能够达到这类边坡的要求，而且土钉打得相对来说较短而且较密，前期并不需要太大的资金投入[5]。外部的承载构件与锚杆的一端相连接，然后在稳定岩层或者土层当中固定锚杆的另一端，这样锚固体系就能够将拉力传递到土层或者是稳定岩层当中。钢绞线、特制钢管、钢筋等筋材、锚具、注浆体、连接器以及套管共同组成这一结构。当外力作用于锚杆杆体时，钢铁钢筋与周边的水泥注浆体之间的侧摩阻力会将这一部分拉力传递到水泥砂浆当中，周边土体又会和水泥砂浆之间产生侧摩阻力，这一部分侧摩阻力再将拉力传递到周边的锚固土层当中。

前期的试验锚杆和后期的工程锚杆共同组成锚杆施工，在实际施工开始之前，相关人员需要根据工程具体需求以及施工现场的实际情况，提前制订相应的施工计划以及施工流程，然后在施工过程当中严格按照规定的流程进行施工，确保各个环节与正式设计文件的要求完全相符，避免差距过大。如果说现场出现意外情况导致无法落实前期预定的施工流程，则必须按照规定的审核流程对施工方案进行修改与调整，确保新的施工方案切实可行之后再继续施工。

锚杆注浆施工对施工环境以及施工现场的要求相对较高，针对不同的施工环境需要选择不同的施工方式，目前我国比较常见的施工方式包括一次常压注浆和二次高压注浆这两种方式。相对比起二次高压注浆来说，一次常压注浆在实际进行过程当中需要将注浆管插入距离孔底150 mm 处，然后在此基础之上，用规定的注浆压力进行注浆，避免注浆压力超出规定范围，目前我国多数施工现场要求的注浆压力都是0.5～0.8 MPa 之间。二次高压注浆和一次常压注浆之间的区别相对较大，通常需要采取相应措施将第一次注浆形成的锚固体劈裂之后再进行后续流程，多数施工团队会选择采用高压注浆的方式进行，在这个流程之后，浆液会开始扩散向土体，同时使得锚固体扩大[6]。通常情况下需要在一次注浆结束后24～48 h 之后再进行二次注浆。

3 实例分析

3.1 工程概况

在应用边坡治理锚固技术之前，相关人员需要对工程的实际情况有所了解，该文主要以某工程为例进行简要分析。首先勘察了该工程的地形结构，发现该边坡开挖后存在少量渗水情况，而且边坡土里还有一定幅度的滑动，从这一角度出发可以发现，如果按照正常的流程进行施工，那么就有滑坡的可能性，因为该边坡的土质相对来说较为疏松。

3.2 边坡治理施工方案的确定

在施工前需要相关人员结合实际情况、基于施工现场的特点以及工程的具体需求提前确定边坡治理施工方案。该次勘察发现边坡土质相对来说较为疏松，因此在制订方案时需要重点关注这一问题，避免其受到周边自然环境的严重影响，否则在施工过程当中可能会出现意外情况，严重影响后期的边坡治理效果。经过相关工程技术人员的调查与不断分析，最终确定该工程可以选用岩土锚固技术，相对比起其他技术来说，这一技术的可行性更强，而且其后期稳定性较高，效果较好。

3.3 材料选择

（1）水泥：采用具备合格证书的P.O42.5 强度等级的PC 水泥。（2）砂：选用含泥量不超过3%的细砂。（3）锚杆：选用规格为15.4 m和7.4 m的钢筋，因为钢筋的质量对于工程最终质量造成直接影响，因此尽量选择高质量的钢筋。（4）灌浆材料：选择灰砂比在0.8～1.5之间、水灰比在0.38～0.50之间的强度达到30 MPa的灌浆材料。（5）混凝土：商品混凝土。（6）排水管：PVC管。

3.4 施工流程及要点分析

（1）流程：锚固洞强化处理→混凝土喷射→预应力锚固→锚杆的制作→锚孔标记→钻造、注浆。（2）要点：此次工程相对来说较为复杂，因此在施工过程当中，相关人员需要严格按照规定流程进行，在施工开始之前就需要根据工程具体需求明确具体的施工要点，然后将重点放在施工要点上。经过相关人员调查，发现本次施工的要点主要包括以下6点。

（1）锚杆定位。锚杆定位作为此次工程的初始阶段，对后续流程的质量以及能否稳定进行都造成直接影响，因此相关人员需要充分重视，在实际定位过程当中，需要从垂直以及水平两个方向进行，并且严格控制规格。（2）就是钢筋加工过程。钢筋作为本工程的重要材料，其质量对于工程最终质量造成直接影响，因此相关人员需要充分重视，严格按照规定的间隔距离对其进行焊接，从而保证其后期能够与支架对准。（3）锚杆施工。锚杆施工是此次工程的核心内容之一，因此属于施工要点，通常在施工开始之前相关人员就会根据实际情况设计相应的施工方案，在进行锚杆施工时，需要严格按照提前设计好的方案和规格进行施工，严格控制孔径大小以及插入孔洞的角度等细节问题。（4）注浆工作。这一流程主要是对水泥砂浆的比例要求较为严格。（5）挖机开挖位置的标记工作，因为后续的流程都需要根据这一标记位置进行，因此必须保证其标记位置的准确性。（6）需要在施工后期及时根据实际情况进行相应的优化和调整。

3.5 锚固施工

3.5.1 锚固洞强化处理

锚固洞的强化工作对于锚固最终效果造成直接影响，因此相关人员需要充分重视。其在实际进行过程当中所涉及的内容相对较多，需要严格按照规定流程和具体需求进行施工，需要采取相应措施将低边坡的滑动力降低。目前，我国多数施工团队都会选择采用跳动开发的方式进行，因为这样能够有效提升整体边坡结构的稳固程度。

3.5.2 混凝土喷射

混凝土喷射是岩土锚固技术的重要技术和关键技术之一，因为其能够结合混凝土和边坡土体结构，从而有效提高边坡的整体稳固性，因此其对于岩土锚固工作的整体质量造成直接影响。在实际施工过程当中，为保证工程能够充分发挥出其重要作用，必须保证混凝土喷射是连续且完整的。为节约动力空间，可以在不影响混凝土喷射的最终效率的基础上，不使用模板或者拱架等支撑体系。混凝土的喷射施工是可以在开挖的同时进行的，这不但不会影响最终的施工效率，而且还能够缩短岩土的暴露时间，从而避免风化变形问题。

3.5.3 预应力锚固

混凝土喷射后形成的混凝土框架能够传送作用于锚杆和锚索上面从而形成预应力，预应力会对边坡岩体产生相应的作用，导致土体之间产生摩擦力，从而实现边坡抗滑力的有效提升。同时在此基础之上，边坡的稳定性也会加强。目前，我国多数施工团队在提升边坡稳固性时采用的方式都是预应力锚固，不但能够保证边坡的后期稳定性达标，而且还能够在此基础上降低土地结构可能会受到的破坏。

3.5.4 锚杆的制作

锚杆作为岩土锚固技术的重要设备，其质量对于技术的整体应用效率造成直接影响，因此相关人员必须加强对于锚杆制作工作的重视程度。锚杆在实际制作过程当中所涉及的内容相对较多，任何一个环节出现问题都有可能对最终锚杆的质量和性能造成影响，因此需要根据工程具体需求应按照规定流程制作锚杆。通常情况下，在制作锚杆时，需要相关人员重点关注的问题包括长度、材料、预应力状态、承载力、锚固体形态以及方式等。在实际制作过程当中，需要根据工程的不同需求选择不同类型的锚杆，然后再制订不同的制作方案。该工程项目的边坡是土层结构，因此需要基于这一特点对锚杆进行合理选择，可选择Φ25～Φ32螺纹钢筋为锚筋的锚杆或者是钢绞线锚杆。

3.5.5 锚孔标记和钻造

为保证锚孔标记和钻造工作能够发挥出其在锚固技术中的重要作用，在实际锻造工作开始之前，相关人员需要结合实际情况开展测量放样从而实现对锚孔位置的准确标记，确保其所标记的位置的真实性、科学性以及其合理性。除此之外，还需要严格按照规定要求通过专业的锻造设备进行锚孔的钻造。不同设备的质量和性能并不相同，在实际锻造过程当中，需要根据工程的具体需求对设备的参数以及其性能进行合理的检查与调整，然后必须保证操作人员对于这一设备有全面的了解，明确正确的操作流程，确保专用钻机能够稳定运行。

3.5.6 注浆控制要点

锚孔注浆工作作为锚固技术的关键环节，对于锚固技术的最终效率造成直接影响，因此相关人员需要充分重视。做好锚孔注浆工作能够有效提高工程最终整体的稳固性和可靠性。在实际注浆过程当中，需要严格按照规定的要求进行。首先需要保证浆料的质量、规格、性能等各方面与工程需求相符；其次需要根据工程实际情况，合理选择注浆方式，该项目选择的是压力注浆。

3.6 锚固技术实施效果

该工程严格按照计划和方案应用了锚固技术，最终结果表示边坡的稳固性得到了大幅度提高，而且在施工过程当中并没有由于外界因素的影响而导致施工进程受到阻碍，同时还对锚固工作中比较常见的滑坡灾害进行了预防，在此基础上节约了前期的施工成本。

4 结语

从现阶段我国市场整体发展情况来看，时代对于岩土工程边坡加固技术质量提出的要求越来越高。在这样的背景下，相关人员需要加强对于这一技术的重视程度，不断在原有基础之上加强对现代化技术以及信息化技术的应用，对相应的保护技术进行合理应用，从而充分发挥出其重要作用，提高岩土工程最终整体质量，充分发挥出其在社会发展中的重要作用，促进岩土行业的健康可持续性发展。