有關(guān)錨桿技術(shù)用于加固邊坡分析

李 浩，李 軍，易慕良

（湖南輝達(dá)規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司，湖南長(zhǎng)沙 410011）

0 引言

當(dāng)前，在巖土工程中，錨桿技術(shù)的應(yīng)用逐漸變的廣泛起來(lái)，涉及的應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋公路交通、水利水電、地下工程等多個(gè)專業(yè)。采用錨桿技術(shù)，不僅可以充分調(diào)動(dòng)巖土自身的穩(wěn)定性，而且由于對(duì)巖土影響較小，從另一方面還有著一定的環(huán)保意義。同時(shí)，采用錨桿技術(shù)施工速度較快，有利于工期的實(shí)現(xiàn)，而且安全可靠，有利于社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)。雖然我國(guó)在巖土工程的錨桿技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)取得了很多成效，不過和世界上發(fā)達(dá)國(guó)家采用的技術(shù)還有一定的差距，基于此，本文主要探討了錨桿技術(shù)提升邊坡穩(wěn)定性的機(jī)理以及實(shí)際應(yīng)用，希望可以為相關(guān)的理論和實(shí)際提供一定的借鑒意義。

1 錨桿技術(shù)用于加固邊坡的相關(guān)理論[1-7]

1.1 錨桿技術(shù)提升邊坡穩(wěn)定性機(jī)理概述

（1）增韌止裂機(jī)理。邊坡中的卸荷裂隙隨著側(cè)向壓應(yīng)力逐漸解除，并局部進(jìn)入微拉時(shí)，經(jīng)歷張型起裂，并在斷續(xù)卸荷的自身平面內(nèi)由穩(wěn)定擴(kuò)展到失穩(wěn)，巖橋擊穿而相互貫通破壞。設(shè)置錨桿主要作用可看成是對(duì)卸荷裂隙提供橋聯(lián)作用，以阻止或延緩其張裂擴(kuò)展過程，進(jìn)而改善邊坡巖體的變形與強(qiáng)度性質(zhì)；（2）銷釘作用。銷釘作用認(rèn)為錨桿在加固軟弱結(jié)構(gòu)面時(shí)，憑借桿體自身的抗剪能力阻止結(jié)構(gòu)面的相對(duì)滑動(dòng)，從而提高了結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度和粘結(jié)力。（3）剪脹效應(yīng)機(jī)理。當(dāng)巖體中的粗糙不連續(xù)面發(fā)生剪切位移時(shí)，不連續(xù)面的兩壁因剪脹而產(chǎn)生擴(kuò)容，使得貫穿不連續(xù)面的錨桿受拉產(chǎn)生附加的法向應(yīng)力，并通過不連續(xù)面的摩擦效應(yīng)提供附加的抗剪強(qiáng)度。（4）預(yù)應(yīng)力作用。預(yù)應(yīng)力作用能有效的降低或消除巖體中的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力，使應(yīng)力集中現(xiàn)象得到緩解，從而改善了巖體的應(yīng)力狀態(tài)，同時(shí)，預(yù)應(yīng)力使加固區(qū)的節(jié)理裂隙閉合，使節(jié)理裂的連通率降低，從根本上提同了巖體的抗剪強(qiáng)度。

1.2 工程案例概述

本單位設(shè)計(jì)的永定區(qū)王家坪至張家界城區(qū)改建公路，沿線地形多為山嶺重丘，高邊坡最大高度43 m，邊坡走向160°左右，兩側(cè)坡體主要由太古界涑水群花崗片麻巖組成，間夾薄層黑云母角閃片巖，坡頂覆蓋有第四系黃土及少量堆積物，該段坡體上各種小斷層 (節(jié)理及層間錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象較為發(fā)育，坡體上多組節(jié)理縱橫交錯(cuò)、相互切割，坡面三角形滑塌或滑落現(xiàn)象隨處可見，而黑云母角閃斜長(zhǎng)片麻巖一般呈構(gòu)造透鏡體產(chǎn)生，多處形成構(gòu)造泥化帶，對(duì)坡體穩(wěn)定極為不利，在坡體頂部8 m左右?guī)r石為強(qiáng)風(fēng)化狀，其下以弱風(fēng)化為主。在對(duì)公路開挖后，本段一、二級(jí)邊坡坡率為1∶0.75，三級(jí)及以上邊坡放緩至1∶1，邊坡的分別高度為8 m，各級(jí)邊間距設(shè)置2 m寬的平臺(tái)，沿公路左右兩側(cè)一級(jí)邊坡采用錨索框架加固，錨索長(zhǎng)分別為25 m、20 m以及12m。而錨固段長(zhǎng)度則分別為10m、10m以及8m。采用的框架為C25鋼筋混凝土，框架間用M10砂漿砌片石填充。對(duì)二級(jí)及其以上各級(jí)邊坡采用掛網(wǎng)錨噴加固，錨桿間距3 m，二級(jí)邊坡錨桿長(zhǎng) 8 m，其他各級(jí)邊坡錨桿長(zhǎng)3 m，噴射C15細(xì)石混凝土15 cm厚，中間掛網(wǎng)，錨桿孔徑90 mm。各級(jí)平臺(tái)用M7.5漿砌片石鋪砌，厚0.3 m。本文正是基于這種工程背景下，對(duì)其中的錨桿施工工藝和錨索框架支護(hù)施工工藝進(jìn)行了探討。

1.3 錨桿技術(shù)的施工工藝

施工工藝一般由錨桿支護(hù)和錨索框架支護(hù)兩個(gè)方面。

首先，對(duì)于錨桿支護(hù)來(lái)說(shuō)，，應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定施工機(jī)械配套方案。整個(gè)工程采用自上而下、橫向分片推進(jìn)，一次完成錨噴防護(hù)的施工方案，即：從最高一級(jí)邊坡防護(hù)開始施工，施工完最高一級(jí)邊坡之后，再施工次一級(jí)邊坡，依此類推至最下一級(jí)邊坡的施工，直至施工完本片之后，轉(zhuǎn)向下一片的施工。然后，施工片的劃分可根據(jù)設(shè)計(jì)關(guān)于每十二米寬設(shè)置一道伸縮縫的要求，確定適當(dāng)?shù)膰娚鋵挾冗M(jìn)行分片，并確定施工段，同一施工段內(nèi)的施工片間組織立體交叉流水作業(yè)，不同施工段間可組織平行流水作業(yè)，同時(shí)施工。其施工工藝為：清理山坡；搭腳手架；測(cè)放孔位；安設(shè)鉆機(jī)；鉆孔；清孔；安設(shè)錨桿；臨時(shí)固定；注漿錨固；鋪網(wǎng)焊接；安裝泄水管；噴射混凝土；邊拆架邊抹面；養(yǎng)護(hù)。

而對(duì)于錨索框架支護(hù)來(lái)說(shuō)，錨索框架主要設(shè)在一級(jí)邊坡，施工時(shí)按照先上后下、橫向推進(jìn)的鉆孔的施工方案，每上下兩個(gè)孔成孔之后組織一次穿錨索工作，先穿下孔，再穿上孔，每片錨索穿完之后組織一次注漿錨固，之后再進(jìn)行框架施工，框架混凝土達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再進(jìn)行錨索張拉、封錨等工序，形成最終的錨索框架防護(hù)體系。其施工工藝為：清理巖面；搭設(shè)腳手架；測(cè)量布孔并編號(hào)；安裝鉆孔與鉆孔（錨索下料編索）；清孔穿錨索；注漿；挖槽與支模；綁鋼筋安錨板；澆混凝土；養(yǎng)護(hù)；框架內(nèi)砌石；封錨；張拉錨索。

2 錨固施工質(zhì)量、安全保障措施

要保證邊坡加固中錨桿施工技術(shù)的順利實(shí)施，保證施工質(zhì)量的提高，就必須采取一系列行之有效的措施。具體來(lái)說(shuō)，首先務(wù)必要對(duì)質(zhì)量和安全管理提高重視，根據(jù)工程實(shí)際建立相應(yīng)的質(zhì)量、安全保證體系。對(duì)工程參與人員的崗位職責(zé)和目標(biāo)進(jìn)行明確。尤其要在工程實(shí)施過程中設(shè)立專門的檢查人員，對(duì)影響工程質(zhì)量的關(guān)鍵工序和工藝進(jìn)行重點(diǎn)檢查。將檢查結(jié)果進(jìn)行仔細(xì)記錄并定期匯報(bào)；其次，嚴(yán)格培訓(xùn)和工藝操作交底制度，明確工藝及工序要求，加強(qiáng)工序自檢和互檢，嚴(yán)格監(jiān)理報(bào)驗(yàn)程序，做好按工藝和規(guī)范正規(guī)操作；第三，在施工過程中，做好施工日志的記錄，特別是對(duì)特殊和關(guān)鍵工序的記錄，發(fā)現(xiàn)施工中存在的質(zhì)量問題或者安全隱患，要及時(shí)上報(bào)處理；第四，在施工過程中要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，比如，鉆孔時(shí)禁止開水鉆進(jìn)，避免惡化邊坡巖體、張拉錨索必須分級(jí)進(jìn)行，并保證持荷時(shí)間滿足設(shè)計(jì)要求等。最后，對(duì)于安全隱患明顯的施工區(qū)域，比如高空施工作業(yè)，要做好相應(yīng)的防護(hù)措施。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在坡面防護(hù)工程中采用的錨桿施工技術(shù)不僅施工速度快、勞動(dòng)強(qiáng)度低，而且防護(hù)效果、后期維護(hù)成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)使得其獲得了廣泛的應(yīng)用。筆者相信，隨著未來(lái)我國(guó)錨桿施工技術(shù)的不斷完善和創(chuàng)新，施工水平一定可以上一個(gè)新的臺(tái)階，從而為工程質(zhì)量的提高保駕護(hù)航。

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