淺析巖土錨固技術(shù)在公路邊坡治理中的應(yīng)用

陶永兵+張崴

摘 要：近年來，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，建設(shè)工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，巖土錨固技術(shù)作為巖土工程行業(yè)重要的一大分支被廣泛，在巖土邊坡、鐵路隧道、路基穩(wěn)定以及基坑支擋等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，不過通過長(zhǎng)期的實(shí)踐能夠看出，巖土錨固技術(shù)在公路邊坡治理方面具有很好的效果。本文主要圍繞巖體錨固技術(shù)的作用原理，重點(diǎn)分析了公路邊坡治理中錨固技術(shù)效果影響因素及施工工藝，希望能夠給今后的公路邊坡治理提供幫助。

關(guān)鍵詞：巖土錨固；公路；邊坡治理

在公路邊坡治理中，錨噴支護(hù)為主要施工技術(shù)，它能夠通過利用、整治及改造巖土體來使土體的穩(wěn)定性得到保障，使巖土體的服務(wù)功能得到發(fā)揮。在公路邊坡治理方面，巖體錨固技術(shù)起著重要的作用，其具有很好的效果。

1 巖體錨固技術(shù)的作用原理

用錨固技術(shù)可縮短工程工期，降低造價(jià)并減少維護(hù)費(fèi)用，保證工程的穩(wěn)定性與耐久性。要充分發(fā)揮錨固技術(shù)的效能，首先就要了解錨固技術(shù)的作用原理。

1、錨固技術(shù)的作用原理。錨固技術(shù)主要指利用埋設(shè)于地下的錨桿（索）和地層巖體的緊密貼合來獲得阻止巖塊下滑的摩擦阻力的加固措施，可通過錨桿（索）對(duì)斜坡軟弱的結(jié)構(gòu)面進(jìn)行板狀巖體切割，進(jìn)而形成穩(wěn)定結(jié)合體。其作用原理，即利用錨桿附近的低層巖體抗剪強(qiáng)度對(duì)結(jié)構(gòu)物拉力進(jìn)行傳遞，或保持低層挖掘面的穩(wěn)定性。一是錨桿（索）可減小巖塊的下滑力進(jìn)而維持邊坡的穩(wěn)定；二是錨桿（索）可增加潛在的滑面法向力進(jìn)而增加潛在的滑面摩擦阻力，達(dá)到保持邊坡穩(wěn)定的目的。當(dāng)巖土體與其內(nèi)部一定密度及長(zhǎng)度的錨桿（索）產(chǎn)生相互作用時(shí)，可以彌補(bǔ)巖土體強(qiáng)度不足的缺陷。而錨桿（索）復(fù)合體的應(yīng)用可對(duì)巖土體破壞起有效制約作用，既可以改善巖土體低抗拉及抗剪強(qiáng)度的狀況，又能促進(jìn)巖土體的整體剛度的有效提高，并充分激發(fā)巖土體在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上的潛力，對(duì)邊坡變形及破壞的性狀起到改善效果，有效加強(qiáng)邊坡的巖土體整體的穩(wěn)定性。

2、錨固技術(shù)中錨索的作用。在錨固技術(shù)中，錨桿（索）發(fā)揮的作用主要有四點(diǎn)：一是通過對(duì)骨架的有效約束可將復(fù)合巖土體構(gòu)建成有機(jī)整體；二是通過錨桿（索）抵抗外荷載的作用與巖土體的自重應(yīng)力，將作用分擔(dān)在邊坡的巖土體內(nèi)部。錨桿（索）所起的分擔(dān)作用在巖土體裂開的情形下越發(fā)明顯，錨桿（索）在這種情況下會(huì)產(chǎn)生拉剪或彎剪等復(fù)合的應(yīng)力致使膠結(jié)材料發(fā)生碎裂。錨桿（索）或鋼筋通過屈服的方式延遲復(fù)合巖土體的變形，從而保證短時(shí)間內(nèi)巖體的整體性不會(huì)遭到破壞，且不會(huì)爆發(fā)大規(guī)模坍塌及滑坡事故；三是處于相同的荷載作用時(shí)，要發(fā)揮應(yīng)力傳遞及擴(kuò)散作用應(yīng)將錨固邊坡的巖體設(shè)置得比巖土的邊坡低以阻止開裂區(qū)域形成與發(fā)展；四是布設(shè)鋼筋網(wǎng)和噴射混凝土材質(zhì)的面層在錨固的坡面上，可以對(duì)坡面巖土的穩(wěn)定性與強(qiáng)度起到有效保護(hù)作用，讓坡面表面的巖土體不會(huì)被水流輕易沖刷掉，并有效遏制巖石風(fēng)化程度加深，進(jìn)而約束了邊坡坡面的變形。

2 巖土錨固技術(shù)應(yīng)用于公路邊坡治理的優(yōu)缺點(diǎn)

巖土錨固技術(shù)在公路邊坡治理方面發(fā)揮了巨大作用，效果顯著。其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于：錨固技術(shù)提供了在構(gòu)筑物上發(fā)揮作用的抗力來承受外部的荷載，并對(duì)錨固地層的巖石產(chǎn)生加筋作用，即所謂的壓應(yīng)力區(qū)；提高地層的強(qiáng)度；與其他防護(hù)措施相比，穩(wěn)定、高效、耐久性好；施工便捷，既無需搗筑也無需立模板；完工以后，無需投入大量資金人力進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修；在處理高陡邊坡時(shí)，較其他方案而言，利用錨桿（索）來進(jìn)行加固可有效縮短工期，降低造價(jià)。

但在巖土錨固技術(shù)實(shí)際的應(yīng)用過程中也存在一定的缺陷，主要在于：處理高陡邊坡時(shí)使用錨固技術(shù)要求有高度安全的保障措施，如若不然極可能造成意外事故，導(dǎo)致人員傷亡；要在邊坡治理中應(yīng)用錨固技術(shù)要用到很多設(shè)備，工程投入的成本較高；巖土錨固技術(shù)的隱蔽工程多，在質(zhì)量控制及檢查方面的難度較高，一不小心就會(huì)引發(fā)工程質(zhì)量事故；在應(yīng)用施工時(shí)其工藝過程較為復(fù)雜，尤其是選擇預(yù)應(yīng)力錨索來進(jìn)行加固時(shí)，有較大的施工難度。

3 公路邊坡的錨固效果影響因素

1、錨固時(shí)機(jī)。錨固時(shí)機(jī)，指的是邊坡開挖和加錨之間的時(shí)間間隔。把握這一時(shí)間間隔對(duì)整個(gè)錨固工程而言是很關(guān)鍵的。通常公路邊坡的開挖措施是自上而下分布進(jìn)行，與之相應(yīng)，加錨需邊挖邊錨，此時(shí)的巖體難以維持原來的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)而形成一個(gè)臨空面，導(dǎo)致巖體松動(dòng)失去荷載能力。巖體不穩(wěn)定就容易滑動(dòng)進(jìn)而形成滑動(dòng)能，這就不得不要求錨固力增大以克服滑動(dòng)能。因此，選擇適當(dāng)?shù)腻^固時(shí)機(jī)是獲得預(yù)期錨固效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2、環(huán)境影響。環(huán)境影響主要針對(duì)預(yù)應(yīng)力的作用發(fā)揮，主要有兩方面體現(xiàn)：①自然環(huán)境的溫度變化引起巖體出現(xiàn)不同溫度，進(jìn)而導(dǎo)致錨固力的區(qū)別。一般來說，在夏季預(yù)應(yīng)力隨著溫度升高而增加，在冬季預(yù)應(yīng)力則會(huì)隨著溫度降低而降低；②降雨對(duì)預(yù)應(yīng)力也會(huì)產(chǎn)生影響。如果巖體裂隙有雨水滲入就會(huì)導(dǎo)致濕脹現(xiàn)象產(chǎn)生，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致鋼索產(chǎn)生拉伸現(xiàn)象，錨固的預(yù)應(yīng)力隨之增大。

3、巖體條件。巖體自身的性質(zhì)等條件因素也會(huì)對(duì)預(yù)應(yīng)力造成影響。巖體類型多樣，堅(jiān)硬、軟弱的巖體都有，兩者的蠕動(dòng)情況不相同。堅(jiān)硬巖體的結(jié)構(gòu)面分布較少，蠕動(dòng)小，因而其損失預(yù)應(yīng)力也小，而軟弱巖體在預(yù)應(yīng)力作用于巖層，因巖層壓縮導(dǎo)致變形較大，且變形減小速度緩慢，因而其損失預(yù)應(yīng)力也大。

4 錨固技術(shù)在治理公路邊坡中的具體應(yīng)用

錨固技術(shù)在實(shí)際工程實(shí)踐過程中得到了很大發(fā)展，其技術(shù)內(nèi)容出現(xiàn)了多樣化的發(fā)展趨勢(shì)，常用的錨固技術(shù)有：預(yù)應(yīng)力錨固和短錨桿及配筋噴射混凝土三者配合的邊坡加固措施；僅有預(yù)應(yīng)力錨索的邊坡加固措施；僅有短錨桿和配筋噴射混凝土配合的邊坡加固措施；自進(jìn)式的錨桿網(wǎng)與砂漿錨桿網(wǎng)兩種噴射混凝土配合的加固方式等。在公路邊坡的治理中具體的錨固技術(shù)應(yīng)用主要有如下：一是利用巖土錨固技術(shù)彌補(bǔ)圬工防護(hù)缺陷。在以往公路邊坡的防護(hù)中，為保持公路邊坡的穩(wěn)定，常用方法是圬工防護(hù)。但這種防護(hù)技術(shù)存在著一定的缺陷。由于圬工防護(hù)體只作用在坡面上且強(qiáng)度低，因而如果配以常規(guī)加固方法難以有效防護(hù)那些具有巖土體節(jié)理、層理或易風(fēng)化等地質(zhì)條件發(fā)育問題的邊坡。若是在治理公路邊坡中利用巖土錨固的技術(shù)就可以彌補(bǔ)圬工防護(hù)的缺陷，提高滑動(dòng)巖體和穩(wěn)定巖體之間的摩擦阻力，有效加固邊坡。二是利用巖土錨固技術(shù)改善重力式擋土墻的劣勢(shì)。在以往的公路支擋建設(shè)中，常用方法是重力式的擋土墻。這是因?yàn)槠湓蟻碓磸V、施工工藝簡(jiǎn)單、造價(jià)低。但同時(shí)，重力式的擋土墻也存在嚴(yán)重問題。它在體積方面的要求過大，難以應(yīng)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)地形條件。若是在此時(shí)配合巖土錨固技術(shù)就能夠?qū)⑦@些問題有效解決。在巖土錨固技術(shù)中的錨桿擋土墻和錨桿樁板式的擋土墻以及加筋擋土墻都可以應(yīng)用于公路邊坡治理當(dāng)中，這些擋土墻都具有穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)輕型以及低地基承載力的優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代工程中頗有市場(chǎng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

近年來，隨著社會(huì)的快速發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷提升，公路工程作為國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目，逐漸受到人們的重視。在公路邊坡的治理中，巖土錨固技術(shù)的廣泛應(yīng)用使公路邊坡巖土的穩(wěn)定性得到不斷提高，使巖土體能得到充分發(fā)揮。不過復(fù)雜的巖土錨固技術(shù)工藝需要施工人員加強(qiáng)技術(shù)水平的提升，從而防止任何缺陷導(dǎo)致的危害。巖土錨固技術(shù)的不斷應(yīng)用實(shí)踐與發(fā)展會(huì)帶動(dòng)國(guó)家的公路建設(shè)水平的提高，促進(jìn)我國(guó)社會(huì)主義社會(huì)的構(gòu)建步伐。

參考文獻(xiàn)

[1]孫文?。粡堄袢~；論巖土錨固技術(shù)在公路邊坡治理中的應(yīng)用[J]；城市建設(shè)理論研究（電子版）；2012

[2]葉強(qiáng)；劉強(qiáng)；巖土錨固技術(shù)在公路邊坡治理中的應(yīng)用[J]；公路；2011

[3]徐斌；淺析巖土錨固技術(shù)在公路邊坡治理中的應(yīng)用[J]；價(jià)值工程；2012

[4]蘇日??；巖土錨固技術(shù)在公路邊坡治理中的應(yīng)用探討[J]；科學(xué)之友；2011