簡析公路邊坡治理中巖土錨固技術的應用

程賀

（南陽職業(yè)學院 河南省南陽市 474550）

在公路建設中，對于邊坡的治理始終是重要內容，利用巖土錨固技術可有效的穩(wěn)固公路邊坡，避免因邊坡松動而影響公路建設的正常進行，同時影響公路的使用壽命，為此國家相關部門必須加大力度應用巖土錨固技術。

1 關于巖土錨固技術的相關論述

1.1 巖土錨固技術應用的原理

所謂的巖土錨固技術即是指將錨桿埋設于土壤中，利用其與地層巖土之間的摩擦阻力來阻止巖塊發(fā)生下滑，換言之錨固技術即是對土壤進行加固。錨固技術主要是對錨桿進行使用，利用錨桿附近的巖土抗剪強度對結構物的拉力進行傳遞，以此來確保低層巖土具有較強的穩(wěn)固性。由此可見，錨桿不僅會極大增強巖塊的下滑阻力，同時又可極大的增強潛在滑面的摩擦力來穩(wěn)固邊坡的土體。同時，巖土可以與錨桿進行相互作用，也可有效的增強土體的強度。除此之外，利用錨桿復合體不僅可有效的改善土體的抗剪強度與抵抗拉，同時也可有效的改善土體的剛度，以此來增強土體的強度，避免土體發(fā)生破壞，進而提升土體整體的穩(wěn)定性。

1.2 錨桿的作用

①能夠有效的對骨架進行制約，將復合巖土體構建成統(tǒng)一整體。②錨桿不僅能夠有效的抵抗外荷載產生的作用力，同時能夠抵抗土體本身產生的自重應力，并將其分散于巖體內部。尤其是巖土發(fā)生開裂時，錨桿更需要發(fā)揮其自身的承擔作用，同時其產生的彎剪應力或者拉剪應力使得膠結材料發(fā)生破碎。通過此種方式，巖體的變形得到有效的延緩，以確保在短時間內土體的完整性，避免發(fā)生坍塌或者滑坡現(xiàn)象。③將錨桿邊坡巖體設置在公路邊坡的位置之下，以此來發(fā)揮錨桿對應力的傳遞與擴散作用，避免使巖體遭到破壞。④在錨桿坡面上方敷設鋼筋混凝土層面能夠有效的提升巖體的強度，避免降雨時使得坡面土體被沖刷，進而確保土體的完整性。

1.3 巖土錨固技術類型

巖土錨固技術對于公路建設具有至關重要的作用，不僅可有效的降低施工成本，同時更可極大的縮短施工周期，降低后期的運營維護成本。同時巖土錨固技術更可有效的確?；优c邊坡的穩(wěn)定。伴隨著科學技術的不斷發(fā)展，巖土錨固技術也在不斷的發(fā)展，目前巖土錨固技術主要包括如下類型：①預應力錨索邊坡加固技術。②短錨桿、配筋噴射混凝土邊坡加固技術。③噴射混凝土加固技術。④短錨桿、預應力、配筋噴射混凝土邊坡加固技術。

2 巖土錨固技術的優(yōu)點與劣勢

2.1 巖土錨固技術的優(yōu)點

巖土錨固技術對于公路邊坡治理具有顯著效果，主要具有如下優(yōu)點：①錨固技術可有效的承載外部的應力，同時對錨固巖層進行加筋，即壓應力區(qū)。②錨固可有效的提升巖土的強度。③與其他的邊坡治理技術相比，錨固技術對于邊坡的治理具有更加耐久與高效的特點。④錨固技術相比于其他的加固技術在施工工序方面更加簡便，無需進行混凝土的澆筑。⑤在公路工程竣工并正常使用后，無需花費大量資金進行后期的維護工作，有效的降低了維護成本。⑥與其他的邊坡治理技術相比，錨固技術可有效的縮短工期，以降低施工成本，為施工單位獲得較高的經濟效益。

2.2 巖土錨固技術的劣勢

雖然錨固技術具有上述優(yōu)點，然而該技術也并非完美無缺，仍然存在一定的劣勢，主要表現(xiàn)在如下方面：①在對高坡進行治理時，需要具有更高程度的安全措施作為保障，否則將會對施工人員造成嚴重的生命安全威脅，同時也會極易發(fā)生施工的安全事故。②為有效的發(fā)揮錨固技術的作用，需要大量的機械設備作為支撐，因此機械設備的成本方面將會極大增加，不利于施工單位的成本節(jié)約。③錨固技術多應用于隱蔽工程中，為質量控制與檢測造成諸多困擾，同時也極易造成安全事故的發(fā)生，不利于公路的正常使用，同時還會威脅民眾的生命安全。④錨固技術的工藝較為復雜，在施工中易產生較多難題。

3 影響錨固技術治理公路邊坡的因素

3.1 錨固的時機對錨固效果產生一定的影響

所謂的錨固時機主要是指公路邊坡的開挖與加錨之間的時間差。若能有效的把握錨固時機，那么錨固的效果將會得到較大提升。就普遍情況而言，公路邊坡的開挖順序由上至下，在進行加錨時則是隨著公路邊坡的開挖進行，然而若采取此種做法，巖體原有應力將無法得到有效的保證，因此極易形成臨空面，進而使得巖體極易發(fā)生松動而無法承載過大的荷載。同時巖體的松動也極易造成巖體發(fā)生滑動，因此必須增加錨桿力度來避免巖體發(fā)生滑動。通過上述內容可清晰發(fā)現(xiàn)，必須選擇適合的錨固時機，以此來提升錨固效果。

3.2 外界環(huán)境將會對錨固效果產生一定影響

外界環(huán)境的影響主要是對錨桿發(fā)揮預應力的作用產生一定影響，主要表現(xiàn)在如下兩方面內容：①隨著自然環(huán)境的溫度變化，巖體的溫度將會發(fā)生變化，進而使得錨固力將會產生不同效果。就通常情況而言，夏季時，錨桿預應力的強度將會隨著氣溫溫度的升高而增強，冬季時，預應力的強度則會隨著氣溫的降低而減弱。②降雨是影響錨桿預應力的又一重要因素。降雨后雨水會隨著裂縫進入到巖體中，使得土體發(fā)生濕脹現(xiàn)象，進而使鋼索發(fā)生拉伸現(xiàn)象，最終使得錨桿的預應力增強。

3.3 巖體的條件將會對錨固效果產生一定影響

除環(huán)境因素外，巖體的條件也會對錨固效果產生一定影響。巖體的類型多種多樣，例如軟質巖體與硬質土體，然而二者在蠕動方面卻存在較大差別。對于硬質土體而言，由于其存在較少的結構面分布，并且蠕動較小，因此其應力損失也較少，使得錨桿的預應力較強。對于軟質土體而言，由于預應力主要通過巖層發(fā)揮作用，因此當巖層發(fā)生壓縮時，預應力的變形較大，并且具有較慢的減小速度，進而使得預應力的損失較大，對錨固效果產生影響。

3.4 外錨段封孔灌漿對錨固效果產生一定的影響

在進行外錨段封孔灌漿時，由于水化熱能的存在使得鋼索的預應力逐漸減小，預應力的減少量、巖土的裂隙率與錨索的噸位將會對預應力產生一定的影響，進而對錨固效果產生影響。

4 公路邊坡治理中巖土錨固技術的應用

4.1 施工準備過程中對錨固技術的應用

在進行錨固技術的應用前，施工技術人員必須進行嚴密的施工設計，選擇適合的機械設備、施工工藝、施工材料與檢測技術等。同時，應向相關部門提交開工報告書、機械設備工況報告書等，并進行開工許可的申請。待申請通過后，施工技術人員應按照施工設計并依據施工現(xiàn)場的實際條件對錨桿進行抗拔拉破壞實驗，以此來確保錨桿的強度。在進行錨孔施工后，只有當漿體強度提升至85%之后方可進行實驗，以避免發(fā)生不良后果。

4.2 公路邊坡穩(wěn)定工程中的錨固技術應用

在對公路邊坡進行治理時，由于錨桿能夠有效的阻止土體的滑動，并且能夠增強土體之間的摩擦力，具有十分明顯的加固效果。因此在目前的公路邊坡的治理工程中普遍應用錨固技術。在當前的公路邊坡施工中，多使用圬工防護，然而其存在較為明顯的缺點，即圬工體自身并未具有較高的強度，并且圬工體只對坡面產生作用，因此無法對土體的節(jié)理、風化等缺陷進行修護，因而無法對公路邊坡起到有效的防護作用。當采用錨固技術后，由于錨固本身具有的懸吊、組合梁與擠壓加固等作用原理，使得邊坡土體的強度能夠得到有效的提升，進而確保了邊坡土體的穩(wěn)定性。

4.3 公路支擋工程中的錨固技術的應用

在公路的支擋工程中，由于石料隨處可得，具有簡便的施工工藝，并且材料的造價較低，因此主要運用重力式擋土墻。重力式擋土墻主要是依靠自身的重力來確保路基的穩(wěn)固性，因此若想有效的提升公路邊坡的穩(wěn)定性，則必須建造面積足夠大的擋土墻才能滿足工程需求。然而由于受到地形與地質條件的限制，重力式擋土墻無法有效的適應當前的環(huán)境變化，無法對公路邊坡進行較好的加固作用，因此必須加大力度應用錨固技術。目前應用錨桿技術主要包括錨桿擋土墻、錨定板擋土墻、錨桿樁板式擋土墻與加筋擋土墻等類型，這些類型的擋土墻有效的解決了上述問題，彌補了因地形、地質條件產生的不足，并且其具有結構較輕、穩(wěn)固性較高的性能，同時對于地基的承載能力并未具有較高要求，因此被廣泛的予以應用。

4.4 高邊坡的加固與防護

在運用錨固技術前，必須依據施工現(xiàn)場的土體特性、邊坡高度與地下水的實際情況選擇適合的工程防護措施，例如使用土釘墻、錨桿鐵絲網等。在對公路邊坡進行加固與防護時，采用土工格柵來取代鐵絲網，不僅可有效的降低施工成本。同時可有效的提升邊坡護面的柔韌性。在對高坡進行加固與防護時，若邊坡的巖石風化破碎面沿地基方向發(fā)展，則極易發(fā)生坍塌事故，因此可采用錨桿與錨索護坡等措施，由上至下對坡面進行加固，以確保高坡具有加強的穩(wěn)固性。在山區(qū)的高速公路建設中，由于缺少對邊坡的地質勘查而極易發(fā)生滑坡或者坍塌等事故，因此常利用預應力錨索抗滑樁對其進行治理，避免發(fā)生不良后果。

5 工程實例

楚大公路魏家菁左邊坡位于K250+540～K250+753段，公路的邊坡高度為55～65cm，傾斜角為45～50°，廣大鐵路從其坡頂位置通過，坡腳為楚大公路。該公路邊坡呈現(xiàn)出北西走向的向斜近軸部位置，公路西側存在一條與向斜方向一致的壓逆行斷層，同時該公路邊坡為具有較強的穩(wěn)定性。

6 對于該工程邊坡的治理

該公路的邊坡雖然深層次較為穩(wěn)固，然而其表層卻較為破碎與松散，因此需要對表層進行加固。在邊坡治理工程中，錨桿的型號選擇為φ22的螺紋鋼筋，全長砂漿錨固，錨桿的選取長度為2.10m，并按照1.5m×1.5m的間距進行排列，錨桿的安裝垂直于坡面，噴射的混凝土厚度為90mm。在8～12m處挖掘一滑移面，目的在于排出地下水，避免對邊坡造成威脅。依據對邊坡穩(wěn)定性的分析，對于路塹邊坡上部削坡未到位之處進行清除，以減小邊坡頂端重力，設置地梁式預應力錨索加固深層巖體，同時利用錨桿、掛網、噴射混凝土的方式對坡面進行加固。最后對右側路塹的開裂變形部分進行修復，清除下部浮土，利用自鉆式錨桿對淺層坡體進行加固。

按照上述的工序對楚大公路的邊坡進行治理，有效的增強了邊坡的穩(wěn)定性，確保了楚大公路的正常使用，延長公路的使用使用壽命，同時也在一定程度上保護了鐵路的安全，避免了不良后的產生，維護了交通安全。

7 結束語

公路建設對于促進經濟發(fā)展，加強道路運輸能力具有至關重要作用，為延長公路的使用壽命，避免發(fā)生安全事故，在進行建設時必須對公路邊坡進行加固。巖土錨固技術因其自身具有的良好性能被廣泛的應用于公路邊坡的治理中，并取得了良好效果，為提升公路的整體質量提供了堅實保障。

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