試論注漿錨管在破碎巖石邊坡中的加固應(yīng)用

蔣兵輝

【摘 要】在我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展過程中，建筑工程逐漸呈現(xiàn)出繁榮景象。地質(zhì)狀況會對破碎巖石邊坡造成影響，使其出現(xiàn)結(jié)構(gòu)松散的狀況，嚴(yán)重影響邊坡的穩(wěn)定性，引發(fā)安全事故。論文將通過分析注漿錨管加固原理，探索注漿錨管在破碎巖石邊坡中的加固應(yīng)用。

【Abstract】In the continuous development process of China's economy， the construction engineering has gradually presented a prosperous scene. The geological condition will affect the broken rock slope， and cause it to be loosely structured， which will seriously affect the stability of the slope， and cause safety accidents. Through analyzing the reinforcement principle of slip casting anchor pipe， the paper will explore the application of slip casting anchor pipe in the reinforcement of broken rock slope.

【關(guān)鍵詞】注漿錨管；破碎巖石邊坡；加固

【Keywords】 slip casting anchor pipe； broken rock slope； reinforcement

【中圖分類號】U416.212 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）09-0135-02

1 引言

當(dāng)邊坡受到風(fēng)化作用或者是擠壓作用時，就有可能會使得巖土體出現(xiàn)碎塊狀的現(xiàn)象，這就是破碎巖石邊坡。堆積體和破碎體是破碎巖石邊坡的主要物質(zhì)來源，節(jié)理裂隙密集和破碎的狀況，會因為各種內(nèi)外應(yīng)力作用而產(chǎn)生，比如風(fēng)化作用、斷裂、地下水的作用、構(gòu)造擠壓等等。巖塊與巖塊之間的咬合力和鑲嵌情況，會決定整個邊坡的穩(wěn)定性，當(dāng)出現(xiàn)破碎巖石邊坡時，就可能導(dǎo)致咬合度下降、平整度下降、巖塊尺寸減小等問題，嚴(yán)重影響了邊坡的穩(wěn)定性，造成一定的安全威脅。在臨空面出現(xiàn)變化時，就會造成邊坡失穩(wěn)，產(chǎn)生強大的破壞力。在施工過程中，處理此類問題是工程建設(shè)的重點、難點工作。在強風(fēng)化碎裂巖體、堆積體和小型滑坡等的處理中，注漿錨管能夠發(fā)揮巨大作用。錨管和注漿技術(shù)的結(jié)合，能夠在巖土體中注入漿液，成為破碎巖體的一部分，實現(xiàn)抗剪強度的增強。

2 注漿錨管加固原理

在注漿錨管加固工作中，其注漿技術(shù)能夠發(fā)揮巨大作用，將邊坡巖土體和錨固體系進(jìn)行有效結(jié)合，能夠有效阻止邊坡產(chǎn)生滑動的同時，加強整個邊坡的穩(wěn)定性。

首先，針對邊坡巖土體的變形問題，錨管能夠起到很好的改善作用。因為二維應(yīng)力的巖土體強度不高，穩(wěn)定性差，對于整個工程來說都是較大的風(fēng)險存在點。錨管可以在地層外表面巖土體處于二維應(yīng)力狀態(tài)中時，能夠通過增加壓力的方式，將其轉(zhuǎn)變?yōu)槿S應(yīng)力狀態(tài)。從二維應(yīng)力到三維應(yīng)力的轉(zhuǎn)變，就會使得巖土體的強度大大增加。

其次，錨固體的使用可以由錨管充當(dāng)，在注漿技術(shù)的作用下，錨管用作全長或者部分錨固體。通過錨固體的使用，能夠形成擴散狀復(fù)合體，在此過程中主要是通過黏性穩(wěn)定巖土體和潛在破壞坡體而成。在此過程中，坡體與錨管錨固體形成一個整體，這樣就使得坡體的自承載力作用得到有效體現(xiàn)，大大增強整個坡體的承載能力，增強其穩(wěn)定性。此外，坡體的破碎狀態(tài)也得到有效改善，提升巖土體性質(zhì)，摩擦力的增加能夠很好地實現(xiàn)防滑作用。

再次，滲透注漿體的形成，可以在注漿壓力的作用下將漿液滲入節(jié)理裂隙來完成。在原有裂隙中，通常會有水和氣體的存在，這就會導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性的下降。通過注漿的方式，水和氣體被漿液排出，裂隙也被漿液所填充，在漿液與巖土體形成整體之后，就會降低滲透性，減少裂隙，增強巖土體的密度和強度。對于圍巖的吸水膨脹和風(fēng)化問題，通過注漿的方式能夠得到有效解決[1]。

最后，為了增加錨固段漿體的直徑，劈裂注漿的方式能夠有效實現(xiàn)，這是通過使注漿在錨管四周擴散形成的。此外，還能夠增強巖土體與錨管錨固段之間的摩擦力，避免產(chǎn)生滑動的現(xiàn)象，錨管的加固范圍也不僅僅限于其長度范圍。主動側(cè)壓力向土層深處的傳輸，有助于降低坡體荷載，增強坡體的穩(wěn)定性。與此同時，抗剪強度在錨固段也得到加強，這是通過改變漿體與孔壁巖土體之間的平整接觸面來實現(xiàn)的，漿脈狀鋸齒形接觸面的實現(xiàn)，是提升坡體穩(wěn)定性的關(guān)鍵點。

3 注漿錨管在破碎巖石邊坡中的加固應(yīng)用

3.1 工程概況

在某二級公路工程中，0.75+3.5*2+0.75m是其路基寬度，40km/h是其設(shè)計時速。此公路路線處于山坡比較陡峭的地段，巖基地層和覆蓋層是該邊坡的主要地層結(jié)構(gòu)，在第四系崩塌堆積和坡積作用下，形成結(jié)構(gòu)松散的碎石、大塊孤石、塊石和土等。邊坡節(jié)理裂隙發(fā)育、巖體破碎，在地質(zhì)構(gòu)造的影響下呈現(xiàn)碎塊狀。35-50°是該坡體的自然坡度，最高甚至高于60°，松樹林是其主要的地表植被，具有較大的匯水面積。

在該工程中，1：0.5是其設(shè)計的開挖坡率，16m是其開挖的高度。2013年某路段邊坡在降雨作用下產(chǎn)生了坍塌的現(xiàn)象，給交通狀況造成了嚴(yán)重的影響。在路塹邊坡開挖施工中，臨空面過大，是導(dǎo)致出現(xiàn)坡體坍塌的主要原因。在后續(xù)的施工過程中，也未進(jìn)行有效的邊坡防護(hù)，降雨使得在坡面水分增加，破碎巖土體的抗剪強度減弱、容重增加，最終使得坡體的穩(wěn)定性遭到破壞，給交通狀況造成不良影響。

3.2 注漿錨管在破碎巖石邊坡中的加固方案

在該工程中，主要采用了注漿錨管+掛網(wǎng)噴射混凝土和削坡減載的方案。

①在進(jìn)行注漿錨管加固之前，應(yīng)該對于危石和坍塌坡面進(jìn)行及時清理。邊坡的原有坡率為1：0.50，為了便于開展加固工作，需要將坡率調(diào)整為1：0.75，3m是邊坡平臺的寬度。為了實現(xiàn)地表水截排的有效性，需要進(jìn)行截水溝的設(shè)置，其位置應(yīng)該在開挖線的10m外。②為了保障注漿錨管在破碎巖石邊坡中加固作用的有效性，需要進(jìn)行漿砌片石護(hù)交擋墻的設(shè)置，其規(guī)格一般為H=3mM7.5號。③錨管注漿+掛網(wǎng)噴射混凝土防護(hù)方案應(yīng)用于全坡面，在進(jìn)行開挖施工的過程中，應(yīng)該按照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行逆序由上至下逐級開挖，3-5m是錨管的工作面高度合理范圍[2]。L=16m是第三級邊坡注漿錨管第6-14排的長度范圍，L=12m是第三級邊坡注漿錨管第1-5排的長度范圍；L=8m是第二級邊坡注漿錨管的長度；L=6m是第一級邊坡注漿錨管的長度。其中錨管的傾角應(yīng)該控制在20°左右，3m是其合理的橫向間距，2m是其合理的排間距。同時，應(yīng)該設(shè)置兩排錨管進(jìn)行鎖口，其規(guī)格為排間距1.5m。長度12m，Φ50×5mm，位置設(shè)置在開挖坡口線2m之外。直徑為22mm的HRB400鋼筋在錨管孔的設(shè)置，可以大大增強錨管的抗剪能力，在設(shè)置時應(yīng)該采用隔排設(shè)置的方法。④混凝土強度選用C25，鋼筋網(wǎng)的規(guī)格為20×20cmΦ6.5，10cm是混凝土的噴射厚度，將坡面縱向伸縮縫的縫寬控制在2cm左右，間距控制在20m左右。為了增強其穩(wěn)定性，需要經(jīng)瀝青模板在縫內(nèi)進(jìn)行填塞。⑤排水孔在坡面的設(shè)置，能夠有效對于淺表層的地下水進(jìn)行排除，3m、4m、6m分別是其孔深、排距和橫向間距，應(yīng)該將過濾網(wǎng)和孔聚氯乙烯管設(shè)置在排水孔內(nèi)。⑥熱軋無縫鋼管是錨管的主要材料選擇，一般采用Φ50×5mm的鋼管。需要將12cm左右的短鋼筋焊接于鋼管后端，在前端設(shè)計成錐形[3]。交錯布眼的設(shè)置距離是15cm，15cm是孔心間距的合理距離，孔眼的直徑控制在10mm左右。M30水泥砂漿是漿液的主要材料選擇，0.50-2.0MPa是注漿壓力的合理范圍，0.40-0.50是其水灰比的合理配置范圍。

3.3 邊坡加固效果分析

在完成加固后，其穩(wěn)定系數(shù)由1.032上升到1.165，滿足相關(guān)設(shè)計要求；巖土體干密度也有所提升，大約提高了1.3kg/m3；內(nèi)摩擦角提升了2.0°左右；黏聚力提升了大約4.8kPa；壓縮模量大約提升了24.2MPa左右。通過注漿錨管的應(yīng)用，空隙比明顯下降、干密度和壓縮模量得到提升，骨架結(jié)構(gòu)的形成也增強了坡體的穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

在工程建設(shè)中，破碎巖石邊坡是工作的一個重點和難點，會對交通安全造成嚴(yán)重威脅，在進(jìn)行破碎巖石邊坡加固的過程中，采用注漿錨管加固是一種比較常見的方式。本文通過詳細(xì)分析注漿錨管對邊坡進(jìn)行加固的原理，以某具體工程為例探索注漿錨管在破碎巖石邊坡中的加固方案，通過實踐應(yīng)用說明錨管能夠有效改善邊坡的變形問題，通過注漿的方式也能夠?qū)崿F(xiàn)孔隙的填充，將邊坡巖土體和錨固體系進(jìn)行有效結(jié)合，使得摩擦力增加，防止出現(xiàn)滑坡的同時增強其自承載力，大大提升了邊坡的穩(wěn)定性。

【參考文獻(xiàn)】

【1】王有昌.注漿錨管在破碎巖石邊坡中的加固應(yīng)用[J].林業(yè)建設(shè)，2016（04）：43-46.

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