錨固技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用

馮智超

摘要：錨固技術(shù)在地下工程建設(shè)中是一個(gè)非常重要的技術(shù)，其核心之一是使用錨桿支護(hù)開挖形成的邊坡，它是使用土壤或巖石作為錨固力維持地下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，防止地下工程出現(xiàn)崩潰、滑移等情況，以確保施工安全。錨固技術(shù)分為土錨和錨固兩種形式，一端與工程結(jié)構(gòu)或擋土墻相連，另一端錨固在地基土或巖石上，承受結(jié)構(gòu)的升力、拉力，或擋土墻的土壓力、水壓。本文主要總結(jié)了錨固技術(shù)的發(fā)展，分析了實(shí)踐性、適用性和經(jīng)濟(jì)巖土工程施工工藝的選擇原則，并探討了錨固技術(shù)應(yīng)用到巖土工程技術(shù)的要點(diǎn)，包括鉆孔技術(shù)、螺栓定位、灌漿施工和緊張鎖定。

關(guān)鍵詞：錨固技術(shù)；巖土工程；應(yīng)用

1.巖土工程與錨固技術(shù)概述

巖土工程史是土木工程研究范圍內(nèi)的一個(gè)重要概念，也是工程技術(shù)建設(shè)中最關(guān)鍵的組成部分之一。20世紀(jì)60年代以來，在土木工程理論研究和工程建設(shè)實(shí)踐中建立了新技術(shù)規(guī)范體系，主要是為了解決巖土工程中的實(shí)際問題。它主要包括基礎(chǔ)研究、施工操作和邊坡工程。巖土工程和巖土工程施工是土木工程的一個(gè)重要分支，它綜合利用巖體力學(xué)、土力學(xué)等工程地質(zhì)學(xué)學(xué)科來解決巖土工程問題的學(xué)科。因?yàn)殄^固技術(shù)在預(yù)防和控制階段具有較強(qiáng)的適用性和可操作性，特別是在巖土工程建設(shè)的早期階段。隨著不同錨桿材料的出現(xiàn)，國(guó)家加大了對(duì)巖土工程的資金投入。同時(shí)，錨固技術(shù)應(yīng)用的原理和實(shí)用性已成為專家和巖土工程施工人員研究的難點(diǎn)。

目前，我國(guó)關(guān)于錨固技術(shù)重點(diǎn)研究了錨固技術(shù)的結(jié)構(gòu)、材料和具體應(yīng)用過程。研究的熱點(diǎn)是探索合理的錨固技術(shù)，以適應(yīng)施工過程中不斷提高的承載強(qiáng)度和承載速度，以及如何具有更好的適應(yīng)性和更高的加工效率。錨桿、錨索不同技術(shù)規(guī)程的設(shè)置，可靈活適應(yīng)復(fù)雜、惡劣的地層環(huán)境和各種特殊的工程技術(shù)結(jié)構(gòu)。錨固技術(shù)的研究也趨于細(xì)化和專業(yè)化。螺栓參數(shù)的研究已從螺栓的長(zhǎng)度、厚度等參數(shù)發(fā)展到螺栓的材料、前后端設(shè)置以及套筒技術(shù)在螺栓上的應(yīng)用。在施工人員和科研人員的共同努力下，錨固技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。錨固技術(shù)廣泛應(yīng)用于施工現(xiàn)場(chǎng)、隧道施工、邊坡防護(hù)、水利工程和深基坑基礎(chǔ)。該技術(shù)不僅可以調(diào)整和改善工程、巖土分布和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而且可以最大限度地減少結(jié)構(gòu)裂縫、工程滑坡和工程倒塌。

2.錨固技術(shù)技術(shù)的選用原則

2.1 適用性原則

在具體巖土工程實(shí)踐中，任何工程技術(shù)都有其優(yōu)缺點(diǎn)，統(tǒng)一的單位標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一的工程評(píng)價(jià)系統(tǒng)不能用于測(cè)量所有的巖土工程技術(shù)。錨固技術(shù)應(yīng)用于巖土工程技術(shù)時(shí)，其技術(shù)特點(diǎn)并不十分明確，在識(shí)別和現(xiàn)場(chǎng)研究中存在許多實(shí)際困難。應(yīng)充分充分了解場(chǎng)地周邊條件，進(jìn)一步探索其應(yīng)用的可行性和科學(xué)性。因此，錨固技術(shù)是實(shí)用性最廣的選擇。

2.2 經(jīng)濟(jì)性原則

在巖土工程中，經(jīng)濟(jì)因素是巖土工程中的重要因素之一，而固定與防災(zāi)錨固技術(shù)的經(jīng)濟(jì)預(yù)算往往較小。有些巖土工程施工僅需要單一錨固技術(shù)，有些巖土工程施工需要采用多種不同的錨固加固技術(shù)。這就要在確保巖土工程的順利施工和安全的前提下，使用錨固技術(shù)在合理的經(jīng)濟(jì)范圍內(nèi)對(duì)預(yù)算進(jìn)行控制。綜合考慮各種因素，選擇合適的錨固技術(shù)，能較好的控制巖土工程中的經(jīng)濟(jì)預(yù)算。

2.3 實(shí)踐性原則

巖土工程的形勢(shì)往往十分復(fù)雜。錨固形式的選擇是錨固技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。簡(jiǎn)單的技術(shù)分析和理論討論不能準(zhǔn)確反映具體巖土施工情況。因此，在具體的巖土工程實(shí)踐中，最終的施工方案必須真實(shí)客觀且符合客觀規(guī)律，才能準(zhǔn)確的選擇錨固形式。因此，在施工技術(shù)和設(shè)備齊全的前提下，制定多套錨固技術(shù)方案的巖土工程是才是關(guān)鍵。

3. 錨固技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用

3.1 鉆孔技術(shù)

巖土工程建設(shè)過程中，鉆孔的孔尺寸將影響錨固技術(shù)在巖土工程中成效。在達(dá)到錨固力標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，宜盡量減少鉆孔周期，避免鉆孔過程對(duì)深部地層內(nèi)應(yīng)力的影響。鉆孔的直徑和深度應(yīng)根據(jù)懸掛設(shè)備、施工工藝和錨固張力等條件和參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。巖土工程的固定介質(zhì)主要是土和巖石。在軟土表面和復(fù)雜地質(zhì)條件下減少單索錨桿的噸位設(shè)計(jì)，或直接選擇增大末端大錨固段的方法，減少孔直徑。特別是在遇到粉質(zhì)土?xí)r，鉆孔應(yīng)配備必要的套管進(jìn)行跟蹤，避免發(fā)生坍塌或涌水孔。上述方法均為通過控制鉆孔設(shè)計(jì)直徑已達(dá)到最佳工藝。

3.2 錨桿桿體的位置

錨固技術(shù)中最關(guān)鍵的工具是錨桿。錨桿的直徑、長(zhǎng)度以及套管的使用在很大程度上影響

錨固技術(shù)的應(yīng)用效果。在目前的技術(shù)條件下，有不同的選項(xiàng)參數(shù)設(shè)置錨桿以防止土壤裂縫擴(kuò)大甚至是土體崩潰和等安全事故。因此，在巖土工程中使用錨桿支護(hù)的挖掘型地下工程圍墻，巖石螺栓在錨桿灌漿結(jié)算后安裝，并應(yīng)對(duì)巖石螺栓的質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，以避免發(fā)生滑動(dòng)。安全狀態(tài)下，錨桿不得懸掛重物或重力撞擊。同時(shí)，有必要完全確保螺栓的防腐保護(hù)措施嚴(yán)格符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以及螺栓材料，耐腐蝕性差和存放年限過長(zhǎng)的不能使用。甚至今天的巖土工程是以更快的施工速度，確保錨桿承受隆起結(jié)構(gòu)、土壓力、浮力和水壓的完整性。螺栓的一端應(yīng)與擋土墻或其他工程結(jié)構(gòu)連接。另一端錨固在基巖中。注漿管與錨桿一起進(jìn)入孔內(nèi)，保證錨固的穩(wěn)定性和耐久性。

3.3 灌漿施工

灌漿施工是錨固技術(shù)實(shí)施的關(guān)鍵。灌漿的成功與否直接影響到錨固的承載能力。在灌漿時(shí)間的選擇上，如果是在冬季，則應(yīng)在灌漿凝固的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間上設(shè)置相應(yīng)的長(zhǎng)彈性時(shí)間。夏季灌漿時(shí)應(yīng)注意溫度的調(diào)節(jié)與控制。灌漿施工應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行，不得擅自分階段、分步驟進(jìn)行。錨桿固定灌漿初期應(yīng)選擇灌漿時(shí)間，準(zhǔn)備好人力和物力。在注漿作業(yè)中，隨著泥漿的流動(dòng)，錨桿被慢慢抬高，以避免因錨桿快速拆除而造成斷裂和損壞。

3.4 張力鎖定

為了達(dá)到錨固技術(shù)所要求的應(yīng)力值，施工人員和施工人員通常選擇錨桿體張緊的方法。

利用螺栓體自由段的張力和彈性來拉長(zhǎng)變形。在巖土工程施工中實(shí)踐，根據(jù)螺栓本體的材料特性和鎖緊力，選擇相應(yīng)的張緊設(shè)備。當(dāng)錨固體強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)混凝土承載能力滿足技術(shù)規(guī)范要求，且拉力和錨桿軸具有標(biāo)準(zhǔn)垂直度時(shí)，開始施加拉力；安裝夾具前檢查每個(gè)錨。為避免所有張力負(fù)荷一次性應(yīng)用，需分段、分級(jí)。當(dāng)鎖定負(fù)載穩(wěn)定時(shí)，張力鎖定宣告完成。

4.結(jié)束語(yǔ)

如何在實(shí)際操作和理論研究中探討巖土工程實(shí)施中的固定技術(shù)也是一個(gè)非常重要的問題。錨固技術(shù)廣泛應(yīng)用于隧道開發(fā)、巖土工程等領(lǐng)域。堅(jiān)持錨固技術(shù)應(yīng)用的適用性、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)踐性原則；錨固技術(shù)應(yīng)用于巖土工程技術(shù)中時(shí)，難點(diǎn)和重點(diǎn)主要集中在鉆孔技術(shù)、灌漿技術(shù)，定位和緊張錨桿鎖定等問題，并根據(jù)施工情況，地質(zhì)條件、人員和設(shè)備設(shè)施，增加錨固體的穩(wěn)定性，避免錨固體發(fā)生安全事故；探討了利用錨固技術(shù)在巖土工程技術(shù)中的應(yīng)用，促進(jìn)土木工程技術(shù)研究與實(shí)踐的進(jìn)步，在更大程度上提高水平，促進(jìn)我國(guó)建設(shè)的進(jìn)步與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]程良奎，張培文，王帆.巖土錨固工程的若干力學(xué)概念問題[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2015，（4）：668-682.

[2]徐禎祥.巖土錨固工程技術(shù)發(fā)展之回顧與展望[J].市政技術(shù)，2009，（2）：136-140+185.

[3]陳國(guó)周.巖土錨固工程中若干問題的研究[D].大連理工大學(xué)，2008.

[4]王闖，梁曉丹，宋宏偉.錨桿支護(hù)在土木工程中應(yīng)用的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].安徽建筑，2002，（1）：71-73.

[5]董志良，丁鐵軍，邱青長(zhǎng).淺析環(huán)境巖土工程及其錨固三維網(wǎng)生態(tài)護(hù)坡[J].巖土工程界，2006，（11）：60-63.

[6]程良奎，韓軍，張培文.巖土錨固工程的長(zhǎng)期性能與安全評(píng)價(jià)[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2008，（5）：865-872.

[7]徐瑩.巖土預(yù)應(yīng)力錨固工程注漿無(wú)損檢測(cè)及其應(yīng)用研究[D].重慶交通大學(xué)，2012.

（作者單位：廣西華藍(lán)巖土工程有限公司）