巖土錨固技術(shù)在公路邊坡治理中的應(yīng)用研究

謝麟

（福建海峽科化股份有限公司龍巖分公司，福建 龍巖 364000）

引言

在公路工程的建設(shè)過程中，邊坡治理所用的巖土錨固技術(shù)是通過支護技術(shù)，把受力桿固定在邊坡的土層當(dāng)中，提高邊坡的穩(wěn)定性。此技術(shù)施工方式簡單，且利于后期維護，因此被廣泛應(yīng)用在道路工程當(dāng)中。為高效利用此技術(shù)，探索出技術(shù)的應(yīng)用方式具有重要意義。

一、巖土錨固技術(shù)的原理

巖土錨固指把錨桿設(shè)置在土層當(dāng)中，通過其和巖土間產(chǎn)生的摩擦力，防止巖土發(fā)生滑落，而實現(xiàn)對其加固。此技術(shù)主要利用錨桿周圍土抗剪力傳遞對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的拉應(yīng)力，提高巖土的穩(wěn)定性。使用復(fù)合錨桿不但能將土體抗拉、抗剪能力改變，還能提高土體強度。

二、巖土錨固技術(shù)在公路邊坡治理當(dāng)中的應(yīng)用

（一）準(zhǔn)備階段應(yīng)用

在治理公路邊坡時，應(yīng)用巖土錨固技術(shù)前，相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)展開科學(xué)的設(shè)計，對施工過程所用的材料、工藝以及設(shè)備等進(jìn)行合理選擇。與此同時，將開工報告以及設(shè)備準(zhǔn)備報告提交給審核部門申請開工許可。通過審核之后，技術(shù)員要按照設(shè)計方案，并結(jié)合施工現(xiàn)場條件對錨桿進(jìn)行抗拉試驗，保證錨桿強度符合工程施工要求。此過程需要注意的是應(yīng)等到水泥漿強度＞85%時才可展開抗拉試驗，提高試驗過程中的安全性。

（二）穩(wěn)定邊坡應(yīng)用

在治理邊坡時，應(yīng)用錨桿能阻擋土體向下滑動，同時增大土體內(nèi)部摩擦，因此具有較為良好的穩(wěn)定邊坡的效果。當(dāng)前，在公路邊坡處理過程，部分工程采取圬工加固技術(shù)，但是使用此技術(shù)時，由于圬工強度較低，同時只能作用于坡面，不能修護土體中的結(jié)構(gòu)以及防止土體風(fēng)化等，所以難以更好地防護公路邊坡。但是，使用錨固技術(shù)時，因為錨固自身存在懸吊和組合梁，能夠通過加固或者擠壓等原理，有效提高邊坡土的強度，保障邊坡的穩(wěn)固。

（三）支擋公路應(yīng)用

在公路建設(shè)過程中，支擋過程會應(yīng)用到大量的石料，因為其需要的施工技術(shù)較為簡便，同時材料的價格低廉，主要使用石料當(dāng)作支擋墻。支擋墻是利用本身產(chǎn)生的重力來保障公路路基的穩(wěn)定。為保障邊坡的穩(wěn)固，應(yīng)保證支擋墻的面積盡量最大，才能達(dá)到工程要求標(biāo)準(zhǔn)。但是，在實際的施工過程中，由于受到地質(zhì)、地形等自然條件限制，導(dǎo)致重力型支擋墻難以適應(yīng)環(huán)境，從而對公路邊坡產(chǎn)生良好的穩(wěn)固作用。所以，應(yīng)利用錨固技術(shù)加強支擋墻的強度。當(dāng)前，在公路支擋過程中應(yīng)用的錨固技術(shù)類型主要有：錨板、錨桿、加筋、錨桿樁等支擋墻類型，這些錨固技術(shù)的應(yīng)用技能避免地質(zhì)環(huán)境對支擋墻穩(wěn)定性的影響，同時錨固技術(shù)使用的各類結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕，同時具有的穩(wěn)定性能較高，此外，對地基的承載能力要求不高，由于以上技術(shù)優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用在公路支擋施工當(dāng)中[1]。

（四）加固高邊坡應(yīng)用

在公路的邊坡加固過程中，應(yīng)用錨固技術(shù)之前，應(yīng)對施工現(xiàn)場展開檢測，具體包括邊坡高、地下水、土質(zhì)等，并根據(jù)檢測結(jié)果采取相應(yīng)的防護措施。如：采用錨桿鐵網(wǎng)以及土釘墻等。在使用錨固技術(shù)對較高的邊坡保護和加固時，可使用土工格替換鐵網(wǎng)，這樣既能提高公路邊坡表面的柔性，還能降低大量的成本投入。如果邊坡表面風(fēng)化面與地基方向相同時，就非常容易引發(fā)各種坍塌事故，對此，應(yīng)使用錨索、錨桿等對高邊坡進(jìn)行保護。具體的施工方式是從上至下逐層加固，全方位提高公路邊坡的穩(wěn)定性能。如果公路處于山區(qū)，為避免地質(zhì)勘察不充足而引發(fā)坍塌、滑坡等事故，可使用錨索防滑樁，利用預(yù)應(yīng)力對公路邊坡進(jìn)行處理，提高公路邊坡穩(wěn)固性。

（五）錨固技術(shù)在具體工程中的應(yīng)用

此工程公路邊坡高在60cm左右，傾斜角為45°到50°之間，公路邊坡的頂部有鐵路，邊坡底部為公路。此路段邊坡為西北走向，并且在斜向上趨近軸部方位，在公路的西側(cè)有一斜向逆行斷層，并且公路路基穩(wěn)定性相對較高。具體的施工流程如表1所示。

表1 公路邊坡治理流程表

針對此工程的邊坡現(xiàn)狀，可使用錨固技術(shù)對邊坡進(jìn)行治理。此公路在路基部分雖然穩(wěn)固，但是其邊坡的表面相對松散，所以，應(yīng)使用錨固技術(shù)對其邊坡的表層進(jìn)行加固。在錨固技術(shù)應(yīng)用時，可選用22號帶有螺紋鋼筋的錨桿，并使用砂漿進(jìn)行錨固。錨桿的長度設(shè)置在2.2m，在排列間距上使用橫向1.5m，縱向1.5m的距離.錨桿安裝的過程中，應(yīng)確保其與坡面互相垂直。在邊坡噴射泥漿厚85mm左右，并且在10m左右的距離設(shè)置一個滑移面，及時將地下水進(jìn)行排除，防止其威脅邊皮的安全。根據(jù)施工前對邊坡的檢測，對其穩(wěn)定性能展開分析，及時清除路塹上方邊坡的削坡物質(zhì)，將邊坡頂部重力減小。使用地梁錨索通過預(yù)應(yīng)力將深層巖體進(jìn)行加固，并且使用錨桿和鐵網(wǎng)，通過向邊坡噴射混凝土漿液對其加固。以上施工結(jié)束后，將公路右側(cè)斷裂的路塹進(jìn)行修復(fù)，同時將其下方的浮土及時清除，最后使用自鉆錨桿加固下方的公路邊坡。通過以上錨固技術(shù)對公路的邊坡進(jìn)行了處理，大大增加了其穩(wěn)定性能，保障公路的安全使用，同時延長了其使用期限。此外，還直接保護了上方鐵路安全，避免由于邊坡破損而帶來的不利影響，提高了公路的安全性。

三、錨固技術(shù)在處理公路邊坡應(yīng)用過程中的影響因素

影響錨固技術(shù)應(yīng)用因素如表2所示。

表2 巖土錨固技術(shù)影響因素表

第一，錨固時機的掌握。錨固時機指邊坡挖掘之后和其錨固之前的時間差。公路邊坡常使用從上向下的挖掘方案，因此，應(yīng)一邊開挖一邊錨固。在挖掘時，由于對巖土本身的應(yīng)力造成破壞，導(dǎo)致巖體松動，當(dāng)其受力不平衡時就會產(chǎn)生向下滑動脫落的現(xiàn)象。因此，應(yīng)控制好錨固時機，及時加固防止巖土滑落。第二，巖土類型。不同的巖土具有不同的性能，在挖掘過程中，導(dǎo)致應(yīng)力損耗程度也不一致。當(dāng)巖土質(zhì)軟時，因為壓縮應(yīng)力的作用下，會使巖層發(fā)生較大變化，因此，其形變速度慢，巖土應(yīng)力損耗較快；相反，當(dāng)巖土質(zhì)量較硬時，應(yīng)力損耗慢。第三，環(huán)境因素對應(yīng)力的影響。在應(yīng)用錨固技術(shù)時，降雨天氣、溫度變化都能影響錨固力產(chǎn)生的變化值。溫度較高時，應(yīng)力增加；相反，溫度較低時，應(yīng)力減小。錨索應(yīng)力和溫度改變之間，具有相應(yīng)時間間隔。此外，降雨時，應(yīng)增大錨固力，由于雨水滲透到巖體當(dāng)中時，會造成其膨脹，對錨索進(jìn)行拉伸，增加其錨固應(yīng)力。第四，封孔灌漿對應(yīng)力的影響。當(dāng)封孔灌漿時，由于水化放熱使錨索產(chǎn)生膨脹，使預(yù)應(yīng)力值減少，一般情況1000KN的錨索在應(yīng)力損失在16KN至28KN；3000KN的錨索，應(yīng)力損失在34KN至49KN之間。由此可以看出預(yù)應(yīng)力的損耗和錨索質(zhì)量有直接關(guān)系。此外，還與巖體產(chǎn)生的裂縫有直接關(guān)聯(lián)，當(dāng)裂縫增加時，灌漿量也相應(yīng)增大，導(dǎo)致巖體發(fā)生形變，此時應(yīng)將預(yù)應(yīng)力增大[2]。

四、結(jié)論

綜上所述，在公路的建設(shè)過程中，應(yīng)在準(zhǔn)備階段、穩(wěn)定邊坡、支擋公路、加固高邊坡等過程應(yīng)用錨固技術(shù)，做好公路邊坡的治理工作，提高工程質(zhì)量，提高公路的使用性能，進(jìn)而促進(jìn)公路建設(shè)行業(yè)的不斷發(fā)展。