高邊坡支護(hù)中自進(jìn)式錨桿的應(yīng)用

趙丹清

（長春市市政工程設(shè)計(jì)研究院重慶分院 重慶 400000）

0 引言

在設(shè)計(jì)時(shí)，一般將在10m以上及100m以下或者巖質(zhì)邊坡高度在15m以上及100m以下的邊坡叫做高邊坡[1]，由于在很多的項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的邊坡數(shù)量有很多、跨越的地質(zhì)單元角度、所在位置的地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜等一系列因素，有些時(shí)候因?yàn)橐恍┨厥獾刭|(zhì)條件的影響，所以致使部分邊坡有潛在的失去穩(wěn)定性的不安全因素，這些不安全因素容易導(dǎo)致在施工初期出現(xiàn)大量的失穩(wěn)現(xiàn)象及去多的變形現(xiàn)象，所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件進(jìn)行區(qū)分性設(shè)計(jì)不能以偏概全，及時(shí)調(diào)整方案，那這樣我們就需要做好前期工作提早總結(jié)各種設(shè)計(jì)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

自進(jìn)式錨桿作為一種新式錨桿，它能將注漿、鉆孔、錨固、錨桿安裝合為一起，能夠有效解決以為高邊坡因復(fù)雜地質(zhì)因素引起的造孔困難的問題[2]，保證工程進(jìn)度，達(dá)到按照理想狀態(tài)，是近年來設(shè)計(jì)時(shí)解決高邊坡支護(hù)面對(duì)復(fù)雜地形時(shí)的較為合理的解決辦法，并且已經(jīng)在使用中取得了良好的效果。本文經(jīng)過實(shí)際設(shè)計(jì)案例進(jìn)行剖析，結(jié)合自進(jìn)式錨桿的特點(diǎn)分析在高邊坡支護(hù)中自進(jìn)式錨桿的優(yōu)點(diǎn)以及合理應(yīng)用的方法。

1 自進(jìn)式錨桿的特點(diǎn)

自進(jìn)式錨桿由于將注漿、鉆孔、錨固、錨桿安裝結(jié)合于一身特點(diǎn)，所以它可以按照支點(diǎn)保護(hù)工程的所需的長度來切割加長，這個(gè)特點(diǎn)對(duì)于施工人員來說可以節(jié)省人力物力，而且使用方便[3]。自進(jìn)式錨桿沒有沿用傳統(tǒng)的鋼筋材料的做法，它使用相同截面且有一定厚度和硬度的空心鋼管來代替，以這樣的方式來保證能達(dá)到相應(yīng)的抗拉強(qiáng)度。同時(shí)我們通過在錨桿里灌注泥漿的方式來提高巖石和錨桿間的握裹力和錨桿的密實(shí)程度，這樣錨桿也就變得更為持久耐用。自進(jìn)式錨桿的這些特點(diǎn)給它各方面都帶來了許多的有點(diǎn)比如錨固承受能力大、比其他錨桿較輕、耐腐蝕性也比較好，所以在設(shè)計(jì)時(shí)如果條件允許我們更加偏向于使用自進(jìn)式錨桿。

2 高邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)中采用自進(jìn)式錨桿的優(yōu)點(diǎn)

自進(jìn)式錨桿已經(jīng)在礦山、隧道、公路等方面有相當(dāng)成熟的支護(hù)方案。相較于其它支護(hù)類型它有優(yōu)越的性能和眾多的分類。在面對(duì)不同的情況時(shí)，選擇的錨桿材料也大不相同。自進(jìn)式錨桿支護(hù)不僅有支架的作用而且還能夠進(jìn)行加固，與傳統(tǒng)的通過重力方式使結(jié)構(gòu)維持穩(wěn)定的方式來說，自進(jìn)式錨桿擁有更多的優(yōu)點(diǎn)：

（1）能夠在巖體和土體開挖之后，就提供支護(hù)力，這樣可以使巖土體的自身強(qiáng)度提高，控制巖土體的變形等方面都有較為明顯的作用。在設(shè)計(jì)時(shí)通過使用自進(jìn)式錨桿在保障強(qiáng)度的同時(shí)簡化部分計(jì)算內(nèi)容。

（2）通過使用自進(jìn)式錨桿可以進(jìn)而提高巖土體的穩(wěn)定性，使巖土體原始的應(yīng)力狀態(tài)得到改善。

（3）因?yàn)樽赃M(jìn)式錨桿能夠合理的加強(qiáng)巖土體薄弱結(jié)構(gòu)面的抗剪切強(qiáng)度，這樣可以使巖土體其他方面的力學(xué)性能得以改善，設(shè)計(jì)時(shí)便可簡化部分計(jì)算內(nèi)容。

（4）設(shè)計(jì)時(shí)的原則便是讓結(jié)構(gòu)物盡可能的與巖土體緊密的結(jié)合在一起，形成共同抵抗外部力作用的系統(tǒng)，而我們使用自進(jìn)式錨桿可以更加方便的達(dá)成這一目的，簡化設(shè)計(jì)和施工結(jié)構(gòu)。

（5）雖然設(shè)計(jì)時(shí)要保證零誤差，但是在各個(gè)環(huán)節(jié)或者是施工時(shí)難免出現(xiàn)一些偏差，但是自進(jìn)式錨桿可以調(diào)整錨桿的作用部位、密度、結(jié)構(gòu)參數(shù)、方向和施作時(shí)機(jī)等等，這樣就使得產(chǎn)生誤差時(shí)最大程度的減小誤差帶來的損失?？梢栽讷@得最佳穩(wěn)定效果的同時(shí)最大程度減小支護(hù)力。

（6）自進(jìn)式錨桿的體積相對(duì)較小，這樣可以明顯的減少工程材料的造價(jià)，可以提高土地的利用率，有著非常明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

3 具體設(shè)計(jì)方案

（1）微型支護(hù)的設(shè)計(jì)方案，其直徑一般在100～300mm以內(nèi)，樁長在30m以內(nèi)，它主要被用在中小型的坡面上[4]，此時(shí)如果不把頭部進(jìn)行連接，那么將會(huì)造成抗彎剛度較小的情況出現(xiàn)，此時(shí)我們需要將支護(hù)布置成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，雖然現(xiàn)階段并沒有找到準(zhǔn)確的計(jì)算方法，但是通過自進(jìn)式錨桿的應(yīng)用提供預(yù)緊力能夠有效地減少對(duì)周邊土體的干擾，以及可以獲得在較小的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行施工和加快施工速度等優(yōu)勢。但是如果出現(xiàn)邊坡的規(guī)模超過一定值的情況，會(huì)造成下滑推力變大，沒有辦法使支護(hù)的抗剪切強(qiáng)度得到滿足，致使成本很大程度的增加。所以在選擇設(shè)計(jì)高邊坡支護(hù)中使用自進(jìn)式錨桿需要先確定基邊坡的坡度，在保證路基的穩(wěn)定性以及較少的經(jīng)濟(jì)投資的情況下，之后在經(jīng)過仔細(xì)分析、全面考量結(jié)合坡率法和自進(jìn)式錨桿等進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。以某個(gè)高邊坡設(shè)計(jì)為例，設(shè)計(jì)組合邊坡，綜合了植被護(hù)坡的方法來美化邊坡，對(duì)于不適合全放高邊坡的，位置應(yīng)該在邊坡的下部分設(shè)計(jì)支護(hù)，結(jié)合坡率法和自進(jìn)式錨桿的特點(diǎn)來使邊坡的穩(wěn)定性提高。運(yùn)用比較方便的護(hù)坡技術(shù)來處理相對(duì)復(fù)雜的邊坡條件，及時(shí)增加挖方及填方的工作量，保證填挖保持平衡，這樣來降低治理時(shí)的經(jīng)濟(jì)成本。開挖時(shí)需要注意其穩(wěn)定性，高邊坡穩(wěn)定數(shù)值模擬圖如圖1所示。

圖1 高邊坡開挖穩(wěn)定數(shù)值模擬

（2）自進(jìn)式錨桿對(duì)與高程130m及以上的邊坡要適當(dāng)?shù)南髌拢堰吰碌谋砻孢M(jìn)行平整度調(diào)整將坡面比削至1：1.2。高護(hù)邊坡每距離10m高程需要留有3m寬的馬道。坡面需要使用鋼筋混凝土框架梁，梁架的尺寸為0.3×0.4m，梁架間距離3.0×3.0m，框架梁的節(jié)點(diǎn)位置使用直徑為32mm的自進(jìn)式錨桿，錨桿的長度為30m，錨固長度12m，設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)設(shè)錨固段鉆孔直徑為150mm。為了使坡面擁有良好的額排水性，將坡面設(shè)計(jì)為PVC多孔排水管，每個(gè)管的直徑為10cm、長度為3m，每個(gè)框格內(nèi)設(shè)置一根，仰角角度為5°。設(shè)置多處排水溝于坡頂和馬道，排水溝則需要和排水的管網(wǎng)進(jìn)行銜接，錨桿安放位置案例如圖2所示。

圖2 自進(jìn)式錨桿安放位置案例

使用上述方案進(jìn)行加固后對(duì)邊坡整體的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，通過各種支護(hù)方式計(jì)算結(jié)果和支護(hù)強(qiáng)度及經(jīng)濟(jì)效益比較可以看出，常見的幾種邊坡支護(hù)方案使用支護(hù)之后，邊坡的穩(wěn)定性全部達(dá)到要求，但是考慮到經(jīng)濟(jì)效益和使用時(shí)的方便性我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)采用最終是選用了自進(jìn)式錨桿。根據(jù)分析自進(jìn)式錨桿方案在大型高邊坡的支護(hù)方式中，有著經(jīng)濟(jì)上的有事，同時(shí)施工過程中，更有利于運(yùn)輸和安裝，能夠?qū)⑹┕^(qū)域限制降到最小，極大的縮短工期[5]。與此同時(shí)，使用自進(jìn)式錨桿可極大的減少鉆孔和減少預(yù)應(yīng)力損失，使其獲得較強(qiáng)的支護(hù)能力，這樣可以說的上是大型高邊坡支護(hù)的較為理想設(shè)計(jì)方案。

4 結(jié)語

在設(shè)計(jì)高邊坡支護(hù)方案的過程中，邊坡工程的大小對(duì)設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量有著嚴(yán)重的影響，高邊坡具有治理費(fèi)用昂貴及很大的治理難度等問題，因此，具有良好效果的高邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)方案就變得更加重要。我們通常使用的高邊坡支護(hù)的主要設(shè)計(jì)方案包括：微型樁、半邊樁設(shè)計(jì)方案、坡率法設(shè)計(jì)方案、板樁墻設(shè)計(jì)方案等，這些方案都需要結(jié)合相應(yīng)的支護(hù)進(jìn)行高邊坡的加固，這些設(shè)計(jì)方案在相應(yīng)的情況下都可以結(jié)合自進(jìn)式錨桿進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣可以很大程度上減少治理的難度，降低治理時(shí)產(chǎn)生的費(fèi)用，確保高邊坡有良好的穩(wěn)定性，既保證設(shè)計(jì)的高質(zhì)量又保證施工的方便性。

通過使用自進(jìn)式錨桿對(duì)高邊坡進(jìn)行加固的設(shè)計(jì)施工方案可以看出來，如果是非常容易碎的巖層中進(jìn)行加固，使用普通錨桿不容易造孔，此時(shí)便顯示出了自進(jìn)式錨桿的優(yōu)越性，能夠?qū)@進(jìn)、錨桿安裝、注漿、錨固為一體的特征能有效應(yīng)對(duì)這種地質(zhì)。自進(jìn)式錨桿可有效地將一般鋼筋錨桿和部分預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行替換，可以說是一種非?？煽康难赝惧^固新技術(shù)，其應(yīng)用前景特別廣闊，并且不僅可以減少設(shè)計(jì)時(shí)的工作量還可以降低施工難度的同時(shí)保證工程質(zhì)量，高邊坡支護(hù)中使用自進(jìn)式錨桿必將是未來的主流趨勢。