錨固巖土邊坡支護應(yīng)用解析

楊云山

摘要：隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，巖土工程建設(shè)逐漸增多。為做好巖土工程施工加固工作，錨固技術(shù)已成為不可缺少的一部分，并在邊坡支護中發(fā)揮著重要作用。

關(guān)鍵詞：錨固巖土;邊坡支護;應(yīng)用

邊坡在開挖過程中一旦失穩(wěn)，將引發(fā)滑塌等事故，影響正常施工，造成人員傷亡和經(jīng)濟損失。巖土錨固技術(shù)是目前邊坡支護中最常用的方法，它能從根本上保證邊坡的穩(wěn)定性及整體性，并且具有施工方便、成型速度快的優(yōu)勢。

一、巖土錨固技術(shù)概念與力學(xué)特性

巖土錨固技術(shù)是將受拉桿件埋入巖土層，對巖土邊坡進行加固的技術(shù)。其功能是提供作用在巖土層上的抗力，以承受外部荷載，在錨固層上產(chǎn)生壓應(yīng)力區(qū)，加固巖土層，增強巖土層整體強度。邊坡防護通過錨桿與巖土層連接，形成復(fù)合結(jié)構(gòu)，共同承擔(dān)主動土壓力，從而提高巖土承受拉力及剪力的能力。

二、錨固效果影響因素

1、錨桿材料。錨固力的產(chǎn)生受錨桿體的影響，錨桿材料影響桿體強度及桿體與粘合劑之間的強度，若強度不夠，錨桿則會失效。為提高錨固效果，要選擇合適的錨桿材料，常見材料包括：①鋼筋是錨桿主要組成要素，材質(zhì)為鐵、碳、錳、硅等。大多數(shù)鋼筋為圓形，包括光滑和螺紋等。②高強度鋼絲。這種鋼絲經(jīng)特殊處理后實現(xiàn)，其抗拉強度大多在1000N/mm以上，主要用于高抗拉要求的工程。

2、錨桿結(jié)構(gòu)。鋼筋錨桿作為錨桿的主要制作材料，具有豐富的使用結(jié)構(gòu)和良好的錨固效果。以非預(yù)應(yīng)力錨桿和預(yù)應(yīng)力錨桿為例，其區(qū)別在于錨桿安裝后能否立即提供支護抵抗力，即非預(yù)應(yīng)力錨桿可立即提供支護抵抗力，預(yù)應(yīng)力錨桿只能在錨桿位移后提供支護抵抗力，但應(yīng)用于地下工程時，其應(yīng)用效果相反。非預(yù)應(yīng)力錨桿軸力與位移長度關(guān)系密切，預(yù)應(yīng)力錨桿軸力與位移長度無關(guān)。因此，錨桿結(jié)構(gòu)與錨固效果存在密切關(guān)系。此外，縫管錨桿屬于一種新型的鋪桿結(jié)構(gòu)，由托盤擋環(huán)和開縫鋼管組成，安裝后立即提供支護抵抗力，有效防止圍巖變形，時間越長，錨桿錨固力越持久。

三、鋪固巖土邊坡支護技術(shù)應(yīng)用要點

一般來說，巖土錨固技術(shù)可分為預(yù)應(yīng)力錨索邊坡、短錨桿和錨桿加固等，具有廣泛的應(yīng)用范圍和良好的應(yīng)用效果，能有效縮短工程工期，節(jié)約總投資，特別是在工程竣工后期減少維護管理費用，而且長期保持基坑和邊坡的穩(wěn)定性、安全性和耐用性，具有重要價值作用。同時，錨固技術(shù)利用錨桿來提高施工區(qū)抗剪力且傳遞結(jié)構(gòu)間拉心力，以確保工程穩(wěn)定性。錨固效果與錨桿和預(yù)應(yīng)力錨索密切相關(guān)，即錨桿和預(yù)應(yīng)力錨索用于增加滑面摩擦阻力，加大滑面法向力，或使用錨桿和預(yù)應(yīng)力錨索減小下滑力。

因此，在實際施工中，技術(shù)人員主動改變傳統(tǒng)工作理念，將相同長度和密度錨桿和預(yù)心力錨索同時放入巖體中，以確保巖體作用時錨固件處于同時作用狀態(tài)，提高巖體強度，彌補巖體強度不足，并將錨桿與預(yù)心力錨索組成復(fù)合體后打入巖體內(nèi)，提高巖體抗拉、抗剪強度，防止巖體破損，提高其整體剛度，保證巖體邊坡穩(wěn)定性。

1、預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)。其指在建設(shè)混凝土結(jié)構(gòu)時，將錨固設(shè)于坡體內(nèi)巖體的錨索技術(shù)。當(dāng)坡體穩(wěn)定性差時，封面施加一定預(yù)應(yīng)力，擠壓穩(wěn)定性差的松散巖體，提高巖體間正壓力、摩擦力和抗滑力，有效控制邊坡的失穩(wěn)，確保邊坡處于長期穩(wěn)定狀態(tài)。預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)具有明顯優(yōu)勢和廣泛的應(yīng)用范圍，如高邊坡或深基坑開挖等，能有效減少開挖量，保證邊坡穩(wěn)定性，為巖土工程順利施工提供依據(jù)。

2、噴混凝土護坡技術(shù)。它作為巖土錨固技術(shù)的主要部分，在巖土邊坡治理中發(fā)揮著重要作用。噴混凝土護坡技術(shù)優(yōu)勢明顯，能提高施工效率，加快施工速度，擺脫模板限制，應(yīng)用范圍廣，將混凝土運輸、澆筑、振搗等有機結(jié)合，實現(xiàn)機械化高效施工，屬于新型錨固技術(shù)。此外，噴混凝土護坡技術(shù)具有沖擊速度快、臨時支護效果好、成本低。

四、錨固巖土邊坡支護應(yīng)用效果

1、工程概況。某項目擬建建筑為6棟高層住宅樓、1棟配套附屬樓和1層地下室。其中，2棟15F高層建筑、2棟21F高層建筑、2棟24F高層建筑和1棟2F低層建筑。地下室層高為3.90m。場地地層結(jié)構(gòu)為人工填土;第四系殘坡積粉質(zhì)粘土層、含粘土碎石，下基巖為前震旦系雙橋山群千枚巖。

2、三維數(shù)值模型的建立。通過長期的實際工作可知，為保證邊坡穩(wěn)定，以往數(shù)值模擬多采用二維分析法，但這種方法帶來的效果與實際情況相差甚遠，加之邊坡原有形態(tài)不規(guī)則，所以要使用三維數(shù)值模擬來完成分析并得出結(jié)論。因此，有必要應(yīng)用三維數(shù)值模型。研究發(fā)現(xiàn)，計算網(wǎng)格會影響計算結(jié)果準(zhǔn)確性。因此，為保證邊坡巖體的良好力學(xué)狀況，要進一步細化各區(qū)域網(wǎng)格。同時，為加強對偏遠地區(qū)的管理，應(yīng)采用大尺寸網(wǎng)格。

3、邊坡無支護計算結(jié)果。為做好邊坡支護設(shè)計，先要對無支護邊坡進行計算分析。

①水平位移。邊坡開挖完后，在開挖卸荷影響下，需向第四層及以上的邊坡根據(jù)橫向水平位移指向，最大位移值控制在4.8mm左右，前三級邊坡最大位移值控制在1.6mm左右。

②垂直位移。開挖后，在開挖卸荷作用下，邊坡鉛直多呈向上回彈模式。由于坡頂開挖卸荷應(yīng)力小，鉛直回彈位移也會減小，邊坡最大鉛直也出現(xiàn)在第一級邊坡上。

③邊坡應(yīng)力分析。對于邊坡開挖，開挖后，第三極邊坡平臺下部常出現(xiàn)在附近巖體中，其巖體拉應(yīng)力相對小。

4、邊坡及時支護開挖成果。要了解邊坡及時支護開挖成果，應(yīng)從水平位移、垂直位移以及邊坡應(yīng)力等方面分析。

5、邊坡錨固效應(yīng)。在無支護開挖下，邊坡巖體將受到卸載的影響，巖體往往會隨著應(yīng)力的釋放而產(chǎn)生一定的卸荷回彈，導(dǎo)致巖體被擠出。同時還發(fā)現(xiàn)，大多存在塑性分布位置和范圍大小始終變化情況，邊坡出現(xiàn)危險點后，應(yīng)重視第三步開挖，這將增加邊坡開挖的整體性。一般來說，邊坡支護開挖將出現(xiàn)兩個時間點，此時邊坡將出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，其整體性能也將受到影響。

總之，邊坡支護有利于預(yù)防嚴重的地質(zhì)災(zāi)害，而且能保護修復(fù)后的公路或周邊臨近已建建筑、構(gòu)筑物等不受破壞。在巖土工程中，由于工程的特殊性，經(jīng)常涉及邊坡支護問題。為做好巖土邊坡支護，將錨桿應(yīng)用于錨固工程中，能有效提高工程質(zhì)量。因此，有必要研究錨固巖土邊坡支護的應(yīng)用。

參考文獻

[1]李志軍.錨固巖土邊坡支護應(yīng)用研究[J].建材與裝飾，2016（10）.