中空自鉆式錨桿技術在邊坡支護工程中的作用分析

□邵紅艷（貴州水利水電勘測設計研究院）

隨著改革開放進程的大步邁進，我國的經濟水平持續發展，工程建造業蓬勃興旺，隨之而來的各種依山而建的工程也層出不窮。在這樣的條件下，對于如何解決山體的坍塌、滑坡等問題，就顯得十分重要。在目前實施的邊坡支護的技術中，可以說，種類繁多，各式各樣。在這其中，自鉆式中空錨桿的使用，是近年來越來越受到重視的新技術。中空自鉆式錨桿是一種多功能的錨桿，其結構已經把鉆進、注漿、錨固等功能結合為一體，對在復雜土層施工的錨固能力更加強大。

1.認識中空式自鉆錨桿

自鉆式中空錨桿的結構由中空鉆桿、鉆頭、止漿塞、墊板、螺母等5部分組成。自鉆式中空錨桿的技術特點是，它的主體部分是一種中空的錨桿，在實際的使用中，可充當鉆桿及注漿管。在注漿前可利用其中空的特性，吹除鑿巖施工后形成的粉塵。其中空錨桿，可充當漿液灌注的管道，注漿時漿液通過中空錨桿從鉆頭噴出，從而使錨桿能夠與周圍的巖土緊密凝固，對欲支護的巖坡等環境實現加固的目的，同時也避免了傳統施工工藝注漿管拔出時造成的砂漿流失。在中空錨桿體頭裝上硬質合金鉆頭，用錨桿體代替鉆桿進行鉆進，釬尾連接桿把錨桿體和鑿巖機相連，用鑿巖機鑿孔至設計錨桿深度后，安裝止漿塞、墊板、螺母后，進行注漿。鉆頭的大小可控制鉆孔的大小，一般鉆孔的尺寸約為錨桿直徑的2～3倍。它是集鉆孔、注漿、錨固等多功能的新型高科技支護產品。桿體長短靈活，具有加接延長的特性，不僅適用于鐵路、隧道、礦山、水利樞紐、邊坡、堤壩、橋基、江海湖河邊、高層建筑基礎及建筑物加固等工程；更適用于地基下沉、塌孔、裂縫、坍塌、滑坡等地質災害的治理。同時在狹窄的環境內施工極為方便，具有其它錨固材料無法替代的效果。下面，本文將針對中空自鉆式錨桿在邊坡加固中的作用，以某公路的施工為例，對中空自鉆式錨桿技術的操作過程及在邊坡支護中產生的作用，進行一次較為全面的介紹。

2.工程實例

以某取水口邊坡的施工為例，在開挖過程中，洞臉以上邊坡因受風化嚴重，上部發生破碎，土層溜坍，使鉆桿不能正常使用，且開挖部位極易坍塌，施工較為困難。根據此情況，對現場地質進行勘測，得出結論，此路段邊坡整體穩定，但局部結構面存在不穩定塊體及有順層滑落可能。所以，采取自進式中空錨桿對洞臉以上邊坡進行支護,錨桿長度為6m,間距1.5m×1.5m,傾角20°,坡面鋪設φ8@20cm×20cm鋼筋網,噴射15cm厚C25混凝土,其裝配方式如圖1：

圖1 裝配方式圖

施工過程：首先是施工的準備工作，為潛孔鉆機修一條行駛便道，便道要求寬3m左右，坡度控制在30%，而施工場地需4m×5m。根據需要搭設工作平臺或搭設腳手架，以便操作。操作平臺搭設完成后，就可以由測量后確定的孔位處，開始進鉆。根據地形及地質情況，調整好鉆機的鉆進角度。在潛孔鉆套上專用的纖尾套，將錨桿與纖尾套連接牢固，并在第一節錨桿的前端套上鉆頭，并根據地質情況確定錨桿的長度，以現場拼接錨桿。當一節錨桿鉆進后，在前一節錨桿的尾部套上帶有人工涂抹潤滑劑的連接套后再連接好后一節錨桿，直到每根錨桿鉆到需要長度。進鉆時要對速度進行合理控制，減少沖擊的次數，多回轉，以防止破碎巖石對鉆頭水孔造成堵塞。在堵塞發生后，會使鉆孔出水斷流，此時則需要將錨桿作50cm的反復進出，進行掃孔，以保證錨桿水孔的貫通。鉆進過程結束后，要利用風壓對鉆孔進行沖洗，去除鉆進過程中產生的粉塵。然后可將鉆機卸下，斷開與錨桿的連接。此時，錨桿的一端外露，通過快速注漿接頭將錨桿尾端注漿泵相連，啟動灰漿攪拌機，人力將水泥和其他外加劑材料按配合比配制好，輸入到攪拌器中進行加水攪拌。攪拌均勻。

然后，利用空氣壓力來檢查錨桿孔是否暢通,調節水流量計使水泥漿的水灰比至設計值,純水泥漿由水泥、水、膨脹劑、速凝劑組成,水灰比為0.4～0.5,膨脹劑使漿液結石體體積膨脹3%～4%。同時,要保證能夠連續注漿，漿液均勻。此時要注意觀察壓力表，當壓力達到設計標準并且從止漿塞邊隙涌出的漿液與注入的漿液粘稠度相同的時候，就可以停止注漿。

此時應該注意，如施工需要進行爆破作業，必須在漿液的強度達到設計強度的70%的情況下，才能進行爆破。若在強度不夠的情況下，在20m的范圍內不得爆破作業。接下來需要再進行錨固，將拱形墊板套在錨桿外露部分，與地表或巖層密貼，在墊板外上好球形螺母。當以上工作進行完畢后，則可進行場地的清理。整個施工流程如圖2。

圖2 施工流程圖

施工完成后，對該項施工的成果，進行了測試，依據目前的科學計算方法得出最終結論,加固體的各項指標數值均達到或超過原設計要求的指標。采用中空自鉆式錨桿進行邊坡加固的施工，較之曾經的傳統工藝，顯示出了較大的優勢，在漿液的灌注中，能夠充分的把錨桿周圍的被松動土質填充，使錨固體的直徑得到了最大程度的擴展。從而提高了加固體的承載能力。

3.施工中的注意事項

在施工過程中，為最大限度的達到設計標準要求，應遵循以下原則：

3.1 用作自進式錨桿的鋼管規格、尺寸和材質均應符合設計要求。施工環境一定要符合標準，必須作到場地平整，處理好施工便道的坡度，保證機械的安全運行。使風壓管路暢通，不發生阻滯。要準確掌握施工現場的情況，如施工巖土層的土質、密實程度及當時的氣溫等條件來選擇錨桿的型號及操作方式、漿液的配合比、鉆頭的種類等。在進行鉆孔的過程中，必須要注意鉆桿露出部分的長度，為安裝拱形墊板和球形螺母預留出足夠的空間，以增大錨桿抗拔力和粘結力，使加固體的強度增加。在大多數的情況下，包括對地表坍塌的治理、地基加固，還是隧道工程的支護，一般錨桿間距應設置為1m，呈梅花形布置或根據實際情況將間距增大。

3.2 注漿時灰砂比的參考值為1：0～1：1，水灰比的參考值為0.45：1～0.5：1，注漿程度根據注漿飽滿且壓力達到設計值，注意注漿質量。一般情況下漿液擴散半徑為0.6～0.7m，注漿壓力可控制在10MPa。止漿塞的安裝位置，應設置在距離孔口的內部25cm處，在特殊情況下如注漿壓力過大或圍巖過于破碎時，也可利用錨固劑對孔口進行封堵。關于鉆頭類型的選用原則為：巖石部位要選用柱齒鉆頭，松散土及軟土要選用十字形鉆頭，粘性土要選用錐形鉆頭。鉆頭與錨桿直徑的配套使用關系為R25IV：X42,R32IV：X51，R38IV：X76，錨固區直徑為（1.5～2.5）倍鉆頭直徑。自進式錨桿為注漿錨桿，按注漿錨桿檢查方法、數量、合格標準執行。

4.結語

通過對以上自進式錨桿加固邊坡工程施工的過程中我們能看到,如在邊坡的巖土土質非常松散，易破碎的情況下，利用傳統的加固方式，不易鉆孔，除進鉆受阻外，形成的鉆孔也極易坍塌，采用中空自鉆式錨桿則能非常有效的克服以上的困難，充分顯示出該項技術所具有的絕對優越性。中空自鉆式錨桿的出現，比過去的鋼筋錨桿和一些預應力錨桿更加可靠、方便。從而充分說明這是一項具有廣闊的發展前景的技術，在今后的社會建設活動中，一定會更多的發揮作用。

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