巖土工程中的錨固技術(shù)探究

曲世才

遼寧省第六地質(zhì)大隊(duì)有限責(zé)任公司

作為一種在巖土工程中非常常見(jiàn)的技術(shù)，錨固技術(shù)近年來(lái)在水利工程、高層建筑以及隧道工程中的到了非常廣泛的應(yīng)用。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑行業(yè)的技術(shù)水平也在不斷提升，錨固技術(shù)因?yàn)楸旧砭哂幸欢ǖ膹?qiáng)度，在節(jié)約材料、實(shí)現(xiàn)成本控制的同時(shí)，更能保障巖體本身的穩(wěn)定性，故而能夠頗為有效地解決目前巖土工程中的穩(wěn)定性問(wèn)題，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各類施工現(xiàn)場(chǎng)，有著非常廣闊的應(yīng)用前景。

一、巖土工程中錨固技術(shù)應(yīng)用時(shí)存在的問(wèn)題

錨固技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵，在于對(duì)錨固機(jī)理進(jìn)行正確且全面的認(rèn)知。錨固機(jī)理主要包括兩部分內(nèi)容，一是單根錨固本身的受力問(wèn)題、一是錨固對(duì)巖土體的加固作用，雖然目前圍繞錨固作用已經(jīng)出現(xiàn)了很多解釋，但是相對(duì)而言這些解釋都是非常牽強(qiáng)和表面化的，內(nèi)容帶有一定的主觀性色彩。

鑒于此，當(dāng)前所應(yīng)用的錨固技術(shù)大多是基于經(jīng)驗(yàn)所總結(jié)的，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中還存在一些盲點(diǎn)，而這些盲點(diǎn)恰恰也是影響和妨礙錨固技術(shù)能夠朝著科學(xué)化進(jìn)行發(fā)展的根本性原因，更是有待解決的重要問(wèn)題。除卻人為因素，保障巖土工程施工質(zhì)量還包括配應(yīng)用配套性良好的機(jī)械設(shè)備和施工手段、科學(xué)的驗(yàn)收規(guī)定和策略——兩種方法。但相對(duì)而言，目前對(duì)巖土工程施工重要性的認(rèn)知卻存在不足，一方面，巖土工程施工前存在不少未知因素，另一方面，巖土材料的破壞本身具有循序漸進(jìn)的特點(diǎn)。而監(jiān)測(cè)行為既可以確定“黑灰箱”的存在，還能讓巖土工程發(fā)展到較為先進(jìn)的水平，為后續(xù)施工進(jìn)行條件和手段的預(yù)測(cè)。

當(dāng)下，盡管監(jiān)測(cè)工作有所推進(jìn)，但其所起到的反饋?zhàn)饔煤椭笇?dǎo)效果不盡如人意，歸根到底在于施工和管理人員的綜合素質(zhì)、理論修養(yǎng)偏低，監(jiān)測(cè)重要性認(rèn)知不足，在沒(méi)有正確方法導(dǎo)引的情況下，很難讓錨固技術(shù)有更快速發(fā)展，更好的解決問(wèn)題。

二、巖土工程中錨固技術(shù)的現(xiàn)狀

（一）國(guó)內(nèi)的配套錨固施工機(jī)具得到顯著發(fā)展

無(wú)論是地面工程還是地下巖土的錨固，鉆孔都必然會(huì)花費(fèi)一筆不菲的成本，而且在很大程度上會(huì)制約施工進(jìn)度。因此，首先要進(jìn)一步完善當(dāng)前的隧道錨桿鉆孔，確保嚴(yán)格采用先進(jìn)的施工工藝和技術(shù)，如此才能確保施工效率的顯著提升。

其次，要積極發(fā)展深度鉆孔工具并加強(qiáng)對(duì)其的應(yīng)用，目的在于更好地適應(yīng)大跨度隧洞工程，所需的周邊巖土的加固；

再次，在地面錨固器具的選擇上，要盡可能快地研制出多功能、全方位的土層錨桿鉆機(jī)；

最后，預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)朝著多功能的方向前行，不可以直接用來(lái)鉆孔、裝配，條件允許的情況下，盡可能集張拉和注漿于一體，慢慢朝著輕型化和高效化發(fā)展，更好地滿足目前巖土工程巖石邊坡錨固的需求。

（二）錨桿結(jié)構(gòu)和錨固工藝的簡(jiǎn)單化、多樣化

隨著縫管錨桿、脹管錨桿等結(jié)構(gòu)變得越來(lái)越簡(jiǎn)單、安裝越來(lái)越方便，其在各類工程項(xiàng)目中的作用也得到進(jìn)一步發(fā)揮，在諸如水利、邊坡、隧道等巖土項(xiàng)目當(dāng)中，被不斷利用。因?yàn)楣δ艿莫?dú)特性，壓錨桿和自鉆錨桿可以廣泛應(yīng)用于各類較為疏松的地面，有著非常廣闊的發(fā)展前景。因?yàn)槎胃邏汗酀{錨桿、端部擴(kuò)大型錨桿、多鈴形錨桿本身的承重能力較強(qiáng)，故在基坑支擋中的應(yīng)用范圍，也會(huì)越來(lái)越廣。

就實(shí)際情況而言，巖土錨固主要是通過(guò)預(yù)埋在底層當(dāng)中的錨索，把底層和結(jié)構(gòu)物緊緊聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及底層強(qiáng)度的提升，在改善巖土應(yīng)力狀態(tài)的情況下，全面提高建筑的穩(wěn)定性。錨索一般以組群形式出現(xiàn)，為了收獲理想的加固效果，巖土工程中實(shí)際涉及的錨索數(shù)量少則數(shù)根、多則上千。預(yù)應(yīng)力錨索在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，大多通過(guò)主動(dòng)調(diào)節(jié)天然力場(chǎng)和預(yù)應(yīng)力場(chǎng)的疊見(jiàn)程度、范圍，來(lái)降低或者直接消除巖土工程地質(zhì)當(dāng)中的剪應(yīng)力和拉應(yīng)力，緩解應(yīng)力集中的現(xiàn)象與問(wèn)題，保障工程施工的穩(wěn)定性、安全性以及工程結(jié)構(gòu)的受力合理。

錨索結(jié)構(gòu)和底層緊密相連，將充分利用和改造巖土工程的質(zhì)地，充分利用巖土抗剪強(qiáng)度平衡結(jié)構(gòu)物的拉力，來(lái)積極調(diào)節(jié)巖土自身的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，在一定程度上節(jié)約了建筑材料的投資和成本。鑒于錨索本身是一種經(jīng)濟(jì)和高效的加固技術(shù)，其可以在減少被錨固體擾動(dòng)的情況下，達(dá)到加固和提升穩(wěn)定性的目的，既減少了工程量，也為機(jī)械化施工創(chuàng)造了理想的條件。

（三）預(yù)應(yīng)力錨索的損害度不斷降低

為了保障錨桿可以在巖土當(dāng)中，長(zhǎng)期保持化學(xué)性能和穩(wěn)定的應(yīng)力，必須針對(duì)鋼材松弛、地層蠕變、變異荷載狀態(tài)下的預(yù)應(yīng)力錨桿應(yīng)力變化規(guī)律、溫度及沖擊荷載、保持允許應(yīng)力值的方法展開(kāi)深入分析和研究；另一方面，還要對(duì)現(xiàn)有錨桿的防腐技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，要根據(jù)其服務(wù)年限的長(zhǎng)短，已有的腐蝕程度，提出不同級(jí)別的腐蝕標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而進(jìn)行針對(duì)性的預(yù)防措施，確保簡(jiǎn)單可行。

三、巖土錨固工程技術(shù)的發(fā)展對(duì)策

巖土錨固工程技術(shù)的發(fā)展對(duì)策主要包括兩個(gè)維度的內(nèi)容：

首先，在與巖土工程有關(guān)的記載當(dāng)中，錨固技術(shù)有著非常悠久的歷史。尤其是英國(guó)，早在十九世紀(jì)末，就已經(jīng)應(yīng)用了這種技術(shù)，而后續(xù)將此種技術(shù)不斷深入研發(fā)、并推廣全球的，則是美國(guó)；

其次，巖土工程中錨固技術(shù)的應(yīng)用，在我國(guó)可以追溯到20世紀(jì)50年代。當(dāng)然在當(dāng)時(shí)，很多原因促使這些技術(shù)僅僅停留在簡(jiǎn)單的應(yīng)用層面，并沒(méi)有足夠的人力、物力和財(cái)力對(duì)其進(jìn)行開(kāi)發(fā)和拓展，直到后續(xù)的反復(fù)探索和學(xué)習(xí)，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用才有些許進(jìn)步。技術(shù)改造之余，從上個(gè)世紀(jì)八十年代開(kāi)始，這些技術(shù)也開(kāi)始在國(guó)內(nèi)得到了廣泛的推廣，并相應(yīng)地生成了一套完備的學(xué)習(xí)系統(tǒng)。

總而言之，巖土工程中錨固技術(shù)的應(yīng)用具有良好的契合性。但不可否認(rèn)，其在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中仍然暴露出很多問(wèn)題，對(duì)于現(xiàn)有的施工質(zhì)量產(chǎn)生一定影響，故而必須對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行深入分析和有效解決。另一方面，錨固技術(shù)的應(yīng)用，必須基于巖土工程進(jìn)行技術(shù)調(diào)整，以確保后期的施工質(zhì)量，全面提升項(xiàng)目的效益。