錨固技術在巖土工程中的應用分析

張海東

摘 要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，自然資源變得越來越緊張，在城市用地方面尤為突出。城市人口眾多。但是土地資源有限，在這種情況下，城市的建筑物一般都是高層的，高層建筑物對于前期的地基工程等底層工程質(zhì)量有著更為嚴苛的要求。錨固技術是以實現(xiàn)提高基坑邊坡穩(wěn)定性為目的的一種技術手段，目前在巖土工程領域有著較為廣泛的應用。錨固技術在具體施工中需要遵循多種原則，在實際應用中應該注意多種要點。

關鍵詞：錨固技術；巖土工程；應用

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，各種單項工程的技術要求越來越高，技術一直處于一種不斷改良突破的狀態(tài)中。錨固技術在實際運用中，雖然有一定的發(fā)展，但是還是存在一些問題。這些問題的解決應該進一步從技術的原理、原則以及要點出發(fā)進行深入考慮，在長期的實踐中不斷總結，進一步提高技術含量。在面對復雜的地質(zhì)環(huán)境時，為了保證邊坡的穩(wěn)定性，錨固技術的應用就顯得尤為重要。

一、錨固技術概念解析

錨固技術主要包含兩個大的分類，一是預應力錨桿（結構示意圖如圖1），二是非預應力錨桿。這兩大類各有各的優(yōu)勢特點，在具體應用中應該根據(jù)實際情況進行合理選擇。錨固技術在近些年的快速發(fā)展中，慢慢在各個領域得到廣泛運用。其中有建筑工地、邊坡防護、水利工程、深坑基以及隧道施工等多個工程技術之中。該項技術的優(yōu)點在于通過對結構的調(diào)整、改善和優(yōu)化，減少建筑工程的結構問題，進一步提高工程的穩(wěn)定性能。

錨固技術中的預用力錨桿在應用中相對廣泛，其主要原因在于可靠性高。就預用力錨桿在深基坑支護工程中的運用來講，深基坑支護工程相比其他工程來說，對支護結構和嵌固深度都要較高的要求，但是預用力錨桿能夠在減少嵌固深度的同時提高受力性能，能夠降低建筑材料的成本，縮短施工時間，同時也不失穩(wěn)定性。預用力錨桿分為錨頭、錨桿以及錨固體三部分。在實際應用中，力量通過錨頭傳遞給結構物，實現(xiàn)力量的穩(wěn)定轉移[1]。

二、錨固技術在巖土工程中的應用原則

錨固技術在巖土工程中的應用并不是隨意進行，而是必須遵循一定的原則。主要遵循的三個原則為經(jīng)濟性原則、適用性原則以及實踐性原則。三種原則在具體施工中要牢牢把握，這樣才能保證工程施工的順利。

（一）經(jīng)濟性原則

首先，工程的建設質(zhì)量為首要前提，但是也不能忽視成本控制。每個項目開工之前都會進行工程造價，所以在前期競標過程中，相關的建筑企業(yè)就要拿出合理的工程造價，而不是一味地降低成本來獲得最終的選擇權。經(jīng)濟性原則是在保證工程質(zhì)量的前提下所提出來的，要確保工程建造的成本控制在合理范圍內(nèi)。對于成本的控制一般會從建筑材料的節(jié)儉以及優(yōu)化施工流程和施工技術入手。例如通過應用合適的技術，可以進一步降低人力、物力、財力的投入，從而實現(xiàn)經(jīng)濟性原則的顯現(xiàn)。在選擇錨固技術時，要將成本因素考慮其中，選擇最優(yōu)方案。

（二）適用性原則

在工程的建設過程中，往往會面臨多項技術的選擇。在進行選擇時一定要遵循適用性原則，通過對多種技術的分析、對比、評估，最終選擇最符合工程本身的技術。錨固技術是一項復雜的技術，包含兩大類。再繼續(xù)細分，仍可以劃分出多個要素。總之，錨固技術是一整套的流程性技術，貫穿流程的始終，對每一個環(huán)節(jié)技術的選擇都需要遵循適用性原則。

（三）實踐性原則

技術的選擇并不是脫離實際的隨意選擇，在選擇相應技術時一定要從施工的現(xiàn)場情況出發(fā)，考慮實際因素，進而保障施工的順利性。通過對施工對象的全方面分析，然后考慮技術本身的適用范圍及效果特點，最后得出優(yōu)化方案。實踐性原則是一項重要的遵循原則，關乎工程建設的進度以及工程造價。

三、錨固技術應用的重要性分析

錨固技術目前在多個領域得到廣泛應用，其在建筑行業(yè)的重要性地位日益凸顯。錨固技術應用的重要性意義主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是有利于提高工程質(zhì)量；二是大大改善了支柱的受力結構；三是提高建筑企業(yè)的核心競爭力。

（一）有利于提高工程質(zhì)量

巖土工程在施工中面臨著極其復雜的地質(zhì)環(huán)境和土層結構等，而錨固技術中的自進式錨桿更適用于復雜的底層，進一步提高了施工的質(zhì)量。該技術在錨孔鉆造的效果通過不斷改造呈現(xiàn)一種更佳的趨勢，通過對受力狀態(tài)的不同實現(xiàn)技術的分類。

（二）力學作用

錨固技術的應用可起到抵抗豎向位移、抵抗傾倒、控制地下洞室圍巖變形和防止塌落、阻止底層剪力破壞、抵抗結構物基底水平位移、預加固地基等作用，其中抵抗豎向位移作用多應用于水池、車庫、水庫等坑洼式結構物中，可有效減小坑洼式結構體積，且因為對錨固結構施加了預應力，當?shù)叵滤细×Υ笥陬A應力時，就可發(fā)揮抵抗豎向位移的作用[2]，與上浮李相抗衡的錨桿錨固力根據(jù)以下公式計算：

式中m為抵抗上浮力的安全系數(shù)（1.05～1.20）；h為基底以上的地下水位（m）；F為結構的基地面積（m2）；V為結構體積（m3）；γ為結構物材料的重度（kN/m3）。

抵抗傾倒作用主要應用于壩工建筑中，其錨固力中心位于距轉動點的最大距離處，以此用最小的錨固力產(chǎn)生較大的抗傾倒彎矩，壩體、工結構抵抗傾倒的錨桿錨固力根據(jù)以下公式計算：

式中m為抵抗傾倒的安全系數(shù)；M（+）、M（-）為錨固前作用于結構上的正負彎矩；tp為錨固力與轉動邊間的垂直距離。

阻止地層剪切破壞主要見于邊坡工程中，例如采用預應力錨桿加固邊坡，可在提供足夠抗滑力的同時，提高潛在滑移面上的抗剪強度，從而阻止坡體的位移[3]，加固后邊坡安全系數(shù)提高，提高后的安全系數(shù)

，式中△N為作用于一條剪切面上的重量G的垂直分布； ，為剪切面的摩擦系數(shù)；c為剪切面上的粘接力； 為剪切面寬度； 為作用于一條剪切面上的重量G的切向分布；Pn為錨桿錨固力的垂直分布；Pt為錨桿錨固力的切向分布。

抵抗結構物基底的水平位移作用多見于壩體等結構物中，采用預應力錨固技術要求的垂直于基底的錨固力 ，式中m為剪切

破壞安全系數(shù)；T為是結構產(chǎn)生水平位移的平行于基底的切向力總和（kN）； ，為基底面的摩擦系數(shù)；N為垂直作用在基底平面的力的總和（kN）。

（三）提高建筑企業(yè)的核心競爭力

錨固技術在應用中以其自身的優(yōu)勢實現(xiàn)施工方案的優(yōu)化，對于降低成本、減少人力、物力、財力等的投入具有重要作用。該項技術具有復雜性，如果建筑企業(yè)在實際施工中能夠正確運用該項技術，能夠在節(jié)約成本的前提下，進一步保證工程質(zhì)量，可謂是一舉兩得。通過技術的影響力，提高企業(yè)自身的市場形象，該技術的正確運用是企業(yè)核心競爭力的一種體現(xiàn)。

四、錨固技術在巖土工程中應用要點分析

錨固技術在巖土工程中的應用施工流程如圖2所示，要點主要包含四個方面：一是鉆孔技術；二是錨桿桿體的位置；三是灌漿施工；四是張力鎖定。

（一）鉆孔技術

鉆孔技術的應用受到外部環(huán)境的影響極大，在具體鉆孔過程中，要根據(jù)不同的土質(zhì)進行孔的直徑大小以及位置的合理選擇，確保孔洞之后不會出現(xiàn)坍塌等問題。除此之外，在鉆孔的過程中要盡力降低鉆孔周期，避免受到外部壓力的作用[4]。為達到鉆孔技術的最佳效果，對于相關儀器設備的選擇要謹慎，選擇質(zhì)量好的設備進行施工，避免因設備的漏洞而出現(xiàn)施工質(zhì)量問題。對于鉆孔深度和直徑的選擇并不是簡單的隨意選擇，而是要根據(jù)儀器設備測量出來的數(shù)值進行科學合理分析，最終得出合適的鉆孔方案。針對不同土質(zhì)，鉆孔的方案也不盡相同。例如：土質(zhì)為泥沙質(zhì)土時，鉆孔要配備相應的套管，避免孔洞坍塌或者出現(xiàn)涌水的情況。

（二）錨桿桿體位置

錨桿是錨固技術中的一種重要工具，通過對力的穩(wěn)定過渡，實現(xiàn)最終的施工目的。為了保證工程的質(zhì)量，錨桿桿體放置的位置也是有講究的。一方面，放置錨桿的一端不應該為空，而是要連接擋土墻或者其他的工程性結構，確保力傳遞對象的準確性。另一方面，錨固要放置于地基的巖層中，為了確保最后錨固的穩(wěn)定性，不能僅僅把錨固或者注漿管放于鉆孔中，而是要將兩者一同放入鉆孔中。除此之外，錨固技術的運用與錨桿本身有著密切的聯(lián)系，包括粗細、長度以及套管的使用等等。此外，滑移是一種常見的安全隱患。為了進一步避免這種隱患的發(fā)生，在將錨桿進行放入之前要全面檢查桿體的質(zhì)量，地下工程的四周的壁壘也要挖出來。同時，錨桿的質(zhì)量也是關注的重點，錨桿的材料必須符合相關標準要求，否則其在之后的時間會出現(xiàn)斷裂、腐爛等問題，大大降低工程的使用壽命[5，6]。

（三）灌漿施工

灌漿施工時要注意溫度的變換，切記一定要一次性完成，不要分階段。同時，灌漿的水要符合要求。

（四）張力鎖定

運用張拉設備，以張力和彈性作用于錨桿體上實現(xiàn)變形。在進行張拉時，要注意檢查每一個錨具，之后分階段進行[7]。

結語

經(jīng)濟建設的全面推進，使得大量的建筑工程應運而生。為了實現(xiàn)對土地資源的充分利用，很多建筑工程選址于較為復雜的環(huán)境進行建設施工。巖土工程在實際建設中為了更好地應對外部環(huán)境的嚴峻，更要充分利用和優(yōu)化錨固技術。

參考文獻：

[1]劉德良.錨固技術在巖土工程中的應用[J].建材與裝飾，2018，（13）：224.

[2]王貴森.巖土錨固工程的若干力學概念問題分析[J].建材與裝飾，2017，（13）：41-42.

[3]夏全周.預應力錨桿技術施工的應用研究[J].四川建材，2017，43（1）：141-142，144.

[4]徐金鑒.錨固技術在巖土工程中的應用[J].工程技術研究，2017，（7）：22-23.

[5]孟令松.錨固技術在巖土工程中的應用[J].消費導刊，2017，（30）：8.

[6]徐金鑒.錨固技術在巖土工程中的應用[J].工程技術研究，2017，（7）：22-23.

[7]林勸利.關于巖土工程施工中錨固技術的深入研究[J].建材與裝飾，2015，（49）：50-51.