錨固技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用分析

張海東

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)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(duì)于前期的地基工程等底層工程質(zhì)量有著更為嚴(yán)苛的要求。錨固技術(shù)是以實(shí)現(xiàn)提高基坑邊坡穩(wěn)定性為目的的一種技術(shù)手段，目前在巖土工程領(lǐng)域有著較為廣泛的應(yīng)用。錨固技術(shù)在具體施工中需要遵循多種原則，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該注意多種要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：錨固技術(shù)；巖土工程；應(yīng)用

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，各種單項(xiàng)工程的技術(shù)要求越來越高，技術(shù)一直處于一種不斷改良突破的狀態(tài)中。錨固技術(shù)在實(shí)際運(yùn)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(yīng)該進(jìn)一步從技術(shù)的原理、原則以及要點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行深入考慮，在長(zhǎng)期的實(shí)踐中不斷總結(jié)，進(jìn)一步提高技術(shù)含量。在面對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境時(shí)，為了保證邊坡的穩(wěn)定性，錨固技術(shù)的應(yīng)用就顯得尤為重要。

一、錨固技術(shù)概念解析

錨固技術(shù)主要包含兩個(gè)大的分類，一是預(yù)應(yīng)力錨桿（結(jié)構(gòu)示意圖如圖1），二是非預(yù)應(yīng)力錨桿。這兩大類各有各的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，在具體應(yīng)用中應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇。錨固技術(shù)在近些年的快速發(fā)展中，慢慢在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。其中有建筑工地、邊坡防護(hù)、水利工程、深坑基以及隧道施工等多個(gè)工程技術(shù)之中。該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于通過對(duì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、改善和優(yōu)化，減少建筑工程的結(jié)構(gòu)問題，進(jìn)一步提高工程的穩(wěn)定性能。

錨固技術(shù)中的預(yù)用力錨桿在應(yīng)用中相對(duì)廣泛，其主要原因在于可靠性高。就預(yù)用力錨桿在深基坑支護(hù)工程中的運(yùn)用來講，深基坑支護(hù)工程相比其他工程來說，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)和嵌固深度都要較高的要求，但是預(yù)用力錨桿能夠在減少嵌固深度的同時(shí)提高受力性能，能夠降低建筑材料的成本，縮短施工時(shí)間，同時(shí)也不失穩(wěn)定性。預(yù)用力錨桿分為錨頭、錨桿以及錨固體三部分。在實(shí)際應(yīng)用中，力量通過錨頭傳遞給結(jié)構(gòu)物，實(shí)現(xiàn)力量的穩(wěn)定轉(zhuǎn)移[1]。

二、錨固技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用原則

錨固技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用并不是隨意進(jìn)行，而是必須遵循一定的原則。主要遵循的三個(gè)原則為經(jīng)濟(jì)性原則、適用性原則以及實(shí)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(jì)性原則

首先，工程的建設(shè)質(zhì)量為首要前提，但是也不能忽視成本控制。每個(gè)項(xiàng)目開工之前都會(huì)進(jìn)行工程造價(jià)，所以在前期競(jìng)標(biāo)過程中，相關(guān)的建筑企業(yè)就要拿出合理的工程造價(jià)，而不是一味地降低成本來獲得最終的選擇權(quán)。經(jīng)濟(jì)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(duì)于成本的控制一般會(huì)從建筑材料的節(jié)儉以及優(yōu)化施工流程和施工技術(shù)入手。例如通過應(yīng)用合適的技術(shù)，可以進(jìn)一步降低人力、物力、財(cái)力的投入，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性原則的顯現(xiàn)。在選擇錨固技術(shù)時(shí)，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(shè)過程中，往往會(huì)面臨多項(xiàng)技術(shù)的選擇。在進(jìn)行選擇時(shí)一定要遵循適用性原則，通過對(duì)多種技術(shù)的分析、對(duì)比、評(píng)估，最終選擇最符合工程本身的技術(shù)。錨固技術(shù)是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)，包含兩大類。再繼續(xù)細(xì)分，仍可以劃分出多個(gè)要素。總之，錨固技術(shù)是一整套的流程性技術(shù)，貫穿流程的始終，對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)技術(shù)的選擇都需要遵循適用性原則。

（三）實(shí)踐性原則

技術(shù)的選擇并不是脫離實(shí)際的隨意選擇，在選擇相應(yīng)技術(shù)時(shí)一定要從施工的現(xiàn)場(chǎng)情況出發(fā)，考慮實(shí)際因素，進(jìn)而保障施工的順利性。通過對(duì)施工對(duì)象的全方面分析，然后考慮技術(shù)本身的適用范圍及效果特點(diǎn)，最后得出優(yōu)化方案。實(shí)踐性原則是一項(xiàng)重要的遵循原則，關(guān)乎工程建設(shè)的進(jìn)度以及工程造價(jià)。

三、錨固技術(shù)應(yīng)用的重要性分析

錨固技術(shù)目前在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，其在建筑行業(yè)的重要性地位日益凸顯。錨固技術(shù)應(yīng)用的重要性意義主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)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(jié)構(gòu)；三是提高建筑企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)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(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境和土層結(jié)構(gòu)等，而錨固技術(shù)中的自進(jìn)式錨桿更適用于復(fù)雜的底層，進(jìn)一步提高了施工的質(zhì)量。該技術(shù)在錨孔鉆造的效果通過不斷改造呈現(xiàn)一種更佳的趨勢(shì)，通過對(duì)受力狀態(tài)的不同實(shí)現(xiàn)技術(shù)的分類。

（二）力學(xué)作用

錨固技術(shù)的應(yīng)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(jié)構(gòu)物基底水平位移、預(yù)加固地基等作用，其中抵抗豎向位移作用多應(yīng)用于水池、車庫(kù)、水庫(kù)等坑洼式結(jié)構(gòu)物中，可有效減小坑洼式結(jié)構(gòu)體積，且因?yàn)閷?duì)錨固結(jié)構(gòu)施加了預(yù)應(yīng)力，當(dāng)?shù)叵滤细×Υ笥陬A(yù)應(yīng)力時(shí)，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(jì)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(jié)構(gòu)的基地面積（m2）；V為結(jié)構(gòu)體積（m3）；γ為結(jié)構(gòu)物材料的重度（kN/m3）。

抵抗傾倒作用主要應(yīng)用于壩工建筑中，其錨固力中心位于距轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)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(jié)構(gòu)抵抗傾倒的錨桿錨固力根據(jù)以下公式計(jì)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(jié)構(gòu)上的正負(fù)彎矩；tp為錨固力與轉(zhuǎn)動(dòng)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(yù)應(yīng)力錨桿加固邊坡，可在提供足夠抗滑力的同時(shí)，提高潛在滑移面上的抗剪強(qiáng)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(jié)構(gòu)物基底的水平位移作用多見于壩體等結(jié)構(gòu)物中，采用預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)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(jié)構(gòu)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(jìng)爭(zhēng)力

錨固技術(shù)在應(yīng)用中以其自身的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)施工方案的優(yōu)化，對(duì)于降低成本、減少人力、物力、財(cái)力等的投入具有重要作用。該項(xiàng)技術(shù)具有復(fù)雜性，如果建筑企業(yè)在實(shí)際施工中能夠正確運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)，能夠在節(jié)約成本的前提下，進(jìn)一步保證工程質(zhì)量，可謂是一舉兩得。通過技術(shù)的影響力，提高企業(yè)自身的市場(chǎng)形象，該技術(shù)的正確運(yùn)用是企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的一種體現(xiàn)。

四、錨固技術(shù)在巖土工程中應(yīng)用要點(diǎn)分析

錨固技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用施工流程如圖2所示，要點(diǎn)主要包含四個(gè)方面：一是鉆孔技術(shù)；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(shù)

鉆孔技術(shù)的應(yīng)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(jìn)行孔的直徑大小以及位置的合理選擇，確保孔洞之后不會(huì)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(dá)到鉆孔技術(shù)的最佳效果，對(duì)于相關(guān)儀器設(shè)備的選擇要謹(jǐn)慎，選擇質(zhì)量好的設(shè)備進(jìn)行施工，避免因設(shè)備的漏洞而出現(xiàn)施工質(zhì)量問題。對(duì)于鉆孔深度和直徑的選擇并不是簡(jiǎn)單的隨意選擇，而是要根據(jù)儀器設(shè)備測(cè)量出來的數(shù)值進(jìn)行科學(xué)合理分析，最終得出合適的鉆孔方案。針對(duì)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?xí)r，鉆孔要配備相應(yīng)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(shù)中的一種重要工具，通過對(duì)力的穩(wěn)定過渡，實(shí)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(yīng)該為空，而是要連接擋土墻或者其他的工程性結(jié)構(gòu)，確保力傳遞對(duì)象的準(zhǔn)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(shù)的運(yùn)用與錨桿本身有著密切的聯(lián)系，包括粗細(xì)、長(zhǎng)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(jìn)一步避免這種隱患的發(fā)生，在將錨桿進(jìn)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(shí)，錨桿的質(zhì)量也是關(guān)注的重點(diǎn)，錨桿的材料必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，否則其在之后的時(shí)間會(huì)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(shí)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(shí)，灌漿的水要符合要求。

（四）張力鎖定

運(yùn)用張拉設(shè)備，以張力和彈性作用于錨桿體上實(shí)現(xiàn)變形。在進(jìn)行張拉時(shí)，要注意檢查每一個(gè)錨具，之后分階段進(jìn)行[7]。

結(jié)語(yǔ)

經(jīng)濟(jì)建設(shè)的全面推進(jìn)，使得大量的建筑工程應(yīng)運(yùn)而生。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)土地資源的充分利用，很多建筑工程選址于較為復(fù)雜的環(huán)境進(jìn)行建設(shè)施工。巖土工程在實(shí)際建設(shè)中為了更好地應(yīng)對(duì)外部環(huán)境的嚴(yán)峻，更要充分利用和優(yōu)化錨固技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉德良.錨固技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)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(xué)概念問題分析[J].建材與裝飾，2017，（13）：41-42.

[3]夏全周.預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)施工的應(yīng)用研究[J].四川建材，2017，43（1）：141-142，144.

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

[5]孟令松.錨固技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用[J].消費(fèi)導(dǎo)刊，2017，（30）：8.

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

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