巖土工程邊坡治理錨固技術探析

張謙 白玉雙

(河北正拓巖土工程有限公司 河北廊坊 065000)

相對比起部分西方發達國家，我國對巖土錨固技術的研究盡管起步較晚，但也有了充足的發展，相關人員不斷加大對相應問題的研究力度并結合實際情況對其進行改革與創新，現階段已經取得了較大成果。相比于其發展之初，巖土保護技術的現代性及先進性更強，而且其應用也越來越廣泛，只是在應用過程當中仍然存在諸多問題，需要相關人員重視。

1 巖土錨固技術的特點

巖土錨固技術在應用過程當中所涉及的內容較多，流程較為復雜。目前，我國多數巖土錨固技術的主要作用機理就是通過錨桿對邊坡滑動器的下滑地進行傳遞，使其能夠達到錨桿的錨固端，在這個過程當中，邊坡深層的穩定土層能夠接收到錨桿傳遞來的拉力，從而保證邊坡的變形在規定范圍內。巖土錨固技術的特點如下。

（1）巖土錨固技術能夠在邊坡的地層開發之后實現對抗力作用的迅速提升，同時在此基礎之上避免地層的大幅度擾動變形。（2）多數邊坡地層中存在軟弱結構面，這些軟弱結構面有潛在的邊坡滑面上的壓力狀況，這會對邊坡地層造成負面影響，但是巖土錨固技術能夠對這一問題進行有效解決，同時在此基礎之上實現對抗力以及滑面上的抗剪強度的有效增加[1]。（3）為保證邊坡地層的穩定性，需要深部的穩定底層和滑動土地之間緊密聯系，而錨固技術能夠實現這一目的。在實際進行過程當中，其主要是通過錨桿或者錨索這類拉桿進行，這樣能夠使土體自身的強度充分發揮出來，在保證錨固效率的基礎之上，實現對前期投入成本的降低。（4）我國本身占地面積相對較廣，地理環境較為復雜，因此針對不同的巖土工程以及不同的邊坡治理工作，需要采用不同的方式，而相對比起其他技術來說，錨固技術在實際應用過程當中的靈活性更強，因為針對不同工程、不同施工地點的實際情況以及不同需求，錨桿可以對自身的設計參數進行相應調節。

2 巖土錨固技術在邊坡支護中的常用支護形式及施工方法

2.1 常用支護形式

2.1.1 板肋式

板肋式是目前我國比較常見的巖土錨固技術在邊坡支護中的支護形式，相對比起其他的支護形式來說，其在實際支護過程當中所涉及的內容相對更多，而且其流程也較為復雜，但是其最終的效果相對較好。為保證其最終施工效率能夠滿足工程具體需求，在實際施工開始之前，相關人員需要對施工現場的實際環境以及工程的具體需求進行全面調查和分析，然后在此基礎上制訂科學合理的施工計劃。從錨固結構體系方面來講，板肋式的支護形式和其他的支護形式之間的區別并不大，組成板肋式支護的主要是內柱間擋板、錨桿以及鋼筋混凝土肋柱這3 個部分，因此對其最終的支護效果造成主要影響的也就是這3 個部分[2]。目前我國比較常見的鋼筋混凝土肋柱的制作形式包括預制鋼筋混凝土板、現澆鋼筋混凝土以及噴射混凝土鋼筋面板3 種形式。其中又以預制鋼筋混凝土板為主，也是目前應用最為廣泛的鋼筋混凝土肋柱制作方式，但是在實際應用過程當中，需要根據工程的不同需求選擇不同的制作方式，例如：如果工程對于工期的要求較高，那么在不影響最終施工效率時，可能就會采用噴射混凝土鋼筋面板。

2.1.2 格構式

格構式是除板肋式之外的又一常見的支護形式，與板肋式的支護形式相比，格構式的最主要優勢就是其整體的靈活性更強，而且最終的穩定性也高于板肋式支護形式，但是其存在的缺點和劣勢也比較明顯，那就是前期需要投入的成本更高[3]。目前，我國常見的格構式支護形式主要是由灌漿錨桿和鋼筋混凝土隔架梁兩部分組成，因此對于其最終的支護效果造成主要影響的因素也主要就是這兩個部分。邊坡坡體在日常會受到一定的壓力，而這部分壓力會對坡體的穩定性造成負面影響，針對這一問題，鋼筋混凝土隔架梁會將壓力進行分散，然后通過錨桿將這一部分的力傳遞到地層，從而提高地層的整體穩定性。不同的邊坡坡面的巖土土質并不相同，因此也需要結合實際情況對實際的支護流程以及相關數據進行調整。

2.1.3 排樁式

相對比起其他類型的支護形式來說，排樁式這一支護形式在實際進行過程當中所涉及的內容更多，架設流程也更加復雜，因此其前期需要投入的成本也較高；而且鋼筋是這一支護形式的主要材料，鋼筋的質量、規格以及其性能對最終的支護效果和支護質量造成直接影響。組成排樁式支護結構的主要是鋼筋混凝土樁和錨桿，其中對于錨桿的材料的要求并不高[4]。排樁式支護能夠應用于不同類型的地理條件，也就是說其對施工環境的要求并不高，應用范圍相對更廣。

2.2 錨桿常用施工方法

錨索工藝、錨桿工藝及土釘工藝等等都是目前我國比較常見的邊坡加固技術，在實際應用過程當中，相關人員需要結合實際情況根據不同的工程需求以及不同的地理條件選擇不同的施工技術進行應用，因為不同的技術有不同的優勢和劣勢，要想充分發揮出這些技術的重要作用，就必須保證這些技術與施工地理條件的契合度。對一些對穩定性和抗滑性要求不高的邊坡來說，可以采用土釘工藝，因為相對比起其他的工藝來說，土釘工藝中能夠通過相應措施使土釘和土體共同形成抗滑復合體，這樣的抗滑復合體最終的抗滑性能以及其穩定性能夠達到這類邊坡的要求，而且土釘打得相對來說較短而且較密，前期并不需要太大的資金投入[5]。外部的承載構件與錨桿的一端相連接，然后在穩定巖層或者土層當中固定錨桿的另一端，這樣錨固體系就能夠將拉力傳遞到土層或者是穩定巖層當中。鋼絞線、特制鋼管、鋼筋等筋材、錨具、注漿體、連接器以及套管共同組成這一結構。當外力作用于錨桿桿體時，鋼鐵鋼筋與周邊的水泥注漿體之間的側摩阻力會將這一部分拉力傳遞到水泥砂漿當中，周邊土體又會和水泥砂漿之間產生側摩阻力，這一部分側摩阻力再將拉力傳遞到周邊的錨固土層當中。

前期的試驗錨桿和后期的工程錨桿共同組成錨桿施工，在實際施工開始之前，相關人員需要根據工程具體需求以及施工現場的實際情況，提前制訂相應的施工計劃以及施工流程，然后在施工過程當中嚴格按照規定的流程進行施工，確保各個環節與正式設計文件的要求完全相符，避免差距過大。如果說現場出現意外情況導致無法落實前期預定的施工流程，則必須按照規定的審核流程對施工方案進行修改與調整，確保新的施工方案切實可行之后再繼續施工。

錨桿注漿施工對施工環境以及施工現場的要求相對較高，針對不同的施工環境需要選擇不同的施工方式，目前我國比較常見的施工方式包括一次常壓注漿和二次高壓注漿這兩種方式。相對比起二次高壓注漿來說，一次常壓注漿在實際進行過程當中需要將注漿管插入距離孔底150 mm 處，然后在此基礎之上，用規定的注漿壓力進行注漿，避免注漿壓力超出規定范圍，目前我國多數施工現場要求的注漿壓力都是0.5～0.8 MPa 之間。二次高壓注漿和一次常壓注漿之間的區別相對較大，通常需要采取相應措施將第一次注漿形成的錨固體劈裂之后再進行后續流程，多數施工團隊會選擇采用高壓注漿的方式進行，在這個流程之后，漿液會開始擴散向土體，同時使得錨固體擴大[6]。通常情況下需要在一次注漿結束后24～48 h 之后再進行二次注漿。

3 實例分析

3.1 工程概況

在應用邊坡治理錨固技術之前，相關人員需要對工程的實際情況有所了解，該文主要以某工程為例進行簡要分析。首先勘察了該工程的地形結構，發現該邊坡開挖后存在少量滲水情況，而且邊坡土里還有一定幅度的滑動，從這一角度出發可以發現，如果按照正常的流程進行施工，那么就有滑坡的可能性，因為該邊坡的土質相對來說較為疏松。

3.2 邊坡治理施工方案的確定

在施工前需要相關人員結合實際情況、基于施工現場的特點以及工程的具體需求提前確定邊坡治理施工方案。該次勘察發現邊坡土質相對來說較為疏松，因此在制訂方案時需要重點關注這一問題，避免其受到周邊自然環境的嚴重影響，否則在施工過程當中可能會出現意外情況，嚴重影響后期的邊坡治理效果。經過相關工程技術人員的調查與不斷分析，最終確定該工程可以選用巖土錨固技術，相對比起其他技術來說，這一技術的可行性更強，而且其后期穩定性較高，效果較好。

3.3 材料選擇

（1）水泥：采用具備合格證書的P.O42.5 強度等級的PC 水泥。（2）砂：選用含泥量不超過3%的細砂。（3）錨桿：選用規格為15.4 m和7.4 m的鋼筋，因為鋼筋的質量對于工程最終質量造成直接影響，因此盡量選擇高質量的鋼筋。（4）灌漿材料：選擇灰砂比在0.8～1.5之間、水灰比在0.38～0.50之間的強度達到30 MPa的灌漿材料。（5）混凝土：商品混凝土。（6）排水管：PVC管。

3.4 施工流程及要點分析

（1）流程：錨固洞強化處理→混凝土噴射→預應力錨固→錨桿的制作→錨孔標記→鉆造、注漿。（2）要點：此次工程相對來說較為復雜，因此在施工過程當中，相關人員需要嚴格按照規定流程進行，在施工開始之前就需要根據工程具體需求明確具體的施工要點，然后將重點放在施工要點上。經過相關人員調查，發現本次施工的要點主要包括以下6點。

（1）錨桿定位。錨桿定位作為此次工程的初始階段，對后續流程的質量以及能否穩定進行都造成直接影響，因此相關人員需要充分重視，在實際定位過程當中，需要從垂直以及水平兩個方向進行，并且嚴格控制規格。（2）就是鋼筋加工過程。鋼筋作為本工程的重要材料，其質量對于工程最終質量造成直接影響，因此相關人員需要充分重視，嚴格按照規定的間隔距離對其進行焊接，從而保證其后期能夠與支架對準。（3）錨桿施工。錨桿施工是此次工程的核心內容之一，因此屬于施工要點，通常在施工開始之前相關人員就會根據實際情況設計相應的施工方案，在進行錨桿施工時，需要嚴格按照提前設計好的方案和規格進行施工，嚴格控制孔徑大小以及插入孔洞的角度等細節問題。（4）注漿工作。這一流程主要是對水泥砂漿的比例要求較為嚴格。（5）挖機開挖位置的標記工作，因為后續的流程都需要根據這一標記位置進行，因此必須保證其標記位置的準確性。（6）需要在施工后期及時根據實際情況進行相應的優化和調整。

3.5 錨固施工

3.5.1 錨固洞強化處理

錨固洞的強化工作對于錨固最終效果造成直接影響，因此相關人員需要充分重視。其在實際進行過程當中所涉及的內容相對較多，需要嚴格按照規定流程和具體需求進行施工，需要采取相應措施將低邊坡的滑動力降低。目前，我國多數施工團隊都會選擇采用跳動開發的方式進行，因為這樣能夠有效提升整體邊坡結構的穩固程度。

3.5.2 混凝土噴射

混凝土噴射是巖土錨固技術的重要技術和關鍵技術之一，因為其能夠結合混凝土和邊坡土體結構，從而有效提高邊坡的整體穩固性，因此其對于巖土錨固工作的整體質量造成直接影響。在實際施工過程當中，為保證工程能夠充分發揮出其重要作用，必須保證混凝土噴射是連續且完整的。為節約動力空間，可以在不影響混凝土噴射的最終效率的基礎上，不使用模板或者拱架等支撐體系。混凝土的噴射施工是可以在開挖的同時進行的，這不但不會影響最終的施工效率，而且還能夠縮短巖土的暴露時間，從而避免風化變形問題。

3.5.3 預應力錨固

混凝土噴射后形成的混凝土框架能夠傳送作用于錨桿和錨索上面從而形成預應力，預應力會對邊坡巖體產生相應的作用，導致土體之間產生摩擦力，從而實現邊坡抗滑力的有效提升。同時在此基礎之上，邊坡的穩定性也會加強。目前，我國多數施工團隊在提升邊坡穩固性時采用的方式都是預應力錨固，不但能夠保證邊坡的后期穩定性達標，而且還能夠在此基礎上降低土地結構可能會受到的破壞。

3.5.4 錨桿的制作

錨桿作為巖土錨固技術的重要設備，其質量對于技術的整體應用效率造成直接影響，因此相關人員必須加強對于錨桿制作工作的重視程度。錨桿在實際制作過程當中所涉及的內容相對較多，任何一個環節出現問題都有可能對最終錨桿的質量和性能造成影響，因此需要根據工程具體需求應按照規定流程制作錨桿。通常情況下，在制作錨桿時，需要相關人員重點關注的問題包括長度、材料、預應力狀態、承載力、錨固體形態以及方式等。在實際制作過程當中，需要根據工程的不同需求選擇不同類型的錨桿，然后再制訂不同的制作方案。該工程項目的邊坡是土層結構，因此需要基于這一特點對錨桿進行合理選擇，可選擇Φ25～Φ32螺紋鋼筋為錨筋的錨桿或者是鋼絞線錨桿。

3.5.5 錨孔標記和鉆造

為保證錨孔標記和鉆造工作能夠發揮出其在錨固技術中的重要作用，在實際鍛造工作開始之前，相關人員需要結合實際情況開展測量放樣從而實現對錨孔位置的準確標記，確保其所標記的位置的真實性、科學性以及其合理性。除此之外，還需要嚴格按照規定要求通過專業的鍛造設備進行錨孔的鉆造。不同設備的質量和性能并不相同，在實際鍛造過程當中，需要根據工程的具體需求對設備的參數以及其性能進行合理的檢查與調整，然后必須保證操作人員對于這一設備有全面的了解，明確正確的操作流程，確保專用鉆機能夠穩定運行。

3.5.6 注漿控制要點

錨孔注漿工作作為錨固技術的關鍵環節，對于錨固技術的最終效率造成直接影響，因此相關人員需要充分重視。做好錨孔注漿工作能夠有效提高工程最終整體的穩固性和可靠性。在實際注漿過程當中，需要嚴格按照規定的要求進行。首先需要保證漿料的質量、規格、性能等各方面與工程需求相符；其次需要根據工程實際情況，合理選擇注漿方式，該項目選擇的是壓力注漿。

3.6 錨固技術實施效果

該工程嚴格按照計劃和方案應用了錨固技術，最終結果表示邊坡的穩固性得到了大幅度提高，而且在施工過程當中并沒有由于外界因素的影響而導致施工進程受到阻礙，同時還對錨固工作中比較常見的滑坡災害進行了預防，在此基礎上節約了前期的施工成本。

4 結語

從現階段我國市場整體發展情況來看，時代對于巖土工程邊坡加固技術質量提出的要求越來越高。在這樣的背景下，相關人員需要加強對于這一技術的重視程度，不斷在原有基礎之上加強對現代化技術以及信息化技術的應用，對相應的保護技術進行合理應用，從而充分發揮出其重要作用，提高巖土工程最終整體質量，充分發揮出其在社會發展中的重要作用，促進巖土行業的健康可持續性發展。