岩土锚固在公路路基边坡加固中的应用研究

摘要：随着我国公路建设的飞速发展，路基边坡问题日益突出，边坡失稳将造成交通中断，甚至造成巨大的经济损失和不良的社会影响，同时大大增加了后期维护处治费用。岩土锚固是公路边坡的加固技术中的一种，具有较好的加固性能，能够达到经济型和实用性的结合。

关键词：土质边坡；加固理论；岩土锚固

Abstract: with the rapid development of our country highway construction, subgrade slope problem increasingly prominent, slope instability will cause traffic disruption, or even cause huge economic losses and adverse social impact, at the same time late greatly increased the cost of maintenance treatment. Geotechnical anchorage is one of the highway slope reinforcement technology, has better reinforcing performance, can achieve combination of economical and practical.

Key words: soil slopes; Reinforcement theory; The geotechnical anchoring

中图分类号：U455.48+2文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

前言

所谓岩土锚固技术是指以锚喷支护为主要技术措施，在利用、整治和改造岩土体的整个过程中，使岩土体保持最佳的稳定性，而且还能够提供相关的服务功能的加固技术的总称，该技术在公路边坡治理工程中发挥着重要的作用。

在建筑工程中，岩土锚固是一门正在迅速发展中的工程技术，广泛应用于边坡稳定工程、深基坑工程、抗浮工程、抵抗倾覆的结构工程、隧洞与地下工程等。岩土锚固主要有两点作用：一是利用地层承受结构物的拉应力，为工程结构建立有效的支承；二是对地层施加预应力或加筋，以加固岩土体的不稳定部位。

长期以来，公路路基边坡的治理一直是高速公路建设中的薄弱环节。在20世纪80年代中期以前，我国主要以低等级公路建设为主，由于交通量小，线路选择时线路深挖高填较少，加之投资不大，因而边坡治理工程不作为公路建设的主体工程，甚至在工程中对边坡的治理研究往往被忽视。但是，随着国民经济的快速发展，公路交通事业日异月新，等级越来越高高填深挖已经不可避免。复杂地形条件下修建高等级公路的情况日益增多。国内外已有很多公路边坡失稳的实例。由于公路边坡失稳不仅影响行车安全，甚至掩埋公路、中断交通，迫使放弃已成公路的使用，造成不可估量的经济损失[1]。由此可见，对滑坡进行研究及防治具有重要意义。本文研究岩土锚固在公路路基边坡加固中的应用。

一、公路路基边坡加固的原则公路路基边坡加固效果的好坏，在很大程度上取决于所选取的加固理论的优劣。根据场地工程地质、水文地质、环境条件、保证稳定的前提下，设计最经济、合理的方案，主要取决于所选用的加固理论，选择合适的理论知识就能做到安全可靠，施工顺利，缩短工期，带来客观的经济与社会效益。

边坡设计要解决的根本问题是在边坡的稳定与经济之间选择一种合理的平衡，力求以最经济的途径使服务于工程建筑物的边坡满足稳定性和可靠性的要求。边坡工程的可靠性是指边坡及其支护结构在规定的时间内，在规定的条件下，保持自身整体稳定的能力，它是边坡安全性、适用性和耐久性的总称。

工程中有不少地方都会运用到锚固技术，这一技术的运用对于工程的顺利进行是十分有帮助的，可以有效的降低工程造价，使工期变得更短，工程结束后也不需要太多的维护费用，不管是在耐久性还是稳定性方面都能实现优良，现在市场上比较普遍使用的锚固技术有：短锚杆、配筋喷射混凝土边坡加骨技术；预应力锚固、配筋喷射混凝土边坡加固技术；砂浆锚杆网喷射混凝土加固；预应力锚索边坡加固等，锚固技术种类繁多，都是在实践中不断改进，勇于开创新技术的结果。

二、岩土锚固在公路路基边坡加固中的应用研究

岩层和土体的锚固是一种把锚杆埋入地层进行预加应力的技术。锚杆插入预先钻凿的孔眼并固定于底端，固定后，通常对其施加预应力。锚杆外露于地面的一端用锚头固定。一种情况是锚头直接附着在结构上，以满足结构的稳定性。另一种情况是通过梁板、格构或其他部件将锚头施加的应力传递于更为宽广的岩土体表面。岩土锚固的基本原理就是依靠锚杆地层的抗剪强度来传递结构物的拉力或保持地层开挖面自身的稳定。

锚杆的这些功能是互相补充的。对某一特定的工程而言，也并非每一个功能都发挥作用。若采用非预应力锚杆，则在岩土体中主要起简单的加筋作用，而且只有当岩土体表层松动变位时，才会发挥其作用。这种锚固方式的效果远不及预应力锚杆[2]。

效果最好与应用最广的锚固技术是通过锚固力能使结构与岩层连锁在一起的方法。根据静力分析，可以容易地选择锚固力的大小、方向及其荷载中心。由这些力组成的整个力系作用在结构上，从而能最经济最有效地保持结构的稳定。采用这种应用方式的锚固使结构能抵抗转动倾倒、沿底脚的切向位移、沿下卧层临界面上的剪切破坏及由上举力所产生的竖向位移。

采用锚固技术使边坡岩土体形成一个复合整体，增加边坡的稳定性，并改善和提高滑动面的抗滑性能；即使在不利的自然条件下，也能有效地保证行车安全，较之其它防护工程技术具有高效、稳定的特点:且整治完工后，不需花大量的人力、物力来养护维修，耐久性方面也能有效保证。

在公路建设的滑坡处理中，由于岩土锚固能将滑动体锚固在稳定的岩体上，并且能提高滑动体与稳定岩体间的摩擦力，作用效果明显，因此无论是路基上边坡还是下边坡存在滑动都可以采用岩土锚固。路基上边坡防护中，目前多采用圬工防护，由于圬工体自身强度低，且只作用于坡面，因此对于岩土体层理、节理、易风化、膨胀等地质缺陷发育的边坡，采用常规方法是起不到防护效果的。而应用岩土锚固工程的“锚杆+挂网喷浆”技术，由于锚固的悬吊、组合梁、挤压加固等作用原理，能提高边坡岩土体自身强度，从而可有效地保证边坡的稳定[3]。

在对高陡边坡的整治中，锚固技术的优点更能有效地体现。在经济性能和有效缩短工期中有不可替代的作用，利用预应力锚索加固高陡边坡，与其它方案相比较，可降低造价20%--30%，缩短工期50%，给公路建设带来了巨大的经济效益。

三、岩土锚固在公路边坡治理工程中的应用

通过使用岩土锚固技术，使公路边坡保持稳定 在现在很多公路路基上边坡防护中，采用圬供防护，这种防护方法自身存在诸多缺陷，例如圬工体自身的强度较低，且只作用于坡面，这就决定了它如果只采用常规方法是无法对岩土体层理、节理、易风化等地质发育缺陷的边坡起到很好的防护效果，而如果在公路边坡治理的过程中，采用岩土锚固技术则能很好的提高滑动体与稳定岩体间的摩擦力，提高边坡岩土体自身的强度，从而起到有效保护边坡稳定的效果。

在以往公路支挡工程中，往往采用重力式挡土墙，很大一部分原因是因为石料的来源丰富、具有施工工艺简单和造价低等优点，但是这类重力式挡土墙具有很明显的劣势，主要表现在对体积要求太大，不能很好的适应复杂的地形、地质条件，而采用岩土锚固技术可以有效的解决这些问题，可以应用岩土锚固技术的锚杆挡土墙、锚定板挡土墙、锚杆桩板式挡土墙或者加筋挡土墙，这些土墙的结构轻型、稳定性好、对地基承载能力没有太高的要求，所以现在广受欢迎，在很多工程都有应用。

四、依据具体建设项目进行重点审查

锚固的时机选择是否得当 所谓锚固时机是指边坡开挖后与加锚时的时间间隔，对这一段时间的把握是非常关键的，因为一般来讲公路边坡工程是采用自上而下的分步开挖措施，与此同时，加锚的过程亦需要边挖边锚，在这一过程中，岩体无法保持原有的应力状态，会有一个临空面产生，岩体卸荷松动，不稳定的岩体可能会由于滑动而具滑动能，此时所需的锚固力必须克服滑动能而变大，所以，是不是获得最佳的锚固效果，选择合适的时机是非常重要的。

五、总结

岩土锚固工程技术就是依靠锚杆周围岩土层的抗剪强度来传递建筑构筑物的拉力或保持地基土层开挖层面的稳定与安全。从力学角度看，该技术可抵抗倾倒(深基坑)、阻止地层剪切破坏(边坡防护)、控制地下层围岩的变形和坍落(隧道、矿井)、抵抗竖向位移(水库、船坞)、抵抗结构物基底水平位移、加固地基(消除差异变形沉降)。岩土锚固工程技术简言之就是一种将受拉杆件埋入地层，对构筑物进行加固的技术。其功能是:提供作用于构筑物上以承受外部荷载的抗力、对锚固地层产生压应力区(对岩石起到加筋作用)、加强地层强度、通过锚杆使构筑物与岩土连在一起，形成一种共同的复合结构，使岩土承受拉力和剪力的能力增强，因而在公路路基边坡加固中可以得到广泛的应用。

参考文献：

[1].谢先康,肖异.岩土锚固在公路建设中的应用[J].湖南交通科技,2004,30(2).

[2].王晋明.岩土锚固工程技术在边坡整治中的应用[J].林业建设,2002,(1).

[3].周红,郑兆远等.岩土锚固技术在公路工程中的应用[J].交通标准化,2007,(03)