岩土边坡锚杆加固技术的研究

摘 要：随着我国交通基础设施建设的提速，一大批山区高速公路、山区隧道项目上马，为我国的岩土施工技术提出了新的挑战。在土木工程领域，岩土工程是受影响因素最多，理论计算作为复杂的部分。岩土作为复杂的地质结构，在未经扰动的情况下，其性质稳定；由于人类行为的干预，岩土原有的自平衡状态被破坏，从而引发岩土地质灾害，造成泥石流、坍塌、地表沉陷等不良后果。为了防止上述地质问题的发生，工程人员在岩土内加设锚杆锚固，以提高岩土的稳定性及强度。文章结合地质破坏特点及锚杆加固方法，深入研究了锚杆锚固加固方法在岩土治理中的应用。

关键词：岩土边坡；锚杆锚固技术；特性分析；整治

引言

岩土边坡加固是岩土整治的重要方面，该技术的主要原理是，将锚杆打入岩土内，依靠岩土抗剪强度平衡锚杆应力，以达到维持岩土稳定的目的，使用该方法可显著提升岩土稳定性和强度，极大地降低了地质灾害的发生频率。

1 岩土边坡特性概述

岩土沉降量是控制岩土工程的关键，在岩土施工中，必须严格确保沉降不超限；在岩土边坡施工中，应以岩土沉降理论计算值为根据，计算岩土边坡的稳定性，为后续加固提供理论参照。此外，对于设计安全系数较低的工程，可适当放宽对岩土沉降的要求，但必须确保不发生地质灾害为前提。进行岩土边坡特性计算时，以岩石力学及岩土结构为理论基础，线判定岩土边坡位置可能发生的灾害类型，根据岩土结构类型，将岩土边坡划分为：块状，破坏面经多个子面构成，容易诱发契体破坏；层状，破坏面由断层构成，容易诱发整体滑动破坏；碎裂状，经大量细微结构面构成，在破坏时容易引发多米诺骨牌效应[1]。

考虑到边坡岩土受力复杂，主要受自重、施工扰动、渗流等综合作用影响，在受力分析中，选取契型体为研究对象，采用极限平衡法结合岩土有限元理论计算岩土在外力作用下的任意位置应力分布情况，进而计算出岩土边坡的稳定性。此外，结合岩土地质性质、发展时间等因素，预判岩土边坡稳定性发展规律，进而为岩土边坡稳定性加固提供理论参考。

2 岩土边坡锚杆加固技术分析

在工程实际中，为了降低岩土边坡沉降及塌陷，加强边坡坡脚稳定性，加固方法主要有以下几类，即：加设坡脚挡土墙、埋设抗滑基础、坍塌面混凝土内部预埋剪切螺栓、锚杆或锚绳预应力加固等。在具体施工中，应提前钻取排水巷道，排尽地下水，防止内部渗流引发的透水事故；此外，为了降低边坡自重，提高加固效率，应尽可能削减边坡自重；采用锚杆锚固加固技术时，主要针对于以下工程类别：（1）高程及岩土破面破损严重的岩土边坡；（2）岩层由于土方工程影响，导致层厚薄，容易风化的岩土边坡；（3）容易引起整体坍塌及滑坡的岩土边坡；（4）无法采取植被防护的岩土边坡。

2.1 锚杆锚固加固技术分析

在加固实际中，锚固锚杆形式多样，根据加固对象可分为：岩石锚杆、岩土锚杆及海洋锚杆；根据有无预应力施加可分为：非预应力锚杆及预应力锚杆；根据锚固加固原理可分为：压力摩擦型锚杆、端头锚固锚杆及复合锚固锚杆；根据传力形式可分为：承压型锚杆、抗拉锚杆及抗剪锚杆；根据锚杆锚头形态可分为：圆柱体锚杆、扩大锚杆及球形锚杆。锚杆选取应根据施工条件及被加固岩土特性而定，具体的施工方法主要包括：锚杆配合高压钢筋混凝土加固；锚杆预应力加固；高强钢筋混凝土喷射加固等[2]。

2.2 岩土边坡锚杆加固具体施工方法研究

岩土边坡锚杆加固具体施工方法主要分以下步骤进行，即：加固施工前筹备、岩土结构面钻孔、锚杆预制及埋设、锚杆部位灌浆、锚杆张拉及端头锚固。在对挖方岩土边坡施工时，应先明确岩土的高宽比；其次，在锚杆埋设位置进行打孔作业，打孔前，应先对锚杆埋设部位的具体坐标及岩土各层厚度进行确认，如果埋设锚杆部位地层结构松软，承载力低，应先采用高强混凝土灌注加固，如果不满足灌注加固条件，应及时更换锚杆埋设位置。此外，在打孔阶段，应根据岩土条件，选择针对性的打孔设备及打孔工法，确保^杆在埋设及后期灌浆过程中，岩土层内不发生局部坍塌和失稳；由于钻孔过程中，难免有水分渗入孔内，在埋设锚杆前，应保证孔内干燥、清洁，提升锚杆与孔壁的锚固性能，如果条件允许，可直接选用无水钻。锚杆埋设完毕后，在孔道灌注水泥砂浆的过程中，如果砂浆在振捣过程中发生泌水问题，应立即注入少量干硬性混凝土，防止锚固端出现渗流，从而影响端头锚固效果。为了保证打孔的精确性，保证施工质量，应借助直线度控制打孔方向，孔道实际轴线位置与设计位置误差应低于5%；锚杆安设的间距应严格依照《岩土锚杆加固技术规程》的有关规定，即：在挡墙高于1.5m的锚固加固中，在设计锚杆排间距时，应参考《岩土边坡工程技术规范》中涉及的有关规定，竖向距离不高于2.5m，横向距离不高于2m。采用锚杆配合混凝土喷射加固法时，锚杆间距应介于1.25-3m间，并且间距应低于锚杆长度的1/2，锚头长度应参考《岩土锚杆加固技术规程》的规定，其中，岩土岩石位置锚杆长度应介于3-8m，岩土层锚杆锚固长度应介于6-12m。锚固锚杆杆身主要料选用螺纹带肋钢筋、高强螺栓、钢绞线及高强混凝土等材料；在具体安装阶段，应保证锚杆慢速准确伸入孔内，避免锚杆杆身扭转，混凝土灌注管应随锚杆一同伸入孔内，锚杆安设完毕后，迅速灌注混凝土。

2.3 岩土边坡锚杆灌浆加固具体施工方法研究

岩土边坡经锚杆锚固后，应进行锚固锚杆灌浆加固，以提高锚杆的稳定性及强度，灌浆材料为混凝土或水泥砂浆，具体依照孔道直径而定。若选取水泥砂浆，为了保证砂浆的和易性，水泥与砂比例应介于1：1-1：2，考虑到水泥砂浆只能用于一次性灌注，为了提高水泥砂浆流动性，可适当加入减水剂、早强剂及防泌水剂等。在灌浆阶段，管径应介于12mm-25mm，灌注管安放完毕后，采用泵送方式，提高水泥砂浆压力，保证孔内灌注密实。在灌注过程中，灌注管管径、砂浆粘稠度与锚杆孔直径及顶角密切相关，一般情况下，水泥砂浆泵送压力应介于0.1-0.8MPa。灌注应分如下两步，即首次灌注阶段，为了保证水泥砂浆能迅速泵入孔底，并将孔内壁细微缝隙密实，泵送压力应介于1.5-2.5MPa；再次灌注时，重点向锚杆锚固端部灌注水泥砂浆，等端头砂浆凝结硬化后，采用预应力张拉设备张拉锚杆，以提高锚杆的承载能力；最后，对锚杆的非锚固部位灌注普通水泥砂浆，主要用于保护锚杆的作用。

在岩土工程加固领域，锚杆配合灌注砂浆加固法加固性能优异。该方法被广泛应用于高速公路边坡、隧道边坡等工程领域。需要引起注意的是，传统的岩土边坡加固方式及使用材料已经无法满足现代施工项目中的绿色、高效、环保的基本原则；加之高性能灌注材料加固高昂，阻碍了岩土边坡加固技术的创新脚步。为了探索全新的岩土边坡加固方式，必须不断研发抗渗性好、强度高、和易性更优的环保灌注材料。此外，在岩土边坡加固施工中，由于岩土加固进程的不可预见性，在实际加固施工中，只能依照以往经验设计加固方案，为了提高加固施工方案的针对性，有必要开发一套专用的可视化施工指导系统，为施工人员提供真实、可靠的现场情况。目前，计算机可视化建模技术为解决上述问题创造了条件，目前该技术已被应用于部分岩土锚杆加固工程中[3]。

3 结束语

综上可知，岩土的锚杆锚固加固法具备显著优势。在岩土边坡加固的施工实践中，不仅有效提升了岩土边坡的强度及稳定性，而且施工简便，造价低廉，具备广泛推广使用的条件。继续研发更加环保、高效的灌注材料，进一步提高锚固质量和效率，对于岩土边坡加固领域意义深远。

参考文献

[1]查亮，周存.基于岩土边坡锚杆加固技术的分析[J].低碳世界，2014（19）：169.

[2]夏良武.锚固技术及其在边坡治理工程中的应用[J].陕西建筑，2012（06）：57.

[3]徐斌.浅析岩土锚固技术在公路边坡治理中的应用[J].价值工程，2013（12）：78-79.