前言
近幾年來(lái)隨著工程建筑事業(yè)的蓬勃興起，作為巖土工程領(lǐng)域中的一個(gè)重要分支的巖土錨固技術(shù)，也得到了迅猛的發(fā)展，其已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于諸多工程的領(lǐng)域內(nèi)，在實(shí)踐當(dāng)中也取得了不錯(cuò)的效果。
1錨固技術(shù)的分類和優(yōu)缺點(diǎn)
1.1錨固技術(shù)的分類
目前錨固技術(shù)在工程項(xiàng)目管理中具有重要的作用，通過(guò)錨固技術(shù)的采用可以在一定程度上節(jié)約工程建設(shè)的成本，縮短工程建設(shè)的周期，還可以減少工程竣工后的一些維護(hù)費(fèi)用。此外，錨固技術(shù)在保持邊坡、基坑的穩(wěn)定性和耐久性等方面也具有顯著效果。隨著錨固技術(shù)的廣泛應(yīng)用及其不斷地改進(jìn)和完善，一些新技術(shù)、新工藝不斷出現(xiàn)，目前采用的主要的錨固技術(shù)有：預(yù)應(yīng)力錨索邊坡、短錨桿、加固技術(shù)等。
1.2巖土錨固技術(shù)在巖土工程中邊坡治理中的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：在錨固地層產(chǎn)生應(yīng)力；提供承受外部荷載的抗力；加固地層；施工時(shí)不需要支模板，不用進(jìn)行搗筑，從而施工簡(jiǎn)便快捷；與其他防護(hù)工程相比效率較高、耐久性和穩(wěn)定性比較強(qiáng)；施工完成后不需要花費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力來(lái)進(jìn)行維護(hù)；與其他方案相比可以在一定程度上降低工程造價(jià)，縮短工程項(xiàng)目的工期。
缺點(diǎn)：在采用巖土錨固技術(shù)治理高陡邊坡的過(guò)程中，比較危險(xiǎn)，容易造成人員的傷亡，所以要切實(shí)做好高度的安全保障措施，保障人員的安全；采用巖土錨固技術(shù)治理邊坡一般使用的設(shè)備比較多；施工過(guò)程中的隱蔽工程比較多，增加了質(zhì)量檢查和控制的難度，一旦檢查不到位就可能發(fā)生工程質(zhì)量事故；采用巖土錨固技術(shù)進(jìn)行公路邊坡治理的施工工藝比較復(fù)雜，在采用預(yù)應(yīng)力錨索加固技術(shù)時(shí)的施工難度也比較大。
2巖土錨固技術(shù)的作用機(jī)理和施工工藝
2.1錨固技術(shù)作用機(jī)理
錨固作用的原理就是憑借錨桿周圍地層的抗剪能力來(lái)傳遞結(jié)構(gòu)的拉應(yīng)力或保持地層的穩(wěn)定性。具體的錨桿技術(shù)可以從兩個(gè)方面來(lái)保證邊坡的穩(wěn)定性：一方面錨桿或者預(yù)應(yīng)力錨索可以在一定程度上減少下滑力；另一方面是錨桿或預(yù)應(yīng)力錨索能夠增加潛在滑面上的法向力，加大潛在滑面的摩擦阻力。在巖土體內(nèi)部放入一定長(zhǎng)度和一定密度的錨桿或者預(yù)應(yīng)力錨索，當(dāng)巖土體發(fā)生作用時(shí)，他們會(huì)和巖土體一起作用，彌補(bǔ)巖土體強(qiáng)度的不足，增強(qiáng)巖土體自身的強(qiáng)度。將錨桿和預(yù)應(yīng)力錨索構(gòu)成的復(fù)合體打入巖土中，能夠主動(dòng)地阻礙巖土體的破壞，這樣不僅能夠在一定程度上提高巖土體的抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度，而且還能夠有效提高巖土體的整體性和剛度，充分發(fā)揮巖土體自身的強(qiáng)度能力，制約邊坡的變形和破壞，提高巖土邊坡的穩(wěn)定性。
2.2錨固的作用形式
采用巖土錨固技術(shù)之后，錨桿或預(yù)應(yīng)力錨索的作用會(huì)在巖土體進(jìn)入塑性變形階段后逐步加強(qiáng)，不斷改善復(fù)合體塑性變形和破壞性狀。錨桿和預(yù)應(yīng)力錨索的錨固作用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。首先，約束骨架能夠起到約束巖土的作用，使復(fù)合巖土體構(gòu)成一個(gè)整體。其次，錨桿或預(yù)應(yīng)力錨索具有分擔(dān)作用，他們一起抵抗外部荷載和巖土體的自重。這種分擔(dān)作用在巖土體開裂時(shí)更為明顯，錨桿或預(yù)應(yīng)力錨索會(huì)出現(xiàn)彎剪復(fù)合應(yīng)力或拉剪復(fù)合應(yīng)力，使膠結(jié)材料碎裂。錨索屈服延遲復(fù)合體的變形，防止巖土體短時(shí)間內(nèi)的大規(guī)模坍塌或者整體性破壞。最后，在錨固邊上鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片并噴射混凝土進(jìn)行邊坡保護(hù)，能夠增強(qiáng)巖土邊坡的整體性、穩(wěn)定性和巖土體的強(qiáng)度，使坡面巖土體不易被水沖刷，從而有效地約束坡面的變形。
2.3預(yù)應(yīng)力的錨固技術(shù)
預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)是采取特定的技術(shù)手段使高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線等長(zhǎng)期處于高應(yīng)力下的受拉結(jié)構(gòu)，將容易滑動(dòng)的巖土層與比較穩(wěn)定的巖土層連接在一起，提高巖土層的抗滑和抗顛覆的能力，從而保證邊坡的穩(wěn)定。該項(xiàng)技術(shù)比較安全可靠、能夠降低投資、縮短建設(shè)項(xiàng)目的工期，因此被廣泛應(yīng)用到公路的邊坡工程建設(shè)當(dāng)中。研究錨索的受力和施工，對(duì)提高公路工程中預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)具有重要的意義。預(yù)應(yīng)力錨索一般由三部分組成：內(nèi)錨頭和外錨頭以及錨索體。其中內(nèi)錨頭被放在穩(wěn)固的巖體中，通過(guò)水泥砂漿來(lái)進(jìn)行與巖體的有效連接來(lái)提供所需的錨固力。
2.4巖土錨固技術(shù)的施工工藝及要點(diǎn)
巖土錨固技術(shù)的施工工藝為：施工準(zhǔn)備、打孔、錨桿的制作與安放、灌漿、張拉錨桿、鎖定錨桿。鉆孔時(shí)要驗(yàn)證錨固的位置和范圍以及巖土的分層厚度，如果錨固區(qū)段的地層屬于軟弱地層，則要進(jìn)行加固處理，嚴(yán)重時(shí)改變錨固地層。具體的鉆機(jī)和鉆孔方法要根據(jù)具體的巖土條件適當(dāng)選用，以防止孔壁的塌陷。鉆孔的直徑也應(yīng)符合設(shè)計(jì)上的要求，防止孔壁的過(guò)分?jǐn)_動(dòng)。施工的工程當(dāng)中應(yīng)注意檢查鉆孔的垂直度，控制偏差在允許的范圍內(nèi)，如果發(fā)現(xiàn)有地下水從鉆孔內(nèi)流出，應(yīng)及時(shí)采取注漿的方法來(lái)封堵地下水。錨桿的間距要符合《土錨桿技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，錨固段的長(zhǎng)度也要根據(jù)《巖土錨桿技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行確定。在鉆孔的過(guò)程當(dāng)中，要科學(xué)的確定鉆進(jìn)的速度，避免塌孔、縮頸等鉆孔通病的出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)鉆孔事故應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理，避免事故外延。灌漿之前要認(rèn)真檢查灌漿設(shè)備及其管路的工作狀態(tài)，確保灌漿工作在設(shè)備和管路良好工作的前提下進(jìn)行。施加預(yù)應(yīng)力時(shí)應(yīng)正確選擇張拉設(shè)備和錨具，保證張拉數(shù)據(jù)的可靠性。每段巖土體支護(hù)完成之后，都應(yīng)及時(shí)檢查坡面的位移情況及其周圍環(huán)境的變化，發(fā)現(xiàn)異常，立即采取措施進(jìn)行處理。
3影響巖土工程中邊坡錨固效果的因素分析
3.1巖土體的類型和性能
巖體的類型不同造成的預(yù)應(yīng)力損失也不同。例如堅(jiān)硬的完整性良好的巖體結(jié)構(gòu)面的分布比較少，有結(jié)構(gòu)面引起的蠕變相對(duì)來(lái)說(shuō)也比較小。而軟弱的巖石由于預(yù)應(yīng)力對(duì)巖層的壓縮，巖層可能產(chǎn)生較大的變形，且變形在短時(shí)間內(nèi)很難大幅度減小，巖體蠕變引起的預(yù)應(yīng)力損失就比較大。
3.2錨固時(shí)機(jī)的影響
這里所說(shuō)的錨固時(shí)機(jī)是指邊坡開挖后到進(jìn)行錨固之間的時(shí)間間隔。因?yàn)楣返倪吰率┕な遣扇纳隙路侄伍_挖的方式，所以邊坡加固措施也應(yīng)分段錨固。在邊坡開挖的過(guò)程當(dāng)中會(huì)破壞巖土原有的應(yīng)力狀態(tài)，巖體會(huì)產(chǎn)生卸荷松動(dòng)，不穩(wěn)定的巖體便有可能產(chǎn)生滑動(dòng)，滑動(dòng)一旦產(chǎn)生就會(huì)增加所需的錨固力。所以，選擇合適的錨固時(shí)間是十分有必要的。
3.3外錨段的封孔灌漿對(duì)預(yù)應(yīng)力的影響
在外錨段封孔灌漿時(shí)，水化熱會(huì)導(dǎo)致鋼索的預(yù)應(yīng)力減少，具體減少的量與錨索的噸位和巖體的裂隙率有關(guān)系。
3.4環(huán)境對(duì)預(yù)應(yīng)力的影響
環(huán)境的變化對(duì)預(yù)應(yīng)力會(huì)造成一定的影響。溫度的變化會(huì)使巖體的溫度發(fā)生變化，從而影響錨固力的變化。一般溫度升高會(huì)增加預(yù)應(yīng)力，溫度降低則會(huì)造成預(yù)應(yīng)力的減少。降雨會(huì)導(dǎo)致巖體中的裂縫被水填充，產(chǎn)生濕脹現(xiàn)象，拉伸鋼索，增加錨固的預(yù)應(yīng)力。
4結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)大量的研究表明，巖土工程邊坡治理中應(yīng)用巖土錨固技術(shù)具有很多的優(yōu)點(diǎn)。在施工的過(guò)程中，必須要充分重視每一個(gè)施工的環(huán)節(jié)，嚴(yán)格檢查和控制，避免各還節(jié)有問(wèn)題出現(xiàn)，要將巖土錨固技術(shù)的作用給充分的發(fā)揮出來(lái)。
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