简析公路边坡治理中岩土锚固技术的应用

程贺

【摘要】随着经济的快速发展，城市化进程的不断加快，公路建设得到了较大发展空间。对于公路边坡的治理成为公路建设中的重要内容。作为我国岩土建筑工程的重要组成部分，岩土锚固技术近年来被广泛的应用，尤其是在公路边坡治理中的应用。本文通过论述岩土锚固技术的优点与劣势，为提升其应用提出策略。

【关键词】公路边坡治理；岩土锚固技术；引用分析

【中图分类号】TU712【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）24-0136-03

在公路建设中，对于边坡的治理始终是重要内容，利用岩土锚固技术可有效的稳固公路边坡，避免因边坡松动而影响公路建设的正常进行，同时影响公路的使用寿命，为此国家相关部门必须加大力度应用岩土锚固技术。

1.关于岩土锚固技术的相关论述

1.1岩土锚固技术应用的原理

所谓的岩土锚固技术即是指将锚杆埋设于土壤中，利用其与地层岩土之间的摩擦阻力来阻止岩块发生下滑，换言之锚固技术即是对土壤进行加固。锚固技术主要是对锚杆进行使用，利用锚杆附近的岩土抗剪强度对结构物的拉力进行传递，以此来确保低层岩土具有较强的稳固性。由此可见，锚杆不仅会极大增强岩块的下滑阻力，同时又可极大的增强潜在滑面的摩擦力来稳固边坡的土体。同时，岩土可以与锚杆进行相互作用，也可有效的增强土体的强度。除此之外，利用锚杆复合体不仅可有效的改善土体的抗剪强度与抵抗拉，同时也可有效的改善土体的刚度，以此来增强土体的强度，避免土体发生破坏，进而提升土体整体的稳定性。

1.2锚杆的作用

第一，能够有效的对骨架进行制约，将复合岩土体构建成统一整体。第二，锚杆不仅能够有效的抵抗外荷载产生的作用力，同时能够抵抗土体本身产生的自重应力，并将其分散于岩体内部。尤其是岩土发生开裂时，锚杆更需要发挥其自身的承担作用，同时其产生的弯剪应力或者拉剪应力使得胶结材料发生破碎。通过此种方式，岩体的变形得到有效的延缓，以确保在短时间内土体的完整性，避免发生坍塌或者滑坡现象。第三，将锚杆边坡岩体设置在公路边坡的位置之下，以此来发挥锚杆对应力的传递与扩散作用，避免使岩体遭到破坏。第四，在锚杆坡面上方敷设钢筋混凝土层面能够有效的提升岩体的强度，避免降雨时使得坡面土体被冲刷，进而确保土体的完整性。

1.3岩土锚固技术类型

岩土锚固技术对于公路建设具有至关重要的作用，不仅可有效的降低施工成本，同时更可极大的缩短施工周期，降低后期的运营维护成本。同时岩土锚固技术更可有效的确保基坑与边坡的稳定。伴随着科学技术的不断发展，岩土锚固技术也在不断的发展，目前岩土锚固技术主要包括如下类型：其一，预应力锚索边坡加固技术。其二，短锚杆、配筋喷射混凝土边坡加固技术。其三，喷射混凝土加固技术。其四，短锚杆、预应力、配筋喷射混凝土边坡加固技术。

2.岩土锚固技术的优点与劣势

2.1岩土锚固技术的优点

岩土锚固技术对于公路边坡治理具有显著效果，主要具有如下优点：第一，锚固技术可有效的承载外部的应力，同时对锚固岩层进行加筋，即压应力区。第二，锚固可有效的提升岩土的强度。第三，与其他的边坡治理技术相比，锚固技术对于边坡的治理具有更加耐久与高效的特点。第四，锚固技术相比于其他的加固技术在施工工序方面更加简便，无需进行混凝土的浇筑。第五，在公路工程竣工并正常使用后，无需花费大量资金进行后期的维护工作，有效的降低了维护成本。第六，与其他的边坡治理技术相比，锚固技术可有效的缩短工期，以降低施工成本，为施工单位获得较高的经济效益。

2.2岩土锚固技术的劣势

虽然锚固技术具有上述优点，然而该技术也并非完美无缺，仍然存在一定的劣势，主要表现在如下方面：首先，在对高坡进行治理时，需要具有更高程度的安全措施作为保障，否则将会对施工人员造成严重的生命安全威胁，同时也会极易发生施工的安全事故。其次，为有效的发挥锚固技术的作用，需要大量的机械设备作为支撑，因此机械设备的成本方面将会极大增加，不利于施工单位的成本节约。再次，锚固技术多应用于隐蔽工程中，为质量控制与检测造成诸多困扰，同时也极易造成安全事故的发生，不利于公路的正常使用，同时还会威胁民众的生命安全。最后，锚固技术的工艺较为复杂，在施工中易产生较多难题。

3.影响锚固技术治理公路边坡的因素

3.1锚固的时机对锚固效果产生一定的影响

所谓的锚固时机主要是指公路边坡的开挖与加锚之间的时间差。若能有效的把握锚固时机，那么锚固的效果将会得到较大提升。就普遍情况而言，公路边坡的开挖顺序由上至下，在进行加锚时则是随着公路边坡的开挖进行，然而若采取此种做法，岩体原有应力将无法得到有效的保证，因此极易形成临空面，进而使得岩体极易发生松动而无法承载过大的荷载。同时岩体的松动也极易造成岩体发生滑动，因此必须增加锚杆力度来避免岩体发生滑动。通过上述内容可清晰发现，必须选择适合的锚固时机，以此来提升锚固效果。

3.2外界环境将会对锚固效果产生一定影响

外界环境的影响主要是对锚杆发挥预应力的作用产生一定影响，主要表现在如下两方面内容：首先，随着自然环境的温度变化，岩体的温度将会发生变化，进而使得锚固力将会产生不同效果。就通常情况而言，夏季时，锚杆预应力的强度将会随着气温温度的升高而增强，冬季时，预应力的强度则会随着气温的降低而减弱。其次，降雨是影响锚杆预应力的又一重要因素。降雨后雨水会随着裂缝进入到岩体中，使得土体发生湿胀现象，进而使钢索发生拉伸现象，最终使得锚杆的预应力增强。

3.3岩体的条件将会对锚固效果产生一定影响

除环境因素外，岩体的条件也会对锚固效果产生一定影响。岩体的类型多种多样，例如软质岩体与硬质土体，然而二者在蠕动方面却存在较大差别。对于硬质土体而言，由于其存在较少的结构面分布，并且蠕动较小，因此其应力损失也较少，使得锚杆的预应力较强。对于软质土体而言，由于预应力主要通过岩层发挥作用，因此当岩层发生压缩时，预应力的变形较大，并且具有较慢的减小速度，进而使得预应力的损失较大，对锚固效果产生影响。

3.4外锚段封孔灌浆对锚固效果产生一定的影响

在进行外锚段封孔灌浆时，由于水化热能的存在使得钢索的预应力逐渐减小，预应力的减少量、岩土的裂隙率与锚索的吨位将会对预应力产生一定的影响，进而对锚固效果产生影响。

4.公路边坡治理中岩土锚固技术的应用

4.1施工准备过程中对锚固技术的应用

在进行锚固技术的应用前，施工技术人员必须进行严密的施工设计，选择适合的机械设备、施工工艺、施工材料与检测技术等。同时，应向相关部门提交开工报告书、机械设备工况报告书等，并进行开工许可的申请。待申请通过后，施工技术人员应按照施工设计并依据施工现场的实际条件对锚杆进行抗拔拉破坏实验，以此来确保锚杆的强度。在进行锚孔施工后，只有当浆体强度提升至85%之后方可进行实验，以避免发生不良后果。

4.2公路边坡稳定工程中的锚固技术应用

在对公路边坡进行治理时，由于锚杆能够有效的阻止土体的滑动，并且能够增强土体之间的摩擦力，具有十分明显的加固效果。因此在目前的公路边坡的治理工程中普遍应用锚固技术。在当前的公路边坡施工中，多使用圬工防护，然而其存在较为明显的缺点，即圬工体自身并未具有较高的强度，并且圬工体只对坡面产生作用，因此无法对土体的节理、风化等缺陷进行修护，因而无法对公路边坡起到有效的防护作用。当采用锚固技术后，由于锚固本身具有的悬吊、组合梁与挤压加固等作用原理，使得边坡土体的强度能够得到有效的提升，进而确保了边坡土体的稳定性。

4.3公路支挡工程中的锚固技术的应用

在公路的支挡工程中，由于石料随处可得，具有简便的施工工艺，并且材料的造价较低，因此主要运用重力式挡土墙。重力式挡土墙主要是依靠自身的重力来确保路基的稳固性，因此若想有效的提升公路边坡的稳定性，则必须建造面积足够大的挡土墙才能满足工程需求。然而由于受到地形与地质条件的限制，重力式挡土墙无法有效的适应当前的环境变化，无法对公路边坡进行较好的加固作用，因此必须加大力度应用锚固技术。目前应用锚杆技术主要包括锚杆挡土墙、锚定板挡土墙、锚杆桩板式挡土墙与加筋挡土墙等类型，这些类型的挡土墙有效的解决了上述问题，弥补了因地形、地质条件产生的不足，并且其具有结构较轻、稳固性较高的性能，同时对于地基的承载能力并未具有较高要求，因此被广泛的予以应用。

4.4高边坡的加固与防护

在运用锚固技术前，必须依据施工现场的土体特性、边坡高度与地下水的实际情况选择适合的工程防护措施，例如使用土钉墙、锚杆铁丝网等。在对公路边坡进行加固与防护时，采用土工格栅来取代铁丝网，不仅可有效的降低施工成本。同时可有效的提升边坡护面的柔韧性。在对高坡进行加固与防护时，若边坡的岩石风化破碎面沿地基方向发展，则极易发生坍塌事故，因此可采用锚杆与锚索护坡等措施，由上至下对坡面进行加固，以确保高坡具有加强的稳固性。在山区的高速公路建设中，由于缺少对边坡的地质勘查而极易发生滑坡或者坍塌等事故，因此常利用预应力锚索抗滑桩对其进行治理，避免发生不良后果。

5.工程实例

楚大公路魏家菁左边坡位于K250+540-K250+753段，公路的边坡高度为55～65cm，倾斜角为45°～50°，广大铁路从其坡顶位置通过，坡脚为楚大公路。该公路边坡呈现出北西走向的向斜近轴部位置，公路西侧存在一条与向斜方向一致的压逆行断层，同时该公路边坡为具有较强的稳定性。

6.对于该工程边坡的治理

该公路的边坡虽然深层次较为稳固，然而其表层却较为破碎与松散，因此需要对表层进行加固。在边坡治理工程中，锚杆的型号选择为22的螺纹钢筋，全长砂浆锚固，锚杆的选取长度为2.10m，并按照1.5m*1.5m的间距进行排列，锚杆的安装垂直于坡面，喷射的混凝土厚度为90mm。在8～12m处挖掘一滑移面，目的在于排出地下水，避免对边坡造成威胁。依据对边坡稳定性的分析，对于路堑边坡上部削坡未到位之处进行清除，以减小边坡顶端重力，设置地梁式预应力锚索加固深层岩体，同时利用锚杆、挂网、喷射混凝土的方式对坡面进行加固。最后对右侧路堑的开裂变形部分进行修复，清除下部浮土，利用自钻式锚杆对浅层坡体进行加固。

按照上述的工序对楚大公路的边坡进行治理，有效的增强了边坡的稳定性，确保了楚大公路的正常使用，延长公路的使用使用寿命，同时也在一定程度上保护了铁路的安全，避免了不良后的产生，维护了交通安全。

7.结语

公路建设对于促进经济发展，加强道路运输能力具有至关重要作用，为延长公路的使用寿命，避免发生安全事故，在进行建设时必须对公路边坡进行加固。岩土锚固技术因其自身具有的良好性能被广泛的应用于公路边坡的治理中，并取得了良好效果，为提升公路的整体质量提供了坚实保障。

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作者简介：程贺，南阳人，1993年出生，男，南阳职业学院土木工程系助教，研究方向：岩土工程本科，助教。