岩土锚固技术在公路边坡治理中的应用研究

2022-12-10

引言

在公路工程的建设过程中, 边坡治理所用的岩土锚固技术是通过支护技术, 把受力杆固定在边坡的土层当中, 提高边坡的稳定性。此技术施工方式简单, 且利于后期维护, 因此被广泛应用在道路工程当中。为高效利用此技术, 探索出技术的应用方式具有重要意义。

一、岩土锚固技术的原理

岩土锚固指把锚杆设置在土层当中, 通过其和岩土间产生的摩擦力, 防止岩土发生滑落, 而实现对其加固。此技术主要利用锚杆周围土抗剪力传递对结构产生的拉应力, 提高岩土的稳定性。使用复合锚杆不但能将土体抗拉、抗剪能力改变, 还能提高土体强度。

二、岩土锚固技术在公路边坡治理当中的应用

(一) 准备阶段应用

在治理公路边坡时, 应用岩土锚固技术前, 相关设计人员应展开科学的设计, 对施工过程所用的材料、工艺以及设备等进行合理选择。与此同时, 将开工报告以及设备准备报告提交给审核部门申请开工许可。通过审核之后, 技术员要按照设计方案, 并结合施工现场条件对锚杆进行抗拉试验, 保证锚杆强度符合工程施工要求。此过程需要注意的是应等到水泥浆强度>85%时才可展开抗拉试验, 提高试验过程中的安全性。

(二) 稳定边坡应用

在治理边坡时, 应用锚杆能阻挡土体向下滑动, 同时增大土体内部摩擦, 因此具有较为良好的稳定边坡的效果。当前, 在公路边坡处理过程, 部分工程采取圬工加固技术, 但是使用此技术时, 由于圬工强度较低, 同时只能作用于坡面, 不能修护土体中的结构以及防止土体风化等, 所以难以更好地防护公路边坡。但是, 使用锚固技术时, 因为锚固自身存在悬吊和组合梁, 能够通过加固或者挤压等原理, 有效提高边坡土的强度, 保障边坡的稳固。

(三) 支挡公路应用

在公路建设过程中, 支挡过程会应用到大量的石料, 因为其需要的施工技术较为简便, 同时材料的价格低廉, 主要使用石料当作支挡墙。支挡墙是利用本身产生的重力来保障公路路基的稳定。为保障边坡的稳固, 应保证支挡墙的面积尽量最大, 才能达到工程要求标准。但是, 在实际的施工过程中, 由于受到地质、地形等自然条件限制, 导致重力型支挡墙难以适应环境, 从而对公路边坡产生良好的稳固作用。所以, 应利用锚固技术加强支挡墙的强度。当前, 在公路支挡过程中应用的锚固技术类型主要有:锚板、锚杆、加筋、锚杆桩等支挡墙类型, 这些锚固技术的应用技能避免地质环境对支挡墙稳定性的影响, 同时锚固技术使用的各类结构质量轻, 同时具有的稳定性能较高, 此外, 对地基的承载能力要求不高, 由于以上技术优势被广泛应用在公路支挡施工当中[1]。

(四) 加固高边坡应用

在公路的边坡加固过程中, 应用锚固技术之前, 应对施工现场展开检测, 具体包括边坡高、地下水、土质等, 并根据检测结果采取相应的防护措施。如:采用锚杆铁网以及土钉墙等。在使用锚固技术对较高的边坡保护和加固时, 可使用土工格替换铁网, 这样既能提高公路边坡表面的柔性, 还能降低大量的成本投入。如果边坡表面风化面与地基方向相同时, 就非常容易引发各种坍塌事故, 对此, 应使用锚索、锚杆等对高边坡进行保护。具体的施工方式是从上至下逐层加固, 全方位提高公路边坡的稳定性能。如果公路处于山区, 为避免地质勘察不充足而引发坍塌、滑坡等事故, 可使用锚索防滑桩, 利用预应力对公路边坡进行处理, 提高公路边坡稳固性。

(五) 锚固技术在具体工程中的应用

此工程公路边坡高在60cm左右, 倾斜角为45°到50°之间, 公路边坡的顶部有铁路, 边坡底部为公路。此路段边坡为西北走向, 并且在斜向上趋近轴部方位, 在公路的西侧有一斜向逆行断层, 并且公路路基稳定性相对较高。具体的施工流程如表1所示。

针对此工程的边坡现状, 可使用锚固技术对边坡进行治理。此公路在路基部分虽然稳固, 但是其边坡的表面相对松散, 所以, 应使用锚固技术对其边坡的表层进行加固。在锚固技术应用时, 可选用22号带有螺纹钢筋的锚杆, 并使用砂浆进行锚固。锚杆的长度设置在2.2m, 在排列间距上使用横向1.5m, 纵向1.5m的距离.锚杆安装的过程中, 应确保其与坡面互相垂直。在边坡喷射泥浆厚85mm左右, 并且在10m左右的距离设置一个滑移面, 及时将地下水进行排除, 防止其威胁边皮的安全。根据施工前对边坡的检测, 对其稳定性能展开分析, 及时清除路堑上方边坡的削坡物质, 将边坡顶部重力减小。使用地梁锚索通过预应力将深层岩体进行加固, 并且使用锚杆和铁网, 通过向边坡喷射混凝土浆液对其加固。以上施工结束后, 将公路右侧断裂的路堑进行修复, 同时将其下方的浮土及时清除, 最后使用自钻锚杆加固下方的公路边坡。通过以上锚固技术对公路的边坡进行了处理, 大大增加了其稳定性能, 保障公路的安全使用, 同时延长了其使用期限。此外, 还直接保护了上方铁路安全, 避免由于边坡破损而带来的不利影响, 提高了公路的安全性。

三、锚固技术在处理公路边坡应用过程中的影响因素

影响锚固技术应用因素如表2所示。

第一, 锚固时机的掌握。锚固时机指边坡挖掘之后和其锚固之前的时间差。公路边坡常使用从上向下的挖掘方案, 因此, 应一边开挖一边锚固。在挖掘时, 由于对岩土本身的应力造成破坏, 导致岩体松动, 当其受力不平衡时就会产生向下滑动脱落的现象。因此, 应控制好锚固时机, 及时加固防止岩土滑落。第二, 岩土类型。不同的岩土具有不同的性能, 在挖掘过程中, 导致应力损耗程度也不一致。当岩土质软时, 因为压缩应力的作用下, 会使岩层发生较大变化, 因此, 其形变速度慢, 岩土应力损耗较快;相反, 当岩土质量较硬时, 应力损耗慢。第三, 环境因素对应力的影响。在应用锚固技术时, 降雨天气、温度变化都能影响锚固力产生的变化值。温度较高时, 应力增加;相反, 温度较低时, 应力减小。锚索应力和温度改变之间, 具有相应时间间隔。此外, 降雨时, 应增大锚固力, 由于雨水渗透到岩体当中时, 会造成其膨胀, 对锚索进行拉伸, 增加其锚固应力。第四, 封孔灌浆对应力的影响。当封孔灌浆时, 由于水化放热使锚索产生膨胀, 使预应力值减少, 一般情况1000KN的锚索在应力损失在16KN至28KN;3000KN的锚索, 应力损失在34KN至49KN之间。由此可以看出预应力的损耗和锚索质量有直接关系。此外, 还与岩体产生的裂缝有直接关联, 当裂缝增加时, 灌浆量也相应增大, 导致岩体发生形变, 此时应将预应力增大[2]。

四、结论

综上所述, 在公路的建设过程中, 应在准备阶段、稳定边坡、支挡公路、加固高边坡等过程应用锚固技术, 做好公路边坡的治理工作, 提高工程质量, 提高公路的使用性能, 进而促进公路建设行业的不断发展。

摘要：在建筑行业的迅速发展下, 各种施工技术也在不断更新。在公路的边坡治理过程中, 岩土锚固技术也得到了广泛的应用。本文简单介绍了岩土锚固技术的应用原理, 并阐述了其在各个环节上的应用, 以具体的工程为例, 阐述了其治理公路边坡的施工流程。

关键词：公路边坡,岩土锚固技术,治理,应用