蔡汉武
建材福州地质工程勘察院有限公司，福建 福州 350001
摘要：随着国民经济的蓬勃发展，人们在各种工程项目的施工过程中对岩土工程提出了更高的要求。在一些工程项目中，经常存在边坡失稳问题，造成严重的工程质量和安全问题。岩土锚固技术是岩土工程中一种有效的边坡治理技术。通过该技术，可以提高岩土的结构强度和变形刚度，使边坡具有更高的稳定性和安全性。由于岩土锚固技术相对其它边坡支护方式优势明显，在边坡治理工程中得到了大量应用。
关键词：岩土工程；边坡治理；岩土锚固技术
引言
在岩土工程中，边坡治理一直以来都是研究的重点课题，可用于边坡治理的技术措施相对较多，其中岩土锚固技术的加固效果好，且施工相对比较简单，质量易于控制，因此在边坡治理中得到越来越广泛的应用，已经成为提高工程岩土体稳定性和解决复杂岩土工程问题最经济有效的方法之一。
近20年来，国内外岩土锚固技术的研究取得了较大的进展，国内外岩土锚固理论研究主要围绕以下两个方面展开：锚杆荷载传递机理，特别是锚杆中杆体与注浆体、注浆体与围岩土体间粘结应力的分布状态几传递机理的研究工程应用迅猛发展；从锚固体加固效果角度出发研究岩土锚固作用机理。
1岩土锚固技术概述
1.1锚固机理
岩土锚固技术是指借助锚杆或锚索将结构物与地层紧紧地锚固在一起，用于阻挡岩块不断向下滑动，借助锚杆或锚索使软弱的结构面形成若干板状岩体，进而形成稳定且安全的结合体。边坡治理工程中岩土锚固机理主要为以下两方面：(1)通过对锚杆及锚索的设置，能有效增大抗滑力；(2)通过设置锚杆及锚索，能使潜在滑动面产生一定法向力，增加滑动摩阻力。在岩土体中按照一定密度与长度设置锚杆或锚索后，在与岩土体的协同作用情况下，能有效弥补强度不足。在锚杆或锚索形成复合体后，能主动制约和避免岩土体发生破坏，除了能弥补岩土体自身抗拉与抗剪强度相对较低的问题，还能增加岩土体自身刚度，并且能充分发挥出岩土体强度，使边坡岩土体变形及破坏均得到有效的控制，进而从整体上增加边坡体稳定性。
2边坡治理工程中的岩土锚固技术
与传统的边坡支护措施相比，岩土锚固技术的优势在于其本质是改造和利用岩体自身的力学性能，将原本为不稳定的岩体改变为锚固段，从而加强了边坡整体的稳定性和安全性，大幅度地节约了工程材料并缩短了工期。目前，边坡治理工程中的岩土锚固技术主要有锚固洞、喷混凝土护坡法及预应力锚杆（索）三类：
2.1锚固洞
在岩土工程边坡治理中，为提高边坡的稳定性，可以通过对锚固洞的加固来实现，锚固洞也称为抗剪洞，是一种穿过边坡软弱结构面的大体积混凝土，具有较高的抗剪强度，锚固洞修建后在边坡软弱结构面处形成锚固段，有效提高边坡的抗滑力，进而提高稳定性。锚固洞在锦屏、龙滩等国内水电站高陡边坡治理工程均已运用并取得了良好的效果。需要指出的是锚固洞是在已经不稳定的边坡上修筑的，施工过程中的开挖扰动必然会对边坡稳定产生影响，可能会导致边坡提前失稳，因此，如果锚固洞位于同一个结构面上，在开挖过程中需间隔开挖，避免开挖不当对边坡软弱结构面处强度较高的位置产生破坏。
2.2喷混凝土护坡法
喷混凝土护坡法已经成了目前使用比较最为广泛的护坡施工方法，具有高效率、低成本、短耗时等优点，有效解决了传统模板护坡锚固技术的不足。在使用喷混凝土护坡时，为满足机械化连续施工的需求，必须做好混凝土的运输、拌和工作，将这些混凝土利用借助于专业的设备来以一定的速度喷射到边坡上，固结后与周围土体形成一个整体，起到支撑边坡的作用。
2.3预应力锚杆锚索
预应力锚索加固是边坡治理中一种极为有效的技术，将锚索或锚杆锚固于边坡岩土体中，能够发挥锚索的结构加固作用。具体来说，锚固于边坡岩土体中的锚杆锚索能够进行应力的传输于混凝土框架中，而且可以通过对锚杆锚索施加预应力来对岩土体中的不稳定岩体、松散岩土起到挤压作用，使得边坡岩土体抗滑力大大提升，实现对不稳定岩体的科学控制，达到稳固边坡的作用。在边坡治理工程中，预应力锚杆锚索技术优势明显，在高陡边坡、隧道洞口的明挖施工中，应用效果极为理想，不仅实现了边坡加固，还使得开挖作业量大大减少，为提前进洞创造了相对良好的条件。
3 岩土锚固技术应用现状
3.1 标准化建设
为使岩土锚固技术的设计、施工规范化，我国相继颁发了《土层锚杆设计施工规范》、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》、《锚杆喷射混凝上支护技术规范》、《岩土锚 (索)技术规程》等。水利电力、建筑等部门还制定了《水工预应力锚固设计规范》、《建筑基坑支护技术规程》、《水电工程预应力锚固设计规范》、《水电水利工程锚喷支护施工规范》、《加筋水泥土桩锚支护技术规程》等规范。这些规范规程使得我国锚固工程的设计施工更加科学，反映出我国岩土锚固领域重要发展。
3.2 锚固方案设计
边坡治理工程中的岩土锚固方法设计主要有三个步骤：(1)确定潜在滑移体的位置、大小，进行滑动力的识别与计算；(2)对加固滑移体的锚固力进行计算；(3)对锚固参数与施工工艺进行优化设计。不同工程类型，岩土锚固技术方案存在较大差异，因此，根据不同的工程类型，需要设计不同岩土锚固方案。
3.3 锚固材料
工程实践中常用的锚杆，主要包括注浆型和机械型预应力锚杆、拉力型和压力型预应力锚杆、荷载分散型锚杆、全长粘结型锚杆、可拆芯式锚杆、树脂卷和快硬水泥卷锚杆、中空注浆锚杆、摩擦型锚杆等。
4.存在问题
需要指出的是，虽然关于岩土锚固理论研究工作取得了很大进展，但也存在不少问题。理论分析方面:工程应用优先于理论研究，且目前没有权威的计算方法；对锚杆加固机理尚缺乏行之有效的计算公式；数值分析中采用等效力学模型来表达锚杆的加固作用，而数值模拟中岩体及锚固力学参数的选取往往很难准确把握，导致分析结果与工程实际相差较大。在工程应用方面：锚固体存在预应力损失及受力不均匀问题；锚固体系的耐久性、安全性检测及评价方法亟待完善；专门性的锚固体系防腐研究工作开展较少；地下水问题有待于进一步解决。
5.发展趋势
针对目前岩土锚固技术上存在的问题，在今后的研究中可从以下几方面开展：①数值分析时应考虑粘结应力非均匀分布特征，锚杆承载力的计算方法要全面可靠；根据半理论半经验的设计原则，提出虑及群锚效应的系统锚杆支护的实用计算方法；进一步加强锚固机理研究，包括锚杆预应力对岩土体应力重分布及岩土体力学性能的影响，锚固体对岩土体物理力学性质的影响和锚杆与岩土体之间的相互作用；研究和提出模拟锚杆作用的合理计算模型，以及拉力型、压力型、剪力型锚固体内应力传递规律；研究数值分析中锚杆锚固效应与力学作用的模拟方法；⑥研究复合土钉墙工作机理及设计方法。
结语
边坡治理工程是一项较为复杂且系统的工作，为达到预期中的治理效果，可以选用岩土锚固技术对边坡进行加固，而在岩土锚固技术中，锚杆的施工比较简单，质量易于控制。回顾岩土锚固技术的发展历史可以看出，无论是锚固技术的理论研究还是工程应用，都取得了长足的进步。锚杆品种不断增减，锚固技术的应用领域也不断扩大。但工程类型也是越来越复杂，岩土锚固技术还达不到全部工程的要求。因此，岩土锚固技术还有许多发展的空间，它在岩土工程中的应用范围和地位也会随着其技术水平的提高而不断地发展。
参考文献
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