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锚固技术在岩土工程中的应用及作用机理分析

发表时间：2021/6/10 来源：《中国科技信息》2021年7月作者：王俪郿

[导读] 随着我国岩土工程规模的逐步扩大，相关领域也迎来了新的发展机遇。为了保证岩土工程的建设质量，需要提升工程中技术的实施质量，锚固技术作为岩土工程中采用的重要技术类型，应当强化锚固技术的使用效果。锚固技术可以减少岩土工程发生地质灾害的几率，提高岩土工程的稳定性，对岩土体的应力状态进行转变，为岩土层的结构提供支撑。

新疆土木建材勘察设计院（有限公司）喀什分公司王俪郿 844000

摘要：随着我国岩土工程规模的逐步扩大，相关领域也迎来了新的发展机遇。为了保证岩土工程的建设质量，需要提升工程中技术的实施质量，锚固技术作为岩土工程中采用的重要技术类型，应当强化锚固技术的使用效果。锚固技术可以减少岩土工程发生地质灾害的几率，提高岩土工程的稳定性，对岩土体的应力状态进行转变，为岩土层的结构提供支撑。目前锚固技术的应用极其广泛，本文对锚固技术的工作原理、技术分类、锚杆分类进行了深入分析，并讨论了锚固技术的具体应用要点，力求可以提高岩土工程的建设质量。
关键词：锚固技术；岩土工程；应用；作用机理
        1.锚固技术在岩土工程中的作用机理
        锚固技术的作用机理是使用锚杆提高附近范围内地层的抗剪水平，保证在开挖地层时可以让开挖面处于稳定的状态，或者通过锚杆来传递结构物所产生的拉力。锚固技术主要分为土锚和岩锚两种形式，将锚杆的一端和图强或者岩土工程中的结构物进行连接，将另一端锚固在土层或者岩层之中，利用多种力达到提高结构物的承受能力，例如锚固体以及岩土体在碰触中所产生的摩擦力、拉杆和锚固体之间产生的握裹力、拉杆强度等。锚固技术具有主动控制、降低成本、加快施工速度、方便技术操作、实施深层控制、动态化水平高的多个优势，在岩土工程中有着广泛的应用[1]。
        2.工程项目中的岩土工程技术
        2.1桩基施工技术
        桩基施工技术有很多种，包括后压浆钻孔灌注桩技术、长螺旋钻孔灌注桩技术、高强预应力管桩技术等。后压浆钻孔灌注桩技术通常用来强化泥浆护臂灌注桩承载力，在桩基身上预留出注浆管，等待成桩之后，对桩侧和桩端进行压力灌浆，可压密桩底的沉渣，还能渗透桩侧的泥皮，从而不断提升桩基的承载力。长螺旋钻孔灌注桩技术应用中，对桩中心压灌了超流态的混凝土之后，插上钢筋笼，即可成桩。其优势在于成桩的时间短，能在地下水位之下形成桩，还防止了泥浆护桩的问题，也无孔底沉渣的问题。这是一种中小直径的桩基，可用来当抗浮桩、护坡桩等，其与后压浆钻孔灌注桩技术的结合是未来发展的方向，可更好地提升桩基承载力。
        2.2地基加固技术
        岩土工程中，地基加固的施工工艺以及设备并没有明显发展，比较突出的表现则是传统加固技术和新技术的结合，极大地提升了加固效果。例如采用多种加固方式进行地基加固，水泥桩中插入混凝土预制桩芯形成水泥土桩，其劲性非常大；还有土工格栅垫层结合刚性桩形成网桩结构。另外，旋喷桩和水泥搅拌桩也被广泛应用。其中旋喷桩技术有明显进步，形成RPJ施工方法，经过两次切削将土体破坏，也就是上段用超高压水以及空气复合喷射流体进行切割，下段用超高压浆液以及空气复合喷射流体进行切割，这样处理之后，桩径会增大，桩体强度也会明显提升[2]。
        2.3基坑支护技术
        岩土工程施工中会应用到基坑支护技术，近几年基坑支护技术有良好发展，涌现了很多新技术和新方法，工作人员也积累了大量的支护经验。综合多方面经验，形成了综合支护体系，包括护坡桩、钉支护、地下连续墙等竖向支护的应用，同时与预应力锚杆和内支撑这种水平支护体进行配合。基坑支护技术最明显的进步就是锚固技术的发现，当前应用较成熟的锚固技术包括可拆芯式锚杆、旋喷锚杆、拉力分散型锚杆、可重复高压灌浆锚杆、扩孔锚杆等，并与土钉结合，形成了复合土钉技术，极大地提升了基坑支护水平。

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        3.锚固技术在岩土工程中的实际应用要点
        3.1基坑开挖和边坡修整中的应用
        在深基坑开挖的过程中选择分层的方式进行开挖，但是每一层的深度不能处于过大的状态，否则可能影响到边坡的稳定性，增加工程的安全隐患。当对基坑的深度进行设定时，针对暴露坡面所产生的直立能力进行分析，要求每一层的开挖深度都要低于天然的自立高度。与此同时，也需要保证在锚杆周围附近的水泥在凝固之前不会给锚杆的受力造成限制，这样才不会给锚杆的固定能力造成影响。根据工程实践经验进行分析，每一层的土层深度应当控制在2.0m~2.5m之间，砂层的厚度需要控制在1.0m~1.5m之间，不能出现超深开挖的现象。当确定开挖的长度时，应当分析不同施工队伍在交叉施工过程中给坡面造成的影响，需要保证坡面的稳定性。一般情况下，处于同一轴线的开挖长度应当保证在15m~20m之间。当进行边坡开挖的时候，需要确保不给支付土层造成严重的影响或者扰动，按照施工规定对边坡进行整修，避免由于在基层开挖时出现误差，导致基坑最终的外形尺寸不符合施工标准。
        3.2钻孔技术在岩土工程中的应用
        在钻孔技术应用的过程中，首先确定钻孔的孔径，孔径过大或者过小都会影响到锚固技术的固定效果，进而给岩土工程的整体建设质量造成严重影响。因此，当保证了锚固力的标准性时，需要减少钻孔所花费的时间和周期，减少深部地层的内应力给锚固技术的应用带来影响。在钻孔的过程中需要选择高质量的悬空设备和设施器具，明确锚固的拉力数值，设计好其他的有关参数，利用钻孔技术的最佳状态对孔径进行设计。如果遇到软土地基等特殊地质结构的时候，可以减少单索锚固钉的吨位设计，直接选择扩大端部的方法缩小所钻孔孔径。如果遇到的所泥砂质的岩土解雇，则需要在应用钻孔技术的时候跟进套管，避免在施工过程中出现塌孔或者涌水。
        3.3灌浆施工中岩土工程中的应用
        对于岩土工程而言，灌浆施工所应用锚固技术最为关键的一个环节，和锚固件承载力强弱有着最为直接的关系，因此必须要结合施工中的综合因素分析灌浆施工的具体步骤。如果在冬天进行灌浆施工，需要对灌浆的凝固时间进行调整，增加一定的弹性时间，如果所在夏天进行灌浆施工，则需要对泥浆对温度进行控制和调整。在灌浆时需要按照一次性的标准完成，这样才能够保证施工的有效性，因此在进行灌浆施工之前需要做好施工准备。以高压注浆预应力锚固技术在土墙稳定性提升工程的应用为例，表1即为经过注浆处理之后，土墙土体各种物理性质的改变情况。随着智能技术的不断发展，在岩土工程中开始使用智能压浆系统进行灌浆施工，浆液在智能压浆系统形成一个持续循环的路径，排除管道内部空气，及时解决管道堵塞的问题。对于水平状态或者曲线状态孔道，压浆的压力值需要保持在0.5MPa~0.7MPa，超长孔道压浆压力值应控制在1.0MPa之内，竖向孔道压浆压力值应控制在0.3MPa~0.4MPa之内[3]。
        3.4张力锁定在岩土工程中应用要点
        为确保锚固技术的应用效果，需要使用人为的方式达到锚固技术所需要的应力标准，可以选择张拉锚杆体的方式完成。使用张拉设备可以对锚杆体的自由段发生张力作用，进而使其变长。在实际的岩土工程应用过程中，结合锚杆体的实际材质以及锁定力参数选择合适的设备。在进行张拉的过程中，需要检查锚具之后，再进行夹具的安装。目前智能化张拉系统运用在岩土工程中，主要包括两部分，第一部分是安装张拉设备，第二部分则是进行智能化张拉控制。在安装设备时注意仔细安装工具锚，让工具锚和智能张拉系统前端的张拉端锚保持孔位一致，使两种锚具呈对称的状态。
        4.结束语
        近年来，岩土工程逐步成了各类工程建设的基础，通过对工程现场岩土体的分析与处理，能够为施工创造相对良好的条件。岩土锚固是边坡治理中极为有效地技术，通过此技术能够进一步保障边坡的稳定性，避免边坡失稳所造成的岩土工程质量、安全等问题。
5.参考文献
[1]孙光武,张健.边坡治理的岩土锚固技术在岩土工程中的应用[J].四川水泥,2015(1):231.
[2]王冠平.岩土工程中边坡治理的岩土锚固技术[J].科技创新与应用,2016(9):208.
[3]甘铁柱.岩土工程中边坡治理的岩土锚固技术[J].建材与装饰,2018(14):232~233.