馮智超
摘要:錨固技術(shù)在地下工程建設(shè)中是一個非常重要的技術(shù),其核心之一是使用錨桿支護(hù)開挖形成的邊坡,它是使用土壤或巖石作為錨固力維持地下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,防止地下工程出現(xiàn)崩潰、滑移等情況,以確保施工安全。錨固技術(shù)分為土錨和錨固兩種形式,一端與工程結(jié)構(gòu)或擋土墻相連,另一端錨固在地基土或巖石上,承受結(jié)構(gòu)的升力、拉力,或擋土墻的土壓力、水壓。本文主要總結(jié)了錨固技術(shù)的發(fā)展,分析了實(shí)踐性、適用性和經(jīng)濟(jì)巖土工程施工工藝的選擇原則,并探討了錨固技術(shù)應(yīng)用到巖土工程技術(shù)的要點(diǎn),包括鉆孔技術(shù)、螺栓定位、灌漿施工和緊張鎖定。
關(guān)鍵詞:錨固技術(shù);巖土工程;應(yīng)用
1.巖土工程與錨固技術(shù)概述
巖土工程史是土木工程研究范圍內(nèi)的一個重要概念,也是工程技術(shù)建設(shè)中最關(guān)鍵的組成部分之一。20世紀(jì)60年代以來,在土木工程理論研究和工程建設(shè)實(shí)踐中建立了新技術(shù)規(guī)范體系,主要是為了解決巖土工程中的實(shí)際問題。它主要包括基礎(chǔ)研究、施工操作和邊坡工程。巖土工程和巖土工程施工是土木工程的一個重要分支,它綜合利用巖體力學(xué)、土力學(xué)等工程地質(zhì)學(xué)學(xué)科來解決巖土工程問題的學(xué)科。因?yàn)殄^固技術(shù)在預(yù)防和控制階段具有較強(qiáng)的適用性和可操作性,特別是在巖土工程建設(shè)的早期階段。隨著不同錨桿材料的出現(xiàn),國家加大了對巖土工程的資金投入。同時,錨固技術(shù)應(yīng)用的原理和實(shí)用性已成為專家和巖土工程施工人員研究的難點(diǎn)。
目前,我國關(guān)于錨固技術(shù)重點(diǎn)研究了錨固技術(shù)的結(jié)構(gòu)、材料和具體應(yīng)用過程。研究的熱點(diǎn)是探索合理的錨固技術(shù),以適應(yīng)施工過程中不斷提高的承載強(qiáng)度和承載速度,以及如何具有更好的適應(yīng)性和更高的加工效率。錨桿、錨索不同技術(shù)規(guī)程的設(shè)置,可靈活適應(yīng)復(fù)雜、惡劣的地層環(huán)境和各種特殊的工程技術(shù)結(jié)構(gòu)。錨固技術(shù)的研究也趨于細(xì)化和專業(yè)化。螺栓參數(shù)的研究已從螺栓的長度、厚度等參數(shù)發(fā)展到螺栓的材料、前后端設(shè)置以及套筒技術(shù)在螺栓上的應(yīng)用。在施工人員和科研人員的共同努力下,錨固技術(shù)取得了長足的進(jìn)步。錨固技術(shù)廣泛應(yīng)用于施工現(xiàn)場、隧道施工、邊坡防護(hù)、水利工程和深基坑基礎(chǔ)。該技術(shù)不僅可以調(diào)整和改善工程、巖土分布和內(nèi)部結(jié)構(gòu),而且可以最大限度地減少結(jié)構(gòu)裂縫、工程滑坡和工程倒塌。
2.錨固技術(shù)技術(shù)的選用原則
2.1 適用性原則
在具體巖土工程實(shí)踐中,任何工程技術(shù)都有其優(yōu)缺點(diǎn),統(tǒng)一的單位標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一的工程評價系統(tǒng)不能用于測量所有的巖土工程技術(shù)。錨固技術(shù)應(yīng)用于巖土工程技術(shù)時,其技術(shù)特點(diǎn)并不十分明確,在識別和現(xiàn)場研究中存在許多實(shí)際困難。應(yīng)充分充分了解場地周邊條件,進(jìn)一步探索其應(yīng)用的可行性和科學(xué)性。因此,錨固技術(shù)是實(shí)用性最廣的選擇。
2.2 經(jīng)濟(jì)性原則
在巖土工程中,經(jīng)濟(jì)因素是巖土工程中的重要因素之一,而固定與防災(zāi)錨固技術(shù)的經(jīng)濟(jì)預(yù)算往往較小。有些巖土工程施工僅需要單一錨固技術(shù),有些巖土工程施工需要采用多種不同的錨固加固技術(shù)。這就要在確保巖土工程的順利施工和安全的前提下,使用錨固技術(shù)在合理的經(jīng)濟(jì)范圍內(nèi)對預(yù)算進(jìn)行控制。綜合考慮各種因素,選擇合適的錨固技術(shù),能較好的控制巖土工程中的經(jīng)濟(jì)預(yù)算。
2.3 實(shí)踐性原則
巖土工程的形勢往往十分復(fù)雜。錨固形式的選擇是錨固技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。簡單的技術(shù)分析和理論討論不能準(zhǔn)確反映具體巖土施工情況。因此,在具體的巖土工程實(shí)踐中,最終的施工方案必須真實(shí)客觀且符合客觀規(guī)律,才能準(zhǔn)確的選擇錨固形式。因此,在施工技術(shù)和設(shè)備齊全的前提下,制定多套錨固技術(shù)方案的巖土工程是才是關(guān)鍵。
3. 錨固技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用
3.1 鉆孔技術(shù)
巖土工程建設(shè)過程中,鉆孔的孔尺寸將影響錨固技術(shù)在巖土工程中成效。在達(dá)到錨固力標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,宜盡量減少鉆孔周期,避免鉆孔過程對深部地層內(nèi)應(yīng)力的影響。鉆孔的直徑和深度應(yīng)根據(jù)懸掛設(shè)備、施工工藝和錨固張力等條件和參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。巖土工程的固定介質(zhì)主要是土和巖石。在軟土表面和復(fù)雜地質(zhì)條件下減少單索錨桿的噸位設(shè)計(jì),或直接選擇增大末端大錨固段的方法,減少孔直徑。特別是在遇到粉質(zhì)土?xí)r,鉆孔應(yīng)配備必要的套管進(jìn)行跟蹤,避免發(fā)生坍塌或涌水孔。上述方法均為通過控制鉆孔設(shè)計(jì)直徑已達(dá)到最佳工藝。
3.2 錨桿桿體的位置
錨固技術(shù)中最關(guān)鍵的工具是錨桿。錨桿的直徑、長度以及套管的使用在很大程度上影響
錨固技術(shù)的應(yīng)用效果。在目前的技術(shù)條件下,有不同的選項(xiàng)參數(shù)設(shè)置錨桿以防止土壤裂縫擴(kuò)大甚至是土體崩潰和等安全事故。因此,在巖土工程中使用錨桿支護(hù)的挖掘型地下工程圍墻,巖石螺栓在錨桿灌漿結(jié)算后安裝,并應(yīng)對巖石螺栓的質(zhì)量進(jìn)行全面檢查,以避免發(fā)生滑動。安全狀態(tài)下,錨桿不得懸掛重物或重力撞擊。同時,有必要完全確保螺栓的防腐保護(hù)措施嚴(yán)格符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,以及螺栓材料,耐腐蝕性差和存放年限過長的不能使用。甚至今天的巖土工程是以更快的施工速度,確保錨桿承受隆起結(jié)構(gòu)、土壓力、浮力和水壓的完整性。螺栓的一端應(yīng)與擋土墻或其他工程結(jié)構(gòu)連接。另一端錨固在基巖中。注漿管與錨桿一起進(jìn)入孔內(nèi),保證錨固的穩(wěn)定性和耐久性。
3.3 灌漿施工
灌漿施工是錨固技術(shù)實(shí)施的關(guān)鍵。灌漿的成功與否直接影響到錨固的承載能力。在灌漿時間的選擇上,如果是在冬季,則應(yīng)在灌漿凝固的標(biāo)準(zhǔn)時間上設(shè)置相應(yīng)的長彈性時間。夏季灌漿時應(yīng)注意溫度的調(diào)節(jié)與控制。灌漿施工應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行,不得擅自分階段、分步驟進(jìn)行。錨桿固定灌漿初期應(yīng)選擇灌漿時間,準(zhǔn)備好人力和物力。在注漿作業(yè)中,隨著泥漿的流動,錨桿被慢慢抬高,以避免因錨桿快速拆除而造成斷裂和損壞。
3.4 張力鎖定
為了達(dá)到錨固技術(shù)所要求的應(yīng)力值,施工人員和施工人員通常選擇錨桿體張緊的方法。
利用螺栓體自由段的張力和彈性來拉長變形。在巖土工程施工中實(shí)踐,根據(jù)螺栓本體的材料特性和鎖緊力,選擇相應(yīng)的張緊設(shè)備。當(dāng)錨固體強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)混凝土承載能力滿足技術(shù)規(guī)范要求,且拉力和錨桿軸具有標(biāo)準(zhǔn)垂直度時,開始施加拉力;安裝夾具前檢查每個錨。為避免所有張力負(fù)荷一次性應(yīng)用,需分段、分級。當(dāng)鎖定負(fù)載穩(wěn)定時,張力鎖定宣告完成。
4.結(jié)束語
如何在實(shí)際操作和理論研究中探討巖土工程實(shí)施中的固定技術(shù)也是一個非常重要的問題。錨固技術(shù)廣泛應(yīng)用于隧道開發(fā)、巖土工程等領(lǐng)域。堅(jiān)持錨固技術(shù)應(yīng)用的適用性、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)踐性原則;錨固技術(shù)應(yīng)用于巖土工程技術(shù)中時,難點(diǎn)和重點(diǎn)主要集中在鉆孔技術(shù)、灌漿技術(shù),定位和緊張錨桿鎖定等問題,并根據(jù)施工情況,地質(zhì)條件、人員和設(shè)備設(shè)施,增加錨固體的穩(wěn)定性,避免錨固體發(fā)生安全事故;探討了利用錨固技術(shù)在巖土工程技術(shù)中的應(yīng)用,促進(jìn)土木工程技術(shù)研究與實(shí)踐的進(jìn)步,在更大程度上提高水平,促進(jìn)我國建設(shè)的進(jìn)步與發(fā)展。
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(作者單位:廣西華藍(lán)巖土工程有限公司)