蒋兵辉
【摘 要】在我国经济的不断发展过程中，建筑工程逐渐呈现出繁荣景象。地质状况会对破碎岩石边坡造成影响，使其出现结构松散的状况，严重影响边坡的稳定性，引发安全事故。论文将通过分析注浆锚管加固原理，探索注浆锚管在破碎岩石边坡中的加固应用。
【Abstract】In the continuous development process of China's economy， the construction engineering has gradually presented a prosperous scene. The geological condition will affect the broken rock slope， and cause it to be loosely structured， which will seriously affect the stability of the slope， and cause safety accidents. Through analyzing the reinforcement principle of slip casting anchor pipe， the paper will explore the application of slip casting anchor pipe in the reinforcement of broken rock slope.
【关键词】注浆锚管；破碎岩石边坡；加固
【Keywords】 slip casting anchor pipe； broken rock slope； reinforcement
【中图分类号】U416.212 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）09-0135-02
1 引言
当边坡受到风化作用或者是挤压作用时，就有可能会使得岩土体出现碎块状的现象，这就是破碎岩石边坡。堆积体和破碎体是破碎岩石边坡的主要物质来源，节理裂隙密集和破碎的状况，会因为各种内外应力作用而产生，比如风化作用、断裂、地下水的作用、构造挤压等等。岩块与岩块之间的咬合力和镶嵌情况，会决定整个边坡的稳定性，当出现破碎岩石边坡时，就可能导致咬合度下降、平整度下降、岩块尺寸减小等问题，严重影响了边坡的稳定性，造成一定的安全威胁。在临空面出现变化时，就会造成边坡失稳，产生强大的破坏力。在施工过程中，处理此类问题是工程建设的重点、难点工作。在强风化碎裂岩体、堆积体和小型滑坡等的处理中，注浆锚管能够发挥巨大作用。锚管和注浆技术的结合，能够在岩土体中注入浆液，成为破碎岩体的一部分，实现抗剪强度的增强。
2 注浆锚管加固原理
在注浆锚管加固工作中，其注浆技术能够发挥巨大作用，将边坡岩土体和锚固体系进行有效结合，能够有效阻止边坡产生滑动的同时，加强整个边坡的稳定性。
首先，针对边坡岩土体的变形问题，锚管能够起到很好的改善作用。因为二维应力的岩土体强度不高，稳定性差，对于整个工程来说都是较大的风险存在点。锚管可以在地层外表面岩土体处于二维应力状态中时，能够通过增加压力的方式，将其转变为三维应力状态。从二维应力到三维应力的转变，就会使得岩土体的强度大大增加。
其次，锚固体的使用可以由锚管充当，在注浆技术的作用下，锚管用作全长或者部分锚固体。通过锚固体的使用，能够形成扩散状复合体，在此过程中主要是通过黏性稳定岩土体和潜在破坏坡体而成。在此过程中，坡体与锚管锚固体形成一个整体，这样就使得坡体的自承载力作用得到有效体现，大大增强整个坡体的承载能力，增强其稳定性。此外，坡体的破碎状态也得到有效改善，提升岩土体性质，摩擦力的增加能够很好地实现防滑作用。
再次，渗透注浆体的形成，可以在注浆压力的作用下将浆液渗入节理裂隙来完成。在原有裂隙中，通常会有水和气体的存在，这就会导致边坡稳定性的下降。通过注浆的方式，水和气体被浆液排出，裂隙也被浆液所填充，在浆液与岩土体形成整体之后，就会降低渗透性，减少裂隙，增强岩土体的密度和强度。对于围岩的吸水膨胀和风化问题，通过注浆的方式能够得到有效解决[1]。
最后，为了增加锚固段浆体的直径，劈裂注浆的方式能够有效实现，这是通过使注浆在锚管四周扩散形成的。此外，还能够增强岩土体与锚管锚固段之间的摩擦力，避免产生滑动的现象，锚管的加固范围也不仅仅限于其长度范围。主动侧压力向土层深处的传输，有助于降低坡体荷载，增强坡体的稳定性。与此同时，抗剪强度在锚固段也得到加强，这是通过改变浆体与孔壁岩土体之间的平整接触面来实现的，浆脉状锯齿形接触面的实现，是提升坡体稳定性的关键点。
3 注浆锚管在破碎岩石边坡中的加固应用
3.1 工程概况
在某二级公路工程中，0.75+3.5*2+0.75m是其路基宽度，40km/h是其设计时速。此公路路线处于山坡比较陡峭的地段，岩基地层和覆盖层是该边坡的主要地层结构，在第四系崩塌堆积和坡积作用下，形成结构松散的碎石、大块孤石、块石和土等。边坡节理裂隙发育、岩体破碎，在地质构造的影响下呈现碎块状。35-50°是该坡体的自然坡度，最高甚至高于60°，松树林是其主要的地表植被，具有较大的汇水面积。
在该工程中，1：0.5是其设计的开挖坡率，16m是其开挖的高度。2013年某路段边坡在降雨作用下产生了坍塌的现象，给交通状况造成了严重的影响。在路堑边坡开挖施工中，临空面过大，是导致出现坡体坍塌的主要原因。在后续的施工过程中，也未进行有效的边坡防护，降雨使得在坡面水分增加，破碎岩土体的抗剪强度减弱、容重增加，最终使得坡体的稳定性遭到破坏，给交通状况造成不良影响。
3.2 注浆锚管在破碎岩石边坡中的加固方案
在该工程中，主要采用了注浆锚管+挂网喷射混凝土和削坡减载的方案。
①在进行注浆锚管加固之前，应该对于危石和坍塌坡面进行及时清理。边坡的原有坡率为1：0.50，为了便于开展加固工作，需要将坡率调整为1：0.75，3m是边坡平台的宽度。为了实现地表水截排的有效性，需要进行截水沟的设置，其位置应该在开挖线的10m外。②为了保障注浆锚管在破碎岩石边坡中加固作用的有效性，需要进行浆砌片石护交挡墙的设置，其规格一般为H=3mM7.5号。③锚管注浆+挂网喷射混凝土防护方案应用于全坡面，在进行开挖施工的过程中，应该按照相关规范标准进行逆序由上至下逐级开挖，3-5m是锚管的工作面高度合理范围[2]。L=16m是第三级边坡注浆锚管第6-14排的长度范围，L=12m是第三级边坡注浆锚管第1-5排的长度范围；L=8m是第二级边坡注浆锚管的长度；L=6m是第一级边坡注浆锚管的长度。其中锚管的倾角应该控制在20°左右，3m是其合理的横向间距，2m是其合理的排间距。同时，应该设置两排锚管进行锁口，其规格为排间距1.5m。长度12m，Φ50×5mm，位置设置在开挖坡口线2m之外。直径为22mm的HRB400钢筋在锚管孔的设置，可以大大增强锚管的抗剪能力，在设置时应该采用隔排设置的方法。④混凝土强度选用C25，钢筋网的规格为20×20cmΦ6.5，10cm是混凝土的喷射厚度，将坡面纵向伸缩缝的缝宽控制在2cm左右，间距控制在20m左右。为了增强其稳定性，需要经沥青模板在缝内进行填塞。⑤排水孔在坡面的设置，能够有效对于浅表层的地下水进行排除，3m、4m、6m分别是其孔深、排距和横向间距，应该将过滤网和孔聚氯乙烯管设置在排水孔内。⑥热轧无缝钢管是锚管的主要材料选择，一般采用Φ50×5mm的钢管。需要将12cm左右的短钢筋焊接于钢管后端，在前端设计成锥形[3]。交错布眼的设置距离是15cm，15cm是孔心间距的合理距离，孔眼的直径控制在10mm左右。M30水泥砂浆是浆液的主要材料选择，0.50-2.0MPa是注浆压力的合理范围，0.40-0.50是其水灰比的合理配置范围。
3.3 边坡加固效果分析
在完成加固后，其稳定系数由1.032上升到1.165，满足相关设计要求；岩土体干密度也有所提升，大约提高了1.3kg/m3；内摩擦角提升了2.0°左右；黏聚力提升了大约4.8kPa；压缩模量大约提升了24.2MPa左右。通过注浆锚管的应用，空隙比明显下降、干密度和压缩模量得到提升，骨架结构的形成也增强了坡体的稳定性。
4 结语
在工程建设中，破碎岩石边坡是工作的一个重点和难点，会对交通安全造成严重威胁，在进行破碎岩石边坡加固的过程中，采用注浆锚管加固是一种比较常见的方式。本文通过详细分析注浆锚管对边坡进行加固的原理，以某具体工程为例探索注浆锚管在破碎岩石边坡中的加固方案，通过实践应用说明锚管能够有效改善边坡的变形问题，通过注浆的方式也能够实现孔隙的填充，将边坡岩土体和锚固体系进行有效结合，使得摩擦力增加，防止出现滑坡的同时增强其自承载力，大大提升了边坡的稳定性。
【参考文献】
【1】王有昌.注浆锚管在破碎岩石边坡中的加固应用[J].林业建设，2016（04）：43-46.
【2】江学良，曹平，杨慧，等.格构梁与锚管注浆复合结构加固裂隙岩质边坡的应用研究[J].防灾减灾工程学报，2008（03）：330-334.
【3】孙亚萍，沈明.注浆锚管加固高填方边坡的应用[J].华东公路，1999（03）：21-23.
【4】普跃昆.多次控制注浆钢锚管框架技术在滑坡治理中的应用[J].山西建筑，2016（20）：51-52.
【5】张孟金.预应力钢锚管边坡防护压浆研究及质量控制[J].中华民居，2014（3）：388-389.
