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摘要:文中对岩土锚固基本原理进行分析，深入探讨了锚固技术在岩土工程中的应用，提出了具体的质量控制措施，以供参考。
关键词：锚固技术；岩土工程；钻孔
0引言
近年来，锚固技术在水电工程、桥梁工程、建筑基坑工程以及输水涵洞工程中均已得到了广泛应用。在岩土工程中应用锚固技术，可以增强岩土体的强度，确保其稳定性，同时也可以节约材料、降低成本。
1岩土锚固基本原理
岩土锚固基本原理是利用锚杆以提高周边地层的抗剪强度，确保在开挖地层时能够让开挖面保持稳定，或是利用锚杆传递结构物产生拉力。锚固技术可分为岩锚和土锚这两种。锚杆一端与挡土墙或是结构物相连接，另一端锚固在岩层或是土层中，通过拉杆和锚固体间的握裹力、岩土体和锚固体间的摩擦力以及拉杆强度等，提升结构物的承载能力。锚固技术施工效率较高、操作简便，因此在岩土工程中已得到广泛应用［1］。
2锚固技术及锚杆种类
2.1锚固技术种类
在岩土工程中，常用的锚固技术有：预应力锚固、配筋喷射混凝土边坡加固技术、预应力锚索边坡加固技术以及短锚杆等。
2.2锚杆种类
锚杆是锚固技术应用中不可缺少的组成部分，属于常见的支护形式。锚杆对锚固技术的应用有着重要影响。锚杆主要由锚头、钢拉杆、塑料套管及水泥砂浆组成，能够直接加固岩土体，对岩土体形态变化加以控制，防止发生地面塌陷。目前，市场中的锚杆种类较多，根据使用途径的不同，可将其分为海洋锚杆、岩石锚杆以及土层锚杆；根据固定传力方式的不同将其分为剪力式锚杆、拉力式锚杆以及压力式锚杆；根据作用机理的不同将其分为：端头锚固型锚杆、黏结型锚杆以及摩擦型锚杆；根据是否施加应力将其分为：预应力锚杆和非预应力锚杆。
3锚固技术应用原则
3.1经济性原则
一般情况下，施工企业在锚固方面投入资金较少。从实际情况来看，岩土工程受到多方面因素影响，致使在施工时需要应用不同的锚固技术，也有部分岩土工程不采用锚固技术进行加固。总之，施工企业在编制施工方案时，需要以工程实际情况为基础，在保证岩土工程整体建设质量的前提下，选用性价比高的锚固技术。
3.2适用性原则
施工企业需要对施工技术的优势及劣势进行充分比对，以确保施工技术在岩土工程建设期间发挥最大作用。例如，在应用锚固技术前，相关人员应对施工现场的地形、气候等因素进行综合考量，以保证合理应用锚固技术。锚固技术具有一定的特殊性，相关人员应以岩土工程项目实际情况为基础，评估锚固技术的应用效果。总之，在选用锚固技术时，要对锚固技术的实用性给予充分关注，不能盲目选择。
3.3实践性原则
基于岩土工程施工比较复杂，工作人员在编制项目施工方案时，应将施工现场实际情况与锚固应用技术紧密结合，准确把控锚固技术在实际应用过程中出现的情况，同时，充分考虑施工时应用的机械设备及其他技术手段，根据不同情况制定不同的施工方案［2］。
4锚固技术在岩土工程中的应用
4.1施工准备工作
在岩土工程施工前，工作人员应做好相关准备工作，确保锚固技术得到有效应用。（1）工作人员应仔细勘察施工现场，了解现场的气候、水文、地质以及地貌等情况，并对施工现场实际情况加以分析，充分了解施工现场；（2）工作人员应以岩土工程具体需求为基础，确定所需机械设备及施工材料，并对其进行测试，测试内容主要包括：配套比试验、锚筋材料试验以及浆体材料试验；（3）工作人员应根据设计方案，进行锚杆试验或预应力锚索试验，这有利于工作人员了解锚杆或锚索的特点及性能，并掌握其施工技术，还可判断其安全储备及质量能否满足相应需求。在此基础上分析锚索的抗拔承载力，如发现其存在松弛或变形的情况，工作人员应及时采取有效的解决措施［3］。
4.2基坑开挖和边坡修整
在施工中，需要在不同高度进行高模板开挖，每层深度都不宜过大，避免对边坡稳定性造成不利影响。在开挖过程中，工作人员应综合考量外侧坡面的直立能力，控制开挖的深度和宽度，确保每层开挖深度都低于天然高度。同时，应保证锚杆周围的水泥浆液在凝固之前不会对锚杆受力情况造成不良影响，使锚杆最大限度地发挥其固定作用，从而保证岩土工程的顺利开展。通常情况下，在开挖深基坑时，应控制每层开挖深度，例如沙层开挖深度应在1m以上且不能超过1.5m，土层开挖深度不可以超过2.5m。工作人员要以坡面稳定性为基础，确定深基坑开挖长度，通常情况其长度应在15m以上且不能超过20m。在开挖边坡时，施工人员要在最大程度上降低其对支护土层的不良影响，防止因误差因素影响而发生基坑尺寸与外形不符的情况。
4.3钻孔技术
使用钻孔技术时，需要先确定钻孔孔径，孔径过大或过小均会对锚杆的固定效果产生较大影响。因此，施工人员应保证锚固力满足相关标准，在最大程度上降低钻孔周期，以减轻由深部地层应力所带来的影响。在钻孔过程中，工作人员应选用高质量的设施器具及悬空设备，准确掌握锚固拉力等参数，从而合理设计钻孔的深度及直径。影响钻孔选择方式的主要因素是工程岩土类型及所应用的转孔器械，常见的钻孔技术为压水钻进成孔法及螺旋钻孔法等，在岩土工程中使用较多的为压水钻进成孔法。同时，依据当前工程的地质情况来甄选人工钻孔或是机械钻孔，若是机械钻孔，要优先选择质量相对较好的钻孔设备，并依据上述方式，确定科学合理的钻孔孔径以及技术控制方式；当土质较为松软地质时，钻孔设备需要配备专业套管，避免出现塌孔或是孔洞涌水情况。此外，钻孔机安装及定位都会影响最终的钻孔结果，所以在开孔过程中要使用轻压方式，借助慢转、空转来控制钻孔推进速度。
4.4锚索钻孔技术
开挖作业中，工作人员应严格按照相关标准确定桩号，有效评估孔隙位置。应使用油漆等突出显示，科学设计倾斜和对齐角度确定装备模型。钻孔时，不能采用水钻施工工艺，要对岩石层地质结构进行详细记录，同时对锚孔进行一定处理。在钻孔工作完成后，工作人员可使用高压空气进行冲洗，完成检查工作后再安装锚杆。在锚杆的支护过程中，应充分考虑所使用锚杆的长度、数量及口径等因素，并将施工人员及整体施工安全、质量作为首要目标，进而设计出不同的锚杆位置。充分应用好锚索钻孔技术，在选择锚杆时，要甄选出抗腐蚀性强、抗老化性强的锚杆以配合锚索钻孔技术。要在离地面1.5~2m处架设焊接支架，将锚杆置于孔内。此外，应保证锚杆的位置处于钻孔中心，防止在锚杆施工时产生的扰度对孔壁产生影响，也可以在其距离锚固2m处安设定位器，以提升岩土施工的质量。
4.5锚固孔处理
螺栓注射材料要按照比例进行相应调整。工作人员在锚孔注入时，应第一时间完成地板注入工作，并待砂浆强度达到要求之后才可进行锚索张拉。灌封时，工作人员应详细记录具体情况，对不同批次的砂浆强度进行测试，并对测试结果加以分析，待锚索张紧后瞄准锚索，从而使锚头及自由部分的孔被较好地填充。
4.6锚杆杆体的安放
锚固技术应用过程中最重要的工具就是锚杆，其安放位置对锚固支护产生直接影响。为了确保锚固技术在锚固支护时发挥出最大作用，工作人员需要对锚杆的长度、粗细等要素进行充分考量。在保证工程安全的基础上，根据实际情况及技术条件，选择不同的锚杆类型，使锚杆选取及固定等环节更加安全可靠。为了防止发生岩土坍塌及土裂等，首先应选用符合相关标准的锚杆，确保锚杆具有优异的抗腐蚀性能及防老化性能，能够在较大程度上承受结构物的上托力、土壤压力以及水压等；其次应规范锚杆安放位置，在把锚杆支护从地下周壁挖出之后，工作人员应对其进行全面检查，确定杆体质量合格后才可将其放入，防止杆体出现滑移的情况；最后要保证锚杆一端与挡土墙或是其他工程结构进行连接并上加强筋和支护钢筋网片，另一端在地基岩层中进行固定，并将锚杆和注浆管一同放入钻孔。
4.7灌浆施工
灌浆施工是锚固技术实施过程中最重要的环节。灌浆施工成功的关键取决于锚固件的实际承载能力。施工人员应严格把控灌浆施工时间，如果在夏季进行灌浆，需要注意温度的控制和调整，在冬季进行灌浆时，需要考虑到灌浆凝固时间，合理延长时间。此外，施工人员应对灌浆操作的连贯性给予足够关注，严格控制灌浆的压力不低于0.4MPa，同时不高于0.6MPa，以使锚杆与孔壁间的注浆质量得到保障。一般情况下，灌浆操作按由内至外的顺序，应先封住孔口，防止水泥砂浆流出，在完成水泥砂浆注入工作之后，在水泥砂浆与孔口距离为30~40cm时，用水泥砂浆填实孔口。施工人员应严格按照锚杆技术参数来完成灌浆操作，同时也要满足施工要求，应避免在灌浆过程中对环境造成不良影响。此外，施工人员应实时关注灌浆情况，精准把握二次注浆时间。孔口的二次灌浆一般在锚索施工及张拉操作完成后，用水泥和水玻璃浆液进行二次灌浆操作，这种浆液黏度不高，方便浇灌，并且浆液可以快速凝固，结石强度较高，而且此浆液不包含有毒物质，不会污染水资源。
4.8张力控制
岩土工程施工企业应尽量选择同一家工厂的锚垫板，保证锚垫板的强度满足有关标准，并且基本保持一致。工作人员应以围护桩为参考，设计锚垫板的弧度及形状，保证锚垫板能够与围护桩进行紧密结合，且使其位于围护桩的正中心。使用锚具对双向支座上孔位置进行精准定位，以保证锚索钢绞线可以顺利通过。同时，工作人员应按照双向支座定做振弦式锚索测力计，以保证均匀张拉应力并提高数据准确性。对于孔口摩擦力损失，可以采用二次张拉的方式解决，一次张拉与二次张拉要间隔48h，防止在二次张拉时钢绞线弯曲等现象发生。在锚索正式张拉之前，应使其荷载增加20%，并进行两次预张拉操作，以保证锚具和锚索处于紧密状态，并保证钢绞线始终处于平直状态。
5锚固技术质量控制措施
随着岩土工程数量不断增加，规模扩大，对技术的要求越来越严格，这在一定程度上增加了施工难度。目前，锚固技术凭借自身优势，被广泛应用到多个项目之中。在实践过程中，应规范其加工技术标准，强化质量管理制定的，从而保证项目的施工质量；同时，要严格按照JGJ145-2004《混凝土结构后锚固技术规程》，遵守我国锚固行业的基本质量标准，切实提升锚固技术质量控制水平。同时，有关人员要做好锚固技术质量的控制工作：第一，甄选性能稳定且导向好的锚固钻机，在技术与资金允许的情况下对锚杆钻机加设双动力头，以便于锚固钻机在不同的地质情况下进行钻孔作业，以此提升锚固技术质量；第二，钻孔机具选取，钻头或冲击器在结构复杂的地质中需具有较强强度及硬度，因此需在钻头或是冲击器的位置加设具有导向性的钻具来减少钻孔弯曲，进而提升锚固质量；第三，施工工艺选择，使用空气作为洗孔的介质，以避免钻孔孔壁出现裂痕，从而影响锚固技术的施工质量。锚杆施工控制。首先，在锚杆施工前，应制做一根锚杆并对其性能进行验证，判断其是否符合有关标准，并对锚杆设计方案进行相应调整。锚杆施工完成后，每层都应留有两根锚杆以供工程验收；其次，在灌浆施工时，可使用JBW150/40型号的降压泵，其工作压力维持在0.15~0.30MPa，再进行高压补浆，直至清水泥浆返还两次，控制间隔时间小于8h。把水泥砂浆灌入孔后，禁止移动锚索，并做好养护工作。一般情况下，养护时间以7d为宜，只有在确保杆体强度在15MPa以上，才可以进行张拉作业；最后，要确保钢绞线处于完好状态，做好其调直工作，并采取一定的防锈措施［4］。
6结语
在岩土工程中，锚固技术占有重要地位。施工企业应严格按照锚固技术应用原则，使锚固技术的价值与作用得以充分发挥。相关施工人员应以岩土工程实际情况为基础，合理应用锚固技术，以保证施工质量，提升项目效益，从而推动岩土工程行业稳定健康发展。
作者：崔永雄 单位：甘肃地质基础工程有限公司
