王 連

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局三總隊(duì)，貴州 遵義 563000）

目前，隨著我國大基建政策的鋪開，相關(guān)巖土工程項(xiàng)目越來越多，解決復(fù)雜地質(zhì)條件下的高邊坡支護(hù)問題已成為一個(gè)緊迫的現(xiàn)象。隨著錨定技術(shù)的發(fā)展，這些技術(shù)已廣泛應(yīng)用于諸如錨定、井坑保護(hù)和斜坡保護(hù)等巖土工程問題。從錨桿擋土墻的組成來看，主要包括鋼筋混凝土助柱和前面板等，為支檔結(jié)構(gòu)物?；阱^桿技術(shù)，形成的高性能擋土墻，能夠承受一定的土體側(cè)壓力。按照構(gòu)造指標(biāo)劃分，錨桿擋土墻主要包括柱板式兩種[1]。隨著擋土墻施工技術(shù)的不斷提高，其結(jié)構(gòu)輕型化日益明顯，技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢有所提升，被廣泛應(yīng)用。本文分析了巖土工程中錨桿擋土墻的設(shè)計(jì)及作用，以供參考[2]。

1 錨桿擋土墻的特征

從巖土工程建筑實(shí)際情況來看，常見高差大和地形條件不佳的情況，增加了建設(shè)的難度。若上述問題出現(xiàn)，要做好地形平整，同時(shí)減少平整土方的作業(yè)量，確保工程質(zhì)量以及進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)對工程成本的控制。近年來，錨桿擋土墻憑借自身安全性高和經(jīng)濟(jì)性能好等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于工程支護(hù)。通過對錨桿技術(shù)的轉(zhuǎn)變，建設(shè)擋土結(jié)構(gòu)的物體，促使其與工程結(jié)構(gòu)相互連接?；阱^桿孔徑大小，劃分為錨索和小錨桿。其中，錨索直徑很大，借助使用鉆機(jī)或者錨桿鉆機(jī)開展鉆孔作業(yè)，深度能達(dá)到50m以上，主要組成包括鋼絲以及鋼絞線[3]。

2 錨桿擋土墻的發(fā)展及優(yōu)點(diǎn)

20世紀(jì)50年代中期，西方國家為了取代以往隧道襯砌的施工，在隧道工程中廣泛采用小型固定螺釘和噴射混凝土，20世紀(jì)60年代以來，錨桿技術(shù)發(fā)展迅速，不僅用于臨時(shí)建筑物的開挖，也廣泛應(yīng)用于永久性建筑物的施工中，如加強(qiáng)開挖邊坡的穩(wěn)定性；加固路塹墻、陡坡路堤和橋梁基礎(chǔ)；加強(qiáng)隧道襯砌；碼頭的抗浮等。錨固層不僅限于硬質(zhì)巖石，還包括軟巖、粘土層等，與重力式擋墻相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：①圬工量少，可節(jié)省大量的圬工材料，降低造價(jià) ；②有利于機(jī)械化和安裝施工，占用的建筑面積小，可根據(jù)不同地域和區(qū)域選擇。③錨桿的抗拔力可以通過抗拔試驗(yàn)獲得，設(shè)計(jì)安全系數(shù)較大。④適用于邊坡高度較大，挖方困難同時(shí)便于錨固的地區(qū)。（5）施工時(shí)的噪音和振動(dòng)均很小。

圖1 錨桿擋土墻優(yōu)點(diǎn)

3 錨桿擋土墻的特性

從實(shí)際角度看，由于地形差異大和地質(zhì)條件復(fù)雜，邊坡支擋工程的施工往往是困難的。如果出現(xiàn)這些問題，就必須在減少作業(yè)量的同時(shí)采用輕型化支擋結(jié)構(gòu)。支擋工程施工前應(yīng)結(jié)合原生地質(zhì)條件做好支擋工程設(shè)計(jì)，錨桿按錨開口孔徑的大小，分為大錨桿（錨索）和小錨桿。錨索主要由鋼絲或鋼絞線組成，其錨定裝置直徑大，可使用空壓潛孔鉆或錨定鉆機(jī)進(jìn)行深度超過50米的鉆孔作業(yè)；小型錨定裝置的直徑參數(shù)為38毫米至50毫米。而鉆探鉆機(jī)是在大約3米至5米深度使用正常的風(fēng)鉆進(jìn)行的，它們可以提高結(jié)構(gòu)的總體穩(wěn)定性，確保工程的安全。

4 巖土工程中錨桿擋土墻的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

圖2 工程中錨桿擋土墻設(shè)計(jì)

4.1 土壓力計(jì)算

在設(shè)計(jì)錨墻時(shí)，對巖土層側(cè)向壓力進(jìn)行了計(jì)算，墻面所受側(cè)向壓力的大小由巖土層力學(xué)參數(shù)和墻高的控制，由于設(shè)計(jì)建造了一個(gè)錨桿與墻面結(jié)合的支擋體系，巖土側(cè)向壓力的大小對墻的整體結(jié)構(gòu)影響更大，因此有必要進(jìn)行計(jì)算和控制，目前，在理論層面上沒有非常準(zhǔn)確的巖土壓力計(jì)算方法以反映各種因素對支擋體系各方面的影響，主要是因?yàn)橥翂毫ο禂?shù)的大小和墻面與巖土體接觸面實(shí)際受力情況難以控制，在這兩個(gè)方面需要加強(qiáng)檢驗(yàn)和研究。

4.2 肋柱、錨桿的內(nèi)力計(jì)算

柱板式錨桿擋土墻中每根肋柱都承受著相鄰兩條錨的地面壓力，其中肋柱受力的特點(diǎn)是：有懸臂自由端和固定端，錨孔的位置承受下傾角下拉力 的作用，其中法向分力主要由主動(dòng)土壓力構(gòu)成，可視為支座反力。根據(jù)這些特性，肋柱和錨桿之間的連接（即錨桿擋土墻錨的位置）可被視為一個(gè)鉸鏈支撐點(diǎn)，從而使肋柱變成一個(gè)連續(xù)的條形結(jié)構(gòu)或橫梁，內(nèi)部剪力的計(jì)算圖也可以當(dāng)錨桿有兩層并以固定部分或鉸鏈為基礎(chǔ)，或錨桿條數(shù)超過兩層時(shí)，可以被視為一個(gè)連續(xù)梁；當(dāng)錨桿為兩層但以一個(gè)自由端為基礎(chǔ)時(shí)，內(nèi)力按兩個(gè)點(diǎn)的懸臂梁計(jì)算[1]。

4.3 墻面的計(jì)算

在設(shè)計(jì)內(nèi)容的這一部分時(shí)，應(yīng)該對外觀進(jìn)行計(jì)算：①擬定錨桿擋土墻截面尺寸大小。②明確開展設(shè)計(jì)的截面位置，比如正截面的設(shè)計(jì)位置等。③按照基本組合，開展荷載效應(yīng)的計(jì)算，包括彎矩和剪力、軸力等。④對承載能力極限狀態(tài)的計(jì)算。在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，基于設(shè)計(jì)彎矩的參數(shù)，明確主筋的規(guī)格以及數(shù)量等。⑤計(jì)算主筋的截?cái)帱c(diǎn)。⑥以正常使用極限狀態(tài)為條件，開展相應(yīng)的計(jì)算，比如支點(diǎn)等。根據(jù)計(jì)算出的數(shù)據(jù)和參數(shù)，對錨桿擋土墻進(jìn)行了初步配置，根據(jù)計(jì)算得出的信息，配置錨桿、肋柱和墻壁板的材料，以及所需的混凝土。

5 巖土工程中錨桿擋土墻的作用

在巖土工程中采用錨墻支擋體系可以有效減少邊坡安全事故。在目前的做法中，許多建筑工程需要有效的邊坡支擋防護(hù)措施，由于設(shè)計(jì)方案質(zhì)量差，缺乏科學(xué)依據(jù)，導(dǎo)致在施工過程中經(jīng)常發(fā)生的各種類型的安全事故，在建筑實(shí)踐中，復(fù)雜地質(zhì)條件下支擋體系的支擋作用與巖土壓力作用之間的平衡完全基于以下因素：對支擋結(jié)構(gòu)進(jìn)行自我檢查很難完全保證支擋體系的安全穩(wěn)定，使用錨桿可以加強(qiáng)對邊坡的支護(hù)，并發(fā)揮積極作用。

圖3 工程中錨桿擋土墻結(jié)構(gòu)

錨桿、肋柱結(jié)構(gòu)和擋土墻體的結(jié)合，這些技術(shù)使我們能夠在支擋體系受力方向和大小方面作出合理的分配與調(diào)整，以提高錨墻的總體支擋效果，采用錨桿擋土墻的技術(shù)彌補(bǔ)傳統(tǒng)重力式擋墻的不足，具有高效、經(jīng)濟(jì)、輕便和安全方面的優(yōu)點(diǎn)。它已得到廣泛實(shí)施并取得了良好成果。

6 施工準(zhǔn)備

（1）首先，必須充分了解技術(shù)設(shè)計(jì)文件，了解其意圖，然后明確界定基本的施工要求，以便工程管理人員和建筑工作人員能夠充分了解施工要求。除其他外，必須仔細(xì)核查工程的特點(diǎn)、工作計(jì)劃、設(shè)備、材料等[2]。

（2）對建筑工程中使用的材料的質(zhì)量進(jìn)行了徹底檢查，以確保建筑材料的質(zhì)量。

（3）錨桿擋土墻施工時(shí)，應(yīng)制定一項(xiàng)高質(zhì)量的施工方案，且必須嚴(yán)格考慮到設(shè)計(jì)控制參數(shù)的準(zhǔn)確性和合理性，以便為開展有關(guān)工作奠定基礎(chǔ)，并最大限度地確保其效用。

（4）強(qiáng)調(diào)錨桿的生產(chǎn)和安放：在錨桿的制造過程中，例如需要3根φ20的鋼螺栓，首先是在安裝錨固支架時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)圖焊接鋼材料。這一范圍應(yīng)保持在2米左右，在放置錨桿時(shí)，應(yīng)盡可能將錨桿豎立起來，以避免扭曲、曲線條問題和鋼筋自由段的塑料涂層問題。在這一過程中，應(yīng)考慮將錨桿和噴射管放在與鉆孔傾角相吻合的角度上，以確保該桿始終處于鉆孔中心。

（5）在實(shí)際中，對材料和技術(shù)等的全面控制，確保了建造錨墻的質(zhì)量，從而在施工階段發(fā)揮其作用；在這方面，應(yīng)加強(qiáng)對整個(gè)加固工事的監(jiān)督和管理，敦促項(xiàng)目施工人員嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)方案，把控細(xì)節(jié)問題，避免質(zhì)量問題。此外，還將加強(qiáng)對現(xiàn)有設(shè)施的監(jiān)測和管理[3]。

（6）在施工前，施工員必須對施工設(shè)備進(jìn)行起動(dòng)測試和分析結(jié)果，以便更好地了解錨桿和錨索的質(zhì)量；在施工階段，將采用從上到下的分層挖掘法和分段挖掘法。在斜坡平整后，為了確保斜坡的穩(wěn)定性，避免垮塌等問題，將進(jìn)行混凝土的局部噴射固化。支擋結(jié)構(gòu)的施工將盡可能保護(hù)原生地質(zhì)環(huán)境，避免地質(zhì)條件的破壞等問題。在進(jìn)行鉆探時(shí)，應(yīng)進(jìn)行定位工作，以便在施工錨桿的同時(shí)，控制誤差。每一個(gè)鉆孔的完整性和錨桿的插入質(zhì)量都得到保證，鉆探孔誤差保持在3厘米以內(nèi)，在鉆孔完成后及時(shí)清理后進(jìn)行下一步施工，諸如安裝錨桿、噴射機(jī)等操作，以避免鉆孔垮塌。

7 結(jié)語

綜上所述，巖土工程建設(shè)中，錨桿擋土墻的應(yīng)用發(fā)揮著積極作用。為保證錨桿擋土墻的性能和質(zhì)量，在進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工時(shí)，對質(zhì)量從嚴(yán)要求。文中結(jié)合實(shí)踐，提出了發(fā)揮錨桿擋土墻作用的方法 ：加強(qiáng)對錨桿擋土墻設(shè)計(jì)方案質(zhì)量的控制，做好錨桿擋土墻施工全過程的質(zhì)量把控。