摘要：针对高边坡永久性稳定的要求，其在耐久性的方面的控制变得尤其重要，除了优化设计和施工技术以外，并在充分分析岩体性质及地质结构的基础上，对岩质高边坡锚固支护施工过程控制是另外一个极其重要的方面。本文结合实际的施工案例，重点在工程施工过程中对锚固支护耐久性的影响方面进行了论述。
关键词：岩质高边坡；锚固支护；耐久性；施工控制
1 工程概述
该岩质高边坡位于国家某大（1）型一等抽水蓄能电站工程之内，为上水库盆内高边坡的永久性支护施工，库盆内边坡高度最高达九十多米，支护面积将近七万平方米，锚固支护锚杆主要使用直径为Ø22和Ø25的C级高强螺纹钢筋砂浆锚杆，锚杆长度分别为3.0m、4.5m和6m，锚杆外露均为0.1m，砂浆强度M30以及Ø8的Q235盘圆和C20喷射混凝土。主要岩质为晚太古代五台期片麻状闪长岩、花岗闪长岩、角闪闪长岩，及少许石英脉，岩体新鲜到微风化，较完整，呈块状，结构面轻度到中等发育，软弱结构面分布不多，但岩体缝隙分布广泛并多垂直于边坡支护面，边坡水系较丰富。边坡预裂施工效果良好，锚固支护条件成熟。
2 岩质高边坡锚固支护耐久性的影响因素及主要控制措施
岩质高边坡的失稳与破坏主要成因是由于荷载和位移的改变造成的，除去自然界构造运动和人为因素导致的剧烈运动之外，其他因素随着时间的推移都会对边坡支护的耐久性产生深远的影响。现结合本工程实际，从施工技术、以及后期维护等二个方面进行分析。在已知开挖边坡的地质构造之后确定的支护形式是十分有针对性的，但技术因素对边坡支护的耐久性影响是不容忽视的。边坡锚固支护技术相对成熟，但因岩体性质的差异性，坡锚固支护技术又各有存在不同技术施工方案，因此技术方案必须因地制宜才能保证边坡支护的耐久性。第一，严格控制施工步骤，应遵循先锚杆后喷护，中间预留足够时间让锚杆完成强度发展，素喷与网喷应该在完成坡面洗冲并且晾干的前提下并将钢筋网牢固的绑扎在锚杆外露钢筋之上之后再进行喷射混凝土施工，喷射混凝土施工应该根据喷射混凝土厚度确定喷射的遍数，超过10cm厚应该两次喷射并且保证为钢筋网留有足够的保护层厚度。对于耐久性来说，根据界面分析[1]原理，锚杆的锚固强度是依赖锚固体与被锚固对象粘结强度或者界面强度，保障锚杆耐久性的关键是减少粘结强度或者界面强度随着时间的损失，避免破坏界面层的稳定性，例如锚固前的清孔、清坡、防腐等诸多因素都是影响界面稳定，从分子角度来说应该避免界面处分子流动损失从而导致界面的破坏。第二，从各施工工艺的的层面来说，锚杆注浆体应该严格按照配合比尤其不能减少砂的比例，灌浆体减少砂的占比或者只用水泥在强度上会大大的降低，在钢筋与灌浆体的界面上或灌浆体与岩体的界面上出现薄弱缺陷的几率也大于正常配合比砂浆。水灰比和钢筋插入方式也对耐久性有很大的影响，其中水灰比应该根据锚杆孔的实际情况再做具体的调整但调整方向应是有利于锚杆强度的方向调整，如果锚杆孔孔内存水就在清除孔内水之后应该考虑残余水分对水灰比的影响。先注浆后插锚杆，注浆管应该缓缓拔出再进行锚杆插杆，可以保证注浆饱满且锚杆充分包裹砂浆，提高锚杆强度。边坡喷射混凝土的施工应严格按照技术规范要求，根据喷射混凝土的厚度确定喷射混凝土的施工次数，并且边坡支护耐久性很大程度是由边坡岩体的稳定性决定的，所以在边坡支护之前应该将松散边坡块石全部清除干净，
并将可能存在失稳或已经存在裂隙的岩体进行加固，避免支护之后再出现错动。如遇支护面平整度存在较大的起伏（如陡坎、凹槽等），应先处理平整度缺陷，再进行边坡支护。根据边坡岩性以及地理构造合理调整排水孔的位置，针对该工程岩隙水较多的情况宜将孔位布置在出水点地方，避免缝隙水侵蚀边坡喷射混凝土，减小混凝土与岩体之间的粘结强度，影响边坡支护的耐久性。边坡外挂钢筋网的施工除了设计文件要求之外，为满足耐久性要求应尽量阻止水分从外边渗入喷射混凝土内部，造成混凝土和岩体两者界面层的分离，适当延长边缘翻边长度并且设置截水沟，尽量避免流水对于支护边坡的侵蚀。最重要的是随着时间的推移质量耐久性的维持程度，那就必须合理规避由于冷热变化、干湿变化等引起的因材质物理性质不同而导致的物质分离。冷热变化主要是热胀冷缩，干湿变化主要是湿胀干缩，在自然作用下的冷热循环、干湿循环会导致不同物质难以耦合，使岩体和锚固体之间粘结面出现分离滑脱现象，作为锚固体的主要受力界面，保障受力界面的稳定性是实现耐久性的关键部分。
3 确保锚固支护耐久性力学原理分析
根据界面受力分析以及有限元模拟，针对受拉锚杆的受力形式如图1所示，在锚杆受拉力不同的情况下，其拉拔变形会依次出现弹性变形、滑移变形、脱黏变形，界面上的剪应力最大值从靠近荷载点一侧逐渐向远离荷载点一侧移动，剪应力峰值经过地方依次出现弹性变形、滑移变形直到脱黏变形。从受力的角度来说，保持耐久性的关键是保证锚杆受力的稳定不变，不使结合界面发生大幅的应力改变，并限制位移。这一渐进性的应力应变特点，与锚杆的失效特点是一样的，所以保证耐久性的关键是控制起始阶段的应力破坏，限制破坏过程的发展。根据资料显示以及锚杆剪力示意图（图2）锚固系统的失效的主要形式是锚固体与岩土体之间的界面产生滑动破坏，因此锚固耐久性问题的重点是避免锚固体与岩体的界面破坏。
4 结论
在相对成熟的设计与技术条件下，严格控制施工过程，避免因施工缺陷或者后期维护不利而对锚杆的耐久性产生影响。充分做到严格规范，合理施工，重视细节就能保证锚杆耐久性。
参考文献：
[1]徐祯祥.岩土锚固技术发展的回顾[C] 岩土锚固技术与西部开发.北京：人民交通出版社，2002：1–18
[2]尤春安、战玉宝.预应力锚索锚固段界面滑移的细观力学分析[J]岩石力学与工程学报，2009.28（10）：1976-1986.
[3]尤春安，战玉宝.预应力锚索锚固段的应力分布规律及分析[J].岩石力学与工程学报，2005，24（6）：925–928.
论文作者:于世海
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2019/1/7
标签：锚固论文; 耐久性论文; 锚杆论文; 界面论文; 混凝土论文; 强度论文; 应力论文; 《基层建设》2018年第32期论文;