機械加固邊坡是通過增大巖石強度來改善邊坡的穩定性。采用任何加固方法都要進行工程與經濟分析,以論證加固的可行性和經濟性。只有當穩固邊坡的其他方法,如放緩邊坡角或排水等都不可行或代價更高時,才考慮機械加固法。
(1)采用錨桿(索)加固邊坡。用錨桿(索)加固邊坡是一種比較理想的加固方法,可用于具有明顯弱面的加固。錨桿是一種高強度的鋼桿,錨索則是一種高強度的鋼索或鋼繩。錨桿(索)的長度從幾米到幾百米。
錨桿(索)一般有錨頭、拉伸段及錨固段三部分組成。錨頭在錨桿(索)的外面,它的作用是給錨桿(索)施加作用力。拉伸段在孔內,其作用是將錨桿(索)獲得的預應力(拉應力)均勻地傳給錨桿孔的圍巖,增大弱面上的法向應力(正應力),從而提高抗滑力。對于堅硬而又較破碎的巖石,錨桿的預應力可使錨桿孔圍巖產生壓應力,從而增大了破碎巖塊間的摩擦阻力,提高了圍巖的抗剪強度。對于非預應力錨桿,只在安裝完后錨桿受拉時,將應力均勻地傳給圍巖。錨固段在錨桿(索)孔的孔底,它的作用是提供錨固力。
錨桿在安裝時,由于孔與弱面之間的夾角不同,錨桿所起的作用也不同,因此,應該尋求一個最合理的位置,讓錨桿發揮最大的作用。
為保證錨桿(索)加固邊坡的效果,在每兩根錨桿(索)之間布設鋼筋混凝土橫梁,并在錨頭和橫梁上掛設鋼絲網,然后在鋼絲網上噴上水泥漿,以防止邊坡碎石滾落和風化,并使邊坡巖石構成一個與錨桿(索)加固的完整系統,加強了邊坡的穩定性。
(2)采用噴射混凝土加固邊坡。噴射混凝土是作為邊坡的表面處理,它可以及時封閉邊坡表層的巖石,免受風化、潮解和剝落,同時又可以加固巖石,提高巖石的強度。噴射混凝土可單獨用來加固邊坡,也可以和錨桿配合使用。對邊坡進行噴射混凝土時,其回彈量的大小主要決定于噴射手的技術和是否加速凝劑。噴層的厚度一般約為10cm。為了提高噴射混凝土的強度,特別是提高抗拉強度和可塑性,可加設鋼筋網。有時也可以在噴射混凝土干料中加入鋼絲或玻璃纖維,以提高其抗拉強度,這種混凝土叫鋼絲纖維補強混凝土。
(3)采用抗滑樁加固邊坡。 抗滑樁的種類很多,按其剛度的大小可分為彈性樁和剛性樁;按其材料不同可分為木材、鋼材和鋼筋混凝土,鋼材可采用鋼軌或鋼管。一般多用鋼筋混凝土樁加固邊坡,其中又分大斷面的混凝土樁和小斷面混凝土樁。前者一般用于破碎、散體結構邊坡的加固,而后者一般用于塊狀、層狀結構邊坡的加固。露天礦邊坡加固是在邊坡平臺上鉆孔,在孔中放入鋼軌、鋼管或鋼筋等,然后澆灌混凝土將鉆孔的空隙填滿或用壓力灌漿。樁徑、樁的間距和插入滑動面的深度,大多按照經驗進行選取。
抗滑樁加固邊坡的優點較多,如布置靈活、施工不影響滑體的穩定性、施工工藝簡單、速度快、工效高、可與其他治理的加固措施聯合使用、承載能力較大等,因此,該方法在國內外露天礦邊坡加固工程中被廣泛地應用。
(4)采用擋土墻加固邊坡。擋土墻是一種阻止松散材料的人工構筑物,它既可單一地用作小型滑坡的阻擋物,又可作為治理大型滑坡的綜合措施之一。擋土墻的作用原理是依靠本身的重量及其結構的強度來抵抗坡體的下滑力和傾倒。因此,為了確保其抗滑的效果,應注意擋土墻的位置,一般情況下,擋土墻多設在不穩定邊坡的前緣或坡腳部位。在設計與施工中,必須將墻的基礎深入到穩固的基巖內,使其深度保持有足夠的抗滑力,確保滑體移動時,擋土墻不致產生側向移動和傾覆。有時,在開挖擋土墻基礎時,可能會破壞部分滑體,因而會造成滑體的滑動,這就要求邊挖邊砌,分段挖砌,加快施工速度。
(5)采用注漿法加固邊坡。它是在一定的壓力作用下,通過注漿管使漿液進入邊坡巖體裂隙中。一方面用漿液使裂隙和破碎巖體固結,將破碎巖石黏結為一個整體,成為破碎巖石中的穩定固架,提高了圍巖的強度;另一方面堵塞了地下水的通道,減小水對邊坡的危害。要使注漿能達到預期效果,注漿前必須準確了解邊坡變形破壞的主滑面的深度及形狀,以便使注漿管下到滑面以下有利的位置。注漿管可安裝在注漿鉆孔中,也可直接打入。注漿壓力可根據孔的深度和巖體發育程度等因素確定。




