岩土锚固技术论文十篇

岩土锚固技术论文篇1

关键词：岩土锚固发展问题

一、概述

岩土锚固是通过埋设在地层中的锚杆(索)(以下统称锚杆),将结构物与地层紧紧地联锁在一起,依赖锚杆与周围地层的抗剪强度传递结构物的拉力或使地层自身得到加固,从而增强被加固岩土体的强度,改善岩土体的应力状态,以保持结构物和岩土体的稳定性,以达到预防和治理此类地质灾害的目的。

二、岩土锚固工程技术的发展历史

1.岩土锚固工程技术在国外的发展历史概况

岩土锚固技术在与岩土有关的工程中的应用可以追溯到19世纪末。1872年,英国在北威尔士露天页岩矿首次使用了锚杆支护。此后,美国从1910年开始在阿伯施莱辛的弗里登斯煤矿使用,20世纪40-50年代以后,锚杆在美国矿井下的成功应用引起了世界各国的重视和广泛推广,90年代煤矿锚杆支护几乎达到百分之百。德国在1912年开始在谢列兹矿的井下巷道采用锚杆支护,20世纪80年代以后,逐步改变了崇尚自己发明的U型钢支护,而转向推广应用锚杆支护技术,且锚杆技术在千米深井中得到应用。法国在20世纪60年代末锚杆使用量占2/3,80年代后,煤巷锚杆比例大幅提高。日本于1950年引进锚杆支护技术,20世纪70年代煤矿和隧道中使用锚杆的比例已经达到4.5:3。澳大利亚从英国、法国等引进锚杆技术后,于20世纪80年代后期对锚杆支护技术的改进使锚杆支护技术提高了一个档次,并引起英国等国家的再学习,重新推动了锚杆支护技术的发展。目前在澳大利亚的煤矿巷道中基本上采用了锚杆支护技术。

2.岩土锚固工程技术在国内的发展历史概况

我国于20世纪50年代开始使用锚杆支护技术,至70年代前期还处于探索阶段,直至1978年才开始重点推广,至80年代向英国学习锚杆支护技术后推广到煤巷支护,90年代又向澳大利亚学习和引进成套先进的锚杆支护技术,目前已得到广泛的推广和应用。在一些矿区的锚杆支护巷道比例达到90%以上,有些矿井甚至达到了100%,取得了较好的技术和经济效益。

三、锚固工程技术存在的问题和发展趋势

1.锚固机理的认识亟待提高

锚固技术的关键首先是对锚固机理的认识。它包括两部分,即锚固对岩土体的加固作用和单根锚杆本身的受力问题。尽管现在有许多对锚固作用的解释,但这些解释多半是表面的和牵强的,或者只适用于一些特殊条件。因此,目前的技术标准主要是经验性的,设计和施工中还有许多盲目性;应该说,这是妨碍锚固技术向科学化发展的主要原因,也是锚固技术需要解决的重要问题。

2.锚固理论的研究应充分强调与实践相结合

锚固技术和其他岩土工程技术一样,不仅施工设计,而且施工过程对施工效果也有重要影响。因此,这些方面的研究也显得特别重要。但是,有关这一领域的研究几乎空白。这也是一项要求通过对锚固理论的深入认识去解决的关键问题。

3.应充分保证施工质量

锚固工程是一项隐蔽工程。在施工质量上一方面设计工程事故问题,另一方面当出现问题时甚至还难以分清是质量问题还是设计问题。因此,保证施工质量是发挥锚杆支护功能、提高锚固技术整体水平的重要因素。除人为因素之外,保证施工质量主要有两条途径,即配套性能良好的机械设备和机械化施工手段,以及科学的验收规程和相应的试验方法和要求。但目前对施工质量的重要意义认识不够。

4.加强监测反馈技术的发挥

岩土工程一方面在施工前有许多未知因素;另一方面,岩土材料破坏过程具有渐进性特点。因此,监测一方面可以确定这种“黑箱”或“灰箱”的内在状况;另一方面,即使岩土工程发展到较先进的水平,要预测后续情况仍不可缺少必要的检测手段。目前,尽管监测工作已有所进展,但其所起的反馈作用和指导作用却较难发挥。主要原因是由于施工和管理人员的理论水平偏低,对监测的认识不足,且缺少正确的指导方法,这是使今后的锚固技术更加科学而需要解决的重要问题。

参考文献:

[1]韩立军等.岩土加固技术.徐州:中国矿业大学出版社.

岩土锚固技术论文篇2

关键词：岩土锚固 发展 问题

一、概述

岩土锚固是通过埋设在地层中的锚杆( 索)( 以下统称锚杆) ,将结构物与地层紧紧地联锁在一起,依赖锚杆与周围地层的抗剪强度传递结构物的拉力或使地层自身得到加固,从而增强被加固岩土体的强度,改善岩土体的应力状态,以保持结构物和岩土体的稳定性,以达到预防和治理此类地质灾害的目的。

二、岩土锚固工程技术的发展历史

1.岩土锚固工程技术在国外的发展历史概况

岩土锚固技术在与岩土有关的工程中的应用可以追溯到19世纪末。1872年,英国在北威尔士露天页岩矿首次使用了锚杆支护。此后,美国从1910年开始在阿伯施莱辛的弗里登斯煤矿使用,20世纪40-50年代以后,锚杆在美国矿井下的成功应用引起了世界各国的重视和广泛推广,90年代煤矿锚杆支护几乎达到百分之百。德国在1912年开始在谢列兹矿的井下巷道采用锚杆支护,20世纪80年代以后,逐步改变了崇尚自己发明的U型钢支护,而转向推广应用锚杆支护技术,且锚杆技术在千米深井中得到应用。法国在20世纪60年代末锚杆使用量占2/3,80年代后,煤巷锚杆比例大幅提高。日本于1950年引进锚杆支护技术,20世纪70年代煤矿和隧道中使用锚杆的比例已经达到4.5 :3。澳大利亚从英国、法国等引进锚杆技术后,于20世纪80年代后期对锚杆支护技术的改进使锚杆支护技术提高了一个档次,并引起英国等国家的再学习,重新推动了锚杆支护技术的发展。目前在澳大利亚的煤矿巷道中基本上采用了锚杆支护技术。

2.岩土锚固工程技术在国内的发展历史概况

我国于20世纪50年代开始使用锚杆支护技术,至70年代前期还处于探索阶段,直至1978年才开始重点推广,至80年代向英国学习锚杆支护技术后推广到煤巷支护,90年代又向澳大利亚学习和引进成套先进的锚杆支护技术,目前已得到广泛的推广和应用。在一些矿区的锚杆支护巷道比例达到90%以上,有些矿井甚至达到了100%,取得了较好的技术和经济效益。

三、锚固工程技术存在的问题和发展趋势

1.锚固机理的认识亟待提高

锚固技术的关键首先是对锚固机理的认识。它包括两部分,即锚固对岩土体的加固作用和单根锚杆本身的受力问题。尽管现在有许多对锚固作用的解释 ,但这些解释多半是表面的和牵强的,或者只适用于一些特殊条件。因此,目前的技术标准主要是经验性的,设计和施工中还有许多盲目性;应该说,这是妨碍锚固技术向科学化发展的主要原因,也是锚固技术需要解决的重要问题。

2.锚固理论的研究应充分强调与实践相结合

锚固技术和其他岩土工程技术一样,不仅施工设计,而且施工过程对施工效果也有重要影响。因此,这些方面的研究也显得特别重要。但是,有关这一领域的研究几乎空白。这也是一项要求通过对锚固理论的深入认识去解决的关键问题。

3.应充分保证施工质量

锚固工程是一项隐蔽工程。在施工质量上一方面设计工程事故问题,另一方面当出现问题时甚至还难以分清是质量问题还是设计问题。因此,保证施工质量是发挥锚杆支护功能、提高锚固技术整体水平的重要因素。除人为因素之外,保证施工质量主要有两条途径,即配套性能良好的机械设备和机械化施工手段,以及科学的验收规程和相应的试验方法和要求。但目前对施工质量的重要意义认识不够。

4.加强监测反馈技术的发挥

岩土工程一方面在施工前有许多未知因素;另一方面,岩土材料破坏过程具有渐进性特点。因此,监测一方面可以确定这种“黑箱”或“灰箱”的内在状况;另一方面,即使岩土工程发展到较先进的水平,要预测后续情况仍不可缺少必要的检测手段。目前,尽管监测工作已有所进展,但其所起的反馈作用和指导作用却较难发挥。主要原因是由于施工和管理人员的理论水平偏低,对监测的认识不足,且缺少正确的指导方法,这是使今后的锚固技术更加科学而需要解决的重要问题。

参考文献:

[1]韩立军等.岩土加固技术. 徐州:中国矿业大学出版社.

岩土锚固技术论文篇3

【关键词】岩土工程；锚杆支护技术；深入研究

随着大规模基础设施设施建设的发展，高速公路、跨海大桥、地铁等各类工程的建设越来越复杂，工程量日益加大，工程难度也在不断提高。岩土工程是伴随着建筑业发展起来的高技术、高难度的工程项目，岩土工程中的地基处理、边坡加固等问题成为了工程的重要问题。要想保证岩土工程的质量，延长建筑设施的使用寿命，加强岩土工程的加固水平、提供锚杆支护技术的应用非常有必要的。

1 锚杆支护的基本理论

锚杆支护技术实质上是柔性加固技术的一种。锚杆支护技术不仅能够保持 岩体的稳定性，而且能够有效保护加固体，使之不受破坏。锚杆加固技术实际上就是通过锚固来使岩土体的整体性加强，将岩土体可能的变形抑制在萌芽状态，避免应力突然释放，导致工程的难度加大，影响工程质量，以此来保证岩土工程的顺利进行。日前，悬吊理论、组合梁理论，以及组合拱理论是广泛被接受的锚杆支护理论。近几年，相关领域又提出了一些新的理论，比如最大水平应力理论、围岩强度强化理论、围岩松动圈理论等。

2 锚杆的防腐处理

传统的锚杆都是由刚、竹、木材等制作成的，而现代锚杆都以钢材为主要制作材料，比如钢管、钢筋等。钢制锚杆在地层中非常容易受到腐蚀，而且腐蚀程度很高，研究表面，经过腐蚀的锚杆的损失是非常大的，这就导致了锚杆在被破坏之前的变形程度是无法预测的，发生突发性事故的可能性非常大。所以 ，岩土工程总对锚杆防腐的研究是非常有必要的。要想保证良好的防腐效果，锚杆的使用期就一定要远远大于其防腐期限，必须要保证锚杆的标准化施工，提高锚杆施工的质量，避免锚杆在制作和运输中遭到严重的损害。

锚杆防腐最常用的办法就是利用护管或者护套。比如在空气中暴露的锚头部分要在外面套用保护管；在高应力去的张拉部分，最好使用内部注入水泥浆的塑料管；在锚固段，则可以外套注浆的波形管等。

3 锚杆的施工配套机具

锚杆支护施工的配套机不仅能够促进锚杆施工效率的提高，而且能够促进锚杆支护技术的发展。当前，掘锚联合机组是岩土工程中使用最多的机具，我国的岩土工程公司也对锚杆施工机具进行了一系列的研究与设计，岩锚钻机是我国典型的岩土工程锚杆施工的机具，其性能非常好。

4 锚固参数

锚固类型、锚杆材料、锚杆形式、锚杆直径、锚杆长度、锚杆群间距，以及托盘、螺母等都属于锚固参数，对锚固参数的研究一定要从这些方面着手。当前，我国岩土工程的锚杆选取仍然还没有摆脱经验的束缚，对于锚固参数不能够科学合理的确定。研究表明，锚杆的长度和直径都存在着极限值，锚杆并不是越粗越好，也不是越长越好。近年来，有许多岩土工程的研究人员着力于锚固参数的敏感性研究，在研究分析的过程中充分利用了正交设计的方法。通过研究发现，预应力大小、锚杆长度、锚杆间距三项参数中，锚杆长度的影响是最微小的，预应力大小的影响最有力度、最大。这无疑为锚杆参数的设计提供了非常有力的参考。

5 岩土工程锚杆支护技术存在的问题

当前，锚杆支护技术已经应用到许多工程中，但是工程具有一定的复杂性和不确定性，每一项岩土工程的具体施工都不一样，都有着其自身的特殊性。正是岩土工程的复杂性与特殊性导致了锚杆支护技术在其中的应用出现了各种不能忽视的问题，目前表现最突出的有以下几个方面。

5.1 当前，我国岩土工程中应用的锚杆支护技术多是在半理论的基础上发展起来的，各种主观因素很难消除，因此，众多锚杆支护技术的理论先天性的存在着各种不足。

5.2 锚杆支护技术的应用需要研究工程地质条件，而且支护的类型和锚固的各种参数都是锚杆支护技术应用的基础，同时岩体的稳定性与岩土工程的施工顺序、施工周期等都是密切相关的。所以，锚杆支护技术的应用需要综合考虑各个方面的因素，锚固设计也要将各种相关因素考虑其中，进而研究分析出更科学、更合理的设计方案，而且要尽量将其规范化。

5.3 岩土工程中的锚杆支护施工中，锚杆的杆体制作材料是钢材，因此锚杆的强度不高，韧性也有限，具有非常差的抗腐蚀性。锚杆的制作材料就很大程度上限制了锚杆技术的发展，尤其是高强度锚杆的发展，大大增加了岩土工程施工的成本。锚杆支护技术的研究与发展中，尤其是在日后的研究中，一定要试图将锚杆制作材料的研究视为重点，尽可能将性能好、成本低的材料引入到锚杆的制作中，提高锚杆技术的应用。

5.4 在岩土工程的施工中，锚杆支护的质量控制和管理都还处于薄弱环节，由于我国的经济发展正处于转折期间，相关法制还不健全，因此，在锚杆支护技术的施工过程中，相关部门一定要通过各种途径，提高劳动者的综合素质，同时 要加强施工的监督力度。

6 岩土工程锚杆支护技术的发展趋势

6.1 岩土土体自身存在着非常复杂的不确定性，在进行研究时，传统理论指导下的研究经常出现一些计算不准确、定量不科学的问题。所以，在锚杆支护技术的研究过程中，要将不同数值的研究分析软件，比如ANSYS、ABAQUS、MIDAS/GTS等，引入到研究当中，当然同时被引入的还包括概率论、神经网络理论理论、突变理论等一系列的不确定性理论和各种力学理论，比如断裂力学等。只有这样，才能够保证更加准确的计算，更加科学合理的评价。

6.2 当前，地理信息系统和全球定位系统得到了广泛的应用，尤其是在锚杆监测中。因此，岩土工程的锚杆监测正在想全天候、全自动的方向转化，实时动态监测的水平越来越高。岩土工程锚杆监测的这种发展趋势，不仅会促进预测技术的发展，而且能够使优化锚杆支护设计过程，使之更合理、更科学。

6.3 经验是一个工程工作人员最有力的工作资源。经验有着非常强的指导作用，但是经验也有着其自身的缺陷，经验的主观性过于强烈，精确度的保证难度高，虽然现场监测的数据很准确，但是其滞后性很强。经验理论有着有着一定的实践基础，但是其自身的缺陷对其技术的应用也存在着一定的限制。因此，锚杆支护技术的发展趋势必然是工程经验、理论计算，以及现场监管的综合运用。

6.4 当前，我国有关岩土体在动荷载作用下的稳定问题还处于研究的初级阶段。近年来，由于各种地震、泥石流、滑坡等自然灾害的出现，我国的锚杆支护技术的应用被提出了更高的要求。因此，在不仅的未来，动载荷作用下的锚杆支护技术的相关理论的研究将是又一个锚杆支护技术的发展方向。

参考文献

[1]刘洋.浅析地质灾害治理工程运用的锚杆支护技术[J].城市建设理论研究（电子版）.2012(7).

[2]康红普.我国煤巷锚杆支护技术新进展[J].岩石力学与工程学报.2002.21(z1).

[3]贾金青.郑卫锋.预应力锚杆柔性支护法的研究与应用[J].岩土工程学报.2005.27(11).

岩土锚固技术论文篇4

【关键词】岩土工程；锚杆技术

我国的锚杆加固技术在20世纪50年代中期就已经有了一定程度上的发展。近年来，随着社会经济和科技水平的不断发展，锚杆支护技术在我国也获得了长足的进步和发展，支护量成倍增加，在程度和范围上不断推出新的成果。从硬岩发展到松软、破碎围岩；从小断面发展到大断面硐室、交叉点、马头门等；从一般条件发展到大冒顶、大淋水、底鼓和地质构造带等复杂条件；从地下工程支护发展到地上工程维修；从仅受静压作用的地下工程发展到受动压影响的地下工程。在矿山、交通、建筑、水利水电、军事人防等工程中得到越来越广泛的应用。综上所述，锚杆技术已经在岩土工程和地下工程中已经开始扮演越来越重要的角色。因此，探析岩土工程中锚杆技术的应用研究是时代赋予我们的使命，更是促进经济增长的重要手段和方法。

一、锚杆技术概念

锚杆支护是一种安全、经济的支护方式，它是以锚杆为主体的支护结构的总称，它包括锚杆、锚喷、锚喷网等支护形式。其技术就是在土层中斜向成孔，埋入锚杆后灌注水泥（或水泥砂浆），依赖锚固体与土之间的摩擦力，拉杆与锚固体的握裹力以及拉杆强度共同作用来承受作用于支护结构上的荷载。锚杆支护以其结构简单、施工方便、成本低和对工程适应性强等特点，在土木工程（包括采矿工程）中得到了广泛应用。

锚杆锚固是在地层中，通过锚杆将结构物与地层紧紧连锁在一起，依赖锚杆与周围地层的抗剪强度传递结构物的拉力，使地层自身得到加固，达到保持结构物和岩体稳定的目的。与传统的支护方式相比较，锚杆锚固技术有其自身的鲜明特点：

二、国内锚杆技术的应用

传统的锚杆技术状态的检测手段，主要有两种：

对锚杆荷载变化进行定期的观测，可采用按机械、液压、振动、电气和光弹原理制作的各种不同类型的测力计。但这些测力计的使用在一般情况下都需要预埋，受电磁场干扰大，在湿度较大或者温度差异较大的条件下敏感程度会大大降低，更不能适应在偏载和爆破震动、坍落岩石的冲击下长期进行正常的运行和操作。

针对现在建筑业普遍应用的未预埋测力计的锚杆过去并没有非常精准的监测仪器，主要的手段是对锚杆的抗拔力进行测试。其张拉荷载是靠张拉千斤顶的活塞面积和油泵压力换算的。虽然这种方法在这一领域的应用是最为广泛的，但是却仍然存在着很多需要改进的地方，比如这种方法是一种具有破坏性质的检测，抗拔力并不能能够充分的显示锚杆的锚固状态等。

因此在这样的情况下，我们就急于寻找到其他更为严谨和科学的锚杆质量检测的新手段和新方法，为保证施工质量和建筑工程的可靠性提供严谨科学经济的新方法。因此，在新的视角和科学条件下，重新寻找新的方法，对于锚杆技术来说是势在必行的。

目前，在传统的锚杆锚固质量检测中，检测的是锚杆的抗拉力，所使用的仪器是锚杆拉力计或扭力矩扳手。如兖矿集团东宇选矿设备公司生产的MLC型锚杆测力仪，为便携式数字测力仪器。这种新型锚杆预紧力测试仪由螺母套筒、扭力传感器、扳手、液晶显示器、电源开关、峰值保持系统、仪表本体等组成。通过动摩擦扭紧力矩来控制锚杆预紧轴向力的大小。扭紧力矩则是利用应变扭力传感器来检测的。

经过一段时间的探索和研究，科研人员发现了一种能够进行迅速、大范围、长距离、经济成本较低的损害较小的检测方法，被称为超声导波检测法。超声导波技术对比以往的技术有自己独到的优点。导波是一个自身性质比较明显的物质，即它的沿传播路径衰减很小，因此它可以遵循着检测方向传播到非常大的范围中去。接收信号能够包含有关发射和接收两点间结构整体性的信息，这样就可以检测构件整个波传播截面的缺陷，同时导波具有多个不同的传播模态，这些模态对不同形式的缺陷具有不同的灵敏度。利用超声导波进行检测具有快速、可靠、经济且无损构件的优点，是无损检测新兴的和前沿的一个发展方向。

进行岩土工程中锚杆检测技术应用的研究，是将相关理论特性充分整合和进行系统联系的一个重要契机，不仅需要进一步的充分的利用相关的动力学理论，同时还需要将岩土工程、波动力学以及机电测试技术等多种学科结合起来，只有这样才能使锚杆检测技术努力进入到精准量化的应用领域。它将为边坡工程、地下工程等施工过程以及其他各种相关的后续步骤中的继续更好的胜任质量监测、稳定性评价等方面的任务，同时提供更具有实践意义、指导意义的理论依据。

因此，在新的技术条件下对岩土工程锚杆检测技术进行更改为深入的研究和探讨不仅是对提高技术本身的要求，更是认识到该项技术在应用领域的广泛，所以在这种情况下，就要兼顾二者的理论性与实践性的统一，只有这样，才会获得更长远的发展。

三、国外锚杆技术的应用

在着眼国内发展空间的基础上，我们也要面向国际，了解国际锚杆技术领域的前沿发展动态，把握最新的科技走向，吸取经验，完善自身。在国外锚杆锚固质量无损检测的研究工作最早始于1987年。90年代，美国矿业管理局开发出能检测锚杆应变和延伸率的超声波仪器，但它无法评价锚杆的施工质量。

岩土锚固技术是近代岩土工程领域中的一个重要分支。锚固技术。国内习惯统称为锚杆支护技术，国外一般称锚固技术或锚杆加固技术。它是一种结构简单的主动支护，它能最大限度地保持围岩的完整性、稳定性，能有效地控制围岩变形、位移和裂缝的发展，充分发挥围岩自身的支撑作用，把围岩从荷载变为承载体，变被动支护为主动支护，且具有运输施工方便、效率高，有利于加快施工进度，且施工成本低、支护效果好、施工噪音小等优点。自1872年英国北威尔士露天页岩矿首次应用锚杆加固边坡及1912年德国谢列兹矿最先在井下巷道采用锚固技术以来，锚固技术至今已有100多年的发展历史。锚固技术作为一种技术经济优越的技术手段，越来越广泛地应用于各个工程领域，目前不仅广泛应用于世界主要产煤国家，而且也推广应用于冶金、水利水电、铁路公路、军工及建筑等工程之中，伴随着“21世纪-地下工程的世纪”的来临，可以预见，该技术必将得到更广泛深入的研究和推广应用。

在社会经济迅速发展的今天，努力提升在建筑领域的高精尖技术领域的技艺水平是非常重要的。因此，深入研究和探讨岩土工程中锚杆技术的应用是契合时代要求和发展要求的重要理论研究，是具有双重意义的。所以在今天看来，不仅是要着眼于我国的实际条件，同样也要将视线放得更远，吸取国外先进经验，立足于本土实际，不断突破技术苦难，最终实现我国该项技术的跨越性发展。

参考文献：

岩土锚固技术论文篇5

关键词：锚杆；支护机理；隧道工程

中图分类号：U45 文献标识码：A

1 引言

隧道支护理论经历了古典压力理论阶段、松散体理论阶段和现在的支护与围岩共同作用理论阶段。支护与围岩共同作用理论认为围岩与支护同为承载结构，前者是主体，后者是辅助，两者互不可缺。为了使得隧道施工设计更加科学、合理，同时节省工程造价，因此在隧道支护中应当在保证不出现围岩失稳的前提下最大限度发挥其自身的承载力。锚杆作为一种柔性支护结构，能与围岩同步变形，使其在隧道支护工程中被广泛使用。

锚杆技术由国外发明，最初用于矿山巷道支护加固。19世纪末20世纪初英国、美国率先使用锚杆对矿山边坡进行加固，锚杆由此得到关注。20世纪50年代到70年代，德国、捷克斯洛伐克、英国、美国将锚杆运用于基坑开挖支护，从此锚杆被各国广泛应用边坡稳定的维护。相比于国外，虽然我国锚杆技术的发展起步较晚，但经过近几十年引进、吸收和消化国外锚杆技术，并通过与工程实践相结合，我国锚杆技术取得了长足的进步。本文通过对锚杆分类和锚杆支护机理发展的阐述以及锚杆支护机理不足之处的指出，以期为相关研究人员提供些许参考。

2锚杆分类

锚杆是一个抗拉强度高于岩土体的杆体，依靠与周围岩土体紧密接触所形成的摩阻力形成对岩土体径向方向上的约束。

锚杆有多种分类依据：

（1）锚固长度：全长锚固型和端头锚固型。

（2）锚固方式：机械型、黏结型和混合型。

（3）是否施加预应力：预应力锚杆和非预应力锚杆。

（4）受力状态：拉力型锚杆和压力型锚杆。

3锚杆支护机理的发展

20世纪40年代以来，各国研究人员对锚杆支护机理进行了大量理论研究，并在工程中检验、推动和完善理论，取得了诸多研究成果。下面对锚杆的支护机理加以综述：

（1）悬吊理论：该理论由Louis A.Panek于1952～1962年间提出，他认为通过锚杆能够直接将不稳定岩石悬吊在上部坚硬岩层。

（2）组合梁理论：该理论由Jacobio于1952年提出，其实质是利用锚杆将岩层钉在一起，增大岩层之间的摩擦力，防止其滑移和坍塌。

（3）减跨理论：将锚杆打入隧道周边围岩中，相当于在围岩中增加了支点，从而使得隧道围岩跨度减小，提高了围岩的稳定性。

（4）整体加固理论：通过大量锚杆的布设，将隧道周边松散围岩锚固在内部稳定围岩上，使得松散围岩和稳定围岩形成一个整体，增大了隧道围岩的整体稳定性。

4锚杆支护机理的不足

虽然锚杆已应用与工程近一个世纪，但是在锚杆支护机理方面仍存在以下不足：

（1）锚杆横向效应：通过锚杆支护机理的发展不难得出，各国研究人员对锚杆的研究重心都集中于锚杆轴向效应，对其横向效应关注度不够；

（2） 设计理论研究尚不清楚：由于隧道围岩的复杂性和多样性等客观条件，使得目前锚杆支护设计理论和计算方法存在这样或那样的不足，造成目前锚杆支护工程中，多采用工程类比法或半理论、半经验法，无法实现科学设计施工；

（3）锚杆荷载传递机理尚无定论：锚杆、灌浆体和孔壁三者之间存在复杂的化学作用，任意两者之间出现一定相对位移，锚杆支护则会失效。

5结语

近年来，高速公路逐步向西推进，期间伴随着大量隧道的修建，而隧道的修建离不开锚杆支护，故相关研究人员应抓住这一历史机遇，将理论与工程实践相结合，争取取得更高水平研究成果，为锚杆支护科学设计施工提供理论依据。

参考文献:

[1] 杨为民. 锚杆对断续节理岩体的加固作用机理及应用研究[D]. 山东： 山东大学博士学位论文， 2009.

[2] 杨松林. 锚杆抗拔机理及其在节理岩体中的加固作用[D]. 武汉: 武汉大学博士学位论文, 2001.

[3] 孙静. 锚杆在节理岩体中的加固作用机理和锚固效应分析及应用[D]. 湖北： 中国科学院武汉岩土力学研究所， 2003

岩土锚固技术论文篇6

【关键词】锚网喷支护；理论；质量

中图分类号：O213文献标识码： A

一、前言

随着我国科技不断发展，锚网喷支护技术越来越受到企业及施工单位的重视，本文着重从其质量控制方面进行了探讨。

二、锚网喷支护概述

锚网喷支护技术包括锚杆支护、钢筋网支护、喷射混凝土支护。井巷工程锚网喷支护的施工程序是：掘进――“敲帮问顶”凿掉活矸――初喷――临时支护――煤矸分运――打锚杆孔、注锚杆――铺设钢筋网――锚杆螺帽二次紧固――喷射混凝土。

掘进施工时巷道穿层、过煤层、软岩，特别是从底板进入煤层，是巷道掘进施工中难度最关键的环节。施工时支护方式的确定尤为重要，过去的支护方式，多采取架棚或砌旋，巷道掘进毛断面增大，开凿工程量随之增加，掘进支护时安全程度降低，冒顶事故时有发生，施工难度大。为解决这一难题，我们在施工过程中，大胆采用锚网喷联合支护方式施工。在煤矿企业生产中，锚杆、网片、喷浆联合支护，把消极的被动的支护形式改变为主动的支护形式，充分发挥巷道岩煤的自身支撑作用，把煤岩从荷载变为承载，北边被动受压为主动承压，从而克服了上述架棚支护存在的问题，能较好地起到支护作用，从而得到了广泛应用。

三、支护理论对支护方式选择的指导

锚杆支护理论一般分为悬浮理论，松动圈理论，组合拱理论和组合梁论等。我们认为，围岩松动圈理论为主线，结合组合拱理论为基础，根据不同岩性和隧道相类型的划分，指导合理的施工。

1.影响支护技术和技术变革的因素

许多混凝土和岩石巷道支护技术和工艺变化的因素，如不同的支护理论是否成熟，提高锚杆支护材料，技术和设备的配套，施工技术水平，以及质量标准和质量检验规范限制等。为巷道锚杆支护技术的飞速发展，支持多元化的理论逐渐成熟和统一，证明材料，安装过程和设备已经发生了根本的变化。这些都为岩巷道支护技术创新创造了条件。施工技术水平在现有基础上已难有大的提高。但十年的在某些方面不断规范的质量已明显不能满足要求的施工技术的发展，煤矿。

2.锚杆锚索支护技术

锚杆支护技术和材料的变化

传统的锚杆支护系统主要由Φ16mm杆螺栓，快硬水泥锚固剂卷，钢锚杆托盘。大约1600一般螺栓的长度，它的尾巴是车丝加工M14螺纹，与普通M14螺母。1卷锚杆锚固剂卷端头锚固一般使用，为40kN设计锚固力，特别是在3 - 4卷锚固剂卷全长锚固条件。螺栓安装锤，15的初始安装后没有紧固，无预紧力。螺栓间距为800×800（毫米）。这套锚杆支护系统具有加工制造简单的优点，安装技术要求不高，支护成本低。

喷射混凝土技术的变化。可变强度预应力锚杆支护巷道系统可靠性大大提高。喷射混凝土的主要目的是关闭的，围岩硫化，喷层厚度不需要太大。由于质量检验规范的限制，在光面爆破质量达不到理想的要求，对不同部位喷层厚度可达300毫米，对隐蔽工程的重大隐患。我们首先选择连接并通过挖掘暴力岩巷道影响测试等，喷层厚度减少为70mm。结果之前和之后，尽管回采巷道发生较大变形，但巷道支护系统基本完好，喷层脱落的现象大大减少，下降到只有少量补喷可以安全使用。我们推广这种方法在其他类型的岩石巷道。也取得了满意的效果，并节省大量的喷涂材料，确保岩巷快速掘进的条件“三驱动喷雾“正规循环作业。

四、基坑锚喷支护的技术特点

作为支护方式，锚喷支护是广泛应用于隧道工程。锚喷支护是锚喷锚喷支护或联合使用。自上世纪60年代以来，已被广泛采用的支持系统。锚喷和岩石形成的承载结构，可以有效地限制围岩变形的自由发展，围岩松动调整应力分布，防止摔倒。

1.喷锚网结构，通过螺栓与压浆水泥砂浆与土壤紧密地结合在一起，相互作用，形成一个喷锚网的复杂，是一种主动力系统。它使加固土体和结构，土壤的稳定性和承载能力显著提高。

2.喷锚网支护锚杆与钢筋网焊接在一起，形成分布式多铰链的连续板结构。喷层具有足够的灵活性，使土的变形和位移的确定。各节点的应力可以调节，以调整结构的应力状态，在最好的应力（应力分布均匀）状态，局部不意外过载。

3.喷锚网结构共同作用，侧压力传递回通过土壤结构稳定的土壤，原本已经成为支撑结构的一部分，充分利用和加强土体的承载能力。

4.高速射流的固定效应的作用下，混凝土与土体之间的表面，提高混凝土和土壤表面喷涂附着力的表面，具有良好的适应性，可以防止雨水下滑。

5.边坡开挖的支持，迅速行动，及时的支持是喷锚网支护技术的特点，并保证开挖面土尽可能及时的支持，不卸荷应力再分配后出现，不产生微剪切滑移，不改变原位土壤的结构。

6.具有很大的灵活性和可扩展性。根据地质条件的变化和监测结果，可调整支护参数，加强薄弱的地质层，以达到最佳的支持。

7.连续开挖分层施工，不需要占用场地，不分别核算或者降低手术时间，开挖后，施工效率高，喷锚网支护施工是同时完成的，尤其是对小的施工现场，堆放材料难，有时相邻的建筑物，优势更明显。

8.噪声低，振动小，施工无污染。

9.成本大大低于传统的支护方法，时间短。

五、提高煤矿锚喷支护质量的措施

通过对锚喷支护质量影响因素的分析，提出了解决这些问题的一些措施，为锚喷支护可以提高参考。主要研究内容如下：

1.建立一套合理的锚杆支护设计方法。随着新奥法的普及，在世界上，收敛约束法美国，澳大利亚和其他国家采用计算机数值模拟的“地质力学评价为最初的设计施工，监测和信息反馈，修改设计”的设计方法。

2.选择合理的锚喷支护。由于地质条件复杂，岩体结构多变，在锚喷支护技术的应用必须因地制宜，根据具体情况分析，提出合理的锚喷支护。对锚喷支护形式的适用性的开发和推广，如锚网支护锚网联合支护，钢等。

3.进一步研究锚喷支护技术的机制，完善。高强度支研究，索支承材料强度高，解决深部巷道。

4.煤层巷道锚杆锚索联合支护加固。由于煤矿大断面巷道围岩变形的脸，柔软，锚杆支护已很难适应单。煤巷锚杆锚索联合支护，变得越来越普遍。锚杆、锚索联合支护能最大限度地提高锚杆、锚索配套性能，并可根据各自支持的特点，结合最大支持的影响。

5.提高监测的锚喷支护。混凝土是一种强大的隐蔽工程，只有完美的锚喷支护监测工作，以确保安全性和可靠性的巷道。由于理论和技术条件下，锚喷支护技术存在的支撑区域，只有各种监测方法的使用，发现问题及时处理，可以最大限度地控制事故。现在大多数煤的地脚螺栓的锚固螺栓，虽然简单，经济实用，但端锚锚杆在软岩巷道支护应力，断裂，有其局限性，只有全长锚固锚杆可以克服端锚栓的局限性。随着全长锚固锚杆，锚杆相比具有以下优点：全长锚杆，锚杆与围岩的应力状态是好的，实际的锚固力大；锚杆全长锚固锚杆具有较高的抗剪承载能力；能有效提高全长锚固锚杆支护系统的刚度，变形发生全长锚固能有效的抑制；顶板围岩变形位移。

六、结束语

只有加强苗网喷支护技术的研究，才能更好的对其质量进行监测和控制，才能更好的保障工程的整体质量，该部分研究非常具有现实意义。

参考文献：

[1] 彭海辉.有关市政道路路基质量控制检测方法的研究[J].中华民居.2013（3）:166-168.

岩土锚固技术论文篇7

关键词:抗浮锚杆；设计

中图分类号：U455.7+1文献标识码： A 文章编号：

一、工程概述

某建筑工程3栋，楼层数28层，设两层地下室，鉴于场地地处沟谷内，周边地下水位较高且向该低洼处渗流补给，抗浮设防水位统一取27．0m，地下水水头差为9．7m，则地下水浮力为97kPa。根据结构自重不同，将场地需采取抗浮措施的区域分为I、Ⅱ两个区，为便于抗浮设计，根据中风化岩体埋深又分为若干个小区，见图l所示。其中场地西北部消防车回车场为I区，结构自重为39kPa，地下水净浮力为58kPa；其余区域为Ⅱ区，结构自重为53．45kPa，地下水净浮力为43．55kPa。因此，需考虑抗浮措施。

图1 地下室抗浮锚杆设计分区图

二、抗浮技术措施的选取及设计

（一）抗浮技术措施选取

抗浮技术措施一般采用降排截水、压重、抗浮桩、抗浮锚杆(索)以及联合措施。该工程抗浮技术措施的选取经历了曲折过程，曾经先后论证了设置排水盲沟+压重方案、人工挖孔桩方案、抗浮锚杆方案，以及人工挖孔桩与抗浮锚杆联合方案。

排水盲沟+压重方案：在地下室周边及底部设置排水盲沟，将地下水向西南角低洼处的市政雨水井中自溢，使地下水位稳定地控制在高程24．0m，然后在纯地下室的顶板上(即广场区)覆土来抗浮。排水盲沟方案在星河丹堤E区F区等项目中有成功采用。但考虑到本工程若采用覆土又需加深地下室埋深，造价将增高，因此该方案被放弃。

人工挖孔桩方案：该地块内的3栋高层建筑物采用人工挖孔桩基础，因此抗浮措施也可采用人工挖孔桩方案。挖孔桩作为抗拔桩，入岩需有一定深度才能保证提供足够的抗拔力，但鉴于本场地基岩埋深起伏大挖孔桩施工需采取爆破措施，经爆破松动的桩周岩体难以提供较高的摩阻力，而且地下水量较大，因此该方案被放弃。

人工挖孔桩+抗浮锚杆联合方案：基本设想是在场地西北部基岩埋深大的区域采用挖孔桩抗浮，其余区域采用抗浮锚杆抗浮。这种联合方案的作用效果很难理论上分析清楚，因此这个方案也被放弃。

经过多次专家论证，最终采取较成熟的抗浮锚杆方案。

（二）抗浮锚杆设计

(1)土层锚杆的加固机理

土层锚杆是一种新型的受拉构件，它把来自外部的荷载，通过拉杆的拉结作用传递到锚固体，再由锚固体将荷载分散到周围稳定土体中去。它一端与结构物或挡土桩联结，另一端锚固在地基的土层中，以承受结构的抗拔水浮力。当它垂直于地面方向，通过锚固体对其周围土的摩擦力，将锚杆所受的抗拔力传递到周围稳定土体中去，便起到土层锚杆的抗浮作用。

(2)抗浮锚杆设计与计算

场地内中风化岩体埋深(从地下室底板底起算)，除场地西北角外一般小于12．0m，特别是场地东南角中风化岩体已出露，因此采用岩石抗浮锚杆，要求锚杆均进入中～微风化岩体中，以利于变形协调。按地区经验，锚固体直径不小于150mm，锚杆抗拔力特征值不小于 400kN，配筋为3根HRB400型直径28mm钢筋点焊成束。纯地下室柱网间距一般为7．9mX7．9m，各柱网内锚杆问距2．0m X 2．0m，两柱间地梁下布设2根锚杆。I区面积11 l1m2，布设222根锚杆；Ⅱ区面积5397m2，布设904根锚杆。

①整体稳定性验算

整体稳定性验算按下式计算：

(1)

式中w——结构自重及其上作用的永久荷载标准值的总和(kN)；

N——锚杆数量

n——锚杆数量；

Nth——单锚抗拔力标准值(kN)；

F——地下水浮力。

对于I区，结构自重总和W为43329kN，地下水浮力F为107767kN，抗浮锚杆提供的总抗拔力为71040kN，则整体稳定性系数为1．06，满足要求。

对于Ⅱ区，结构自重总和W为288469．65kN，地下水浮力F为523509kN，抗浮锚杆提供的总抗拔力为289280kN，则整体稳定性系数为1．10，满足要求。

②裂缝控制验算

关于抗浮锚杆裂缝控制的验算，国标或行标中暂未明确要求。在地方规范中有提及：广东省标准中要求，对锚固杆件应有可靠的防腐措施；对抗拔桩应验算桩身裂缝宽度，其最大裂缝宽度不应超过0．2mm；上海市标准中规定，土锚锚固体根据所处地下介质腐蚀情况，可分别按轴心受拉构件验算其强度及裂缝开展宽度，在一般情况下，永久性锚杆锚固体轴心受拉最大裂缝宽度不超过0．2mm。

因此，按上海市标准计算锚固体最大裂缝宽度为0．1 1mm，满足规定要求。另外，若按“混凝土结构设计规范”，最大裂缝宽度计算值为0．26mm，两者的区别在于计算公式及参数取值略有不同。

③设计原则及设计参数

根据水质分析、土的易溶盐分析报告，场地地层对永久性锚杆无腐蚀性，采用Ⅱ级简单防腐措施。锚杆为全长粘结型砂浆锚杆，灌注 M30水泥砂浆；锚侧土层(含砂粘性土、砾质粘性土、全风化及强风化花岗岩)综合摩阻力特征值大于25kN／m，中～微风化岩体综合摩阻力特征值大于90kN／m，微风化岩体综合摩阻力特征值大于l 50kN／m。锚杆非锚固段长度取2．5m，考虑到基岩裂隙发育且锚侧岩土层厚度变化大，锚杆须锚人中～微风化岩体中。

根据结构设计要求，抗浮锚杆在设计荷载作用下位移量应小于l5mm。锚筋伸入底板中35d(d为锚筋直径)取1．0m。在锚头与底板接合处，待砂浆体凝固后凿一深l50mm槽，填充S 的防水砂浆。

④抗浮锚杆长度分区

场地西北部I1区，含砂粘性土残留厚度0．21～0．26m，砾质粘性土厚4．6～5．3m，全风化岩体厚1．5～2．5 m，强风化岩体厚 1．8～2．2m，中风化岩体厚0．0～0．4m。中风化岩体埋深8．16～10．21m。锚杆须进入中～微风化岩体中不少于3．0m，锚杆长度为12．0m。

场地西北部I2区，含砂粘性土和含粘性 土砾砂的厚度0．87～1．5m，砾质粘性土厚2．0～7．4m，全风化岩体厚2．8～6．7m，强风化岩体厚4．1～8．0m(其中zk18钻孔为钻穿强风化岩体)，中风化岩体埋深大于l5．8m。锚杆须进入中～微风化岩体中不少于1．5m，锚杆长度20．0m．

岩土锚固技术论文篇8

关键词：锚固岩质；地震动力；锚固机理

中图分类号：TU74文献标识码： A

引言

地震，是人类面临的最严重自然灾害之一。人们一直在为减轻地震所带来的直接或者间接的生命和财产损失而不懈的努力。虽然随着科学技术的进步，在最近的几十年抗震工程的理论和实践得到了极大地发展。但是近年来全球爆发了一系列重大地震，例如，2007年的印尼海底地震、2008年的我国汶川地震、2010年我国青海玉树地震、2011年日本地震等。这些震害再一次表明：地震的预报，特别是临震预报在短时间内很难有大的突破。因此，地震来临之前的抗震设防措施就显得尤为重要。由于我国地处喜马拉雅山――地中海地震带和太平洋地震带之间，导致震灾特别严重，上述发生的地震也表明我国地震活动正趋于活跃状态。20世纪以来，地震造成的死亡人数占了我国全部因自然灾害死亡人数的50%以上，1920年的海原8.5级地震和1976年的唐山7.8级地震都曾使罹难人数超过20万，2008年的汶川8.0级地震也造成了近7万人的死亡，地震是名副其实的灾害之首。

1、岩质边坡锚固技术概述

岩体锚固技术是指采用锚杆(索)等锚固件，联合框架梁等辅助措施，共同加固工程岩体，以达到提高岩体自身强度及稳定能力的作用。岩体锚固技术对原岩扰动小、施工速度快，经过多年的应用与研究，目前已成为各类岩土工程、特别是高等级公路、铁路边坡工程中应用最为广泛的一类加固措施，具有良好的经济效益和社会效益，应用前景广阔。与工程实践相对应的锚固体系力学机理、锚固作用下的边坡稳定性、锚固体系与边坡稳定性的长期性能演化等方面的课题，一直是国内外工程界与学术界的研究热点。按研究手段不同，本文从力学机理理论研究、数值模拟研究、现场试验与监测研究、室内模型试验研究等四个方面，综述了岩质边坡锚固技术的国内外研究现状以及今后的发展方向。

2、锚固岩质边坡地震动力响应

2.1、模型的建立

边坡概况某高的顺层岩质边坡，由2个岩层构成，边坡坡角为60°岩层交界面倾角为43°如1所示。岩体的材料参数见表1。

、

图1顺层岩质边坡概化模型

2.2、锚杆支护

使用拟静力法对模型边坡进行锚杆支护设计，设计结果如图2所示。采用

全长粘结式锚杆对边坡进行支护，锚杆的横向和竖向间距d=3m，倾角=20。，锚杆进入基岩部分的长度a=5m，钢筋直径r=25mm，锚孔直径R=100mm，自下而上，将锚杆依次编号为M1至M7，锚杆长度依次为6m，7m，8m，9m，10m，llrn，12m。

表1岩体材料参数

图2锚固设计示意图

本文的所有数值计算中均用中的结构单元“来模拟描杆，只考虑锚杆的轴向作用，不能考虑铺杆的横向作用。在锚杆的锚头部位设置较大的黏结参数以模拟铺头的作用，每根销杆上的锚杆单元长度为0.5m，计算时选取的锚杆材料参数如表2所示。

表2锚杆的材料参数

2.3、监测点分布

为方便地分析和描述边坡在地震作用下的动力响应，计算之前在模型中设置监测点，沿着坡面按网格划分的节点坐标位置从上至下设定坡面监测点，编号依次为P1-P13，共13个监侧点;在坡顶上从坡肩处自右至左按节点位置设定坡顶监测点，编号依次为1-10，共10个监测点，分别在P3，PS和P7三个监测点所在高程处按节点位置从坡面自右至左分别设定3组内部监测点，编号分别为TI-T8，F1-F8和S1-S8。

3、岩质边坡锚轩的锚固作用及锚固机理分析

3.1、岩土锚固技术应用范围及材料应用

为了使锚杆能更好地使用于各种不同地质条件，近几年，岩土工程中的锚杆应用种类在逐渐增多，应用范围在拓展，工艺也在不断地更新。

3.1.1、应用领域

因为岩土锚固技术正处在不断发展变化中，这种技术当前被大量用于边坡加固工程中，并以其优越的性能，取代了以前的浆砌片石式挡墙和重力挡墙结构；在深基坑工程中能有效替代水平横撑式支挡结构；能在矿山法施工的地下工程中代替分步开挖木支撑式临时支护结构。并且，岩土锚固技术在深基坑工程、抗浮结构、桥梁改建工程以及水利水电建筑工程的建设中都发挥了无可替代的优势。岩土锚固工程技术比以前的加固支护技术具有更多的优势：因为锚固作用机理是运用岩体本身的力学性能，把原来外荷的岩体转化成自承载体，就更加强化了工程的整体稳定和安全；节省了大量的工程材料，加快了工程进程。

3.1.2、锚固材料

为了让锚固材料更好的适应各种工作条件，锚材品种推陈出新，品种越来越多，工艺也改进的越来越先进。在实际的工程中常用到的锚杆主要有注浆型和机械型预应力锚杆等等。而最近几年，用途最为宽广的当属岩土预应力锚杆技术了，比方说为了稳定坝基所采用的预应力锚索长达90m，一根锚索能承载6000kN的力。

岩土工程中，为预防和治理滑坡、地表沉降等地质灾害，常将一种受拉杆件埋入岩土体，用于调动或提高岩土体的自身强度和自稳能力，这种受拉杆件称为描杆或锚索，它所起的作用称为锚固作用。

由于不同结构的岩质边坡的破坏判据不唯一，因此铺杆对不同结构的边坡的描固作用和描固效果也应该是不同的。为进一步探索动力作用下边坡锚杆的锚固机理，本章采用岩质边坡中几种典型的岩体结构元件失稳模型，对地震和锚杆作用对边坡稳定性的影响进行分析。由于处于岩体结构面不同位置的岩体动力响应有显著差别，根据边坡铺杆在动力作用下的力的传递过程进行分析，提出一种边坡锚杆动力计算简化模型，利用所提的简化模型进行计算分析，探讨动力作用下岩质边坡描杆的锚固作用与铺固机理。

应当注意的是，只有锚固岩体发生位移或者变形时，全长粘结锚杆才能对岩体起到错固作用，若银固后的岩体没有发生位移或变形，或者等到岩体发生位移或变形之后，即岩体通过位移或变形已经重新达到平衡状态之后再对其进行锚固，描杆就不能发挥作用。如果岩体在重力作用下己经处于平衡状态，则可以认为，锚杆的作用力是由于地震作用引起的，所以与其说是错杆作用减小了下滑力，增大了抗滑力等，不如说是锚固作用减小了地震作用对岩体的不利影响。从本质上说，使用全长粘结描杆对岩体进行锚固属于一种被动支护手段。

4、结语

边坡的破坏一般不是由于某一个因素决定的，经常是多种因素的综合作用，本文只是研究了水平地震波作用这一种因素下岩质边坡的稳定性问题。虽然地震的水平方向作用相对较强，但地震作用对岩体的稳定性影响不仅仅限于水平方向，且边坡在垂向对地震波有着同样的放大作用，地震波的垂向作用有时也是影响边坡稳定性的主要因素。锚固件在发挥销固作用时，也不仅只存在轴向作用力，还存在切向作用力，本文的研究大多只考虑了锚杆的轴向作用，没有考虑地震作用对于锚杆的切向作用的影响，这方面的工作还应该比较细致的进行。

参考文献

[1]蔡汉成.边坡地震动力响应及其破坏机制研究[D].兰州大学,2011.

[2]张森.顺层岩质边坡地震动力响应和稳定性研究[D].兰州大学,2011.

岩土锚固技术论文篇9

关键词：锚杆 基本试验 验收试验 弹性伸长量 位移相对稳定标准

引 言

锚杆是将拉力传递到稳定的岩层或土层的锚固体系，一般采用钢绞线、钢筋、特制钢管等钢材做杆体材料，当杆体材料采用高强钢丝束、钢绞线时，也称为锚索。它是岩土锚固技术的主要构件，依赖与周围岩土层的抗剪强度传递拉力或使地层本身得到加固[1]。在锚杆的设计施工过程中，锚杆的试验非常重要，也是有关锚杆规程规范中必不可少的内容。为确定锚杆的极限承载力、验证锚杆设计参数及施工工艺的合理性，检验锚杆的工作质量是否满足设计要求等，需要对锚杆进行相应的试验。锚杆试验主要有基本试验、验收试验及蠕变试验，其中基本试验和验收试验是工程中较常遇到的两种试验，本文主要探讨上述两种试验在基坑及边坡工程土层锚杆中的应用。

1 锚杆抗拔试验的规范技术要求

涉及到锚杆抗拔试验规定的相关规范众多，按规范施行时间先后顺序列举若干：①《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）、②《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）、③《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）、④《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）、⑤ 《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）、⑥《高层建筑岩土工程勘察规范》（JGJ72-2004）、⑦《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS22：2005）。根据各规范规定上述规范中适用于基坑工程的有（以下按序号简称各规范）①、②、④，适用于边坡工程的有③、⑤，规范⑥适用于结构的抗浮工程，而规范⑦适用于所有岩土工程锚固，其中规范④、⑥仅有基本试验规定。从这些规范对试验的要求中可以看出，无论是基本试验还是验收试验，各规范在试验方法、试验最大荷载、加荷分级、变形观测时间、稳定标准、承载力取值等规定上均有所不同。但仔细对照也不难发现对于基本试验，①、④、⑦规范的试验要求基本相同，②、③的规定也大体一致，而对于验收试验各规范的细节要求多有不同。相关的规范要求对比见表1、表2。

1.1 基本试验

锚杆基本试验主要是确定锚杆的极限抗拔力和锚杆参数的合理性，掌握锚杆抵抗破坏的安全程度。为了达到区分锚杆在不同等级荷载作用下的弹性位移和塑性位移，以判断锚杆参数合理性和确定锚杆极限拉力的目的，锚杆抗拔基本试验采用循环加、卸荷法。从表1中可以看出，最大试验荷载一般取杆体强度标准值的0.8（或0.9）倍，或取设计预估的破坏荷载值；加载增量及循环次数略有不同，但均采用等量对称加卸荷，初始荷载及最后卸荷等级均为0.1倍试验最大荷载；位移观测时间稍有不同，但每级加荷稳定标准均一样。另外各规范对试验锚杆的破坏标准一致，即后一级荷载产生的锚头位移增量达到或超过前一级荷载产生的位移增量的2倍；某级荷载下锚头总位移不收敛；锚杆杆体被拉断或锚头总位移超过设计允许位移值。锚杆极限承载力规定取破坏荷载的前一级荷载值。

1.2 验收试验

验收试验的目的是检验施工质量是否满足设计要求。锚杆抗拔验收试验采用分级加荷方法，主要需确定最大试验荷载、加载分级、观测时间及方法。从表2中可以看出，最大试验荷载取锚杆轴向拉力设计值的（1.0～1.5）倍，分级荷载增量取最大试验荷载的（0.1～0.25）倍不等，每级荷载观测5～15min。虽然各规范试验方法要求有不同，但验收标准一致，即在最大试验荷载作用下锚头位移相对稳定；试验测得的弹性位移应大于自由段长度理论弹性伸长量的80%，且小于自由段长度与1/2锚固段长度之和的理论弹性伸长量。

2 分析与探讨

2.1 锚杆理论弹性伸长量及其计算

对拉力型锚杆的基本试验或验收试验，规范对试验测得的弹性位移量均作出了规定，即应大于相同荷载下杆体自由段长度理论弹性伸长量的80%，且小于自由段长度与1/2锚固段长度之和的理论弹性伸长量。锚杆抗拔试验中为保证试验设备的对中，一般卸荷时荷载没有降低到零，而是回到初始荷载（0.1倍最大试验荷载），因此弹性位移量为测得的总位移量减去荷载卸至初始荷载时测得的位移量（即塑性位移）。

（1）杆体弹性伸长量的理论计算

L：锚杆的弹性伸长量计算长度，可根据计算对象不同分别取L=Lf（自由段长度）或L=Lf+La/2（锚固段长度一半）。

E：预应力筋的弹性模量。

A：预应力筋的截面面积。

由于对实测弹性位移量大小作出规定的目的是通过与杆体的理论弹性伸长量的对比，分析杆体自由段长度和锚固段长度是否符合设计要求。因此在计算理论伸长量时，即使是锚固段部分，公式中的E、A 仍应当取杆体的参数值。

（2）锚杆试验结果的整理与分析

根据现场试验得出的荷载～位移值，锚杆试验应绘制荷载～位移（P～S）曲线，基本试验尚应提供荷载～弹性位移（P～Se）曲线和荷载～塑性位移（P～Sp）曲线。 图1～图3为广州某基坑工程锚杆抗拔基本试验与验收试验曲线。锚杆设计参数为孔径Φ150mm，锚杆长度32m，锚固段长26m，杆体采用4×7Φ5钢绞线。

（3）锚杆杆体弹性位移量规定的意义

试验测得的弹性位移量应大于杆体自由段理论弹性伸长量的80%，小于杆体自由段与1/2锚固段之和的理论弹性伸长量，规范规定的意义在于验证锚杆自由段和锚固段长度是否与设计基本相符，为基本试验或验收试验是否真实反映设计意图作出判断。对于基本试验，当杆体弹性伸长量不满足规定要求时，说明试验锚杆的自由段或锚固段长度与设计值有较大误差，试验不能真实反映设计锚杆的质量和承载力储备，影响到试验结果的准确性，失去了基本试验作为检验锚杆性能全面试验的意义。对于验收试验，当不满足规定要求时，或者说明自由段长度小于设计值，使用中当出现锚杆位移时将增加锚杆的预应力损失，或者表明在相当长范围内，锚固段注浆体与杆体间的粘结作用已被破坏，锚杆的承载力已严重不足。均应判为不合格锚杆。

2.2 锚头位移相对稳定的规定

锚杆验收试验中规范规定合格锚杆必须满足在最大试验荷载作用下，锚头位移相对稳定。但锚头位移相对稳定标准的规定却相当不明确。《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）对此无明确规定。《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS22：2005）[2]与《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）[3]规定明确。前者规定试验中“最后一级试验荷载应维持10min，如在1～10min内锚头位移增量超过1.0mm，则该级荷载应再维持50min，并在15，20，30，45和60min时记录锚头位移增量”。当“在最后一级荷载作用下1～10min锚杆蠕变量不大于1.0mm，如超过，则6～60min内锚杆蠕变量不大于2.0mm”时则试验锚杆验收合格。后者也有类似规定，且属该规范强制性条文。规定“最后一级试验荷载应维持10min。如果在1～10min内位移量超过1.0mm，则该级荷载应再维持50min并在15，20，25，30，45和60min时记录其位移量”。当满足“最后一级荷载作用下的位移观测期内，锚头位移稳定或2h蠕变量不大于2.0mm。”则试验锚杆合格。对比规范的前后规定，可以发现一些不协调的地方，如（CECS22：2005）中由于试验阶段并末明确规定在第6min测读位移，而判定标准中采用了6～60min的锚杆蠕变量。同样（GB50086-2001）中最后一级试验荷载最长观测时间规定为60min，但在判别标准中采用了最后一级2h的蠕变量作为判别依据，均显前后不一致。此外前述各规范中对验收试验的最大试验荷载的规定也不尽相同，从锚杆轴向拉力设计值的1.0～1.5倍均有。由于锚杆抗拔验收试验本质上是对锚杆施加大于设计轴向拉力值的短期荷载以验证其在超过设计拉力并接近极限拉力条件下的工作性能进而确定其是否合格的一种判定性试验，因此对试验的最大荷载，永久性锚杆采用轴向拉设计值的1.5倍，临时性锚杆采用1.2倍进行试验比较合适。在明确最大试验荷载情况下，再统一规定最大试验荷载作用下锚头位移相对稳定标准，如1～10min内锚头位移增量不大于1.0mm，若超过则2h蠕变量不大于2.0min作为判定稳定标准，这与目前国内外多数规范的位移稳定标准的规定比较一致。

3 结语

文献[4] [5] 在论及我国规范现状时对岩土工程技术规范标准方面的高度不一致表示了看法。我国不同规范之间，对同一技术问题作出相互不协调的技术规定，已经是一种常态。由于岩土锚固技术应用范围很广，目前已大量在基坑、边坡、隧洞工程及地下结构抗浮工程中使用，因此对于工程中锚杆抗拔试验的规范选用，应基于如下原则：首先应明确锚杆使用的工程类型，再按使用年限根据其是临时性还是永久性锚杆来确定适用规范，同时尽量与工程设计采用同一规范，以保持荷载、抗力及其他技术要求的统一性。

参考文献

[1]程良奎，范景伦，韩军.岩土锚固[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.

[2]CECS22：2005，岩土锚杆（索）技术规程[S].

[3]GB50086―2001，锚杆喷射混凝土支护技术规范[S].

岩土锚固技术论文篇10

关键词：预应力锚索；边坡工程；施工技术

中图分类号：TU74文献标识码： A

从1975年预应力锚索技术在我国诞生开始，该技术在短时间内得到了大规模地的运用与发展。其中，预应力锚索技术在30m以上稳定黄土地段及较完整软质岩石地段边坡抗滑支护中的运用尤为突出。它利用穿过边坡滑动面锚固在滑动面以内稳定岩体中的预应力钢绞线来抗滑与压紧结构面，达到稳定边坡的作用。具有施工周期短、所需设备简易、经济且稳定边坡效果好等优点，值得推广使用。

本文作者结合自身工作实践，对预应力锚索技术及预应力锚索挡土墙技术的施工方法及其施工控制要点进行了系统介绍，以期能对同仁有所帮助。

1预应力锚索技术

预应力锚索技术作为一种边坡抗滑支护技术，其主要利用穿过边坡滑动面锚固在滑动面以内稳定岩体中的预应力钢绞线来抗滑与压紧结构面，增大滑动面上抗滑摩擦阻力，提高边坡的整体稳定性。实践证明，这种方法有助于边坡岩体力学性能的改善，减小岩移，最终达到稳定边坡、整治危岩的目的。具有施工周期短、所需设备简易、经济且稳定边坡效果好等优点。

与常规锚杆技术不同，预应力锚索与挡土墙相结合，特别适用于30m以上稳定黄土地段及较完整软质岩石地段的边坡抗滑支护。此外，该方法也可用于风化破碎带较厚地段稳定山体边坡的加固防护。这主要是由于锚固作用下的压紧作用会导致岩层土体产生程度不一的压缩变形，而软弱岩层土体的这种压缩变相相对较大，因此若采用锚杆锚固，则锚杆可能会因土层较大徐变作用影响而失效。此时，若采用预应力钢绞线来进行锚固，则可将荷载作用尽量控制在良好土质地层中。而后续的二次张拉作业又可进一步压密岩石土体，克服受压土层的塑形变形，减少徐变效应带来的不利影响。就挡土墙而言，上述功能也都是普通锚杆挡土墙所不能比拟的。

2预应力锚索挡土墙施工技术

虽然预应力锚索挡土墙技术在治理边坡稳定性当面有着良好的效果，但是其功能能否正常发挥在很大程度上还取决于其施工质量的好坏。其施工质量直接决定了工程加固效果的优劣，而锚索的质量更是关键中的关键，如若控制不当则会造成工程质量安全隐患，后果十分严重。因此，必须严格预应力锚索挡土墙的每个施工过程，准确把握施工中的关键技术，确保施工质量与安全。

（1）锚索钻孔

在按设计图纸完成现场测量放线、定位桩孔后，应对进场钻机进行试运行，钻机定位完成后应采用紧固器将钻机与脚手架连接固定。钻机钻孔作业应保证孔径及孔深能够达到设计要求，在钻杆钻至设计深度后，应立即采用清水冲洗孔底、清除孔壁残余泥浆，在保证孔底向孔口排出清水保持5min以上的基础上方可停止清除作业。

（2）锚索制作

锚索制作安装需经历钢绞线下料、锚索编制、穿索这几个过程。下料前应根据索孔深度及锚索结构图确定下料长度，最短下料长度L应按下式计算：

L=L0+Lm+Ld+D

其中， L―钢绞线下料长度；L0―锚孔开挖深度；Lm―锚具、锚墩厚度之和；Ld―千斤顶长度；D―钢绞线预留长度。

利用切断机将钢绞线按计算下料长度切断并系统检查完整性后，逐根对孔编号。在专用支架平台上将钢绞线梳理顺直，利用无锌铅丝绑扎各式钢绞线成型形成不同规格型号的钢索。在锚孔处理成型后，应安排专人将锚索运至施工现场进行穿索作业。作业时需保持锚索体的顺直度，避免破坏压浆管和锚索护套。

（3）内锚段灌浆

内锚段灌浆料宜采用水灰比为0.35:1的42.5普通硅酸盐水泥浆，灌浆料中还应掺加适量HEA外加剂。注浆应借助活塞式压浆机由孔底部向口部逐步压浆，边压浆边提压浆管，压浆管口不得超出浆液面。

（4）锚索张拉

锚索张拉所需的千斤顶及其配套设备必须经过标定后方可投入使用。锚索张拉应当在锚固体强度达到设计强度75%后方可进行，张拉不得违反设计张拉顺序，张拉吨位也不得超过各式钢绞线的控制张拉吨位。张拉过程中实时数据的记录及实测伸长值都应保证客观真实，实测伸长值与理论伸长值之间的偏差都应在规范限定的偏差值范围之内。

（5）外锚段灌浆及封锚

外锚段孔内灌浆材料及施工过程均与内锚段灌浆相似。待孔内注浆实际强度达到设计强度一半以上时，可安排专人切除钢绞线张拉后超长段并浇筑封锚混凝土，完成封锚工作。

3 预应力锚索挡土墙施工控制要点

（1）预应力锚索挡土墙由刚性挡土与预应力锚索支撑组合而成，运用范围广、预应力张拉存在安全风险，因此必须严格现场施工质量安全管理，加强施工技术指导，规范工序报验制度。

（2）预应力锚索挡土墙施工涉及到的工序较多且多为交叉施工，应当重视各工序作业面及作业时间节点的协调控制。应从制度上约束各工种班组的行为，保证工序之间的有效衔接。

（3）严格执行原材料、设备机具进场报验制度，对于使用的钢绞线、水泥、外加剂及锚具等进行进场验收并在监理见证下抽样送检。确认合格后方可投入使用。此外，还应对张拉所需的千斤顶及其配套设备进行标定，确定预应力锚索张拉力。

（4）考虑到地质条件的复杂性，对于施工过程中发现实际地质情况与勘察设计存在冲突时，应立即汇报及时处理，避免产生质量安全事故。同时，还应加强施工过程中岩体变形及支护结构位移的监测，实时掌握岩体动态，及时发现及时处理问题。

4 结语

总之，预应力锚索挡土墙巧妙地将刚性挡土墙结构与预应力锚索有机结合在一起，利用穿过边坡滑动面锚固在滑动面以内稳定岩体中的预应力钢绞线来抗滑与压紧结构面，达到稳定边坡的作用，具有施工周期短、所需设备简易、经济且稳定边坡效果好等优点。施工技术人员应当熟练掌握该技术的施工方法及质量控制要点，让这种技术在各多领域发挥更大更好的作用。

参考文献：

[1]罗才松；叶建峰；李俊军. 预应力锚索在高速公路高陡边坡防护中的应用[J]. 福建建材，2013(12).