關(guān)于巖土工程施工中錨固技術(shù)的深入研究

■高慶源

（廣東省環(huán)境地質(zhì)勘查院 廣東 廣州510006）

關(guān)于巖土工程施工中錨固技術(shù)的深入研究

■高慶源

（廣東省環(huán)境地質(zhì)勘查院 廣東 廣州510006）

經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城市用地緊張和城市交通擁堵現(xiàn)象變得越來越突出。隨著地下商城、地下隧道等工程的興建，這種現(xiàn)象得到了有效的緩解。未來巖土工程還會朝著海洋、沙漠發(fā)展，這對巖土工程施工技術(shù)提出了更高的要求，錨固技術(shù)作為巖土施工重要組成部分必須得到重視。本文探討了巖土工程施工中的錨固技術(shù)的錨固原理和施工技術(shù)應(yīng)用，希望推動巖土工程的發(fā)展。

巖土工程施工錨固技術(shù)

1 引言

巖土錨固技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，在工程中發(fā)揮了良好效果。它既保證了工程項目的質(zhì)量，還能夠延長工程的使用壽命。因此巖土錨固技術(shù)有極好的發(fā)展前景。巖土錨固技術(shù)不僅占地較少，適用性強，而且能有效降低工程建設(shè)成本，增加收益。近些年，我國的巖土錨固技術(shù)在材料、結(jié)構(gòu)及施工工藝方面均有所改進，經(jīng)過改進的錨固技術(shù)適應(yīng)性更強、受力更合理，能適應(yīng)各種特殊工程結(jié)構(gòu)的需要。

2 錨固工程技術(shù)的發(fā)展概述

在我國巖土錨固工程技術(shù)主要是在材料、結(jié)構(gòu)及施工工藝方面進行了改進，目的是使其向承載快速、高效率、受力合理、適應(yīng)性較強方向發(fā)展，以適應(yīng)不良地層和特殊工程結(jié)構(gòu)的建設(shè)需要。比如自進式錨桿的應(yīng)用給一些復(fù)雜地層的錨孔鉆造提供了技術(shù)支持，取得較好的加固效果；精軋螺紋鋼錨桿施工方便，工作效率高，可以根據(jù)需要使錨桿長度符合工作要求，錨桿可以通過套接長度可以達到20多米，甚至更長。巖土錨固技術(shù)在國內(nèi)經(jīng)過多年的研究與實踐，取得了明顯的發(fā)展和進步。

預(yù)應(yīng)力錨索根據(jù)錨固體的受力狀態(tài)可以分為承壓型錨索和摩擦型錨索兩大類型。按照錨筋結(jié)構(gòu)特征和傳力特征，可以分為拉力型錨索、壓力型錨索和荷載分散型錨索；其中荷載分散型錨索又可分為拉力分散型錨索、拉壓分散錨索、壓力分散型錨索、剪刀型錨索。

隨著我國錨固工程技術(shù)的不斷提高與發(fā)展，錨固結(jié)構(gòu)的形式也在發(fā)生著變化，由預(yù)應(yīng)力錨索抗滑墻發(fā)展到墩梁、地梁、錨噴、預(yù)應(yīng)力錨索框架等結(jié)構(gòu)形式。

巖土錨固技術(shù)是邊坡防護工程、水利工程、建筑深基坑支護、地下工程及隧道常采用的技術(shù)，它可以阻止結(jié)構(gòu)開裂、工程滑坡和坍塌，調(diào)整和改善巖土體分布和結(jié)構(gòu)內(nèi)力。

3 錨桿的錨固機理

錨桿是通過其穩(wěn)固錨固于深層穩(wěn)定土體的一端來提供承載力的，端頭錨固式錨桿和粘結(jié)式錨桿有不同的錨固機理。錨桿的受力圖如圖1、2所示。

圖1 端頭錨固式錨桿的受力簡圖

圖2 粘結(jié)式錨桿的受力簡圖

以螺旋錨為例說明端頭錨固式錨的錨固機理。螺旋錨主要由錨頭、錨桿和錨片組成。在進行螺旋錨施工時螺旋錨需要外力矩作用下才能進入土體。當外力作用時葉片與巖體之間產(chǎn)生正壓力來維持錨固體的平衡。此錨桿不需要注漿旋入土體的錨片相當于錨定板，當外力作用時產(chǎn)生被動土壓力與外力平衡。其受力簡圖如圖1所示。

粘結(jié)式錨桿是應(yīng)用最為普遍的。預(yù)應(yīng)力錨桿的荷載傳遞機理是：當外加荷載在錨桿與注漿體之間產(chǎn)生相互作用力時，注漿體將此作用力傳遞給圍巖，因此其錨固的關(guān)鍵是桿體與注漿體、注漿體與圍巖之間能可靠的傳遞力。對非預(yù)應(yīng)力錨桿來說，尤其是那些在破碎巖石和軟巖中的錨桿，通常我們把注漿體和桿體看成一個單元，非預(yù)應(yīng)力錨桿荷載傳遞機理：外荷載使錨固體與圍巖之間產(chǎn)生相對位移，將產(chǎn)生的相互作用力作為錨固力。粘結(jié)式錨桿的受力簡如圖2所示。

4 巖土工程中錨固技術(shù)施工要點

4.1 巖土工程鉆孔技術(shù)

在進行巖土工程施工時，不能選用過大的鉆孔孔徑或是過深孔。在保證達到錨固力要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)最大限度的減少鉆孔時間，選用效率高的設(shè)備和機具。根據(jù)設(shè)計錨固張拉噸位選擇合適的鉆孔直徑和深度。由于在鉆孔的過程中洗井介質(zhì)主要是空氣和水，所以應(yīng)保證迅速鉆穿地層以確保鉆孔孔壁的穩(wěn)定，防止出現(xiàn)鉆孔彎曲現(xiàn)象。若在鉆孔過程中遇到較復(fù)雜的地層，增加鉆孔難度，可以從設(shè)計角度出發(fā)減少單索錨固的設(shè)計噸位或使用端部擴大型錨固段來縮小鉆孔孔徑。當施工中遇淤泥質(zhì)土的施工環(huán)境時，鉆孔的時候可以帶套管跟進，從而避免出現(xiàn)涌水涌砂或塌孔問題。

4.2 錨桿桿體就位

錨固技術(shù)作為巖土工程中一項非常重要的技術(shù)，錨桿作為其重要組成部分。在錨桿桿體安裝就位時應(yīng)檢查桿體質(zhì)量后才能將其放入鉆孔，避免出現(xiàn)坍塌、滑移等現(xiàn)象影響地下工程施工。在保證施工安全的前提下安放桿體，錨桿桿體不能懸掛重物。除此之外，必須檢查錨桿桿體防腐保護措施是否符合規(guī)范標準。錨固桿桿體一端應(yīng)連接工程結(jié)構(gòu)物或擋土墻，另一端錨固在巖層中，注漿管也要與錨固桿桿體一同放入鉆孔。如果采用非預(yù)應(yīng)力全長粘結(jié)型短錨桿，要先注漿后插桿。

4.3 灌漿施工技術(shù)

在錨固施工中灌漿是非常重要的環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量會直接影響到錨固件的承載能力。具體要求如下：控制水灰比保證水泥漿質(zhì)量滿足規(guī)范要求；灌入的錨固漿液28d齡期的抗壓強度要符合要求；注漿作業(yè)應(yīng)連續(xù)緊湊實施，不能分階段進行，后續(xù)注漿必須在初始注漿初凝之前完成。在進行注漿時，注漿管的管頭要在注漿液面內(nèi)50cm以下，并隨著水泥漿的灌入而慢慢拔出，但不能全部提出，避免出現(xiàn)錨固桿斷桿等質(zhì)量問題；從孔底開始進行一次注漿，直到水泥漿從孔口流出，當一次注漿的強度高于2.0MPa時，這時就可以進行錨固體的二次高壓注漿。如果灌漿施工工作是在冬季進行，施工時必須嚴格按照灌漿施工的相關(guān)文件中的要求，嚴格控制水泥漿的溫度，根據(jù)實際情況選擇不同的方式來保養(yǎng)灌漿施工設(shè)備。

4.4 張拉鎖定施工技術(shù)

為了保證錨固結(jié)構(gòu)達到設(shè)計要求的預(yù)應(yīng)力值，必須對錨固桿桿體進行張拉即采用張拉設(shè)備來進行張拉使錨桿桿體的自由段產(chǎn)生彈性伸長變形。具體做法如下：通過分析鎖定力和錨桿體材料來選擇張拉設(shè)備；等到承壓結(jié)構(gòu)及錨固體的混凝土強度達到規(guī)定要求，張拉力與錨桿體軸線有標準的垂直度時就可以開始張拉；在開始安裝夾具之前應(yīng)檢查每一個錨具；需要分級進行張拉，不能一次施加所有的張拉荷載；當鎖定荷載穩(wěn)定后張拉鎖定工作就完成了。

5 結(jié)束語

巖土工程施工技術(shù)隨著經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展而進步，做好巖土工程對于工程建設(shè)而言有著實際性的意義。因此，在新時期我們要不斷去完善巖土施工技術(shù)，利用科學(xué)技術(shù)，順應(yīng)時代發(fā)展，從而促進巖土工程質(zhì)量的不斷提升。

[1]楊葳.巖土錨固工程施工技術(shù)探討 [J].施工技術(shù),2012:127-128.

[2]宋東升.淺析巖土工程施工技術(shù)要點 [J].施工技術(shù),2014:86.

[3]林勸利.關(guān)于巖土工程施工中錨固技術(shù)的深入研究 [J].建筑與裝飾,2013:50-51.

TU[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-73-1