锚固工程

锚固工程（精选十篇）

锚固工程 篇1

关键词：岩土工程,锚固技术,发展现状

0 引言

岩土锚固工程在近代岩土工程研究领域中, 占有重要的地位。岩土锚固的研究对象是经过漫长地质年代的复杂地质体, 这些地质体在地壳的内力和外力地质作用下, 经历了一系列的演变过程, 从处于相对稳定的平衡状态由于自然灾害或人为因素遭到破坏从而产生各类地质灾害, 例如山体滑坡、泥石流等。为了预防和治理此类灾害, 工程上常运用锚固技术, 将受拉杆件埋入岩体用于充分的发挥和提高岩土体的自身强度和自稳能力, 显著缩小结构物体积和减轻结构的自重, 有效控制其变形。

随着中国工程建设的飞速发展, 岩土工程作为工程建设中的重要分支, 在铁路隧道、岩土边坡、基坑支护、坝基稳定、结构抗浮与结构抗倾等工程领域得到了广泛的应用。

1 岩土锚固工程研究现状

岩土锚固技术在工程中的应用可追溯到20世纪初, 美国首先在煤矿巷道和其他演示矿山中应用了锚杆支护顶板, 如今, 国外各类锚杆已达600余种, 可适应于各种地层, 承载能力从几吨到上千吨, 每年的使用量达到2.5亿根。我国的锚固工程始于20世纪50年代, 随着地下工程的发展, 锚杆技术与喷射混凝土以及其他的岩土加固技术被逐步应用[1]。在保证岩土工程安全和可靠的所有措施中, 岩土锚固技术在多种工程处理技术中, 无疑是最具有安全性和经济性的选择。

由于岩土锚固工程技术的飞速发展, 近年来被广泛的应用于边坡加固和整治工程中, 在很大程度上取代了传统的浆砌片石式挡墙或重力挡墙结构;在相当数量的深基坑工程中取代了水平横撑式支挡结构;在几乎所有的矿山法施工的地下工程中取代了分部开挖木支撑临时支护结构。在其他方面, 如深基坑工程、抗浮结构工程、大坝加固工程、抗震工程、工程拓宽工程以及悬索桥等锚固工程中, 岩土锚固技术都发挥了很大的作用。

虽然岩土锚固技术在工程中已经得到了广泛的应用, 但是由于工程介质的复杂性以及锚固方式的多样性, 国内外还未出现统一的理论。对于岩土锚固技术的研究主要集中在锚杆粘结应力分布特征的研究与改善锚杆荷载传递机理方面[2]。对锚杆荷载传递机理方面的研究, 英国、美国、法国、加拿大、澳大利亚等国处于国际领先地位。国外学者通过现场试验和室内仿真试验进行了大量的研究, 分别对荷载从锚杆传递到灌浆体的力学机理、影响全长粘结式锚索承载力的因素、注浆锚杆的力学性能等方面进行了细致的研究[3]。

我国的程奎良等通过对上海太平洋饭店和北京京城大厦两个深基坑工程的研究, 得到了对于拉力型锚杆锚固段粘结应力分布形态的规律性认识, 唐湘民通过模型块试验模拟洞石加锚围岩的变形、破坏, 深入了锚杆分布形态及方式的研究。邹志晖、汪志林通过相似模拟试验, 研究了锚杆在不同岩体中的工作机理。葛修润、刘建武通过室内模拟试验和理论分析, 探讨了锚杆对节理面抗剪性能的影响以及杆体阻止节理面内部发生错动的“销钉”作用机制[4]。

通过近年来国内外学者的不懈努力, 锚固技术在岩土工程中的应用日趋广泛, 自20世纪80年代以来, 已经有大量的隧道与地下工程在地质条件恶劣情况下, 成功的采用了各种形式的锚杆技术配合喷射混凝土及注浆等综合措施进行了有效地加固。预应力长锚索在大跨度的地下洞室及坝基的加固方面得到了广泛的应用。在沿途高边坡工程中, 锚固技术同样也占据着不可或缺的重要地位。

2 岩土锚固工程新技术、新工艺、新材料

为了改善锚杆在不同地质条件下的工作适应性并提高其经济适用性, 近年来岩土工程中应用的锚杆种类在国内外不断增多, 工艺也在不断的更新。

在国外岩土支护中, 除了常用的机械锚固锚杆, 树脂或砂浆锚杆, 以及钢丝绳锚索外, 近年相继出现了几种新型岩石锚杆。如全长楔形锚杆、组合式锚杆、缝管锚杆、胀管锚杆、玻璃纤维锚杆、自钻锚杆、让压锚杆、可扩张锚杆、高压灌浆锚杆等。

国内在20世纪70年代开发的树脂锚固锚杆和80年代投产使用的快硬水泥卷锚固锚杆, 均具有强度高、能及时提供支护抗力的优点, 被广泛应用于铁路隧道围岩加固[5]。缝管锚杆则突出在能立即对围岩施加径向和轴向预加应力, 延展性较好, 能承受岩石变形后增长的锚固力, 适用于各种岩层以及受矿山动压力作用下的巷道工程。可伸缩式锚杆又称让压锚杆, 让压锚杆可对大变形和受采动影响的矿山巷道洞室进行有效支护。预应力锚杆技术在各类地质当中的应用在近年来得到了迅猛的发展, 在我国的工程实例中, 用于水电站中保证坝基稳定采用的强大预应力锚索最长可达90 m, 最大张拉荷载可达10 000 kN[6]。

由于锚固工艺取决于所采用的锚杆类型, 所以锚固技术工艺上的新进展主要取决于岩土工程中锚固机具的发展情况。在各种岩土预应力锚固施工机具中, 钻孔机具是影响施工效果的最关键设备, 与工程的经济性紧密相关。据估计, 国外目前约有30%的岩石锚杆用手持式轻型凿岩设备安装, 半机械化安装锚杆占60%, 全机械化安装已达到10%, 这个比例还在逐年增加[7,8]。近年来, 为了适应大型岩土锚固工程对技术工艺的需求, 我国一方面从瑞典 (阿特拉斯公司) 、美国 (英格索兰公司) 、德国 (克努伯公司) 、意大利 (土力公司) 等国引进各类履带式液压钻孔机, 另一方面坚持研发新型钻孔机械。例如柳州机械厂研制的OVM锚具, 具有良好的自锚能力, 锚固效果系数ηA≥0.95, 破断总应变εn≥2.0%, 锚口摩阻损失系数为0.025, 在国内外许多大型岩土工程中应用后, 取得了满意的效果。

在锚固锚杆的粘结材料方面, 随着各种水泥和各种高效早强剂的发展, 实现了早强水泥卷的广泛应用, 这类锚杆1 h的抗压强度已达到5 MPa～10 MPa, 粘结型锚杆2 h的最高锚固力可达到150 kN[9,10], 能显著的提高早期限制围岩变形的能力, 且成本相对较低, 现已被广泛的应用于有特殊需要的岩土锚固工程。在预应力锚杆 (锚索) 材料这一方面, 许多高强、低松弛效应的预应力钢丝、钢绞线不仅可以节约钢材, 方便施工, 在减少预应力损失方面具有更突出的特点[11]。

3 岩土锚固工程发展方向

虽然岩土锚固技术在工程上取得了有效地认可, 但在理论研究上明显存在滞后现象, 与数量繁多的工程实例相比, 对岩土锚固的理论研究只有定性的描述, 并未得出统一的认识与理论, 在岩体力学参数的选择上也存在难以把握的问题。目前, 正是我国许多大型工程的启动阶段, 例如西部大开发, 南水北调等重大土木工程, 为岩土锚固技术的发展提供了良好的机遇与空间, 同时, 也对岩土锚固技术的进一步发展提出了挑战。

岩土锚固工程的长期性能与安全评价 篇2

【关键词】岩土工程；锚固工程；长期性能；安全评价

所谓岩土锚固工程，就是指利用深埋在地下的锚杆来连接地表的结构物，使地表结构物在岩土上更加稳定，并以此来缓解岩土体所承受的荷载力。之所以要在建筑工程、水利工程等工程建设中进行岩土锚固工程施工，就是为了要起到长效加固作用，以保证建筑工程或水利工程的整体稳定性与安全性。因此岩土锚固工程本身的长期性和安全性是其必须要具备的基本性能。以下笔者就结合自己的工作体会，来谈谈如何提高岩土锚固工程的长期性能和安全性能。

1、岩土锚固工程的长期性能

这里所指的长期性能主要是指岩土锚固工作中起到主要受力作用的锚杆或锚索能够在任何环境下保持长期的稳定。在对其长期性能进行检验时，一般所依照的指标主要有：锚杆或锚索的锁定荷载是否发生变化，承载能力大小是否发生变化，外表是否出现腐蚀现象，以及所锚固地区的地层结构是否发生变动。若在对上述指标进行检测后所得变动结果都在允许范围内，则说明岩土锚固工程的锚杆与锚索发挥着正常的锚固作用。因此在进行岩土锚固工程的设计施工时，要从上述几点来加强设计与施工质量管理，以保证锚固工程的长期性能。具体来讲，提高岩土锚固工程长期性能的措施方法主要有以下几点：

1.1加强锚杆的安全性设计。一般来讲，若锚杆在受力的过程中所承受的力道不够均匀，就会使锚杆的部分钢绞线断裂，从而削减了锚杆的抗拉能力。因此在对锚杆设计时，一定要从安全方面考虑，对于锚杆的工作荷载以及自由张拉段的长度都进行严格设定，避免锚杆因本身抗拉能力较低而出现问题，影响锚杆使用的长期性能。一般来讲，锚杆的抗拔系数必须要超过2，抗拉系数至少也要为1.8。只有这样，才有可能使锚杆在拉应力的作用下维持长期稳定。

1.2加强对锚杆质量验收的管理。在长期的实践中发现，影响锚杆使用长期性能的主要原因是锚杆受到严重的腐蚀而降低 锚杆的抗拔拉能力。由于锚杆所处的环境一般都很恶劣，尤其是在水利工程中的岩土锚固工程，更是会长期受到雨水或河水的冲击与侵蚀。为此，我们必须要保证锚杆本身的质量，做好其质量验收工作，严重质量检测不合格的錨杆投入锚固工程施工中。除了要在施工时建立验收机制以外，还要在锚杆使用过程中设置一定的长效维护管理机制，以及时发现锚杆中出现的腐蚀问题，并给与其镀膜或换件的有效处理，来延长锚杆使用的寿命。

1.3积极研制高性能的新锚杆。如上文所述，影响岩土锚固工程长期性能提高的主要因素在于锚杆本身的性能以及其安装施工方式方法是否合理配套。因此加大科研投入，积极研发更多更高性能的新型锚杆或锚索是非常有必要的。如使用新型材料，使锚杆与其施工器具之间的配合更良好，施工更方便快捷，使锚杆安装后受力更均匀合理，以延长其使用寿命。再例如使用新结构形式，使锚杆的使用更灵活，能够根据实际情况变化锚杆加固的受力性能。目前已经研制成功的新结构锚杆主要有自钻式、让压式、高压灌浆式、可拆式组合等等几种新锚杆。只有不断的研究出新型的高性能锚杆，才能使我国岩土锚固工程在提高长期性能上获得更大的发展。

2、岩土锚固工程的安全评价

2.1安全评价模式

当前，岩土锚固工程在我国处于一个快速发展的时期，但是对于岩土锚固工程的长期性能缺乏系统、深入的了解，对于锚固工程的长期性的监理力度也不够，因此而导致部分锚固工程在受到一些不良因素的影响下，长期性能受到很大的影响。为了更加有效的对锚固工程的危险源进行识别，增强锚固工程的长期性能，有必要建立起一定的锚固工程的安全评价模型。

2.2锚固工程危险源识别

对于锚固工程危险源的识别，主要应当对岩土锚固工程的长期性能的影响因素进行详细的调查和研究，其主要的事项有：①工程的防水和排水设施是否齐全、完好无损，是否能够保持正常工作；②工程施工范围内是否存在可能引起锚杆服饰的介质；③如果处在夏天多雨的地区，是否会由于雨水的深入而对边坡和锚杆产生侵蚀；④周围是否有不利于锚杆安全不利的危险因素；⑤锚杆锚头、传力装置以及工程影响范围内的建筑物与岩土土体是否存在异常现象。

2.3锚固长期性能的监测与检测

为了对岩土锚固工程的危险源进行有效的识别，并且对锚固工程的安全状态和危险源的影响度进行科学的分析，必要对能够反映锚固工程长期性的指标进行长期的监测。其中，主要的监测项目有以下几个：

①锚杆现有极限承载力：可选取工程总量的10%的锚杆进行抗拔试验。其要点是采用将锚杆外露钢绞线接长的方法，对工作锚杆实施再张拉，可测得锚杆现有的极限承载力及极限承载力的损失率。同时也可获得锚杆失效时锚固段灌浆体与岩土层间的平均黏结力。

②锚杆初始预应力变化：对于永久性锚杆来说，应当将其10%的工作锚杆初始预应力变化作为主要的监测目标。主要的方法是在锚杆的荷载锁定时，进行测力计的安装，并且对其频率进行设定和定期的校对，这样便能够通过测力计的变化对锚杆初始预应力的变化进行实时的监测。

③锚杆锚头位移及被锚固结构物变位：在通常的锚固工程中，可以选择具有代表性的横断面积作为监测点，对于锚杆锚头的位置变化 以及坡面和坡体的变化进行实时的监测。针对锚杆锚头的监测，一般选择高精度经纬仪，这样能够有效的保证监测结果的准确性。

④锚杆腐蚀状况：根据国际预应力混凝土协会统计的世界各国35项锚杆腐蚀破坏案例，预应力锚杆的腐蚀主要发生在锚头和临近锚头的杆体自由段长度内。因而，锚杆腐蚀状况检查的重点是拆除锚头的混凝土保护层和离锚头1.0m范围内的灌浆体，检查筋体的腐蚀及直径变化情况。

2.4岩土锚固工程危险度评价

对于岩土锚固工程的危险度评价，首先需要根据国内外的相关技术标准，对锚固工程的安全临界技术指标进行设定，对于一些影响锚杆长期性能的因素进行分析，保证锚固工程的长期性不受影响，保证岩土锚杆工程的有效性。

3、结语

综上所述，岩土锚固工程作为一种重要的结构加固工程，在现代化工程建设中所起到的作用是无可替代的。而要想提高岩土锚固工程的长期性能和安全性，使其在工程建设中发挥更长期更可靠的作用，就需要结合锚固工程的特点以及其所处的环境进行科学分析，找出影响锚杆使用质量的因素，并加以防范和解决，还应该建立一定的安全评价模型，以更好的分析和保证岩土锚固工程的有效性。

参考文献

[1]程良奎，韩军，张培文.岩土锚固工程的长期性能与安全评价[J].岩石力学与工程学报，2008（5）

[2]白绍苓.岩土锚固工程的现状与发展探究[J].城市建设理论研究（电子版），2012（03）

岩土锚固工程的若干力学概念问题 篇3

1不同类型岩土锚杆力学性能和适用条件

岩土锚杆可以分为非预应力锚杆和预应力锚杆两类,其中非预应力锚杆人们也将其称之为全长黏结型锚杆或者是土钉,而预应力锚杆人们也将其称之为预应力锚索。虽然两种类型的锚杆都是埋设在地层的受拉杆件,但是其在基本原理方面存在明显差距,其在地层中的传力机制也存在巨大差异,因此其所适用的条件、范围也具有巨大差别。

非预应力的锚杆的作用是对岩土体进行加固,但是其所处的地层发生位移对其产生反作用力时,其才会承受外力,但是较大的位移对于大部分的工程来说是很难接受的[2]。另一方面,非预应力锚杆不能将工程稳定所需要的拉力或者是锚固力传递到锚杆根部所处的稳定地层。而预应力锚杆却具有较强控制岩土位移的效果,该锚杆通过增加预应力的过程将稳定结构需要的抵抗力作用于破坏面以外的稳定地层或者是潜在滑移面[3]。

基于预应力锚杆和非预应力锚杆的力学效应和工作特性,因此在有明确的锚固力来抵抗结构竖向位移、倾覆或者是剪切面滑移以及可能出现塌落或者大范围失稳的工程,例如:抗浮结构、混凝土坝、岩土边坡、桥梁受拉结构以及大型的地下洞室等均应使用预应力锚杆。而非预应力的锚杆则应使用在跨度在10m以内,加固开挖深度较小的基坑边坡以及控制边坡的锚固工程的土体变形或者小块岩石滑动[4]。但是部分设计者不能有效的根据工程地质条件合理的选择锚杆类型,科学的设计锚杆的相关参数,因此容易引发锚固结构安全隐患。

2锚杆锚固体、自由段、筋体洁面设计与锚杆所承受的拉承载力之间的关系

2.1预应力筋截面面积设计

预应力锚杆将拉力传递到适宜的岩土体中,一般的组成部分有杆体锚固段、杆体自由段以及锚头。岩土中的预应力锚杆是典型的后张法预应力结构,必须满足张控控制应力的要求。目前世界各国岩土锚杆标准规定,在符合设计抗力需求时,预应力锚杆筋体的张拉应力水平应低于钢材极限抗拉强度标准值的3/5[5]。

2.2自由段长度设计

预应力锚杆杆体自由段就是锚固与锚头之间的杆体的长度,该功能是利用该自由段筋体张拉过程的自由弹性伸长来施加张拉力,并将拉力完全传递到锚固体周边的地层中。足够长的锚杆自由段是很有必要的,锚杆自由段进行临界的破坏面必须在1.5m以上。只有当锚杆的锚固段距离潜在的破坏面有足够的距离,才能发挥出锚杆的抗力效果。此外足够的自由段长度能够有助于将锚固段设置于具有较强的抗剪强度地层中,确保结构体系与锚杆自由段整体的稳定性。足够长度的自由段能够缓解位移变化所导致的锚杆初始预应力发生巨大变化,能够避免地层位移增加给传递荷载所带来的影响。所以国内外规定锚杆的自由段的长度应当在4.5mm-5m之间。

2.3锚杆锚固段长度设计

预应力锚杆的锚固段的作用是利用机械装置或者是注浆体将作用在锚杆杆体上的拉力向周围地层进行传递。锚杆的抗拔承载力会随着锚固段的长度的增加相对应的增加,因基坑设计程序必须对锚杆锚固段的长度进行合理的计算。能够有效发挥出黏结效应的锚杆锚固段的长度不能有效的提升锚杆的抗拔承载力,而较长的锚固段会增加经济成本,影响施工效率,延迟施锚时机,给工程造成不良影响。

2.4几种提高锚杆抗拔承载力的方法

当锚固段的长度达到一定的临界值以后,再增加锚固段的长度就不能提升锚杆的康巴承载力,但这并不代表就没有方法提升单锚的抗拔承载力,大量工程实践表明,增加锚固体周围岩土的抗剪强度,可以通过单孔复合锚固法、后高压注浆锚固法、扩体扩头锚固法实现,单孔复合锚固法指的是在一个钻孔中设置多个单元锚杆,由于各个独立杆体都具有锚固段和自由段,当对各单元锚杆分别施加张拉力后,能够让地层与注浆体黏结应力均匀分布,大幅度的降低应力峰值,这种方式能够让锚杆的抗拔力随着锚杆固体个数与长度的增加而增大。后高压注浆锚固法将密封袋、附有袖阀管等装置的锚杆体插到孔中,向锚固段灌注水泥浆,让其形成圆柱状的浆体,当强度上升到5.0MPa后,应用高于2.5MPa的高压注浆浆液将初次注入的注浆体劈开,提升地层与注浆体的黏结强度,提升抗拔力。扩体扩头法,其中扩大头锚杆利用锚固段变截面处土体的支撑阻力来提升抗拔力。上述几种方法在提升复杂岩土层或软弱岩土层的锚杆抗拔力方面具有显著的应用效果。

摘要：我国现阶段的岩土锚固工程中存在设计施工方法不当、力学概念模糊等问题,这一系列问题常常会给工程施工带来严重的影响。为了能够有效的改善岩土锚固工程这一现状,本文首先对不同类型岩土锚杆力学的性能、适用条件进行了简单的分析,并进一步的探讨了锚杆锚固体、自由段、筋体洁面设计与锚杆所承受的拉承载力之间的关系。

关键词：沿途锚固,施工方法,施工设计,力学问题,拉承载力

参考文献

[1]张乐文,汪稔.岩土锚固理论研究之现状[J].岩土力学,2002,23(5):627-631.

[2]程良奎,韩军,张培文等.岩土锚固工程的长期性能与安全评价[J].岩石力学与工程学报,2008,27(5):865-872.

[3]张景科,谌文武,崔凯等.锚固灌浆过程中及工后交河故城崖体的变形特征研究[J].岩石力学与工程学报,2009,28(5):1064-1073.

[4]陈奕奇,郭红仙,宋二祥等.岩土锚固结构腐蚀程度的评估[J].岩石力学与工程学报,2007,26(7):1492-1498.

植筋锚固长度计算 篇4

钢筋

规 (格 )

Ф植筋

径孔( m)m

其构件他 其，他构件，30C 30 混C凝土, 混凝土混凝土,混 土保护凝 保厚护度 厚度 52mm，730mm ， 度抗7震 度抗植筋震 筋植度深计设深度 设计 值(mm) 值mm) 21( 2427282 31835 3 388 44 144562 12 222 5929 6 34 331 708 4436 56 6489

悬挑非要 重悬非重挑构 要构件 C30 混 件，C，3 混0凝土 凝,,混凝土 土混凝土保厚护度保护厚度 3 m0m，7 度 抗震 植2m5m 7 ，度 抗筋深度设计 值震植筋深 (mm度 )计值(m设)m2 44284 32 365 45604 46 57 062571 45262 9 381 34844 6 246 593 6353 77

悬4构挑， 悬件构挑，件C30 混 凝 C03混 凝, 土,混凝土土混 凝土保护 保护厚度厚 度 30mm ，7 52mm7 度，度抗 震植筋抗震植筋 深 设计度 值度深设计 (m) 值m(mm )31 371 844 246 572 9528 66281 59 2 33343 98 454 00 55656 116 9 855 974

2211 4 16 81 0 22225 2 32

81

518 2 02 22 25832 5340

注

：意以数上据均应足：植满间筋距：S15d;〉筋边距植S2〉：.2d5;混土孔壁凝干燥不湿潮使，用境的温度环于小6 度

岩土锚固理论研究现状 篇5

【摘 要】本文详细地介绍了地锚荷载传递机理以及锚固支护作用，论述了我国岩土锚固技术的新进展，指出了存在的问题和发展方向。

【关键词】岩土锚固；理论研究；a锚固机理

0.引言

岩土锚固是岩土工程领域的重要分支，其本质是充分利用较大刚度和强度材料的力学特性来加强或加固软弱破碎的岩体和土体，与此同时发挥岩土体的自稳能力，最终使工程结构物达到稳定[1]。由于锚固技术可以有效地提高岩土体自身的强度及自稳能力，节省工程费用并有利于施工安全，因此岩土锚固在水利、交通、能源以及城市基础建设中获得了广泛的应用[1～3]。

1.岩土锚固理论研究现状

1.1荷载传递机理研究

岩土锚固技术在工程中已经得到了广泛的应用。然而由于岩土锚固工程的复杂性，岩土锚固机理的研究和设计理论远远落后于工程实践。目前分析锚杆承载能力时通常认为锚固破坏主要包括以下3种方式：①锚杆筋体的抗拉破坏；②注浆体与筋体间剪切破坏；③地层与注浆体间剪切破坏。一般情况下，筋体自身的抗拉能力能得到保证。在荷载传递机理方面，国内外理论研究相应地主要围绕以下两个方面展开：

a、注浆体与筋体间力的传递机理和应力分布状态。

b、注浆体与围岩土体间粘结力的传递机理和应力分布状态。

注浆体和锚杆间的粘结力包括三个因素：粘着力、机械联结力和摩擦力。大量试验表明，随着对锚杆施加荷载的增加，杆体和注浆体间的应力峰值会发生转移，而且在整个锚固段上应力分布很不均匀。

锚杆和注浆体以及注浆体和岩土体组成了两个双材料模型，双材料之间的性质互相牵制、互相影响都是通过材料的界面来完成，因此界面及界面端部的应力状况会变得非常复杂。从双材料平面问题分析界面应力传递的方法有很多，剪滞应力分析法依据较为精确的弹性力学理论，可以给出界面精确的应力分布规律，但不能得到界面端部正确的应力分布状况；奇异积分方程以及特征值法可以将界面端部应力集中的特征反映出来，但对于全场分析显得力不从心；近年发展起来的数值方法可以直接得到应力场的数值分析结果，但对于分布规律的解释没有解析法有效[4]。总的来说，界面端部应力场具有奇异性，在界面端部使用通常意义上的最大剪应力强度破坏准则不能达到理想的效果，断裂力学中表征奇异应力场强度的的应力强度因子才是非常有效的工具。

随着岩土锚固工程实践的进展，许多研究人员通过室内试验、数值仿真模拟、现场试验等手段对锚固作用机理进行了深入的研究。下面介绍一些比较有代表性的成果。

何思明、张小刚[5]将损伤理论的基本原理引入常规剪切滞模型，并进行修正推导了基于损伤理论的修正剪切滞模型。张宏博[6]结合实际工程根据现场监测资料，对影响锚索预应力变化的各种因素进行了详细的分析，并针对不同影响因素的特性规律，提出了针对性的施工建议。

2.岩土锚固技术的新进展

近年来，我国岩土锚固的新进展突出地表现在以下几个方面：

2.1锚固支护作用

已经得到普遍接受的锚固支护理论包括：

2.1.1悬吊理论

把由于开挖、爆破等造成的松动岩块稳固（悬吊）在稳定岩层上，防止破碎岩块脱落。该理论要求锚杆长度穿越塌落拱高度，以便把坍塌的岩石悬吊起来。

2.1.2组合梁理论

把单层的岩体看成简支梁，当受外力作用时，简支梁容易发生弯曲变形。用锚钉将多个简支梁（多个单层的岩体）固定在一起，这样由于各单层岩体间摩擦力的作用，增加了岩体的稳定性，即组合梁。

2.1.3组合拱理论（支撑理论）

拱形洞室因围岩强度低或受动压作用，开挖后必然引起从周边开始的变形破坏，逐步形成图1所示的围岩破坏区域，根据围岩变形破坏特点将围岩分成4个区：①完全破坏区、②裂隙发育区、③弹塑性变形区、④原岩应力区。

图1 围岩破坏示意图

在拱形洞室围岩的破裂区安装预应力锚杆时，锚固力的作用在于对①区和②区围岩施加围压，使已破裂的围岩具有一定的残余强度，在锚杆的作用下，在围岩中形成一个均匀的压缩带，即组合拱。

2.2单孔复合锚固技术

单孔复合锚固体系主要有压力分散型、拉力分散型和拉压分散型三种。

在国家“948”项目支持下，中国水利水电科学研究院于2003年9月引进了韩国三友（SAM WOO）公司的分散压缩型无粘结预应力锚索生产线[7]。目前， 这种新型的分散压缩型预应力锚索体系在韩国、日本等国家已得到广泛应用。针对我国目前水利水电工程建设中使用的预应力锚索吨位大、类型多的特点，中国水利水电科学研究院对引进的锚索技术进行吸收、消化、改造，研制开发出300吨（孔径174mm）、200吨、150吨、120吨、100吨（孔径140mm）等不同吨位，不同长度的分散压缩型无粘结预应力锚索系列产品，部分研究成果现已申请了国家专利。

2.3可重复高压灌浆锚固

能否有效地提高软土中锚杆的承载力是锚固技术能否进入软土工程的一个突出难题。可重复高压灌浆锚杆是在锚杆锚固段注入浆体，等浆体达到一定强度后，再施加多次高压劈裂灌浆，这样当水泥浆在土中硬化后，形成水泥土结构，其抗剪强度（C值）远大于原状土。

2.4土钉支护

20世纪70年代在法国、德国等欧洲国家开始应用的土钉支护于90年代在我国基坑和边坡工程中得到了迅速的发展。针对我国东南地区主要是海相沉积的软土岩层和地下水位高的特点，并经过在上海、福州等城市以淤泥质土为主的地层中的基坑工程实践，人们研究提出了一种称为复合土钉墙的施工技术，大大拓宽了土钉支护的应用领域。

3.锚固研究存在的问题及发展方向

我国岩土锚固工程技术近十年来在工程建设大发展的环境下得到了长足的进步，锚固理论研究工作取得了一定的进展，但也存在不少问题：

（1）理论研究明显滞后于工程应用研究。

（2）对锚固力的传递机理和应力分布状态局限于定性的解释，不能有效地服务于工程实践。

（3）锚固技术的研究仍滞留在以锚杆为主体的研究水平上，尚没有达到把锚固技术看作一个系统来作整体研究的水平。

（4）锚固支护理论也没有形成统一有效的认识，缺乏合理的计算方法。

（5）对锚杆预应力损失不能作出准确的评估。

（6）锚杆耐久性研究与当前国际水平相差较大。

因此，岩土锚固的理论研究应从以下几个方面展开：（下转第84页）

（上接第81页）（1）研究锚固体的荷载传递机理，提出切合实际的应力传递公式。

（2）加强锚固机理研究，以深入探究锚杆与围岩的互相作用机理、影响因素以及可能发生的失稳模式。

（3）进一步加强对锚杆预应力变化的实质和规律的研究，以提出合理的预测模型，尤其是要从力学分析和机理角度去研究预应力的长期稳定性。

（4）研究和了解环境因素（如工程周围水、土中有害化学介质侵蚀等）对锚杆预应力和寿命的影响。 [科]

【参考文献】

[1]闫莫明，徐祯祥，苏自约.岩土锚固技术手册[M].北京：人们交通出版社，2004.

[2]梁炯鋆.锚固与注浆技术手册[M].北京：中国电力出版社，1999.

[3]程良奎，范景伦，韩军等.岩土锚固[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[4]杨春林，郑百林，贺鹏飞等.岩锚界面及其端部附近应力场奇异行为的弹性力学分析[J].岩石力学与工程学报，2004，23（6）：946～951.

[5]何思明，张小刚，王成华.基于修正剪切滞模型的预应力锚索作用机理研究[J].岩石力学与工程学报，2004，23（15）：2562～1267.

[6]张宏博，黄松，宋广等.预应力锚索在滑坡体加固中的影响因素分析[J].岩土力学，2004，25（2）：324～326.

后锚固技术在工程中的应用 篇6

1 化学植筋的破坏形式

以化学锚固胶为胶粘剂, 将带肋或全螺纹螺杆胶结固定于混凝土基材锚孔中的一种后锚固生根钢筋或螺杆称为化学植筋[2]。化学植筋连接的破坏类型包括:1) 化学植筋钢材破坏[3];2) 胶结剂破坏[3];3) 混凝土基材破坏[3]。

其中胶结剂破坏分为:化学植筋沿胶筋界面拔出破坏;化学植筋沿胶与混凝土界面拔出破坏。此类型破坏属于脆性破坏, 为充分利用钢筋的抗拉强度。防止第一类破坏形式的有效途径是保证厂家生产的化学锚固胶的质量, 正式施工前需提供有效的相关参数以供参考, 确保钢筋与胶体之间的粘结力远大于钢筋的受拉承载力;第二类的破坏形式主要受限于施工质量, 即在植筋成孔时, 做好相关的专业措施以保证胶体与基材之间的粘结力。

混凝土基材破坏形式:化学植筋受拉时以基材上部混凝土椎体及深部粘结拔出的混合型破坏;基材边缘劈裂破坏;化学植筋受剪时形成以植筋轴为顶点的一定深度的楔形体破坏。此类破坏形式属于脆性破坏。第一类破坏形式主要需要控制植入钢筋受拉区的总的受拉设计值不应大于混凝土椎体破坏受拉承载力;基材边缘的劈裂破坏, 主要是由于植入钢筋在基材上的布置不当和施工不当造成的, 因此需要在受拉区配置能够限制裂缝的钢筋以及确保钢筋离基材的边缘构造厚度;第三类的破坏形式主要是由于钢筋在构件边缘受剪, 混凝土沿楔形体破坏, 目标设计应控制混凝土的受剪承载力大于受剪设计值。

化学植筋钢材破坏分为:化学植筋受拉破坏;化学植筋的受剪破坏以及化学植筋复合受拉剪破坏。此种破坏形式中, 以充分利用植入钢筋受拉强度为前提, 混凝土基材或后破坏或不破坏, 在构件破坏形式中属于延性破坏, 是结构设计的目标设计破坏形式。即在设计后锚固连接时, 应控制植入钢筋破坏, 而不应控制混凝土的基材破坏。

2 后锚固设计方案

2.1 平板式和牛腿式梁托

某工程因功能需求, 需将一已有结构上的悬臂板 (如图1所示) 改造成梁托。结合工程现有情况, 对工程提出了两种改造设计方案, 如图2 (平板式梁托) 和图3 (牛腿式梁托) 所示。原悬臂板平面尺寸为30 cm, 实际加固改造时, 原悬臂板两侧各扩出30 cm以分散应力。如图2所示设计方法为通过后锚固植筋, 在受力范围内原结构悬臂板板面底现浇增加一块平板式混凝土梁托, 用于增加悬臂板根部的截面面积, 增大了悬臂板根部的抗剪承载力和抗弯承载力, 增加了构件的安全度。图2a) 为平板梁托的水平箍筋示意图, 图2b) 为平板梁托的竖向纵筋示意图。图3为以牛腿设计为前提, 在原结构混凝土悬臂板下, 后锚固牛腿式梁托, 增大了悬臂板根部的抗剪和抗弯承载力。图3a) 为牛腿式梁托水平箍筋示意图, 图3b) 为牛腿式梁托的竖向纵筋示意图。

2.2 平板式和牛腿式梁托优缺点

2.2.1 相同点

图2和图3的设计方案相同点:

1) 都以增大悬臂构件的根部截面为途径, 以增加悬臂板在竖向承载力作用下的抗剪承载力和抗弯承载力为目的。2) 所设计方法均是在原有悬臂板构件的底部增加梁托, 悬臂构件的受拉区位于梁顶部, 因后锚固的钢筋离原结构基材 (梁) 上边缘较远, 防止基材边缘劈裂破坏。3) 矩形梁截面的中和轴上剪应力最大, 向上下两端剪应力逐渐减小。本设计方案中受剪钢筋集中于梁截面的上端, 通过计算, 配置适当的钢筋可防止混凝土基材的楔形体破坏。4) 上部受拉区的钢筋均匀的分散了植入钢筋的受拉, 可防止基材上部混凝土椎体及深部粘结拔出的混合型破坏。

2.2.2 不同点

图2为平板式梁托设计方案, 从构件受力角度考虑, 需要配置上部抗弯钢筋和下部构造钢筋。如图3所示牛腿式梁托, 按照GB 10010—2010混凝土结构设计规范要求, 需配置水平箍筋, 纵筋以及弯起钢筋。

相对于图2所示平板式梁托, 图3所示牛腿式梁托增加了水平箍筋和弯起钢筋。在后锚固技术前提下, 图3所示设计方法的施工工艺较为繁琐, 主要反映在以下几点:1) 水平箍筋, 纵筋以及弯起钢筋在后锚固区域均需按设计要求锚入原结构框架梁内, 原结构梁会因为局部植筋较多, 在钻孔阶段, 很大程度上削弱了原结构的梁的承载能力;2) 如果需配置弯起钢筋, 由于弯起钢筋的末端必须斜向伸入原结构构件150 mm, 斜向角度在施工钻孔阶段较难控制, 因而较难满足精确的设计要求。因而图2所示设计方案, 在能够达到目标设计性能的前提下, 只需植入上部抗弯受力钢筋和下部构造钢筋, 施工工艺简单方便, 又能防止混凝土基材的破坏。

3 平板式梁托后锚固施工工艺

1) 敲凿搭接。加固的目的是为了实现构件在有限的承载力范围内达到功能使用的需求, 为了使原构件悬臂板与后锚固的构件紧密结合在一起, 从而进行协同工作。需将原结构悬臂板凿除200 mm混凝土, 其一目的是将后植入的钢筋向上弯折La (长度) 至原结构悬臂板中, 和原结构悬臂板中的上部受拉钢筋进行搭接;其二是方便后浇筑的混凝土从上部进行振捣。

2) 定位。根据设计方案, 对植入钢筋进行定位作业, 考虑到施工工艺的特殊性, 电钻不能紧贴原结构悬臂板的板底作业。因此在植入后锚固的平板上部受力钢筋时, 需考虑此处施工的特殊性, 将后锚固的梁托上部钢筋的定位适当下移, 留有足够电钻施工作业的空间。此外, 钢筋的植入位置需避开原结构梁的受力钢筋, 设计方案时, 需参考原结构梁的施工图。在实际施工时, 需根据现场特点, 合理避开原结构梁的钢筋。

3) 成孔、清理孔。钻孔孔径不宜过大或过小。钻孔深度应避免凿穿原结构梁, 钻孔有效深度自构件表面坚实的混凝土算起, 设计方案中的计算深度不应包括已有结构构件的装饰层及抹灰层厚度。钻孔完毕, 检查孔深、孔径合格后, 应先用空气压缩机或手动气筒彻底吹净孔内碎渣和粉尘 (不得带进油污) , 再用丙酮擦拭孔道, 并保持孔道干燥。本施工工艺需在施工阶段加大监管, 保证质量, 其目的在于防止化学植筋沿胶与混凝土界面拔出破坏。

4) 钢筋处理。钢筋锈蚀会减少钢筋的截面面积, 进而引起钢筋的力学性能降低;钢筋的锈蚀也会影响钢筋与混凝土的胶结力, 机械咬合力等, 如此直接导致构件的承载力降低, 化学植入的钢筋可能会出现胶体破坏 (钢筋被拔出) 。因此钢筋处理的效果会直接影响构件的承载能力, 尤其是会影响后锚固构件的目标设计性能。因此, 后锚固技术中, 尤其要注重钢筋处理。

5) 调制胶、灌胶、植入钢筋。化学植筋用的锚固胶的质量是直接影响化学植筋沿胶筋界面拔出破坏的重要因素, 其锚固性能应通过专门的实验确定。除厂方特殊工艺, 现场施工时不应随意增添掺料。在现场调制化学锚固胶, 搅拌时最好沿同一方向搅拌, 尽量避免混入空气形成气泡。配胶宜采用机械搅拌, 人工搅拌不能确保均匀。灌胶时一定保证孔洞内胶体饱满, 灌胶完成后需迅速植入钢筋。采用旋转法将钢筋或螺栓边旋转边插入至孔底, 使得钢筋在化学植入时胶体能够均匀的包裹在钢筋周身, 在插入的同时按住密封油毡, 防止胶液流出。最后进行密封处理, 固化保护。本措施中的注意事项都是影响化学植筋沿胶筋界面拔出破坏的重要因素。

4 结语

1) 本文通过比较平板式梁托和牛腿式梁托在设计方法和施工工艺的优劣, 得出了平板式梁托在后锚固技术上具有设计方法简单, 施工工艺便捷等优点, 注重强调了化学植筋应控制植筋破坏, 防止原基材的破坏;2) 本文通过结合实际工程, 重点阐述了后锚固技术在加固改造梁托时, 需注重原结构和后锚固构件的钢筋的敲凿搭接, 钢筋的定位和成孔需避开原结构悬臂板以方便施工;注重钢筋在施工前的处理。这些措施是防止产生胶结破坏的有效途径。

参考文献

[1]丁铸铎.后锚固植筋技术在工程改造中的应用[J].民营科技, 2015 (6) :113.

[2]GB 50367—2013, 混凝土结构加固设计规范[S].

高边坡工程锚固技术应用体系探讨 篇7

高边坡工程的锚固,按照锚固的规模大小和被加固部位的深浅,而采用不同的锚固措施。

1 预应力锚索

预应力锚索深入稳定岩层,通过施加一定的预应力,将滑动岩土层与稳定岩层紧密串联为一体,提高了不稳定岩土层的抗滑、抗倾斜能力,保持边坡的稳定。

预应力锚索是综合治理高边坡病害的重要方法之一,也是应用得最多的形式,而且常成为高边坡治理工程的主体工程,具有技术先进、安全可靠、节省投资、缩短工期等优点。预应力锚索的极限承载力能达到8 000kN。

普遍应用的预应力锚索为无粘结预应力锚索,采用高强度、低松弛的预应力钢绞线或钢丝编束而成,以1 860MPa,270kN级15.24mm钢绞线应用居多。

预应力锚索主要施工工艺流程为:清理坡面及搭设排架→锚索孔定位→钻机就位钻孔→锚索制作及安装人孔→注浆、补浆→浇筑锚墩→锚索张拉、补偿张拉→锁定→封锚。

需要注意的是,在造孔过程中,必须严格地控制钻孔的倾角及方位角,终孔必须达到预定深度,并保持孔内清洁,以充分、有效地发挥预应力锚索的作用,达到可靠锚固的目的。锚索制作、安装时不得损伤钢绞线或钢丝,必须严格除锈并进行防腐处理。注浆时,必须使钻孔内注浆密实,不得有断开的现象,对于土层锚固,实施二次高压注浆,使水泥浆液向锚固体周围的土体中劈裂、挤压和渗透,能显著地增大土体的抗剪强度,锚固强度也比仅采用一次常压注浆的约提高50%～100%。锚墩必须制作在比较密实的岩土层上并保证足够的接触面积,要有足够的强度,以减小钢绞线或钢丝的预应力损失。张拉分级进行加荷,必须进行稳压,对预应力损失较大的锚索进行补偿张拉,按照规范进行才能有效地达到锚固的目的。

2 锚桩、锚杆

锚桩(长锚杆)、锚杆(土钉)主要施工在不稳定岩土体中,通过它们组成的群桩效应,提高不稳定岩土体本身的抗剪强度,使整个不稳定岩土体成为一个整体,而不会在局部产生滑移。

锚桩常用32mm,25mmⅡ级螺纹钢筋制作。其施工工艺为造孔锚桩制作安放注浆张拉锁定锚桩造孔与锚索相同。制作锚桩时,必须有效地除锈,并焊接对中支架筋,以使锚桩安放人孔后居于钻孔中央,注浆后被砂浆完全包裹。锚桩不进行张拉时,必须进行抗拔试验以检验其抗拔强度是否达到设计要求。

对于锚杆,常采用22mm,20mmⅡ级螺纹钢筋制作。常用的有砂浆锚杆和快硬水泥卷锚杆等。锚杆孔常用凿岩机施作而成,砂浆或水泥卷必须在孔内充填密实,以保证锚杆的抗拔强度。

3 喷混凝土网

喷混凝土网主要运用于岩(土)表层的加固。对于表层浮土、浮石、易风化层等施作喷混凝土网,能起到封闭岩(土)表层的作用,可避免在暴雨等冲蚀作用下浮石(土)的滑落,可以防止岩层表层风化而产生不稳定因素。

所施作的网可以用钢筋网,也可用土工网。网的作用在于使喷射混凝土更有效地粘结成一体。利用土工网辅以耕植土和植被,利用植被的“水化”作用和“根系”作用,可同时起到表层保护和环境美化的作用。

喷射混凝土有模喷和满喷。喷射混凝土时,必须使岩面干净并湿润,由下而上均匀地进行喷射,使混凝土完全粘附于岩面。对于大的四边形面,可以用土石回填,并辅以加筋(加筋土石回填)。

近几年发展起来的彩喷与喷混植草工程,在加固的同时可达到绿化环境的目的。

4 支挡结构

支挡结构的设置位置,一般设置于高边坡或滑体的前缘;滑坡中、下部有稳定的岩土锁口者,设置于锁口处;如滑坡为多级滑动,当总推力太大,在坡脚一级支挡烤工量太大时,可分级支挡。通过支挡结构的设置,克服滑坡体的推力,起到稳定滑坡体的作用。

常用的边坡支挡结构有(半)重力式、悬臂式、扶壁式、(预应力锚索)锚杆式、锚定板式、加筋土式、板桩式挡土墙和抗滑桩(预应力锚索抗滑桩)等。

水的存在使滑坡体产生塌滑的可能性加大。地表水的冲蚀作用,地下水的渗透作用,特别是滑面附近水的作用,使滑坡体极易产生坍塌滑动。

对于地表水,可在滑坡体周围及滑坡体范围内修筑各种排水沟,使地表水排出于滑坡体以外,但应注意沟渠的防渗,防止沟渠渗漏和溢流于沟外,同时整平地表、填塞裂缝、夯实松动地面、筑隔水层。

对于浅层地下水,要切断其补给来源,作边坡渗沟疏干或作小盲沟,在坡面上植树,加大蒸发量,保证坡面干燥。对于深层地下水,采用长水平钻孔排水,或者采用集水井,集中地汇集基岩面上及附近的地下水利用水泵抽出或在竖井底部设置长的水平钻孔,使集水自然流出滑坡下方地表。

5 其他措施

土质改良法:改善滑体(带)土的性质,使之坚固以达到稳定滑体的目的。包括电渗法、焙烧法、动力固结法、爆破法、水泥灌浆法、石灰加固法和化学试剂灌浆法以及新型的微型桩。

减重反压法:对滑坡范围有稳定岩层外露,滑动面不深且滑动面具有上陡下缓形状时,在滑坡上部可用减载方法。而对于牵引式滑坡则可采用在坡脚加载冲填,增加抗滑能力。

坡面绿化:对表层土质适合植草的,可进行植草绿化,主要有拱形骨架、菱形骨架、框架梁植草护坡。

需要指出的是,高边坡工程加固不必面面俱到,要分清主次,工程施工中,根据现场实际,常常把几种措施综合运用,以达到综合治理的目的。一般以预应力锚索和锚喷支护作为边坡加固的主体工程对于大型滑坡可采用抗滑桩或预应力锚索抗滑桩

经过近十多年来工程的大量应用及理论上的探讨,高边坡锚固技术获得了迅速的发展。以后,在我国的工程建设中,铁路、公路、建筑等都会涉及到大量的边坡,边坡锚固技术将会得到更加广泛的应用和更加深入的发展

摘要：根据工程实际和有关资料,对高边坡治理中的预应力锚索、锚桩、锚杆、喷混凝土网、支挡结构等锚固技术进行了探讨,并作了具体分析,以指导工程实践,达到综合治理的目的。

关键词：高边坡,锚固技术,预应力锚索

参考文献

[1]苏自约,闫莫明,徐祯祥.岩土锚固技术与工程应用[M].北京:人民交通出版社,2003.

[2]李海光.新型支挡结构设计与工程实例[M].北京:人民交通出版社,2004.

[3]《工程地质手册》编写组.工程地质手册[M].第4版.北京:中国建筑工业出版社,2007.

[4]GB 50330-2002,建筑边坡工程规范[S].

格构锚固结构在边坡工程中的应用 篇8

1 格构锚固的定义及分类

格构锚固是一种将格构梁护坡与锚固工程相结合形成的新型的抗滑支挡结构, 它利用浆砌块石、现浇钢筋混凝土或预制预应力混凝土格构梁进行坡面防护, 同时由于格构梁与坡面接触面较大, 与格构梁相连接的锚杆或锚索进行深层加固效果很好, 使得格构锚固结构既能保证深层加固又可兼顾浅层护坡, 很适合土质边坡、松散堆积体滑坡的治理。格构的主要作用是将边坡坡体的剩余下滑力或土压力、岩石压力分配给格构结点处的锚杆或锚索, 然后通过锚杆 (索) 传递给稳定地层, 从而使边坡坡体在由锚 (索) 提供的锚固力的作用下处于稳定状态。因此就格构本身来讲仅仅是一种传力结构, 而加固的抗滑力主要由格构结点处的锚杆或锚索提供。一般提及到的格构加固技术是一种广义的术语, 它包含了格构本身和锚杆 (索) 两部分。此外, 格构锚固结构可以与绿化防护措施相结合, 例如在格构框架内植草, 在稳固边坡的同时, 还起到绿化边坡环境的作用, 因此格构锚固结构是一种很有发展前途的抗滑护坡结构。

根据格构采用的材料不同, 目前我国在边坡工程中主要使用浆砌块石格构、现浇钢筋混凝土格构, 常用型式有4种:方型、菱型、人字型、弧形。一般截面为矩形, 而且至少梁的2/3应埋在土里, 以保证防护效果。

浆砌块石格构锚固是采用浆砌块石格构护坡, 锚杆固定, 起到固定表层的作用。浆砌块石的抗弯性能差, 甚至无法承受自重, 但抗压性能较好, 适用于整体稳定性较好, 前缘坡度较小的边坡。

现浇钢筋混凝土格构锚固采用现浇钢筋混凝土格构梁护坡, 锚杆 (索) 穿过滑带来阻滑。钢筋混凝土梁的抗弯、抗压性能都较好, 与浆砌块石相比整体刚度有很大的提高, 适用于整体稳定性较好, 但前缘出现溜滑或塌滑, 或坡度较大的边坡整治, 因此, 被广泛使用。

2 工程实践 (以建德某边坡治理工程为例)

2.1 工程概况

建德市某边坡原为一低缓山坡, 由于工程建设, 需要对坡体开挖, 因开挖边坡过陡, 边坡上部发生滑坡。现地面高程41~42m, 开挖边坡3~30m高。顶部覆盖层厚度约2~4m, 全强风化层厚度一般为9.80~12.90m。

滑坡地质灾害发生后, 松散堆积体极不稳定, 滑坡后缘存在拉张裂隙, 坡面出露岩土体松散破碎, 在特大暴雨及连续暴雨等灾害性天气情况下, 有可能再次发生滑坡、崩塌等地质灾害, 威胁下方建筑物及人员安全。

根据滑坡体现状、地表裂缝调查及钻探、物探揭露, 综合分析确定滑移面后缘由两条明显的裂缝隙组合构成, 沿着强风化基岩下界面滑移, 前缘剪出口在高程45~55m间。

2.2 设计原则

该工程中边坡的最大高差30m, 拟建建筑属一般建设项目, 破坏后果严重, 设计安全等级定为二级, 采用动态设计法。结合场地地质环境条件、边坡的稳定性状况及当地的技术经济条件, 优先采用技术可靠、施工简便、投入少的防治方法, 按永久性边坡进行设计, 消除安全隐患。主要遵循的原则如下。

(1) 治理措施应及时、经济合理, 并使受损的地质环境得到较大的改观, 力求与周边的自然环境相互融合、相互协调。

(2) 确保边坡安全, 地质灾害隐患消除, 坡脚场地及人员安全得到保障。

(3) 边坡治理前应做好相应的防护措施, 避免施工过程中引发次生灾害, 即便有岩体松动或脱离坡面下落, 也应在防护措施的控制范围内。

(4) 安全第一的前提下, 优化设计方案、降低治理费用。

2.3 设计方案

根据上述设计原则并结合该工程的边界条件, 支护方案具体如下。

对边坡进行分级削坡, 设置一级平台。上部边坡削坡线基本沿着主裂缝, 将已经滑动的坡体削除, 坡率1:1, 下部边坡削坡线按照坡脚用地红线规划进行控制, 坡率1:0.75~1:1.5。

待削坡完成后, 上部边坡由于覆盖层及全强风化较厚, 采用锚杆 (锚索) +格构进行支护, 锚索立面间距6m (水平) ×2m (竖直) , 锚杆立面间距2m (水平) ×2m (竖直) 。锚杆和锚索布置在格构梁节点处。

下部边坡以中风化基岩为主, 采用钢筋锚杆进行系统锚固。

削坡后, 坡顶基本已达分水岭或汇水面积较小, 因此不再设置截水沟。平台上及坡脚修建排水沟, 并通过坡面纵向排水沟进行连接, 将汇水收集后, 统一排入到排水管道中。

为美化边坡, 恢复受损的生态环境, 待边坡支护完成后进行绿化。坡面格构间采用喷混植生工艺复绿, 坡脚修建矮浆砌石挡土墙, 墙后回填土并种植灌木群。

2.4 主要施工说明及要求

2.4.1 削坡

(1) 削坡应自上而下、分段跳槽方式施工, 严禁通常大断面开挖。开挖弃渣不得随意堆放在滑坡的推力段, 以免诱发坡体滑动或引起新的滑坡。

(2) 削坡应采用机械开挖, 不宜采用普通爆破法施工, 坡率满足设计要求,

(3) 施工影响区段设立警示标志, 作业面影响范围内人员撤离。

(4) 削坡过程中应加强监测, 须每天观测, 以确保施工安全。

2.4.2 钢筋锚杆

(1) 钢筋锚杆采用Φ25mmⅢ级螺纹钢筋制作, 6.5 m m钢筋对中支架, 钻机成孔90mm, 为全长粘结型锚杆, 倾角20°, 立面间距2m×2m。

(2) 锚杆孔距允许误差±100mm, 成孔倾角偏差±5%, 钻孔深度超出锚杆设计长度不小于0.5m。锚杆安装前清除孔内岩粉、积水等杂物;钢筋应除绣、调直, 锚杆体每间隔1.5m设一对中支架, 以确保杆体砂浆握裹厚度。

(3) 注浆采用M30水泥砂浆, 配合比宜试验确定, 注浆压力0.3~0.5MPa。注浆用水泥采用强度等级为42.5R的普通硅酸盐水泥。

(4) 锚杆施工时, 应自上而下施工, 下坡锚杆需在上坡锚杆达到设计强度的80%方可施工。

2.4.3 预应力锚索

(1) 锚索钻孔直径137mm, 采用钻机成孔, 成孔后用空机清孔。

(2) 预应力锚索长度20m, 锚固段长8m, 设计荷载为1000k N。

(3) 锚索下倾20°, 由6根φ15.2mm的钢绞线组成, 灌浆材料采用M30水泥砂浆, 配比宜按试验确定, 灌浆压力0.4MPa。钻孔须达到设计深度, 倾斜角度偏差不得大于1°。

(4) 锚索制作前应进行质量检查, 量出锚固段和自由段长度。锚索须涂一层防锈漆并套以波纹管进行防锈。安装锚索时应用对中支架固定, 锚固段每1m设置一个对中支架。

(5) 锚索注浆分两次进行, 第一次为锚固段注浆, 第二次为锚索张拉后自由段的防腐注浆。

(6) 预应力锚索分二次张拉, 第一次张拉为设计荷载的50%, 必须等每根锚索张拉完成后, 再进行第二次张拉。每次张拉分级进行, 前4级张拉荷载分别为设计应力的25%、50%、75%、100%, 每级荷载施加后须稳定5分钟, 最后一级荷载为设计荷载的110%, 稳定时间为30 min。

(7) 锚索张拉完毕后采用钢筋混凝土锚墩进行封头。

2.4.4 钢筋砼格构

(1) 格构尺寸为40cm (宽) ×40cm (高) 。

(2) 每隔10~20m设置伸缩缝一道, 缝宽2~3cm, 缝中填塞沥青麻筋或其他有弹性的防水材料。

(3) 格构梁砼强度等级C25, 钢筋混凝土保护层厚度50mm。

(4) 格构梁埋入岩土体中30cm。

(5) 为保证格构梁砼的强度和质量, 格构梁混凝土宜采用现浇而慎用喷射混凝土方法。为降低施工难度和加快施工进度, 要规划好混凝土的竖向运输方法和作业平台。

钢筋砼格构梁施工顺序:测线定位→梁槽开挖→钢筋制安、锚杆头制安→支模→梁槽内现浇混凝土→拆模—养护。

3 结语

格构锚固结构是一种近年来广泛用于边坡支挡和滑坡治理等方面的主动防护结构体系, 该结构由锚杆 (索) 和格构梁共同组成, 能充分挖掘岩土体的自身潜力, 并产生强大的支护作用, 加之其结构简单、自重较轻、节省材料、便于坡面绿化, 具有良好的经济技术价值, 值得推广应用。

参考文献

[1]马迎娟.预应力锚索格构梁复合结构的模型试验研究[D].四川:成都理工大学, 2005.

[2]陈道远.坡锚杆格构梁在土质边坡支护工程中的应用.四川建材, 2008 (3) :224-225.

锚固工程 篇9

关键词：化学植筋,破坏形式,埋置深度

化学植筋简称植筋, 是我国工程界广泛应用的一种后锚固连接技术, 是先在基材中钻孔, 然后在孔中放置或注入化学胶粘剂又称锚固胶, 将带肋钢筋或螺杆胶结固定于基材中, 通过粘结与锁键作用, 以实现对被连接件的锚固。实践证明植筋是一项成熟的技术, 植筋所用材料 (胶和钢筋或螺杆) 是可靠的。它不仅可以安全、有效的承受和传递荷载, 而且施工方便、安全可靠、布置灵活、价格低廉, 因而在结构改造、加固、增层扩建等领域得到广泛应用。

1 植筋技术在实际工程中的具体应用

1.1 植筋埋件

预埋件原本应在结构主体施工时预埋, 往往由于种种原因漏埋、埋不准、振捣偏位或设备变更时原预埋件无法使用, 需要重新设置预埋件。后置植筋埋件适用《混凝土结构后锚固技术规程》 (JGJ145-2004) , 预埋埋件适用《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002) , 两者采用规范不同导致后置植筋埋件的抗剪性能远远低于预埋埋件, 因此设计上采用等尺寸截面植筋埋件不分受力情况替代预埋埋件会存在安全隐患, 设计人员应予以注意。同时, 后置植筋埋件采用结构胶粘贴锚板, 对锚板的变形, 裂缝等控制有益, 因此采用后置植筋埋件时, 应对锚板同时采用结构胶粘贴。

1.2 新建结构构件与原有结构构件的连接

在改扩建工程中, 新建结构的梁、板、柱需要与原有结构进行可靠连接。例如BBA增强吸湿复合纤体中国项目一期改造工程中, 在已有的空间设夹层, 新建夹层结构梁、板与原结构就需要采用植筋的方式连接。 (见图1、图2)

1.3 原有结构构件上新加混凝土牛腿或钢牛腿

在改扩建工程中, 有些工程需要在原结构上增加牛腿。例如哈尔滨医药总厂115车间工艺改造工程中在原有柱上生成新的混凝土牛腿和钢牛腿。

1.4 增大截面法加固结构构件

在加固工程中, 经常遇到原构件截面高度不满足设计要求, 需要加高加大原结构构件截面, 从而满足设计要求。例如哈尔滨医药总厂115车间工艺改造工程中, 采用了增加梁截面高度及独立基础加大底面积的加固方法。

建筑工程领域还有其它许多地方需要应用化学植筋技术。例如增加设备地脚螺栓、幕墙施工、广告牌安装等。

2 植筋的破坏形式及埋置深度的确定

2.1 植筋的破坏形式

国内外的研究表明, 粘结型锚栓由于受长度限制, 一般埋深较浅易发生混凝土锥体拔出破坏, 由于埋置深度较普通锚栓要大, 一般发生钢材破坏或锥体-粘结复合型破坏。

2.2 植筋的埋置深度

埋置深度将影响其破坏形式, 粘结型锚栓的埋深一般只有6d~8d (d为锚栓直径) , 该类锚栓大多发生混凝土锥体破坏或拔出破坏, 化学植筋 (螺杆) 埋置深度在8d~10d时, 一般为锥体-粘结复合型破坏, 15d以上时则通常为钢材的破坏。美国ACI349 (Code Requirement for Nuclear Safety Related Concrete Structures) 中规定锚栓设计应以钢材强度控制, 要求延性破坏, 不允许出现脆性破坏, 除了某些膨胀锚栓外, 要求连接件具有足够的边距与埋深以确保不发生混凝土锥体破坏。我国《混凝土结构后锚固技术规程》 (JGJ145-2004) 中也规定“后锚固连接设计应控制为锚栓或植筋钢材破坏, 不应控制为混凝土基材破坏;对于满足锚固深度要求的化学植筋及长螺杆, 不应产生混凝土基材破坏及拔出破坏”。对于化学植筋来说, 一般结构胶产品建议的埋深为10d, 而国内的许多研究均表明, 埋深10d时植筋的破坏形式并不一定为钢材破坏, 还可能发生复合型破坏, 因此建议在今后工程应用中至少要满足15d的埋深, 在抗震设防烈度较高的地区还应适当增加埋深以确保锚固性能。

参考文献

[1]混凝土结构后锚固技术规程 (JGJ145-2004[S]) .北京:中国建筑工业出版社, 2005.

[2]混凝土结构加固设计规范 (GB50367-2006[S]) .北京:中国建筑工业出版社, 2006.

论述橡胶坝坝袋锚固施工技术 篇10

【关键词】锚固技术；楔块；充水试验

橡胶坝是一种新型水工建筑物， 以高强度合成纤维布为受力骨架， 以合成橡胶为止水层和保护层的胶布， 锚固在河床混凝土底板和河岸边墙上， 形成一封闭式胶袋， 充水或充气形成坝体而挡水。近年来，橡胶坝的运用以及在国际上快速的推广开来，成为水利工程中的主要建设项目之一，其中我国和东南亚等国家正在大力运用橡胶坝技术兴建水利工程。过程中，完全的了解掌握着橡胶坝建设的核心技术，使得能够在实际工程运用中更成熟、完善、更好的发挥橡胶坝的作用，具有相当重要的意义。本篇文章通过对国内某地的橡胶坝坝袋苗谷工程为实践案例，对坝袋锚固的工程设计、施工过程检测和胶坝防漏等等核心技术进行探索，从而提高橡胶坝的设计水平以及施工质量，扩大其技术应用的领域。

1.橡胶坝坝袋的锚固型式

锚固结构作为橡胶坝工程中最主要的组成部分，它的质量高低是橡胶坝能否安全、可靠运行的一个关键因素，它不但要承担着坝袋的拉力，还需要密封、不透气，这样才能够真正的使得橡胶坝拥有良好的防水效果，使得水库的安全性得到保障，现目前我国的锚固型式一共有3种：胶囊充水锚固、混凝土楔块锚固、螺栓锚固，这3种型式的锚固，都能够有效的实施防水措施。

1.1螺栓锚固

螺栓锚固分穿孔锚固和不穿孔锚固两种， 螺栓材料常用不锈钢或经过镀锌处理的普通碳素钢， 压板材料一般用20#槽钢或10mm 厚钢板， 也可采用铸铁或混凝土板， 压轴材料用钢管或木料等， 螺栓锚固可用一般螺栓或不锈钢螺栓， 但一般螺栓易损坏， 更换频繁， 停水拆修不方便， 用不锈钢螺栓造价较高。

1.2楔块锚固

楔块锚固是在锚固槽内用楔块挤住坝袋布以达到固定坝袋的作用， 锚固槽设计成靴形或梯形的， 楔块分前楔块与后楔块， 靴形槽前后楔块用混凝土块， 梯形槽的前楔块为混凝土， 后楔块用混凝土块或木料。

1.3胶囊锚固

胶囊锚固是一种对坝袋锚固的新型方式，其原理是通过对胶囊充水的压力，将坝袋固定在锚固槽内，从而以胶囊挤压坝袋胶布和混凝土槽壁所产生的摩擦力来克服坝袋的拉力，将坝袋拉住起防护的作用，这种新型的锚固方式不仅安全、可靠性高，止水性能也非常好，拆卸相对想法。特别适用于防治季节性的洪水，在季节来临之时使用该技术快速装备到橡胶坝上，不用时可以将其拆卸掉，但是也有一定的缺陷，防水过程中为了保证胶囊内的压力充足，需要工程人员每天都对锚固进行观测，在压力不够的情况下立即对其补充水，提高压力，管理比较繁琐。

2.混凝土楔块锚固设计

坝袋锚固是橡胶坝的关键技术， 目前多采用楔块锚固，楔块锚固技术对橡胶坝锚固技术的推广应用起了重要作用，锚固槽、楔块规格尺寸、强度、平整度一定要符合设计要求，否则会出现锚固时楔块破碎多、楔块松动、坝袋被拔出等情况， 因此在坝袋安装上应予以高度重视。坝袋锚固线布置型式有单线锚固和双线锚固两种， 凉水河橡胶坝选用双线锚固型式。楔块锚固设计包括锚固槽和锚固块两部分， 锚固槽分靴形槽和梯形槽， 锚固块有混凝土楔块和木楔块。

2.1橡胶坝的锚固槽设计

锚固槽有梯形槽和靴形槽两种。梯形槽断面上口窄， 下口宽， 槽内壁顺直， 靠楔块挤压胶布和槽壁之间的摩擦力来固定坝袋； 靴形锚固槽与梯形锚固槽相比具有很多优点， 靴形锚固槽后楔块与坝袋不直接接触， 在锚固槽内楔紧时坝袋只受挤压力， 不磨损， 接触面较大的凹槽曲面产生较大的摩擦力， 保证坝袋、底垫片、木芯及楔块间紧密接触， 密封、牢固， 该技术施工方便， 安全可靠不漏水。

2.2橡胶坝楔块断面设计

楔块自身要有足够的重力， 在重力作用下可以保证坝袋充分固定， 并在一定的水压力作用下使坝袋密封不漏水， 因此楔块断面采用梯形。在橡胶坝坝袋的安装和运用中， 前后楔块间只承受作用在楔面上的正压力， 但在安装时后楔块受锤击力作用， 故在楔块内可配置的构造钢筋， 以提高混凝土块的强度。前楔块考虑施工中人搬动方便， 设计长度为60cm， 用C20 钢筋混凝土制作， 后楔块设计长度为20cm 左右，且比前楔块低2cm。

3.橡胶坝常见漏水原因分析与对策

橡胶坝具备造价低、结构简单、运行方便， 施工期短， 抗振性能好等优点， 但在施工过程中因土建等原因易引起漏水等现象， 通过对以往工程的施工经验总结和调查分析认为，产生橡胶坝漏水主要有以下原因。锚固槽混凝土面不平整， 直立面不垂直常常导致锚固不严密而漏水， 而最易引起漏水的是相邻两模板面出现了错台或后楔块在锚固时落底等现象。施工过程中要提高施工质量， 还应在坝袋锚固前仔细检查锚固摺混凝土面， 对不平整部位提前处理， 可用砂轮磨平或在锚固槽不平整部位使用异形硬木楔块。

锚固不当常常引起坝搭接处漏水， 主要由于止水胶条接头处的缝隙和垫平片尺寸不合理导致。施工中， 止水胶条端部应裁剪平直， 严密对接， 垫平片的长度根据坝袋布幅宽判定， 太长会导致坝袋搭接处局部厚度增加引起锚固松紧不一而漏水， 太短会导致坝袋搭接处不严密有缝隙而漏水。底垫片在运输、施工中划伤， 或底垫片在制造过程中有砂眼常引起底垫片漏水， 因此在施工过程中要设专人对底垫片仔细检查， 对底垫片划伤、砂眼、小孔洞部位及时粘贴作补强处理。另外， 施工过程中底压木太粗、在回填土过程中管道受干扰变形及管口与底垫片衔接不当等也会引起漏水， 一旦出现这类问题很难处理， 因此只能采取预防为主的措施， 施工中严格把关， 所用管件都应是合格品， 必要时应做压力实验，合格后才能使用管道， 安装好后应做系统压水试验， 并应防止在覆盖回填过程中管道受干扰变形引起接头处漏水。

4.结论与建议