关于岩土工程施工中锚固技术的深入研究

■高庆源

（广东省环境地质勘查院 广东 广州510006）

关于岩土工程施工中锚固技术的深入研究

■高庆源

（广东省环境地质勘查院 广东 广州510006）

经济的不断发展，城市用地紧张和城市交通拥堵现象变得越来越突出。随着地下商城、地下隧道等工程的兴建，这种现象得到了有效的缓解。未来岩土工程还会朝着海洋、沙漠发展，这对岩土工程施工技术提出了更高的要求，锚固技术作为岩土施工重要组成部分必须得到重视。本文探讨了岩土工程施工中的锚固技术的锚固原理和施工技术应用，希望推动岩土工程的发展。

岩土工程施工锚固技术

1 引言

岩土锚固技术经过多年的发展，在工程中发挥了良好效果。它既保证了工程项目的质量，还能够延长工程的使用寿命。因此岩土锚固技术有极好的发展前景。岩土锚固技术不仅占地较少，适用性强，而且能有效降低工程建设成本，增加收益。近些年，我国的岩土锚固技术在材料、结构及施工工艺方面均有所改进，经过改进的锚固技术适应性更强、受力更合理，能适应各种特殊工程结构的需要。

2 锚固工程技术的发展概述

在我国岩土锚固工程技术主要是在材料、结构及施工工艺方面进行了改进，目的是使其向承载快速、高效率、受力合理、适应性较强方向发展，以适应不良地层和特殊工程结构的建设需要。比如自进式锚杆的应用给一些复杂地层的锚孔钻造提供了技术支持，取得较好的加固效果；精轧螺纹钢锚杆施工方便，工作效率高，可以根据需要使锚杆长度符合工作要求，锚杆可以通过套接长度可以达到20多米，甚至更长。岩土锚固技术在国内经过多年的研究与实践，取得了明显的发展和进步。

预应力锚索根据锚固体的受力状态可以分为承压型锚索和摩擦型锚索两大类型。按照锚筋结构特征和传力特征，可以分为拉力型锚索、压力型锚索和荷载分散型锚索；其中荷载分散型锚索又可分为拉力分散型锚索、拉压分散锚索、压力分散型锚索、剪刀型锚索。

随着我国锚固工程技术的不断提高与发展，锚固结构的形式也在发生着变化，由预应力锚索抗滑墙发展到墩梁、地梁、锚喷、预应力锚索框架等结构形式。

岩土锚固技术是边坡防护工程、水利工程、建筑深基坑支护、地下工程及隧道常采用的技术，它可以阻止结构开裂、工程滑坡和坍塌，调整和改善岩土体分布和结构内力。

3 锚杆的锚固机理

锚杆是通过其稳固锚固于深层稳定土体的一端来提供承载力的，端头锚固式锚杆和粘结式锚杆有不同的锚固机理。锚杆的受力图如图1、2所示。

图1 端头锚固式锚杆的受力简图

图2 粘结式锚杆的受力简图

以螺旋锚为例说明端头锚固式锚的锚固机理。螺旋锚主要由锚头、锚杆和锚片组成。在进行螺旋锚施工时螺旋锚需要外力矩作用下才能进入土体。当外力作用时叶片与岩体之间产生正压力来维持锚固体的平衡。此锚杆不需要注浆旋入土体的锚片相当于锚定板，当外力作用时产生被动土压力与外力平衡。其受力简图如图1所示。

粘结式锚杆是应用最为普遍的。预应力锚杆的荷载传递机理是：当外加荷载在锚杆与注浆体之间产生相互作用力时，注浆体将此作用力传递给围岩，因此其锚固的关键是杆体与注浆体、注浆体与围岩之间能可靠的传递力。对非预应力锚杆来说，尤其是那些在破碎岩石和软岩中的锚杆，通常我们把注浆体和杆体看成一个单元，非预应力锚杆荷载传递机理：外荷载使锚固体与围岩之间产生相对位移，将产生的相互作用力作为锚固力。粘结式锚杆的受力简如图2所示。

4 岩土工程中锚固技术施工要点

4.1 岩土工程钻孔技术

在进行岩土工程施工时，不能选用过大的钻孔孔径或是过深孔。在保证达到锚固力要求的基础上，应最大限度的减少钻孔时间，选用效率高的设备和机具。根据设计锚固张拉吨位选择合适的钻孔直径和深度。由于在钻孔的过程中洗井介质主要是空气和水，所以应保证迅速钻穿地层以确保钻孔孔壁的稳定，防止出现钻孔弯曲现象。若在钻孔过程中遇到较复杂的地层，增加钻孔难度，可以从设计角度出发减少单索锚固的设计吨位或使用端部扩大型锚固段来缩小钻孔孔径。当施工中遇淤泥质土的施工环境时，钻孔的时候可以带套管跟进，从而避免出现涌水涌砂或塌孔问题。

4.2 锚杆杆体就位

锚固技术作为岩土工程中一项非常重要的技术，锚杆作为其重要组成部分。在锚杆杆体安装就位时应检查杆体质量后才能将其放入钻孔，避免出现坍塌、滑移等现象影响地下工程施工。在保证施工安全的前提下安放杆体，锚杆杆体不能悬挂重物。除此之外，必须检查锚杆杆体防腐保护措施是否符合规范标准。锚固杆杆体一端应连接工程结构物或挡土墙，另一端锚固在岩层中，注浆管也要与锚固杆杆体一同放入钻孔。如果采用非预应力全长粘结型短锚杆，要先注浆后插杆。

4.3 灌浆施工技术

在锚固施工中灌浆是非常重要的环节，该环节的施工质量会直接影响到锚固件的承载能力。具体要求如下：控制水灰比保证水泥浆质量满足规范要求；灌入的锚固浆液28d龄期的抗压强度要符合要求；注浆作业应连续紧凑实施，不能分阶段进行，后续注浆必须在初始注浆初凝之前完成。在进行注浆时，注浆管的管头要在注浆液面内50cm以下，并随着水泥浆的灌入而慢慢拔出，但不能全部提出，避免出现锚固杆断杆等质量问题；从孔底开始进行一次注浆，直到水泥浆从孔口流出，当一次注浆的强度高于2.0MPa时，这时就可以进行锚固体的二次高压注浆。如果灌浆施工工作是在冬季进行，施工时必须严格按照灌浆施工的相关文件中的要求，严格控制水泥浆的温度，根据实际情况选择不同的方式来保养灌浆施工设备。

4.4 张拉锁定施工技术

为了保证锚固结构达到设计要求的预应力值，必须对锚固杆杆体进行张拉即采用张拉设备来进行张拉使锚杆杆体的自由段产生弹性伸长变形。具体做法如下：通过分析锁定力和锚杆体材料来选择张拉设备；等到承压结构及锚固体的混凝土强度达到规定要求，张拉力与锚杆体轴线有标准的垂直度时就可以开始张拉；在开始安装夹具之前应检查每一个锚具；需要分级进行张拉，不能一次施加所有的张拉荷载；当锁定荷载稳定后张拉锁定工作就完成了。

5 结束语

岩土工程施工技术随着经济建设的不断发展而进步，做好岩土工程对于工程建设而言有着实际性的意义。因此，在新时期我们要不断去完善岩土施工技术，利用科学技术，顺应时代发展，从而促进岩土工程质量的不断提升。

[1]杨葳.岩土锚固工程施工技术探讨 [J].施工技术,2012:127-128.

[2]宋东升.浅析岩土工程施工技术要点 [J].施工技术,2014:86.

[3]林劝利.关于岩土工程施工中锚固技术的深入研究 [J].建筑与装饰,2013:50-51.

TU[文献码]B

1000-405X（2016）-12-73-1