岩土预应力锚固技术的进展
试析岩土锚固技术发展现状
试析岩土锚固技术发展现状一、引言岩土工程的锚固技术是岩土工程中最重要的技术之一。
锚固技术可以在岩土工程中将岩土自身能力和稳定性能最大限度的提高，而且还可以有效的缩减结构物的大小和降低结构物的自身重量，大大的节约了工程预算，并且有效的锚固还可以保证施工人员的安全，所以岩土的锚固技术已经是解决岩土工程难题和加强岩土稳定性的最直接、最经济和最高效的办法之一了。
目前，我国已经在边坡处理、基坑作业、矿井作业、隧道开挖等等工程均广泛的采用了这种岩土锚固技术。
随着近些年我国对基础设施工程的大力建设，尤其是对交通、能源和城市基础设施的大力兴建，将凸显出岩土锚固技术的重要作用。
在1991年，美国首次采用岩石锚杆支护矿山巷道，当时的这一技术可以称之为岩土锚固技术的首次应用，而且得到了良好的应用效果。
随后到了60年代，我国也开始了对这种锚固技术的研究，并且开始尝试应用到实际工程当中去，那时的矿山隧道、铁路隧道和地下厂房均采用了岩土锚固技术，尽管当时的技术可能并不是非常的发达和先进，但是锚固支护的应用确实为我国当时的一些难度较大的工程提供了良好的技术支持。
70年代，英国的核潜艇基地大量的应用了地锚技术，已解决地下水造成的浮力影响。
纽约的世贸中心工程也运用了岩土錨固技术以解决深开挖工程中的一些难题。
随后，法国、瑞士、结课、澳大利亚等国家相继出台了关于岩土地层锚杆的技术规程，并且锚固技术得到了极为广泛的应用。
二、岩土锚固的发展现状2.1应用领域拓展我国自六十年代开始，非预应力和低预应力的锚固技术以及锚固支护技术开始广泛的应用到了矿山巷道和一些隧道工程中了，岩石锚固技术为我国的隧道工程的兴建提供了强大的支持，并发挥了巨大的作用。
随着时间的推移，工程中出现的难题种类越来越多，问题越来越复杂，所以随之出现了越来越多的锚杆种类以满足各种工程的需求。
八十年代，是我国锚固技术的兴旺时期，那个时代水利、电力的大力发展也推动了锚固技术的不断的完善与进步，而且我国已经开始生产高强钢绞线，并且开始研究灌浆技术了，这表明我国在岩土锚固技术已经跨入了一个新的时代了。
岩土锚固工程技术的发展和存在的问题
岩土锚固工程技术的发展和存在的问题岩石锚固技术是一项非常实用的工程技术，也是目前最为常见的基础工程处理技术。
随着近年来国民经济的发展和科学技术的进步，这种施工技术被广泛的应用在各类工程项目中。
本文就岩土锚固工程技术的发展现状以及存在问题进行探讨与分析，以供同行工作参考借阅。
标签：岩土锚固；基础工程；发展尽管在现代化建筑工程项目中，岩土工程类技术已经成为一门国际公认的基础施工技术，其从诞生截至当前仅仅只有五十多年的历史，在这五十多年中，其广泛的应用在各类建筑工程项目中，毫不夸张地说，目前我国的岩土工程实践技术和发展水平在整个世界都是名列前茅的，其应用之广泛可以说是空前绝后。
无论是在各种大规模的水利工程，还是小型的建筑工程都有所涉及。
就目前的建筑工程项目分析，岩土锚固工程施工技术已成为国内外专家学者研究的主要话题之一，其施工项目和结构措施也逐步受到人们的关注。
正因为此，对于各项大型建筑工程中存在的高边坡、大跨度和深基坑工程来说，岩土锚固已成为一项具有着重要意义的关键技术。
一、岩土锚固技术与特点岩土锚固技术是埋置于岩石土体中的一种受力拉杆件，从而具备良好的拉应力，使得建筑物结构拉应力能够良好的传递给深部的稳定土层，从而加固不稳定的岩土体。
这种锚固技术和加固措施主要是利用栏杆与岩土体之间的相互作用，进而共同完成相应的工作结构体系。
岩石锚固工程技术的发展与我们现阶段的生活紧密相关，它可以追溯至上个世纪初期。
而我国的岩石锚固技术则应用较晚，主要用于上个世纪五十年代后期，然而就在这几十年间的社会发展中，其被广泛的应用在各建筑工程项目中，成为主要的基础工程施工技术。
这种工程项目在施工的过程中由于锚固工程技术的新发展使得其被大量的应用在边坡治理、隧道、重力墙结构之中，在相当数量的基坑工程中也被广泛的使用。
岩土锚固技术的应用对于提高岩层整体性和稳定性有着重要意义，其施工优势也得到了充分发挥。
1、在地层开挖之后，可以立即提供主动支护抗力，从而有效的控制地层与锚固结构之间的变形发展关系，呈现出改善土体应力的状态和结构关系。
岩土工程边坡治理中预应力锚索技术应用解析
岩土工程边坡治理中预应力锚索技术应用解析随着城市化进程的加快和工程建设的日益复杂化，岩土工程边坡治理成为了一个备受关注的话题。
而在岩土工程边坡治理中，预应力锚索技术因其独特的优势和显著的效果，成为了一种备受关注和广泛应用的技术手段。
本文将对预应力锚索技术在岩土工程边坡治理中的应用进行详细的解析，旨在帮助读者更加深入地了解这一技术，为岩土工程边坡治理提供更多的可行方案。
一、预应力锚索技术概述预应力锚索技术是一种利用预应力锚索来加固地基或者岩体的技术手段。
预应力锚索是一种由钢筋或钢丝绳构成的材料，它的主要作用是通过预应力的作用，将地基或者岩体的不稳定部分加固或者固定住。
在岩土工程中，预应力锚索技术主要用来加固边坡、支护洞室、抗拔木杆等。
通过在地基或者岩体中布设预应力锚索，利用锚段的预应力作用，改变地基或者岩体原有的受力状态，增强其自身的稳定性和承载能力，从而达到加固和支护的目的。
1. 原理及作用预应力锚索技术在边坡治理中的应用主要是通过预应力锚索的作用，改变边坡原有的受力状态，加固和固定边坡，以增强其稳定性和安全性。
在边坡治理中，常常会遇到边坡自重引起的滑坡、崩塌等稳定性问题，通过预应力锚索技术可以有效地解决这些问题。
预应力锚索技术在边坡治理中的作用主要包括两个方面：一是增强边坡的抗剪承载能力，通过预应力锚索的预应力作用，提高边坡的抗剪承载能力，增加边坡自身的稳定性；二是改善边坡的整体受力状态，通过预应力锚索的作用，调整边坡的受力分布，从而减少边坡的位移和变形。
2. 适用范围预应力锚索技术适用于各种类型的边坡治理工程，特别是对于高陡边坡和复杂边坡的治理具有明显的优势。
在进行岩土工程边坡治理时，通常会根据不同的边坡类型和治理需求选择不同类型的预应力锚索及其布设方式，以达到最佳的治理效果。
在高陡边坡的治理中，可以采用高强度的预应力锚索，在复杂边坡的治理中，可以采用多层次、多方向的预应力锚索布设方式，以满足边坡治理的需要。
岩土锚固技术的发展综述
长减少 （０ ｍ减少为 ２ ， ３ ４ｍ） 使得 工程 地基 投资减少 ， 产生 了明显 ［ ］ Ｇ ０ ０ － ０ ， ２ Ｂ５ ０ ７２ ２ 建筑地基基础设计规 范［ ］ ０ ｓ．
的经济 效益 。 参考 文献 ： ［ ］ Ｊ Ｊ１６２ ０ ， 筑基桩检 测技 术规 范［ ］ １ Ｇ ０ －０ ３ 建 ｓ． ［ ］ Ｊ Ｊ ４２ ０ ， 筑桩基基础设 计规范［ ］ ３ Ｇ －０ ８ 建 ９ Ｓ．
施 成本 低和对工程适 应性强 等特 点 ， 土木 工 在 岩土工程作为一门技术学科被 国际学术界公认至今只有 ５ ０年 结构简单 、 工方便 、 包括采矿 工程 ） 中得 到了广泛应 用 。随着岩 土锚 固技术 的应 的历史 ， 它作为一 门工 程专业 学科 被 引入我 国仅 有 ２ 余 年 的时 程 （ ０ ２ 间， 我 国岩土工 程领 域 的技术研 发 和应用 发展 迅速 ， 但 目前 在该 用 ，０世 纪中叶开始逐渐形成 了对 岩土锚固技术本质 的认 识和研 究， 充分 利用具有较大 刚度 和强度的材料 来加强或 加 固软 弱破 碎 领域 内的综合技 术 水 平在 世 界上 名 列前 茅 ， 应 用领 域 也 最广 其 同时发挥 岩 土体 的 自稳 能力 ， 到稳定 工程 结构 物 的 达 泛 。在保 证岩土工程成功 和安全 的所有措 施 中， 岩土 锚 固技 术无 的岩土体 ， 目的。对锚杆荷 载传递机理 的研究 ， 国内外主要从 荷载 由锚杆 转 疑是 可供选择 的最成熟 和最 经济可靠的技术之一 。 岩土锚 固是通过埋设 在地 层中 的锚杆 （ ） 以下统 称锚杆 ） 移到灌浆体 的力学机 理及 灌浆 体与 钻孔 孔壁 间的力 学机 理方 面 索 （ ， 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 进行研究 。 强度 传递结构物 的拉 力或使地层 自身得到加 固 ， 而增强 被加 固 从 锚杆表 面存 在 着 微 观粗糙 皱 曲， 体 围绕 着 锚 杆形 成 灌 浆 浆 在破坏前锚杆 和灌 浆体 之 间的结合 力发 挥作 用 ； 当锚 杆和 浆 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 柱 ， 体发生 一定 的相对 位移 后 ， 两者界 面部 位发 生破 坏 ， 这时 锚索 和 的稳定性 。 且摩擦 阻力随灌 浆体 的剪 近年来 ， 国水利 、 通、 我 交 能源 等基 础设 施 的大 力兴 建 ， 岩 灌浆体 之间的摩擦阻力发挥 主要 作用 ， 使 胀 而增 加 ， 增大锚杆表 面的粗糙度则 能够提 高摩擦 阻力 。对 于光 土锚 固技术得到 了迅 猛发展 。由于岩 土锚 固作 用机 理复杂 ， 固 锚 锚杆和灌 浆体 之间 的结合主 要取决 于滑动前 的附着 力和 效果影响 因素众 多 ， 了充分 发挥 岩土锚 固技术在 工程 加 固方 面 面锚杆 ， 为 滑 动后 的摩 擦力 。对于竹节锚杆 ， 结合 力主要取 决于 表面 突节 的 的应用 ， 要深 入研 究 锚 杆 的荷 载传 递 机理 及 岩 土锚 固作 用 机 需 理， 掌握 岩土锚 固技术应 用现状 、 存在 的问题 和发展趋势 …。
岩土预应力锚固技术的进展_陈祖煜
岩土预应力锚固技术的进展陈祖煜,杨 健(中国水利水电科学研究院岩土工程研究所,北京 100044)摘 要:总结了岩土预应力锚固技术的发展历程,对岩土锚固机理、长期耐久性以及安全检测技术等预应力锚固关键技术问题目前的研究情况进行了论述;介绍了一种新型的预应力锚固体系 全程防锈分散压缩型预应力锚索体系,阐明其特点和优势,指出研制和开发新型锚索体系是提高岩土锚固工程安全性的根本途径;提出了预应力锚固技术研究发展的核心问题,阐明了岩土锚固技术的发展趋势。
关键词:土木建筑结构;岩土锚固技术;新型锚索体系;发展趋势中图分类号:T V554 13 文献标识码:B 文章编号:1007-0133(2004)05-0005-061 岩土锚固技术发展历史回顾对于岩土锚固技术的应用和研究,已有100多年的历史。
早在1890年,在北威尔士的煤矿加固工程中就开始用钢筋加固岩层;1905年,在美国的矿山中也出现了类似的钢筋加固工程;但预应力锚索真正得到应用始于20世纪30年代。
1934年,法国在阿尔及利亚Cheurfas混凝土坝加高和缺陷处理中首次应用了37根10000kN的预应力锚索。
此后,岩土锚固技术迅速发展,现在已普及到世界各国的露天矿的边坡加固、地下开采硐室的支护、水利水电工程中坝基的加固、高边坡的稳定的加固、土木建筑中的深基坑的支护等各个领域。
据不完全统计,国外的各类岩石锚杆已达600余种,锚杆年使用量超过2 5亿根。
从20世纪50年代后期起,中国开始在矿山巷道中使用锚杆支护。
1964年在梅山水库连拱坝左、右坝肩加固中,首次使用了预应力锚索。
1986年在重庆松澡矿务局金鸡岩滑坡治理中,应用了锚索抗滑桩技术并取得了成功。
20世纪90年代以来,锚索框架广泛应用于铁路、公路滑坡及高边坡治理中。
大规模的边坡锚固工程,当始于漫湾水电站。
漫湾水电站由于左岸滑坡,在1990~1992年对左岸成功布设了2000余根3000kN的预应力锚索。
岩土锚固研究与新进展
岩土锚固研究与新进展摘要：岩土锚固是岩土工程中的一个重要构成部分。
笔者试从目前国内外锚固技术的发展情况和其应用方向，叙述锚固技术发展过程中面临中的种种问题，为岩土锚固技术未来的发展提供相关意见。
关键词：锚固技术；锚杆；研究；问题前言：锚固技术是岩土工程建设中极其重要的一个技术，近年来随着社会经济的发展，科学技术的进步，该技术也有了进一步的发展，其运用前景十分可观。
锚固技术能够迅速发展的原因就在于它可以全面地实现岩土材料本身的功效，尽可能地发挥岩土介质的硬度，同时有效强化岩土体的承重和稳定作用，将结构物与岩土体二者牢牢地固定在一块，从而保证了岩土工程的质量和施工者安全。
自上世纪20年代第一次使用钢筋加固岩层以后，该技术就呈现快速发展之态势，尤其是上世纪80年代以来，在计算机诞生以后，运用计算机进行模拟计算，有效地促进了岩体锚杆加固机理的相关探究。
不过因为岩土介质自身的特点，其复杂多样性造成目前研究还面临种种不足，其设计理论、计算方法还有待改进。
所以实际上其理论研究已经跟不上工程实践的脚步了。
1、岩土锚固技术的研究现状1.1 应用领域不断拓宽不仅广泛用于支护矿山巷道和采场，铁路、隧道、地下洞室，还用于坝基加固、基坑支挡、结构抗浮和抗倾，滑坡治理、岩石力学现场试验等，几乎遍及了岩土工程的各个领域，经济效益极为显著。
1.2 锚杆结构和锚固工艺不断更新缝管锚杆、胀管锚杆、让压锚杆、自钻锚杆、可扩孔锚杆、高压灌浆锚杆和可拆式锚扦等相继出现，改变了锚杆结构和锚固工艺的单一化，提高了锚杆在不同条件下的适应性，也为工程的建设与修复提供了更多的可能。
1.3 锚固机具不断完善地下工程的锚杆安装技术已基本实现机械化和半机械化，自动化锚杆安装机也投入使用，用于土层锚固的土锚钻机已形成系列化，适应于各种软弱土层。
1.4 锚固工程的设计与施工已进入规范化轨道继1972年德国首先颁布锚固施工的标准之后，法国.奥地利、瑞士、瑞典、美国、澳大利亚、捷克、南非、香港和国际预应力协会（F1P）等先后制定了锚固设计与施工的标准与建议，其中FIP建议尤其受到国际上的广泛认可。
岩土锚固研究与新进展
岩土锚固研究与新进展一、本文概述随着科技的进步和工程需求的日益增长，岩土锚固技术作为一种有效的地下工程稳定手段，其研究和应用越来越受到广大工程界的关注。
本文旨在全面综述岩土锚固技术的最新研究进展，深入探讨其在实际工程中的应用效果和发展趋势。
文章首先对岩土锚固的基本概念、原理及分类进行了简要介绍，然后重点分析了近年来国内外在岩土锚固材料、锚固机理、设计方法、施工技术和监测评估等方面的新理论、新技术和新成果。
通过对比分析不同锚固体系的优缺点，本文提出了针对不同地质条件和工程需求的最优锚固方案选择原则。
文章还就岩土锚固技术在复杂地质环境、大型地下空间开发和城市基础设施建设等领域的应用前景进行了展望，以期为我国岩土锚固技术的发展提供有益的参考和借鉴。
二、岩土锚固技术的基本原理岩土锚固技术是一种广泛应用于岩土工程中的主动加固与支护技术，其基本原理在于利用锚杆（或锚索）与岩土体之间的相互作用，实现岩土体的稳定。
岩土锚固技术主要包括锚杆支护、预应力锚索、土钉墙等多种形式，它们的基本原理相似，都是通过在岩土体中设置锚杆或锚索，利用锚杆（或锚索）与岩土体之间的摩擦力和粘结力，以及岩土体自身的抗剪强度，将岩土体稳定在一定范围内。
传递原理：锚杆（或锚索）通过注浆或其他方式，与岩土体形成一个整体，当岩土体受到外力作用时，这个整体能够共同承受外力，并将外力通过锚杆（或锚索）传递到稳定的岩土体中，从而实现岩土体的稳定。
锚固原理：锚杆（或锚索）在岩土体中形成一定的锚固长度，通过注浆体或岩土体与锚杆（或锚索）之间的摩擦力和粘结力，将岩土体锚固在锚杆（或锚索）上，防止岩土体的滑移或坍塌。
悬吊原理：当岩土体中存在不稳定的岩土层时，可以通过锚杆（或锚索）将不稳定的岩土层悬吊在稳定的岩土层上，从而实现岩土体的稳定。
组合原理：岩土锚固技术常常与其他支护结构（如喷射混凝土、钢筋网等）组合使用，形成一个整体的支护体系，共同承受外力，提高岩土体的稳定性。
岩土锚固工程技术的发展和存在的问题
岩土锚固工程技术的发展和存在的问题摘要]岩土锚固技术是一种非常重要的工程技术,在工程中得到了广泛应用,本文分析讨论了岩土锚固工程技术的发展和存在的问题。
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。
岩土锚固工程技术的发展和存在的问题
岩土锚固工程技术的发展和存在的问题岩土锚固工程技术属于一种重要的基础施工技术，在实际施工中具有良好的适用性，能够对建筑基础工程的稳定性进行提升，有效的提高工程施工质量。
随着建筑业的不断发展，工程项目的种类也越来越多，岩土锚固工程技术在各类建筑基础工程中，都取得了良好的效益。
笔者结合自身经验，对锚固工程技术的施工特点和锚固技术的发展历程回顾，研究讨论了岩土锚固工程技术的发展问题与对策，望能对同行提供参考。
标签：岩土锚固技术基础工程发展问题随着时代的发展，我国的社会经济得到了显著的提高，建筑工程施工项目也逐年增多。
基础工程施工中的岩土工程类施工技术在我国发展已有50多年的历史，无论在技术实践还是施工能力都具有先进水平。
岩土工程技术的应用也逐渐进入其他项目工程中，本文着重对岩土锚固工程技术的施工内容、发展现状及未来展望进行分析，为岩土工程技术的进一步发展献出微薄之力。
1岩土锚固工程技术的特点分析岩土锚固工程技术主要是指相关施工人员将工程受力构件合理的埋设在岩土结构中，使工程的基础结构具备良好的拉应力，建筑基础结构的拉应力得到了显著的提高，那么就使基础的稳定性得到增强，有效的对岩土结构进行稳定加固。
简单的说将岩土体与栏杆通过一定措施进行相互作用就是岩土工程锚固技术的工作原理，能够有效的加强工程结构系统的整体稳定性。
当前岩土锚固工程技术已在各类建筑工程施工中得到了广泛的运用，并取得了良好的施工效益。
随着科技的不断进步，岩土锚固工程技术也逐渐引进了其他先进的技术与理念，使岩土锚固工程技术的施工应用范围得到了进一步的拓宽，充分的体现了其在工程项目施工中的优势与特点。
岩土锚固工程技术的主要特点表现在以下几个方面：一是在进行土层结构挖掘施工时，相关施工人员应注重工程周边的土层结构稳定性的控制，此时就要使用岩土锚固工程技术对土层结构进行主动的支护，进而使土层土体的结构稳定性得到适当的加强，进而保证工程的施工质量与安全。
岩土锚固技术的发展与存在的问题
倾 用 。２ ０世纪 ５ ０年代 德 国 Ｂ ｕ ｒ公 司在慕 尼 黑 巴伐 利亚 杆倾 角对 所加 固节 理面 的抗剪 强度 有 关 ， 角 的增 大有 ａｅ 从而 增强锚 固 广 播 公司深 基坑 中使用 土锚 杆 。２ Ｏ世纪 ６ ０年代 ， 捷 利 于增加 锚杆 与岩 石节 理面 的相 交层 数 ， 前
中的滑移 性质 展开 了研 究 。
２岩土锚固技术研究状况和应用领域
２１ ．国外锚固技术的发展状况
Ｆ ｒ ｅ ￣在 １ ７ 论文 中对 拉 拔荷 载作 用 下锚 杆 ａ ｍ ｒ ９ ５年
他 早在 ｌ ８世纪 ９ ０年 代 ，北威 尔士 的煤 矿加 固工程 ， 的粘结 力作 了基础 性工 作 ， 建立 了锚杆轴 力 指数 分布 并 最 先 出现用 钢筋 加 固岩 层 ， ９世 纪初 期 ， 要运 用岩 石 模 型 ， 通过 拉拔试 验得 出粘 结 力从荷 载作 用 点到锚 杆 １ 主
克 斯洛伐 克 、 国等 国 内大型 地下 洞室 均采 用 高预 应力 力 。 德 Ａ Ｋ ｃ等 ［０ ２ ０ ． ¨ｉ ９ ］ ０ ２年 论 文 中对 全 长 粘 结 式 锚 －在 １ 长 锚杆和 低 预应力 的短 锚杆相 结合 的支 护形 式 。 目前世
锚杆 直 径 、 浆 体 的强 度 和灌 灌 界上 各类锚 杆 多达 ６ ０多种 ， ０ 每年 实 验锚 杆 量多 达 ２ ５ 杆 的锚 固力 受锚 杆 长 度 、 ． 得 亿 根 ， 固体 不但种 类繁 多 ， 且越 来越 先进 。 国际上 浆 体 的水 灰 比等 因数 的影响进 行 了实 验研 究 ， 出增大 锚 而 在
关键词 ：锚固技术； 锚杆； 研究
１ 前言
锚 固技 术是岩 土工程 中的一个 重要 加 固技 术 ， 年 近 来 发展尤 为迅速 ， 景非 常广 阔 。锚 固技术 得与 迅速 发 前
我国预应力岩土锚固技术的现状与发展
第39卷 第3期2003年5月 地质与勘探GEOLO GY AND PROSPECTIN G Vol.39 No.3May ,2003岩土工程[收稿日期]2002-12-11;[修订日期]2003-03-10;[责任编辑]李石梦。
[作者简介]苗国航(1964年-),男,1989年毕业于东北大学,获硕士学位,高级工程师,现主要从事岩土技术研究、岩土类杂志编辑、企业管理等工作。
我国预应力岩土锚固技术的现状与发展苗国航(中国冶金地质勘查工程总局,北京 100028)[摘 要]预应力岩土锚固技术是深基坑、地下工程、隧道、道路边坡、坝基、桥梁等工程中重要的支护手段之一,全面剖析了这项技术在理论研究、应用领域、规模、标准化建设、锚固材料及施工机具等突破性进展,根据我国基础施工现状,对锚杆的设计、锚固参数合理选择、锚杆的腐蚀与防护进行了分析,从8个方面指出了预测应力岩土锚固技术的研究方向。
[关键词]预应力 锚固技术 锚杆[中图分类号]TU757 [文献标识码]A [文章编号]0495-5331(2003)03-0091-040 前言预应力岩土锚固技术产生于20世纪初的英国,因其巧妙利用了预应力钢材的高抗拉强度和调用并提高了岩土体自身的强度及自稳能力,充分挖掘了岩土体的潜能,有效地节省了工程费用并有利于施工安全,成为提高岩土工程稳定性和解决复杂困难岩土工程问题的最经济最有效的方法之一。
20世纪70年代,英国在普莱姆斯的核潜艇综合基地干船坞的改建中,广泛应用预应力锚杆以抵抗地下水的浮力。
纽约世界贸易中心深基坑(21m )工程采用6排地连墙和工作荷载3000kN 预应力锚杆支挡结构取得成功。
英国、日本等国研究开发了单孔复合锚固技术,改善了预应力锚杆的传力机制和锚固段粘结应力分布状态,大大提高了锚杆的承载能力和耐久性。
英国采用单孔复合锚固技术在软土中锚杆承载力达到1337kN 。
1989年,澳大利亚在warragamha 重力坝加固工程中采用65根直径15.2mm 的钢绞线组成的预应力锚杆,极限承载力达16500kN 。
岩土锚固工程现状与发展
岩土锚固工程的现状与发展探究摘要:近年来，随着科学技术和施工工艺的进步以及机械设备的更新换代，国内外岩土锚固的研究异常活跃，工程应用也迅猛发展。
本文简要分析了岩土锚固工程的现状以及发展方向，以供探讨。
关键词：岩土锚固发展现状发展方向中图分类号： tu757 文献标识码： a 文章编号：岩土锚固工程简介岩土锚固是岩土工程领域的重要分支，其原理是依靠锚杆周围地层的抗剪强度来传递结构物的拉力或保持地层开挖面自身的稳定性。
在岩土工程中采用锚固技术，能较充分地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，有效控制岩土工程的变形。
岩土锚固方法已经成为提高岩土工程稳定性和解决复杂岩土工程问题最经济有效的方法之一。
岩土锚固工程的应用范围岩土锚固应用领域的迅速拓展与应用规模的不断扩大，标志着我国岩土锚固的设计、施工水平已有了很大程度的提升。
在地铁隧道中的应用地铁建设的发展给锚固技术带来了极好的发展前景，目前的地下铁道工程的施工已广泛应用了锚固技术，无论是明挖法施工，还是暗挖法施工，围护结构及超前支护结构的施工都离不开锚固技术。
在明挖法施工中的应用对于明挖法施工的地铁车站深度较浅的基坑(指基坑开挖深度在10m以内)，有条件时，宜采用较为经济的土钉墙体系。
深度较大、基坑宽在30m以上时，一般采用桩＋锚索(杆)体系。
从目前地铁车站、区间的深度分析，采用桩＋锚和地下连续墙＋锚作为围护结构体系的居多。
从经济上考虑，也采用土钉墙与桩＋锚结合的技术。
其中比较典型的是北京地铁五号线雍和宫站，其一侧围护结构上部为土钉墙，下部为桩＋锚，另一侧围护结构自上至下均为桩＋锚。
在软土、砂层等土层，锚索采用钢绞线，长度为20～30m，拉力为300～1000kn，间距一般为1.4m左右。
在暗挖施工中的应用。
在暗挖法施工中，锚固技术主要应用在超前大管棚、超前小导管以及锁脚锚管等方面。
超前大管棚主要用于暗挖隧道下穿大的雨水管、污水管或重要地下构筑物及隧道开马头处，目的是控制管线或构筑物的沉降。
锚固技术现况与趋势展望
锚固技术现况与趋势展望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。
OFRP岩土锚固新技术进展与应用综述
复合 材 料 （ Ａ Ｆ Ｒ Ｐ ）、玄 武岩 纤 维增 强复 合材 料
（ Ｂ Ｆ Ｒ Ｐ ） 、碳 纤维 增 强 复合 材料 （ Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ ）和 玻
杆 耐久性 技 术难 题 解决 提 供了新 的方案 。
璃 纤维 增 强 复合 材 料 （ Ｇ Ｆ Ｒ Ｐ ） 。这 些高 性 能纤 维增 强 复合 材 料 的筋 、板 或 绞 线通 过 多 股连 续
挤压 、拉 拔和 表面 处理 而形 成产 品 。通常Ｆ Ｒ Ｐ 产
品 的基 本 性 能 随不 同生 产厂 商 、生产 工 艺 、生 产 质 量 而变 化 ，表 １ 给 出 了四大 类Ｆ Ｒ Ｐ 复 合材 料 的基 本 性 能 ，数 据 表 明Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ 复 合 材料 的力 学性 能 最佳 ，在 岩 土锚 固领 域 中适 宜作 为永 久性 岩 土锚 杆 的受力 主筋 。 近２ Ｏ 年来 ， 国内￣ ｂ Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ 复合材料在 土 木工程 领域 中的应用体 量 逐 年增长 ， 主要应 用领域 包括
寿 命 周 期 角度 来 看 ， 这 项 新技 术 不 但 有 技 术 优
势， 同时也 具有 潜在 的经 济优 势 。 从 世 界 范 围 看 ， 日本 在 Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ 复 合 材 料 生 产 技 术 上 处于 国际领 先 地 位 。我 国近 ｌ ０ 年 来 在 Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ 筋 材 与 板材 研 发和 生产 方 面也 取 得 了 巨大 进 步 ，但 Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ 绞线 尚未 形成 产 品 。迄 今为 止 ，
信息与技术指引。
［ 关键词］ 岩土锚固 复合 材料
Ｃ Ｆ Ｒ Ｐ 岩土锚杆
锚具
新技术
１ 引言
岩 土 锚 固 技 术 自１ ８ ７ ２ 年 投 入 工 程 应 用 以
我国预应力岩土锚固技术的现状与发展
我国预应力岩土锚固技术的现状与发展摘要：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。
近年来，我国水利、交通、能源等基础设施的大力兴建，使岩土锚固技术得到了迅猛发展。
关键词：岩土工程；锚固技术；现状；发展引言：锚固技术是岩土工程中的一个重要加固技术，近年来发展尤为迅速，前景非常广阔。
锚固技术得与迅速发展是因为它能充分发挥岩土材料自身固有的能力，最大限度调动岩土介质的强度和潜力，能加强岩土体的自承和自稳能力，把结构物和岩土体紧紧的联系在一起，确保了岩土工程的施工安全和长期稳定。
一、岩土锚固作用机理从概念上讲，岩土锚固作用机理研究经历了三个阶段：一是建立在结构工程概念之上的岩土锚固作用机理，基于“荷载—结构”模式，把岩土体中可能破坏部分的重量及其他外力作为荷载由支护承担，包括锚杆支护的悬吊理论、组合梁理论、承载拱理论等；二是建立在岩土工程概念之上的岩土锚固作用机理，强调充分发挥围岩土体的自身强度及自稳能力，使锚杆支护由支撑概念转变为加固概念，由被动承载改变为主动加固；三是建立在地质工程概念之上的岩土锚固作用机理，不仅充分考虑了岩土体自稳能力，还考虑环境因素与工程的相互作用。
二、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。
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。
探索岩土锚固新技术与发展趋势
探索岩土锚固新技术与发展趋势一，岩土锚固的概念和历史岩土锚固技术是指埋设于岩土体中的受拉杆件，用以将结构物的拉应力传递给深部的稳定地层或加固不稳定的岩土体，形成拉杆与岩土相互作用，共同工作的体系。
岩土锚固是岩土工程领域的重要分支。
在岩土工程中采用锚固技术，不同于传统的岩土工程加固手段，它不仅能充分调用和提高岩土体自身的稳定性和强度，还可以大大节约结构物体积和自重，减小造价，并有利于施工安全和施工进度。
锚固技术现已经成为提高岩土工程稳定性和解决复杂的岩土工程最经济最有效的方法之一。
岩土锚固已在我国边坡、基坑、矿井、隧洞、地下工程，坝体、航道、水库、机场及抗倾、抗浮结构等工程建设中获得了广泛的应用。
随着我国大力兴建基础设施，特别是对交通、能源、水利和城市基础设施建设力度的加大，岩土锚固将展示出十分广阔的应用前景。
二，岩土锚固工程技术的现状2.1锚杆的分类目前工程中使用的锚杆有很多种，根据不同的标准可以有不同分类。
按照锚杆和岩体的锚固方式，可分为黏结性锚杆、机械式锚杆和基地扩张式锚杆。
根据一个钻孔内安装锚杆单元的数量，可分为单孔单一锚和单孔复合锚。
按照是否预先施加张力可以分为预应力锚杆和非预应力锚杆。
按照锚杆受荷后锚固段内的灌浆体的受力状态可分为拉力型锚杆和压力型锚杆。
2.2锚固系统可能的失效方式锚杆在發挥作用时，荷载通过锚杆与灌浆体、灌浆体与岩体的相互作用传递到深层岩体中，根据锚固系统的组成与特点，锚固系统在承受荷载时可能以下列一种或几种形式发生破坏：（1）锚杆的强度破坏：发生这种破坏的可能原因是锚杆的设计或材料选用不当；（2）灌浆体被压碎或破裂：锚杆与砂浆的机械咬合作用导致砂浆中产生横向和轴向开裂，砂浆强度不足时易发生此种破坏；（3）周围岩土体破坏：可能由于岩土体强度太低或锚固段长度不够；（4）灌浆体与锚杆接触面破坏：是拉力型锚杆失效的主要形式之一，多数情况下是锚固长度不足导致的，也可能是因为注浆体强度较低。
预应力锚固工程中测试技术的现状与发展趋势
坝加 固 、 结构抗 浮 和抗倾 、 质灾 害治理 等工 程 中得 地 到 了广 泛的应 用 。但 锚 索在 施加 预 应 力 后 ， 由于 地 质、 地下 水 、 地震 等 自然 因 素 和杆 体 材 料 的 蠕 变 、 腐
１ 概述
２ 岩 土锚 固工 程量 测的 目的及 任务 为 了 了解 锚 固工 程结 构 物 的工作 状 态 ， 检验 锚 固工程 结构 的设 计 和施 工 质 量 ， 须 采 用有 关 测试 必 手 段对 工程 结构 进行监 控 量测 、 检定试 验或 施工 、 运
预 应力 锚 杆 （ ） 索 由于 具 有 主 动 加 固 、 层 加 深
Ａｂ ｔａ ｔ ｒ—ｔｅｓａ ｃ ｏ ｏ ｒｐ ）ｈ ｓｔｅ ｏ ｔｔｎ ｉｇｆａｕｅ ｔ ｒｖｎ ｅｎｏｃ ｍｅ ｔ ｎ ｄ ｐｈ ｒｉｏｃ ｍｅｔ ｓｒ ｃ ：Ｐ ｅｓｒｓ ｎ ｈ ｒｒｄ（ｏ ｅ ａ ｈ ｕｓ ｄｎ ｅ ｔｒｓｗｉ ｄｉｉｇ ｒｉｆｒｅ ｎ ，ｉ—ｅ ｔ ｅｎ ｒｅ ｎ ， ａ ｈ ｆ
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ｔｓｉ ｇ ｍｅｈｏ ｎ ｃ ｍｍ ｏ ｓ ｎ ｈ ｒ ｓ ｎｔｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｆｔ ｅ ａ ａ ａｕ ｎｄ ｅ ｉｔ ｎ ｒ ｂｅ ｅ ｔｎ ｔ ｄ ｉ ｏ ｎ ｕ ｅ ａ ｄ ｔｅ ｐ ｅ ｅ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔｏ ｈ ｐｐ ｒｔ ｓａ ｘｓｅ ｔｐ ｏ ｌｍｓ，ｐ ｎ ｅ ｔｔ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏｉｔ ｄｏｕ ｈｅｒ ｓ ａ ｃ ａ ｅ ｅｏ ｎｄ ｄ ｖ ｌｐｍｅ ｔｔｅ ｄ ｏ ｈｅ ｍｅ ｓ ｒｎｇ ａ ｅ ｔｎ ｅ ｈ ｑ ｓ ｉ ｒ ｓｒ ｓ ｎ ｈｏ ｎ ｎｇｎ ｅ ｎｇ ｎ ｒ ｎ ｆｔ ａ ｕ ｉ ｎｄ ｔ ｓｉ ｇ ｔ ｃ ｎｉｕｅ ｎ ｐ ｅ—ｔｅ ｓａ ｃ ｒ ｇ ｅ ｉ ｅ ｒ ． ｉ ｉ Ｋ ｅ ｏ ｄｓ ｇｏ ｄ ａ ｈ ｒｎｇ；ｐ ｅ—ｔｅ ｓ；ｃ ｒｏ ｉｎ； ｍｅ ｓ ｒｎ ｎｄ ｔｓｉ ｇ ｙ ｗ ｒ ： ｒ ｕｎ ｎｃ ｏ ｉ ｒ ｓｒ ｓ ｏ ｓｏ ａ ｕ ｇ ａ ｅ ｔｎ ｉ
岩土锚固技术的应用及发展
岩土锚固技术的应用及发展岩土工程中经常出现地面沉降、滑坡、岩崩等地质灾害，后果非常严重，经常会造成重大损失和人员的伤亡。
发生这些地质灾害的原因主要是岩体内受力不均匀，因此为了改善岩体的应力状态，提高岩土体以及结构的整体稳定，通常采用锚固的方法，目前这种方法应用非常广泛，并且取得了良好的效果。
标签：岩土;锚固技术;应用;发展锚固技术是岩土工程的重要组成部分，充分利用锚杆等材料提高岩土体的稳定性，保证结构安全可靠，目前在很多领域的应用都非常普遍，比如交通建设、水利建设、建筑工程等。
通过利用锚固技术有效的防止了沉降、滑坡、岩崩等地质灾害的发生。
一、岩土工程中锚固技术的简介锚固技术实现的目地是避免在地下工程的施工过程中发生的一些滑移或者坍塌等造成恶劣影响的灾害性事故的发生，它的主要原理就是通过土体或者是岩体的锚固力来对地下工程中的结构进行稳定，所以说锚固技术不但是地下工程施工过程中的重要技术之一，而且还是保证施工能够安全进行的重要保障。
锚固技术一般都是分为两端进行操作的，工程中的结构物或者挡土墙用来连接其中的一端，而剩下的一端则是锚固在能够承受住结构物自身的上托力的地基土层中或者挡体墙的土压力、抗拔力、水压力等的岩层中。
虽说原理差不多但是锚固技术一般情况下分为两类，分别是土锚和岩锚两种。
在二十世纪六十年代以前并没有岩土工程这一独立的学科，它在原来只是土木工程中一个分支，直到后来才随着土木工程建筑的实践慢慢的建立起来这一新型的技术学科，它主要针对的解决对象是岩体和土体工程中的各种问题，比如地基和基础、地下和边坡工程等问题，也可以说岩土工程就是运用岩石力学、工程地质学、土力学进而对工程中相关岩石和土的那些工程技术问题进行解决的一类学科。
近几年来，随着岩土工程的发展，在其中起着重要作用的锚固技术也在不断的发展和完善，现在已经在很多领域都有广泛的应用并且取得了巨大的成就，特别是岩土工程中高边坡防护、路基、公路隧道、深基坑的处理等等。
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岩土预应力锚固技术的进展陈祖煜,杨 健(中国水利水电科学研究院岩土工程研究所,北京 100044)摘 要:总结了岩土预应力锚固技术的发展历程,对岩土锚固机理、长期耐久性以及安全检测技术等预应力锚固关键技术问题目前的研究情况进行了论述;介绍了一种新型的预应力锚固体系———全程防锈分散压缩型预应力锚索体系,阐明其特点和优势,指出研制和开发新型锚索体系是提高岩土锚固工程安全性的根本途径;提出了预应力锚固技术研究发展的核心问题,阐明了岩土锚固技术的发展趋势。
关键词:土木建筑结构;岩土锚固技术;新型锚索体系;发展趋势中图分类号:TV554113 文献标识码:B 文章编号:100720133(2004)0520005206①1 岩土锚固技术发展历史回顾对于岩土锚固技术的应用和研究,已有100多年的历史。
早在1890年,在北威尔士的煤矿加固工程中就开始用钢筋加固岩层;1905年,在美国的矿山中也出现了类似的钢筋加固工程;但预应力锚索真正得到应用始于20世纪30年代。
1934年,法国在阿尔及利亚Cheurfas混凝土坝加高和缺陷处理中首次应用了37根10000kN的预应力锚索。
此后,岩土锚固技术迅速发展,现在已普及到世界各国的露天矿的边坡加固、地下开采硐室的支护、水利水电工程中坝基的加固、高边坡的稳定的加固、土木建筑中的深基坑的支护等各个领域。
据不完全统计,国外的各类岩石锚杆已达600余种,锚杆年使用量超过215亿根。
从20世纪50年代后期起,中国开始在矿山巷道中使用锚杆支护。
1964年在梅山水库连拱坝左、右坝肩加固中,首次使用了预应力锚索。
1986年在重庆松澡矿务局金鸡岩滑坡治理中,应用了锚索抗滑桩技术并取得了成功。
20世纪90年代以来,锚索框架广泛应用于铁路、公路滑坡及高边坡治理中。
大规模的边坡锚固工程,当始于漫湾水电站。
漫湾水电站由于左岸滑坡,在1990～1992年对左岸成功布设了2000余根3000kN的预应力锚索。
这一工程实践极大地促进了中国岩土锚固技术的发展。
随之,锚固技术开始在中国的矿山、冶金、水电、交通及土木建筑等领域内推广使用,其应用范围从坚硬稳定岩石发展到松软破碎岩体,由小巷道发展到大跨度硐室,由静荷条件发展到动荷条件,由基建工程发展到工程抢险和结构补强。
近年来,锚索技术在文物加固中也得了较多的应用,取得了可喜的成果。
回顾岩土工程预应力锚索发展的历史,大致经过以下几个过程。
111 第一代有黏结无保护预应力锚索这一类型锚索体系由内锚固段、自由段和外锚固段组成,至今仍在中国绝大多数交通、水利水电等工程中应用。
自由段的钢绞线用油脂保护,由于其防锈可靠性较差,几乎所有的工程最后都通过灌浆将自由段封死,因而此类锚索最终变为有黏结无保护型。
图1为三峡船闸工程使用的预应力锚索的设计详图。
这类锚索体系存在着以下缺陷:(1)由于锚索和内锚固段全部在裸露状态下被回填砂浆充填包裹,一旦回填砂浆体开裂,则在水的浸蚀下锚索极易锈蚀。
(2)由于自由段用砂浆灌满,锚索无法随岩体变形,失去了自由调整的能力,降低了对边坡加固的效果。
(3)此类锚索因需要形成1个预张拉的内锚头,故难以在向上打的钻孔中布置内锚头;同时,由于内锚头是在无压状态下形成的,故难以保证其注浆的密实性。
根据调查,约有10%的锚索内锚头存在或多或少的注浆不密实的质量问题。
112 第二代无黏结双层保护锚索第二代锚索采用充防锈油脂的聚氯乙稀套管保护钢绞线,内锚固段和自由段一次灌浆;同时内锚固段还用波纹套管保护,以达到全程防水效果。
中国在小浪底水电工程第一次大量使用这种形式的锚索(见图2)。
此类锚索弥补了第一代锚索的缺点: a.钢绞线在套管内可自由移动,使整个锚索体系・5・第18卷第5期 贵州水力发电GU IZHOU WA TER POWER 2004年10月①收稿日期:2004206216作者简介:陈祖煜(19432),男,浙江省镇海县人,高级工程师(教授级),工学博士,从事边坡和水工建筑物稳定分析研究工作;杨 健(19702),男,上海市人,高级工程师,博士,从事地质工程与边坡工程研究工作。
随着岩体变形,达到内力调整的目的; b.打上仰孔和保证注浆密实的问题也相应获得解决。
近年来,中国水利水电系统逐渐使用了经保护的钢绞线(如小湾、紫坪铺等工程),但是由于中国尚无内锚固段波纹套管的技术标准和经技术论证的生产厂家,所以绝大多数的自由锚只能任内锚头裸露、直接与砂浆接触,而真正按国际标准生产的无黏结双层保护锚索大概仅在小浪底工程中应用过。
图1 三峡船闸工程使用的全长有黏结无保护预应力锚索图2 小浪底工程采用的双层保护无黏结锚索113 压缩型、分散型无黏结新型锚索研究表明,锚索的内锚头在受拉时将在某一段内产生应力集中(见图3),同时内锚头在拔出时产生的剪胀会导致内锚索砂浆固结段开裂。
若采用压缩型、分散型的内锚头,则可以改善内锚头的应力状态、提高内锚头的可靠性,从而为减少内锚头的长度创造条件。
2 预应力锚固技术的几个关键问题211 关于锚固机理的研究在锚固工作状态、失效环境和临界稳定条件的研究方面,国内外学者曾开展了大量的试验研究工作。
21111 关于内锚固段长度的研究传统的预应力锚索设计理论是假定内锚固段沿周边均匀提供抗拔力,此抗拔力全部由黏结力提供,因而内锚头长度L l 按下式计算[1]L l =kq m πDC式中:q m 为锚索的超张拉力;D 为锚索孔直径;C 为胶结材料同孔壁的黏结强度;k 为安全系数。
规范为不同的岩性提供了参考数值。
・6・第18卷第5期 贵州水力发电 2004年10月图3 内锚头的受力状态 但是,国外学者对锚固机理的试验和研究表明,内锚头的抗力是由岩壁与钢绞线之间的摩擦力提供的(如图4(a )示[2]),当钢绞线在外力作用下向外位移时,将发生剪胀现象,导致岩壁径向反力N 增大,直至回填的砂浆柱压碎(见图4(b ))。
此时,阻止钢绞线拔出的力T 为T =N tan (<i +<b )式中:<b 为钢绞线与砂浆的基本摩擦角,<i 为被绑成“枣核形”的钢绞线的起伏角。
图4 岩体锚固机理Kaiser (1992)[2]等根据这一理论,提出了钢绞线的抗拔力取决于: a.岩壁的弹性模量,因为它决定了N ; b.回填砂浆的抗压强度和弹性模量,因为它同时决定了砂浆柱最终被压碎的条件和N ;c.钢绞线的起伏度和粗糙程度。
已有的大量试验工作同时也确认,内锚段的受力是极不均匀的,应力往往集中于某一局部,所以内锚固段并不是越长越好。
Jarred 等进行的一系列试验就说明:当锚索长度达到一定值后,内锚固段提供的抗拔能力不仅不增加,还会减少[8];1998年Briaud 和Weatherby 在美国ASCE 岩土工程学报上发表了以“Should grouted anchors have short ten 2don bond length ?”为题的论文[4]中也提出:通过理论分析和现场试验,明确地提出过长的内锚头不仅无益,而且有害的。
显然,对内锚头破坏机理的认识,不仅是一个纯学术问题。
因为它关系到内锚头应该采取的合理形式,同时也指出了应该从哪几个方面进行改善(如提高回填砂浆强度和弹性模量、钢绞线粗糙度等)以提高内锚头的可靠性。
21112 现场试验了解内锚固段抗拔能力的最直接手段是进行现场试验,不少工程对此进行过现场破坏性试验。
国家电力公司成都勘测设计研究院准达公司为了验证上述有关内锚头受力状态的理论,曾经在分散压缩型内锚头内安装传感器,通过现场测试来论证合理的内锚头形式[8]。
该试验共布置锚索6根(拉力型锚索3根、自由式单孔多锚头防腐型预应力锚索3根),每根长50m ,试验拉力为3000kN ,试验成果如下:(1)3000kN 级拉力型锚索应力曲线表明,锚固段应力主要为拉应力,分布在距离锚固段与自由段交界处015～5m 范围内,该处水泥结石体发生了破坏,而在此范围以外的应力分布则较小。
(2)3000kN 级自由式单孔多锚头防腐型预应力锚索(锚头部分长约3m )的试验结果是:在锚头部分0～4m 范围内以压应力为主,同时还有一部分拉应力分布,说明此类型锚索应力分布为拉、压应力的复合分布,应力分布比较均匀。
(3)3000kN 级拉力型锚索的拉应力分布,存在较大的应力集中区。
三峡船闸高边坡也曾开展过锚索破坏性试验,试验采用的内锚头长度为1m ,共进行了6个锚索的试验[5],结果如下:(1)在3个1000kN 的锚索中,2个在1600kN 时被破坏,其部位为外锚头夹片外的钢绞线;1个在1556kN 时被破坏,其部位为内锚固段。
(2)在3个3000kN 的锚索试验中,全部都在4310～4318kN 时被破坏,其破坏形式是钢绞线抽丝。
上述试验成果说明,内锚头抗拔力具有较大的超・7・陈祖煜,等:岩土预应力锚固技术的进展 2004年第5期载能力,故目前在工程中普遍采用的内锚固段长度(一般为6～12m )属偏大,具有较多的优化可能性。
212 关于锚索体系耐久性问题的研究在锚索体系耐久性问题的研究方面,虽然国际上对预应力锚索体的腐蚀破坏机理和防腐处理方法进行了全面的研究,但由于预应力锚索在高应力条件下的腐蚀过程比较复杂,故尚没有提出成熟的防腐处理方法[6]。
目前,对锚索腐蚀问题调查工作做得比较全面的文献记载是法国联邦预应力协会(Federation In 2ternationale de la Precontrainte )对35个锚固件腐蚀情况的调查。
这一次调查的主要结果是[7]:(1)腐蚀和锚固件类型无关。
35个锚固件中有9个发生于锚杆,有19个发生于钢丝,有8个发生于钢绞线。
(2)锈蚀发生的时间为:有9个发生在6个月内;有10个在6个月至2年内;有18个在2～31年内。
(3)发生破坏的部位为:发生于外锚头的为19个,发生于锚索自由段的为20个,在内锚头破坏的有2个。
(4)调查结果不支持这样的观点:增加锚杆体的直径可以延长寿命、抗腐蚀。
虽然不可能用单一的参数全面地反映锚索腐蚀的风险,但现已明确:锚索(锚杆)体的腐蚀在本质上可以分为化学的、电化学的和(或者)微生物的这3种影响类型。
Eyre 和Lewis 提出了一种综合评价的方法来确定锚索所处土层的侵蚀性,从而为锚索体的防腐处理提供了基本依据[7]。
这项技术为:对每个现场量测到的参数赋值,然后将各项的总和确定为土层侵蚀性的评判指标(见表1)。
作为现场勘查的一部分,初步试验应该包括表1中部分1所列所有项;如果这些试验的结果总和是临界值,即在-1～-4之间,则需进行部分2所列的各项试验的分析。
表2为锚杆所处土层整体侵蚀值和侵蚀定性分类的对比。
3 一种新型的预应力锚固体系在国家“948”项目支持下,中国水利水电科学研究院于2003年9月引进了韩国三友公司的分散压缩型锚索生产线(图5)。