岩土锚固技术论文篇1

一、我国城市轨道交通建设

1.我国轨道交通建设的发展概况

随着我国城市人口和车辆的不断增加,在一些较为拥挤的大中城市地面交通已无法满足人们的出行要求,这些城市面临巨大交通压力。而地下铁道与轻轨在解决城市交通问题上越来越显示其重要地位。

自上世纪90年代中后期,我国的轨道交通建设进入了高速发展时期。至今为止,我国已有许多城市如北京、上海、广州、深圳、南京等拥有多条地铁线路在运行,对这些城市的发展和提高百姓的日常生活质量做出了巨大贡献。此外,现在各大城市都把地铁和轻轨建设列入未来的城市规划中,有些规划的线路已经在建。可以说,我国地铁和轻轨建设的发展趋势是长期的、持久的。

2.地铁轻轨建设对城市地下空间开发的带动作用

地铁等地下交通设施的建设,带动了地下商场、地下停车厂、地下管廊、地下交通等等设施的发展。随着城市建设的不断发展,城市地面可利用的空间越来越少,必须向地下要空间,城市地下空间开发利用已成为必然的趋势。地铁和其它地下场所构成了未来城市人们生活的新的空间。

二、地铁工程主要施工方法

地铁规范中所指的城市轨道交通是指在城市中修建的快速、大中运量用电力牵引,采用钢轮钢轨的轨道交通。线路可在地下、地面或高架桥上敷设。本文在这里主要涉及的是地下敷设的地铁的施工方法。地铁的不同组成部分施工方法有所差别,应具体情况具体对待。车站工程的主要施工方法有明挖法、暗挖法以及盖挖法。区间工程的主要施工方法有明挖法、暗挖法以及盾构法。附属工程主要指地铁车站的风道、出入口等,主要采用明挖法和暗挖法施工。车站、区间及附属工程施工方案的确定,通常综合考虑地质及水文地质条件,社会环境要求等因素进行多方案比较,最终选择适合的施工方案。

1.明挖法。目前全国各大城市的地铁施工中明挖法施工的车站及区间占很大比例。明挖法的施工主要是采取桩+支撑或桩+锚索、土钉墙以及地下连续墙等作为围护结构,在维护结构安全稳定的状态下进行基坑内的土方开挖及结构施工。具有施工简单、造价相对较低等优点,但对地面交通的影响较大。

2.暗挖法。暗挖法的施工特点是在地质条件的情况下,采用超前支护体系对地层改善、加固。在超前支护的保护下采用复合式衬砌方法进行地下结构的初期支护及二衬施工。施工中遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”的十八字方针。

此外,盖挖法、矿山法、盾构法也各具特点和优势,这里不再一一叙述。

三、锚固技术在地铁工程中的应用

地下铁道建设的繁荣与发展给锚固技术带来了极好的发展前景,相应的,锚固技术的发展也给地下铁道的建设带来了革命性的进步。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,维护结构及超前支护结构的施工都离不开锚固技术。

1.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、沙层等土层,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。

2.锚固技术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。

⑴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。施工一般采用地质钻,对较长的管棚,可采用夯管锤或定向钻。地铁大管棚一般采用小于300mm钢管,管内填水泥砂浆。管棚长度一般为10~20m,目前,最长的管棚已达到120m。管棚施工会扰动土层,一般要有5mm的地表沉降。

⑵小导管主要应用于浅埋暗挖法施工的超前支护,用以防止开挖面拱部土体塌方。小导管场度为3.0~3.5m,前端设有注浆孔,用打入方式置入土层,上倾角10°~15°。导管安装后,向管内注浆。注浆可采用单液浆或双液浆,浆液扩散半径为15cm。超级秘书网

⑶锁脚锚管是为控制暗挖施工土层沉降的措施,即在隧道开挖初期支护拱脚部位,增设一道锚管。

四、岩土锚固对环境的影响

随着地下空间开发及锚杆、锚索应用密度的增加,岩土锚固技术对环境的影响已日渐突出。

在以往的工程建设中,由于未考虑锚杆、锚索对后续工程的影响,特别是新开发城市对占用建筑红线外的地下空间还没有限制,或者城市还没有全面规划,锚杆、锚索占用了过多的空间范围甚至是超出了建筑红线,严重影响了后续工程的开展。

针对以上情况,为解决锚固技术对环境的影响,保护地下空间环境,提出以下建议:

1.城市整体规划中建筑红线的制定,应考虑地铁等地下空间的范围和施工方法。

2.锚索设计与施工时,首先应对周围环境做详细调查,包括对规划方案要详实了解。设计时应充分考虑周围环境和城市规划,施工方案不应对后续工程造成影响。

3.尽量减短锚索长度,以减少影响范围。减短锚索,必须加大锚索抗拔力,可采用大直径旋喷锚体、扩大头锚杆等新技术。

4.锚索施工对周围环境有影响时,尽可能采用其他支护体系。当工程必须采用锚索方案时,应优先选择可拆卸锚索。

5.预应力锚索筋可采用玻璃钢筋或碳纤维筋,其抗拉力可以保证,便于切割,减少施工难度和施工风险。

岩土锚固技术论文篇2

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高的发展，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802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额特点，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更不上工程实践的脚步了。

2 岩土锚固技术的研究现状及其应用方向

2.1 国外锚固技术的发展情况

从18世纪90年代，在北威尔士的煤矿中，率先使用了钢筋来加固岩层开始，到上世纪80年代为止，随着技术的革新，使得锚杆的承载力最大达到了16500KN，再到近些年来，国外的岩土锚固技术各方面都有了长远的进步。

当前学界和工程业中对于岩土锚固技术理论相关研究可分成两个部分：一是将锚固体当成研究对象，探讨锚固体和岩土体的力的相互作用；其次是将岩土体当作研究对象，探讨锚固体对加固体所起的的力学效果。国外学者长期以来都专注于对锚杆试验的探究，概述如下：

鲁特邹和贾居里在1967年时进行了关于钢筋在混凝土中的滑移性质的相关探讨[1]。

法玛尔在他的1975年论文中着重研究了腊八荷载作用下锚杆的粘结力，他通过相关试验的探究得出结论，认为粘结力从荷载作用点到锚杆里端是按照指数形式不断减少的，从而为近代的锚杆的受力特性研究确立了学术技术。

司邦等人在1990年发表的论文中，展示了他根据相关试验结果，得出额结果是，锚杆倾角与其所加固节理面的抗剪强度有关。

籍里柯等人在2002年发表的论文中对全长粘结式锚杆的锚固力受锚杆长度、直径等其他因素的影响关系实施了相关试验，得到的结论是改变以上相关因素的数值的确会加大锚固力，但存在一个峰值，也就是不能大于锚杆材料自身的抗拉强度[2]。

2.2 我国岩土锚固技术的情况

因为民国政府的腐败，我国直到1949年新中国成立后才开始运用岩石锚杆技术，那是主要应用的方向是矿山支护。到了60年代开始，才进一步发展该项技术，开始使用普通砂浆锚杆和喷射混凝土支护。同一时期，在梅山水库中的加固工程里还使用了预应力锚索。到了70年代开始，技术的进步已经使施工队能够在深基坑的支护工程里使用土层锚杆，作用是维护基坑工程的稳定性。随着社会经济的发展以及科学水平的提高，到了1996年时，在全国大中小煤矿中，锚杆支护的使用率占到总体的百分之30左右。进入新世纪以来，国内的岩土锚固工程规模扩大的很快，相应额技术发展也得到了提高，预应力锚索的荷载力足够达到3000KN，从而实现工程的系统加固以及局部加固。

2.3 岩土锚固技术的应用方向

岩土锚固在几十年来的发展以后，该项技术已经能够熟练地应用于岩土工程的各个方向，主要表现在下列主要工程：

一是边坡稳定工程。像是高山岩石或者是岩土加固、挡土墙加固、斜边稳定等工程。

二是隧道以及地下的支护工程。像是铁路、公路、地下管道以及隧道加固等工程。

三是深基坑的支护工程。像是基坑开挖时的护壁工程、地下室的护壁工程等。

四是阻止倾覆的结构工程。像是避免高塔以及高架桥的倒塌等工程。

此外锚固技术还运用在像是加压装置、冲击区的抵抗浮力和防护等工程[3]。

3 锚固技术当前研究中面临的问题

根据前人学者的研究我们可以得知：首先对锚固结构的荷载力其作用的方面有锚杆形态、锚杆直径、锚杆长度以及锚杆杆体强度以及岩石强度等。其次锚杆的剪应力是从随着锚杆的长度不均匀的分布在上面，该力是垂直纵向数值先加大后变小，最后直到零单峰形式。第三锚杆对于含有裂缝的岩体加固作用明显，在锚固角数值变大后，其弹性模量与抗拉强度先上升接着下降[4]。

从锚固技术的诞生直到现在，国内外关于这项技术已经有了许多的相关著作和论文研究，不过其中大多数的研究都是从锚固结构的静力分析这个角度出发，目前来看，还没有研究对边坡锚固结构的地震动力作用机制进行探讨。不过还是有些许学者注意到了锚杆在爆破方面的相关应用，并做了论文研究，例如单仁亮在2011年发表的论文中，通过实验表明，爆炸会造成锚杆大约五秒的震动，之后锚杆存在变形，这是关于锚杆在短时间、单项作用方面的相关探讨。笔者在对各大数据库进行搜索后，暂时没有找到有相关文章对锚固结构在地震动力相互作用机制进行研究，所以可以推断目前关于这个问题，还属于理论研究的学术空白部分。

4 关于目前锚固技术发展的意见

我国属于山区地震频发的国家，因为地缘广阔，地形多变，所以许多的道路、水利工程都得被迫建立在山区，将出现许多关于高烈度地区的高坡边坡的工程，因此为了确保这些工程的顺利完工，提高工程质量，保证施工人员的安全，学界对于锚固结构在地震等动力方面的研究应该投入更多的精力，从而为中国甚至是世界上的高陡边坡加固工程提供相关的设计理论和技术革新，从而促进当地经济的发展，降低地震对于人类的危害。

【参考文献】

[1]周健茹；陈亚楠；李林子；郭方方.岩土锚固工程技术的发展和存在的问题[J].现代装饰（电子版），2011（08）：47.

岩土锚固技术论文篇3

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：

岩土锚固技术论文篇4

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。

1.岩土锚固工程技术的发展历史

1.1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。

1.2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。

2.锚固工程技术存在的问题和发展趋势

2.1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。

2.2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。

2.3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。

2.4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】

岩土锚固技术论文篇5

岩土边坡加固是岩土整治的重要方面，该技术的主要原理是，将锚杆打入岩土内，依靠岩土抗剪强度平衡锚杆应力，以达到维持岩土稳定的目的，使用该方法可显著提升岩土稳定性和强度，极大地降低了地质灾害的发生频率。

1 岩土边坡特性概述

岩土沉降量是控制岩土工程的关键，在岩土施工中，必须严格确保沉降不超限；在岩土边坡施工中，应以岩土沉降理论计算值为根据，计算岩土边坡的稳定性，为后续加固提供理论参照。此外，对于设计安全系数较低的工程，可适当放宽对岩土沉降的要求，但必须确保不发生地质灾害为前提。进行岩土边坡特性计算时，以岩石力学及岩土结构为理论基础，线判定岩土边坡位置可能发生的灾害类型，根据岩土结构类型，将岩土边坡划分为：块状，破坏面经多个子面构成，容易诱发契体破坏；层状，破坏面由断层构成，容易诱发整体滑动破坏；碎裂状，经大量细微结构面构成，在破坏时容易引发多米诺骨牌效应[1]。

考虑到边坡岩土受力复杂，主要受自重、施工扰动、渗流等综合作用影响，在受力分析中，选取契型体为研究对象，采用极限平衡法结合岩土有限元理论计算岩土在外力作用下的任意位置应力分布情况，进而计算出岩土边坡的稳定性。此外，结合岩土地质性质、发展时间等因素，预判岩土边坡稳定性发展规律，进而为岩土边坡稳定性加固提供理论参考。

2 岩土边坡锚杆加固技术分析

在工程实际中，为了降低岩土边坡沉降及塌陷，加强边坡坡脚稳定性，加固方法主要有以下几类，即：加设坡脚挡土墙、埋设抗滑基础、坍塌面混凝土内部预埋剪切螺栓、锚杆或锚绳预应力加固等。在具体施工中，应提前钻取排水巷道，排尽地下水，防止内部渗流引发的透水事故；此外，为了降低边坡自重，提高加固效率，应尽可能削减边坡自重；采用锚杆锚固加固技术时，主要针对于以下工程类别：（1）高程及岩土破面破损严重的岩土边坡；（2）岩层由于土方工程影响，导致层厚薄，容易风化的岩土边坡；（3）容易引起整体坍塌及滑坡的岩土边坡；（4）无法采取植被防护的岩土边坡。

2.1 锚杆锚固加固技术分析

在加固实际中，锚固锚杆形式多样，根据加固对象可分为：岩石锚杆、岩土锚杆及海洋锚杆；根据有无预应力施加可分为：非预应力锚杆及预应力锚杆；根据锚固加固原理可分为：压力摩擦型锚杆、端头锚固锚杆及复合锚固锚杆；根据传力形式可分为：承压型锚杆、抗拉锚杆及抗剪锚杆；根据锚杆锚头形态可分为：圆柱体锚杆、扩大锚杆及球形锚杆。锚杆选取应根据施工条件及被加固岩土特性而定，具体的施工方法主要包括：锚杆配合高压钢筋混凝土加固；锚杆预应力加固；高强钢筋混凝土喷射加固等[2]。

2.2 岩土边坡锚杆加固具体施工方法研究

岩土边坡锚杆加固具体施工方法主要分以下步骤进行，即：加固施工前筹备、岩土结构面钻孔、锚杆预制及埋设、锚杆部位灌浆、锚杆张拉及端头锚固。在对挖方岩土边坡施工时，应先明确岩土的高宽比；其次，在锚杆埋设位置进行打孔作业，打孔前，应先对锚杆埋设部位的具体坐标及岩土各层厚度进行确认，如果埋设锚杆部位地层结构松软，承载力低，应先采用高强混凝土灌注加固，如果不满足灌注加固条件，应及时更换锚杆埋设位置。此外，在打孔阶段，应根据岩土条件，选择针对性的打孔设备及打孔工法，确保^杆在埋设及后期灌浆过程中，岩土层内不发生局部坍塌和失稳；由于钻孔过程中，难免有水分渗入孔内，在埋设锚杆前，应保证孔内干燥、清洁，提升锚杆与孔壁的锚固性能，如果条件允许，可直接选用无水钻。锚杆埋设完毕后，在孔道灌注水泥砂浆的过程中，如果砂浆在振捣过程中发生泌水问题，应立即注入少量干硬性混凝土，防止锚固端出现渗流，从而影响端头锚固效果。为了保证打孔的精确性，保证施工质量，应借助直线度控制打孔方向，孔道实际轴线位置与设计位置误差应低于5%；锚杆安设的间距应严格依照《岩土锚杆加固技术规程》的有关规定，即：在挡墙高于1.5m的锚固加固中，在设计锚杆排间距时，应参考《岩土边坡工程技术规范》中涉及的有关规定，竖向距离不高于2.5m，横向距离不高于2m。采用锚杆配合混凝土喷射加固法时，锚杆间距应介于1.25-3m间，并且间距应低于锚杆长度的1/2，锚头长度应参考《岩土锚杆加固技术规程》的规定，其中，岩土岩石位置锚杆长度应介于3-8m，岩土层锚杆锚固长度应介于6-12m。锚固锚杆杆身主要料选用螺纹带肋钢筋、高强螺栓、钢绞线及高强混凝土等材料；在具体安装阶段，应保证锚杆慢速准确伸入孔内，避免锚杆杆身扭转，混凝土灌注管应随锚杆一同伸入孔内，锚杆安设完毕后，迅速灌注混凝土。

2.3 岩土边坡锚杆灌浆加固具体施工方法研究

岩土边坡经锚杆锚固后，应进行锚固锚杆灌浆加固，以提高锚杆的稳定性及强度，灌浆材料为混凝土或水泥砂浆，具体依照孔道直径而定。若选取水泥砂浆，为了保证砂浆的和易性，水泥与砂比例应介于1：1-1：2，考虑到水泥砂浆只能用于一次性灌注，为了提高水泥砂浆流动性，可适当加入减水剂、早强剂及防泌水剂等。在灌浆阶段，管径应介于12mm-25mm，灌注管安放完毕后，采用泵送方式，提高水泥砂浆压力，保证孔内灌注密实。在灌注过程中，灌注管管径、砂浆粘稠度与锚杆孔直径及顶角密切相关，一般情况下，水泥砂浆泵送压力应介于0.1-0.8MPa。灌注应分如下两步，即首次灌注阶段，为了保证水泥砂浆能迅速泵入孔底，并将孔内壁细微缝隙密实，泵送压力应介于1.5-2.5MPa；再次灌注时，重点向锚杆锚固端部灌注水泥砂浆，等端头砂浆凝结硬化后，采用预应力张拉设备张拉锚杆，以提高锚杆的承载能力；最后，对锚杆的非锚固部位灌注普通水泥砂浆，主要用于保护锚杆的作用。

在岩土工程加固领域，锚杆配合灌注砂浆加固法加固性能优异。该方法被广泛应用于高速公路边坡、隧道边坡等工程领域。需要引起注意的是，传统的岩土边坡加固方式及使用材料已经无法满足现代施工项目中的绿色、高效、环保的基本原则；加之高性能灌注材料加固高昂，阻碍了岩土边坡加固技术的创新脚步。为了探索全新的岩土边坡加固方式，必须不断研发抗渗性好、强度高、和易性更优的环保灌注材料。此外，在岩土边坡加固施工中，由于岩土加固进程的不可预见性，在实际加固施工中，只能依照以往经验设计加固方案，为了提高加固施工方案的针对性，有必要开发一套专用的可视化施工指导系统，为施工人员提供真实、可靠的现场情况。目前，计算机可视化建模技术为解决上述问题创造了条件，目前该技术已被应用于部分岩土锚杆加固工程中[3]。

3 结束语

综上可知，岩土的锚杆锚固加固法具备显著优势。在岩土边坡加固的施工实践中，不仅有效提升了岩土边坡的强度及稳定性，而且施工简便，造价低廉，具备广泛推广使用的条件。继续研发更加环保、高效的灌注材料，进一步提高锚固质量和效率，对于岩土边坡加固领域意义深远。

参考文献

岩土锚固技术论文篇6

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

锚杆在发挥作用时，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。

（5） 岩土体与灌浆体接触面破坏：这种破坏多发生在软岩和土层，主要原因是围岩较软，接触面附近抗剪强度低。

2.3锚杆荷载传递机制的改善

大量的实验研究和实测结果证实，传统的拉力（集中）型或压力（集中）型锚杆受力时，其锚固长度上粘结应力分布是很不均匀的，当采用长锚固段时，粘结应力分布长度是有限的，粘结效应会呈现渐进性破坏现象。随着锚杆上荷载的增大，在荷载传至固定长度最远端之前，在杆体与灌浆体或灌浆体与地层界面上就会发生粘结效应逐步弱化或脱开的现象

为了从根本上改变拉力型锚固方法的弊端，冶金部建筑研究总院等单位成功研制了单孔复合锚固方法。该方法时在同一钻孔中安装几个单元锚杆，而每个单元锚杆有自己的杆体，自由长度和固定长度，而且承受的荷载也是通过各自的张拉千斤顶施加的，并通过预先补偿张拉，而使所有单元始终承受相同的荷载，承载力可提高30%――200%。

2.4软土锚固取得重大突破

软土主要由细粒土组成，一般具有松软、含水率高、孔隙率大、压缩性高和强度低的特点，主要分布在沿海一带。改革开放以来，沿海地区高层建筑蓬勃兴起，并要求快速经济地建造一大批深基坑工程，它为软土锚固的发展提供了契机。

我国的软土锚固技术进步主要体现在三个方面：

1）采用可重复灌浆技术，大幅度提高了软土中锚杆的承载力。

2）基本掌握了软土中锚杆蠕变变形和预应力值变化的规律。对塑性指数大于17的软土（不包括淤泥）在锚杆荷载作用下的蠕变变形及锚杆荷载随时间的变化特性进行了较深入的研究，提出了一些基本认识。

3）在实践中，找到了控制软土基坑周边位移的若干有效方法，主要有：

①在地下水位较高的软土地层中开挖基坑，应设可靠的止水帷幕，组织坑边地下水的流失。

②适当加大桩墙结构尺寸和加密锚杆，以提高支护结构刚度。

③锚杆成孔采取“跳钻”，即在水平方向上每隔2――4个锚杆孔位钻孔，并随即完成扦筋、注浆作业，使单位时间内对单位体积土体的扰动范围降低到最小程度。

④土方开挖要分层实施，使荷载作用的应力调整缓慢发生。基坑周边应随开挖，随锚固，使无支承条件下坑边所暴露的时间尽可能少，所敞露的时间尽可能少，所敞露的面积尽可能小。

⑤当坑边有密集建（构）筑物时，可在建（构）筑物周边设置垂直向的微型桩，以改变应力传递途径，减少基坑周边位移对建（构）筑物的影响。

2.5锚固结构的长期工作性能

锚杆的长期工作性能一直困扰着岩土工程师们，特别是近20年来，我国岩土锚固技术在土木、水利水电、铁（水）路交通以及市政基础工程建设中取得了空前的广泛应用，其规模之大，应用量之多已跃居世界之首。因而研究岩土锚固的长期工作性能，对重大岩土锚固工程实施安全性评价，对安全度不足或出现病害的锚固工程采用有效的处理措施，对永久性岩土锚固工程的设计、施工、防腐以及岩土锚固工程标准制定等方面都具有重要的意义。

岩土锚固结构的使用寿命取决于锚杆的耐久性，对寿命的主要威胁则来自于氢脆和电化学腐蚀。

清华大学、重庆交通科研设计院以示范工程渝黔公路的一段岩土锚固结构实例进行腐蚀程度评估研究，将物元理论引入层次分析法，建立了包括锚固段（自由段）和锚头等岩土锚固结构腐蚀程度的多层次评估模型及其评估指标，并确定各项指标的评估标准和评估模型各部分的初始权重。

中冶建筑研究总院有限公司结合在长期荷载传递机制、长期性能和安全评价研究成果的基础上，提出了锚杆锁定荷载（初始预应力）变化量、锚杆现有承载力降低率、被锚固的岩土体和结构物变形速率以及锚杆的腐蚀损伤程度为主的安全控制指标；建立了包括风险源识别、长期性能检测、监测项目于方法、安全评价的临界技术指标以及安全度不足锚固工程的处治方法等项内容的安全评价模式。并对所收集到的国内外17项被检验的岩土锚固工程长期性能状况进行了分析研究，研究结果表明：具有足够安全度的锚杆设计、锚杆全长完善的防腐措施，采用能改善力学与化学稳定性的锚固结构、规范的锚杆验收试验、完善系统的长期性能检测盒维护管理体系是提高岩土锚固的长期性能、确保锚固工程的长期安全工作的主要途径和方法。

2.6岩土锚固的无损检测方法

岩土锚固具有隐蔽性，发现其质量问题比较困难，而一旦发生事故处理起来怎更难。要保证锚固系统的质量，除了需对其进行合理设计、施工之外，对岩土锚固工程的健康监测也必不可少。通过对岩土锚固系统的检测，在施工阶段可以验证并优化锚杆支护参数，保障施工安全；在锚固系统运营期间，可以实现对其安全状态的监测，评估。

目前，我国规范中规定的及实际工程中使用的锚杆锚固质量及受理状态监测方法是对其进行拉拔试验，锚杆拉拔试验在一定程度上可以反应其整体的抗拔性能，即可以确定锚杆的极限承载力、变形特性、设计合理性和施工质量等，但仅靠此来对锚固系统进行评定还是远远不够的，因为拉拔试验本身存在着如下问题：

首先，拉拔试验不能反映锚杆真实工作状态下的性能，不能确定锚杆各段的锚固力。当锚杆发挥作用时，其不同部段的功能是不同的，因此，锚固质量的好坏不但跟锚杆的整体抗拔力有关，还和各段的锚固能力有关。

其次，拉拔试验不能对锚杆的锚固质量作充分的肯定，如对于全长粘结式锚杆，对锚杆承载力起作用的是锚固段，而在拉拔试验中，张拉段与锚固段共同向外受力，会导致结果偏大，给人一种满足承载力的假象。

第三，拉拔检测手段既费工又费时，抽检的样本数十分有限，难免以偏概全，不能满足对锚杆进行大面积检测的需要。

最重要的是，拉拔试验是一种破坏性的检测方法，实际操作中会对经锚杆加固的岩体产生新的扰动，降低锚杆对围岩的加固作用，这对软岩或较破碎岩层尤为不利。

哈尔滨工业大学硕士研究生白金超提出利用计算机技术和物联网技术，构造出FBG-FRP锚杆及其智能检测系统，监测分为以下几个部分：（1）钻孔过程监测。通过位置和压力等传感器来记录钻入深度随时间、工作气压等参数的关系，结合地质勘探报告，可以分析围岩的力学性能。（2）锚固力监测。该文采用FBG传感器，此传感器具有耐久性好，抗侵蚀能力高等优点，且体积小、易布置；另外它还能方便地使用波分复用技术在一根光纤中串接多个传感器，实现多点线式分布测量。（3）锚固密实度监测。通过应力波的反射和透射特点，通过特定的传感器接收信号并传输进入计算机中进行分析，从而得出锚杆的长度和锚固状态。（4）围岩压力的监测。采用哈尔滨工业大学周智等基于光纤光栅传感器原理开发出的新型的光前光栅土压力传感器。该传感器具备FBG的优点，对岩土工程有着很好的适用性，另外其还具有温度自补偿和温度测量的功能。

三，岩土锚固的前进方向

为了适应工程建设的需要和推动本学科的发展，应紧紧围绕以下课题，展开科学研究和技术创新：1）新型锚固结构及其综合配套技术研发；2）岩土锚固结构与周围介质传力力学机制研究；3）地震、冲击、交变等动荷载作用下，岩土锚固结构力学性能及破坏机制研究；4）永久型岩土锚固工程长期性能评估及安全评价；5）岩土锚杆工厂化生产及其标准化建设。

参考文献

【1】 程良奎，岩土锚固的现状与发展[J].土木工程学报，2001，34（3）：7――16

【2】 程良奎，胡建林，张培文，岩土锚固技术新发展。工业建筑，2010年第40卷第1期

【3】 程良奎，张作眉，杨志银。岩土加固实用技术。北京：地震出版社，1994

【4】 陈奕奇，郭红仙，宋二祥，陈肇元，罗斌，唐树名。岩土锚固结构腐蚀程度的评估。岩石力学与工程学报，2007年7月第26卷第7期

岩土锚固技术论文篇7

据资料记载，锚杆发明于十八世纪中叶，但是直到上世纪末锚杆才得到实际应用[1]。锚杆是使岩土体加固的杆件体系结构，是当代煤矿中巷道支护最基本的组成部分，通过锚杆杆体的纵向拉力作用，将巷道的围岩加固在一起，大大提高岩土体抗拉能力，使围岩自身支护自身。现在锚杆技术不仅仅用于矿山，也同样用于对边坡，隧道，坝体等进行主体加固。

而其中边坡稳定性问题是岩土工程中经常会遇到的问题，边坡的稳定性直接决定着工程修建的可行性和安全性，影响着工程的建设投资和安全运行。

岩土锚固技术是为解决边坡问题而正在迅速发展中的一门工程技术。其被广泛应用于边坡稳定工程、抗浮工程、深基坑工程、隧洞与地下工程、抵抗倾覆的结构工程等[2]。岩土锚固的作用主要有两点：一是利用地层来承受结构物的拉应力，为工程结构建立有效的支承体系；二是对地层施加预应力或加筋，用以加固岩土体不稳定的部位。

2 国内外岩土锚固技术的发展

2.1 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。

2.2 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[3]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。

2.3 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。

2.4 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[4]。

3 锚固机理

3.1 设计方法

针对不同的工程类型，岩土锚固技术的设计分析理论和方法也存在较大差异。如地下工程的锚固设计主要有三种方法：分析法、经验法、新奥法。岩土边坡的锚固设计方法主要包括三个步骤：①确定潜在滑移体的位置、大小，进行滑动力的识别与计算；②对加固滑移体的锚固力进行计算；③对锚固参数与施工工艺进行优化设计。基坑工程锚固设计程序涉及到四个环节：①非支护条件下边壁稳定性计算；②确定相应的喷、锚、网支护参数；③支护条件下边壁稳定性校核；④根据监控反馈信息进行设计优化。因此，需要根据不同的工程类型，进行科学合理的设计。

3.2 锚固材料

近年来，为了改善锚固材料在不同工作条件下的适应性能并提高其经济性，涌现出很多锚材品种。工程实践中常用的锚杆，主要包括注浆型和机械型预应力锚杆、拉力型和压力型预应力锚杆、荷载分散型锚杆、全长粘结型锚杆、可拆芯式锚杆、树脂卷和快硬水泥卷锚杆、中空注浆锚杆、摩擦型锚杆等。这些锚杆的使用条件不同，例如，以树脂为粘结剂的锚杆和快硬水泥卷锚杆，在矿山及交通隧道中应用较多。

3.3 施工工艺

锚固工程的施工主要包括锚孔钻造、锚盘制作、锚孔灌浆、钢筋制作、混凝上浇灌、锚筋张拉锁定和封锚等关键工作流程[5]。目前，工程中常用的施工工艺主要包括风动潜孔锤空气钻进、金刚石回转钻进、长螺旋钻进、振动冲击法等。

4 存在问题

虽然锚固理论研究工作取得了一定进展，但也存在不少问题：①理论研究滞后于工程应用，且理论计算尚无比较权威的方法，在设计中仍须运用多种方法相互印证；②设计中缺乏对锚固段受力机理的微观分析，以及对整体加固安全度、荷载安全度、材料强度安全度等的分项系数表达；③锚杆加固机理尚缺乏行之有效的计算方法；④理论分析和数值分析与实际情况出入较大，采用等效模型评论锚杆（索）的加固作用，岩体力学参数的选取往往很难准确把握。

在应用方面，主要存在问题：①锚固体存在预应力损失及受力不均匀的问题；②锚固体系的耐久性、安全性检测及评价方法亟待完善；③专门针对锚固体系防腐研究工作开展较少；④地下水对锚杆的影响有待于进一步解决。

5 展望

在理论研究方面，可从以下几方面进行研究：①锚杆荷载传递机理的研究应考虑粘结应力非均匀分布的事实，提出切合实际的单锚承载力的计算方法；②根据半理论半经验的设计原则，提出虑及群锚效应的系统锚杆支护的实用计算方法；③进一步加强锚固机理研究，包括锚杆预应力对岩土体应力重分布及岩土体力学性能的影响，锚固体对岩土体物理力学性质的影响和锚杆与岩土体之间的相互作用；④研究和提出模拟锚杆作用的合理计算模型，以及拉力型、压力型、剪力型锚固体内应力传递规律；⑤研究数值分析中锚杆锚固效应与力学作用的模拟方法；⑥研究复合土钉墙工作机理及设计方法；⑦研究适合于各种锚固体系的理论分析和设计计算方法；⑧研究各类地层中锚杆锚固段粘结应力特性与固定长度有效因子，研究影响锚固效应的主控因素；⑨研究锚杆预应力对岩土体应力重分布及其力学性能的影响；⑩研究地震、冲击、交变荷载、冰冻、高温等特殊条件下锚杆的性能及设计方法。

在工程应用方面，锚固技术的研究改善可从以下方面着手：①高承载力锚杆的研发、生产及应用；②应用于复杂地层的轻型、高效、快速及多功能钻机及测试设备的研发；③开发锚杆新品种和新工艺，加强锚杆及其配套设备的工厂化生产；④加强锚杆长期工作性能与锚固工程的安全评价，研发集成的锚固质量检测仪器和监测设备，加强施工质量控制和工程可靠性检测工作；⑤加强锚杆预应力损失的控制和防腐新技术的研究；⑥开发各种地质条件下喷锚支护设计的专家系统；⑦如何回收锚杆，在回收锚杆的同时，如何加固曾作为锚固段的岩土体。

6 结语

边坡工程的处理与防治主要在于锚固技术的成熟性与运用性，本文着重对岩土锚固措施进行了初步的探讨，指出了常用边坡工程处治中的锚固适用性以及重要性。然而随着工程建设规模不断的增大，边坡高度的不断增高，复杂性不断增大，对边坡处治技术的要求也越来越高。由此可以预见，随着社会和科学技术的发展，锚固技术作为边坡处治技术中最重要的一项技术，将得到进一步的发展，并逐步趋于完善。

参考文献：

[1] 张家启等.建筑结构检测坚定与加固设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.48-87.

[2] 徐祯祥.岩土锚固工程技术发展之回顾与展望[J].市政工程，2009，27（2）：136-140.

岩土锚固技术论文篇8

1引言

锚喷技术是一种将岩体作为结构材料，通过锚杆（锚索）、钢筋网及混凝土的作用，调动和增加岩体的自生强度来实现岩体自身支撑达到岩体稳定的方法，是一种符合现代岩体力学理论的岩层稳定控制方法。锚喷技术作为一种新兴的边坡加固技术，其技术来源于50年展起来的新奥法锚喷支护，这一施工方法将喷射混凝土技术和全粘结注浆锚杆结合起来，首先应用于硬岩中的隧道开挖，以后又逐步推广应用于软岩及土体的开挖，现在已广泛应用于地下工程的许多方面，同时在边坡的加固方面开始得到应用。锚喷技术常见的措施有锚杆（锚索）加固、喷射混凝土加固、锚杆混凝土联合加固、锚喷网联合加固等[1]-[3]。本文以襄十高速公路某边坡锚喷加固技术为对象进行研究，旨在为其他类型工程提供设计经验。

2工程概况

该工程位于襄樊至十堰高速公路一段，属丘陵地貌单元，构造剥蚀中低山重丘区。区域出露地层岩性为中下元古界武当山第二岩组上岩段中深程度的区域变质岩和接触热变质岩，主要是云母石英片岩、长石石英砂片岩、变粒岩，由于经历了多期地质构造变动并伴有大量的基性—超基性岩浆岩的侵入，该区域岩体的稳定性较差，片理和其它构造节理非常发育，岩石风化严重，对线路的施工和今后公路的运营造成很大的隐患。

3边坡稳定性分析

一般地，影响岩质边坡变形破坏的因素主要有：岩性﹑岩体结构﹑水的作用﹑风化作用﹑地震﹑天然应力﹑地形地貌及人为因素等。在对该边坡进行稳定性计算时，采用极限平衡法，具体如下：

极限平衡按总应力法，稳定性系数由下式计算：

式中：N—分条条块重量垂直于潜在滑面的分量（kN/m）；φ—边坡物质的内摩擦角（°）；c —边坡物质的粘聚力；L —潜在滑弧长度；T —分条条块重量平行于潜在滑面的分量（kN/m）。

经计算，边坡稳定性系数分别为：“天然状态”下为1.02、“天然状态+降雨、融雪”下为0.73、“天然状态+地震”为0.53。由此可见，边坡在天然状态下处于临界稳定状态，并会在降雨、融雪或地震作用的扰动下发生失稳，因此需对其进行治理。

4边坡锚喷技术原理与设计

4.1岩质边坡锚喷加固的作用机理

喷锚网加固是靠锚杆、钢筋网和混凝上层共同工作来提高边坡岩土的结构强度和抗变形刚度，减小岩（土）体侧向变形，增强边坡的整体稳定性（图1）。主要适用于岩性较差、强度较低、易于风化的岩石边坡；或虽为坚硬岩层，但风化严重、节理发育、易受自然应力影响、导致大面积碎落，以及局部小型崩塌、落石的岩质边坡；或岩质边坡因爆破施工，造成大量超爆、破坏范围深入边坡内部，路堑边坡岩石破碎松散、极易发生落石、崩塌的边坡防护。

图1边坡断面及锚喷加固布置图

1—岩体；2—喷射砼；3—锚杆；4—浆砌块石挡墙；5－路基

锚喷支护最早是从应用地下洞室加固逐渐应用到地表边坡和基坑工程中的，在锚喷加固中，一般认为锚杆加固起主要作用，喷射混凝土作用为辅助作用，所以在设计中选用锚杆参数是首要考虑的。

4.1.1锚杆作用机理

对锚杆支护在地下洞室加固的作用机理，主要为悬吊、组合梁和挤压加固的共同作用。显然，锚杆支护对洞室的加固机理与洞室的空间几何形状有关，而边坡的空间几何形状有别于地下洞室，锚杆加固对边坡的加固作用机理不完全同于其作用于地下洞室。一般认为，在岩质边坡工程中，锚杆起压力墙和组合梁作用。

1、锚杆的压力墙作用

对于锚杆的压力墙机理可以这样分析，当岩质边坡边坡没有明确的滑动面，但岩体被多组节理、层理切割不规则块状，破裂面或呈不连续状，或呈陡峭型、或逆坡向，这种情况下破坏呈塌落、倾倒等坍塌形式，往往层层递进。控制不住塌而不止。这种含软弱结构面的岩体稳定主要由其间结构面的抗剪强度决定。岩质边坡的系统锚杆大大提高了锚固区域破碎岩体的整体性，同时，锚固区域锚杆与岩体共同形成厚度与锚杆深度相近的压力墙，并控制了锚固区外岩体的变形，压力墙因镶嵌在岩体里，其的作用不完全类同于挡土墙或抗滑桩，其主动式的加固机理决定加固后的边坡能“自我”稳定，这也是锚杆加固边坡的优越性之一[4]。

2、锚杆的组合梁作用

对于锚杆的组合梁作用，当岩体含软弱结构面主要为层理或片理，且岩层的产状与岩体坡面相近，结构面间C、值较小，极易发生顺层滑移。使用锚杆加固时，将锚杆与结构面近似垂直方向布置，锚杆的加固大大提高了层理可片理间的抗剪切强度，锚杆起了力学组合梁的铆钉作用。这种情况下，锚杆的加固作用是非常明显的。

4.1.2混凝土作用机理

对于喷射混凝土的作用机理，实验结果(2)表明，不论是完整岩体还是软弱结构面的裂隙岩体，也不论有无锚杆加固，喷射砼都不同程度地对岩体有加固作用（图4—4）。对于裂隙岩体除一般人们公认的高压喷砼浆液渗入裂隙的加固作用外，就单轴压缩试样而言，砼喷层还具有粘结捆绑作用，将软弱面分割离散的岩块粘结成整体，有效地减弱了应力集中现象，从而提高岩体的整体稳定性和强度，同时约束了岩体的变形，从而改善岩体的应力状态，起到加固围岩的作用。

岩质边坡失稳时，主要原因是结构面影响和水的作用，混凝土喷射层有效地控制地表水的渗入和岩体的进一步风化，因此喷射混凝土层对边坡的稳定也起着重要作用。

4.2锚喷加固设计

4.2.1 加固方案

1、加固设计以技术经济合理的稳定坡角、严格控制爆破和综合治水措施为基础；

2、设计采用素喷砼、锚喷和锚喷网三种加固类型；

3、三种加固类型的使用视边坡稳定状况、边破高度和坡角等因素确定；

4、喷砼的作用是防止表面岩体进一步风化及阻止局部小块岩石下滑，钢筋网的设置则是增大喷砼层的抗剪和抗拉强度，同时钢筋混凝土与锚杆共同作用，对边坡起表里共同加固作用；

5、锚杆类型选用砂浆螺纹钢锚杆，经济合理，便于快速施工；

6、对于岩质边坡，加固紧随开挖，要求每挖完一层台阶，迅速加固其产生的边坡，防止边坡产生过大的位移变形。

4.2.2 加固参数选择

锚喷加固的设计参数主要有：锚杆深（长）度，锚杆直径、孔径，锚杆间距，砂浆强度，喷砼的厚度、强度和材料，钢筋网的型号、网格长度等。这些参数均是边坡加固中的重点，它将关系到坡体在开挖后的稳定性。

1、锚杆参数

（1）锚杆长度

根据结构面网络模拟分析和现场的量测，岩体结构面最大间距小于2m，考虑到爆破及锚杆可能与结构面倾斜的因素，以及规范要求的锚固深度为安全系数2-3倍的要求， 锚杆长度为8米。

锚杆长度校核：由岩体结构特征分析知，岩体节理面平均间距所确定的危险和潜在不稳定的岩块宽度为0.5～0.7m，其三倍小于锚杆长度（6-12m），满足校验规则。

（2）锚杆间距

由上所述，岩体结构面最大间距小于2m，确定锚杆的间距为2米。考虑到结构面的片理与节理有近似垂直的关系，确定锚杆的排拒与间距相同，即排拒与间距均为2米，为了更好的发挥锚杆锚固的作用，采用梅花形布置。

（3）最大锚固力

这是最重要的锚杆参数之一。对于锚杆受力的确定，当边坡在侧向压力作用下发生位移时，锚杆中可能会同时产生拉力、剪力与弯矩，受力状态复杂，设计中同时考虑这三种力的作用是很困难的。但有关试验资料表明：锚杆中的剪力和弯矩对边坡稳定所起的作用，与轴向拉力相比，处于次要地位，可略去不计，这就使锚杆加固设计大为简化。

根据锚杆对边坡局部滑块的锚固作用原理，设每根锚杆的最大锚固力P，如下式所示：

式中：[F]=1.4，为安全系数；A =2x2=4m2，即每根锚杆的锚固面积；W=2×2×1×2.7=10.8吨，即每根锚杆承担的岩体重量；C=50kPa，为岩体内聚力（考虑爆破破坏作用）；ψ=35°，为岩体节理倾角；φ=24.5°，为岩体节理摩擦角；β=75°，为锚杆与坡面的夹角。得出每根锚杆的锚固力P=3.12t。

（4）直径与孔径及砂浆强度

根据经验类比和施工的方便，锚杆直径设计为32mm，钻孔孔径为80mm，砂浆强度M10。

（5）锚杆锚固力校核

锚固破坏要考虑锚杆与砂浆的结合破坏、砂浆与孔壁的结合破坏、岩体的剪切破坏以及锚杆的拉伸破坏等诸多形式，其中锚杆与砂浆的结合力最小，将其作为校核对象，按公式计算：

算出最小锚固力P’=6.91t，大于设计锚固力P=3.12t。校核证明锚杆设计锚固力满足要求。综合考虑锚固力，6m锚杆大于10t，8m锚杆大于12t。

2、喷射混凝土参数

（1）喷射混凝土厚度

结合该段的岩层情况，根据《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）要求，喷射混凝土厚度定为10cm；遇局部较为破碎地段，为了提高安全系数，喷射混凝土厚度设计为15cm。

（2）喷射混凝土强度

根据规范要求，喷射混凝土强度定为C20。

（3）喷射混凝土材料

要求使用425以上水泥以及满足有关规范的砂石，配合比为水泥：砂：石=1：2：2，水灰比：0.52。使用的速凝剂必须满足规范要求。

3、钢筋网参数

选用φ6mm钢筋，钢筋网格为20×20cm。

5结论

以锚喷技术为研究对象，通过分析岩质边坡锚喷加固的作用机理，结合具体的工程实例，得出锚喷加固设计方案，应用于高速公路边坡支护工程。研究成果可供其他类型工程参考。

参考文献

[1] 罗嘉运. 岩土工程及路基[M]. 北京：中国铁道出版社，1997.

[2] 陈建平，吴立. 地下建筑工程设计与施工[M]. 武汉：中国地质大学出版社，2001.

岩土锚固技术论文篇9

随着我国科技与经济的不断发展和进步带动了岩土锚固技术的迅速发展，在我国的工程建筑过程中，岩土锚固技术是我国水利工程和土木工程最常用的技术手段和方法，在建筑工程中，使用岩土锚固技术对于工程的质量发挥着重要的作用，而且具有明显的效果，岩土锚同时，由于其重要性，其是否具有长期性直接影响了岩土锚固安全性的关键所在，因此，岩土锚固的长期性逐步的成为了我们重视和关注的问题，如何解决岩土锚固的长期性是岩土锚固技术人员需要认真解决的问题，结合国外先进的技术手段，与此同时，与我国的具体情况相结合，构建出系统和完善的岩土锚固的长期性能的安全评价体系是非常重要以及有必要的问题。

1.岩土锚固的长期性能的阐述

随着时间的推移，在岩土锚固工程中，对于岩土锚杆以及锚杆固定的结构的稳定性就会发生一些变化，直接影响到其长期的性能，而影响稳定性的变化的主要原因是化学与力学方面的影响，所以，为了保证岩土锚固的长期的稳定性十分有必要需要对其进行管理和观察，而岩土锚固工程的安全性是对岩土锚固工程的长期性能有效真是的反应。在进行监管岩土锚固工程的长期性能时，容易发现，一般的岩土锚固的安全性能十分的高，而且对于岩土锚杆的防腐蚀也做的十分到位，如果岩土锚杆没有进行严格的验收以及对岩土锚杆的防腐工作没有做到位，就会直接的影响到岩土锚固工程的长期的稳定性。当在岩土锚固工程中的锚头以及锚杆出现腐蚀的现象，将会直接影响整个岩土锚固工程的稳定性，当发现出现锚固底层出现变形的现象时主要原因就在于岩土锚杆没有一定的承载力。下面几个方面详细分析了影响岩土锚固稳定性的原因：

1.1 在实际的施工过程时，又由于对锚头部位不能够进行到位的灌浆，时间一长，锚头就会出现在一定范围之内出现了自由段钢筋体的在空气中，直接对施工的强度以及质量产生了负面影响。1.2在岩土岩锚固工程的长期性能中，容易出现局部锚杆的失效情况，锚杆失去承载力就会引起周围的承载力变大，对于长度作用的情况就会导致和引起大面积的锚杆损害情况的发生，无法有效的对其的长期性能进行保护和保障。

1.2在施工现场施工完毕之后，由于对所处的环境了解不够，容易出现很大可能的不确定性，例如，周围环境遭受到强腐蚀性的物质或者海水等具有腐蚀性的物质，在长期环境下，不能有效的防护和保护锚杆的自由段筋免受腐蚀，最终导致了锚固长期性能的下降。

1.3对于岩土锚固工程的长期性能出现的病虫害的威胁，分析主要原因是锚杆的设计上的安全性存在着缺憾，这样在一定的程度上对岩土体变性急剧的发生变化，对于急剧发生的情况就会有裂缝的出现，如果不及时对裂缝进行补救，随着时间的推移，其就会出现水的侵蚀，导致的结果是不能有效的保证岩土锚固工程的长期性的稳定性。

1.4杆体抗拉所承受的能力小于锚杆在杆体控制应力时，就会在一定程度上引起钢绞线应力遭受到拉伸和腐蚀的状况，产生了一定程度上的破坏，对于岩土岩锚固的长期性能产生负面的影响。

2.提高岩土锚固长期性能的有效措施

2.1 在锚杆的设计阶段需要建立合理科学的锚杆防护体系

科学合理的锚杆防护体系能够在根本上有效的保障其长期作用，只有科学合理的建立锚杆防护体系才能在一定程度上对整个锚杆起到一定程度上的拉力作用，只有相互之间产生一定程度的拉力才能有效的在实际的应用过程中起到相互拉伸和扶持的作用，只有做到以上内容也就可以在一定程度上对岩土锚固工程的长期性起到保护作用。

2.2 对于锚杆的安全性需要在设计过程中得到尽可能大程度的满足。锚杆在设计过程中是按照一定的科学理论进行合理的设计，原因在于锚杆设计过程中需要承受的工作荷载量十分大，需要保证锚杆的长度，对于锚杆的设计需要确保锚杆的长度需要保证大于五米；其标杆的安全系数一定要保持在1.8级左右，其抗压力的安全系数需要保证在大于二级，只有符合以上的参数时才能有效的保证了锚杆的长期性。

2.3对于锚杆的质量需要严格执行和履行相关规定进行验收和试验工作。一定需要认真的履行和执行锚杆的验收试验工作。对于工程中涉及到的相关规定和制度需要严格按照相应的要求和标准进行施工和验收，在验收过程中一定需要保持谨慎认真的态度对待，一旦出现疏忽就会为以后的进度留下严重的安全隐患，与此同时，给后期的维护带来十分大的麻烦，在浪费资源的同时也无形的增加了维护的成本。

2.4 施工完善之后需要对岩土锚固建立系统的长期监测以及维护管理体系。岩土锚固长期性考验的就是时间，在整个生命周期内需要遭受很多不确定的因素考验，所以，我们需要在实际的运行过程中，为了能够对锚固工程进行有效的防护和保护工作，需要对其进行长期的监测和维护，确保其长期性能的稳定性，也只有这样才能对其长期的使用提供强有力的保障。因此，对锚固工程进行定时定期的监测和维护是十分有必要的，在监测过程中，一旦发现出现了问题，需要进行及时的处理和解决，这样做的好处就是可以有效的提升锚固的长期性能，避免留下的安全隐患。同时，对岩土锚固的长期性提供了有效的保证，也不会为今后工作的开展带来不必要的麻烦。

3.总结

对于岩土锚固工程长期性能的维护是一项长期而又具有深远意义的工程，需要受到岩土锚固工程的相关的施工人员的足够的重视，与此同时，不断学习先进的岩土锚固技术手段并结合实际情况应用到实际施工过程中，保证施工过程中的质量，后期实时的监测和维护，定时定期的进行岩土锚固的长期性能和安全性能进行评价，从根本上保证岩土锚固的长期性能。

参考文献：

岩土锚固技术论文篇10

1.1复合支护中初期支护大变形原因分析

隧道围岩大变形是一类危害程度大、整治费用高的地质灾害，据统计，国内外已发生大变形的隧道工程有20余座，大变形灾害不仅延误工期，而且造成工程费用的急剧增加，如南昆线家竹箐铁路隧道长390m的大变形洞段，工期延误达四个半月之久，据计算整治消耗自进式锚杆10万余米[1]，如果将所有整治费用加在一起，损失十分惊人。目前已完成土建工程的鹧鸪山公路隧道也因施工过程发生围岩大变形不得不加强初期支护，增加工程的投入。根据大量文献检索结果显示，隧道工程围岩大变形已困扰地下工程界的一个重大问题。19世纪中叶，铁路隧道底鼓、仰拱破坏就已经出现并引起人们的关注（Pressel和Kauffmann，1860），但首例严重的交通隧道软弱围岩大形应该是1906年竣工的长19.8km的辛普伦Ⅰ线隧道。此后，国外如日本的惠那山（Enasan）公路隧道、奥地利的陶恩（Tauern）隧道、阿尔贝格（Arlberg）隧道等都是典型的隧道围岩大变形灾害工程事例[2]。我国国内如青藏线4.0km长的关角隧道、宝中线3.136km长的大寨岭隧道及1.904km长的堡子梁隧道、南昆线上的穿越煤系地层的家竹箐铁路隧道、在建的国道317线鹧鸪山公路隧道（4.442km），以及铁山隧道（2.099km）等工程均出现了不同形式和程度的围岩大变形情况，给工程建设造成极大的困难。

经研究总结得出围岩大变形原因如下：

由锚杆和钢拱架混凝土组成的衬砌整体或局部刚度不够，围岩压力过大是使衬砌产生整体颈缩或局部位移；

支护衬砌受局部应力集中或强应力差作用导致偏压，围岩一侧突出；

围岩初始应力场较大，开挖后应力集中显著；

④各结构的连续性能（刚度差异、结合度差）差；

⑤各结构结合点的应力集中问题。

1.2松动圈理论

围岩松动圈[3，4]围岩压力狭义围岩压力：围岩作用于支护上的压力。（围岩和支护被看成独立的两个体系）广义围岩压力：支护与围岩是一个共同体，二次应力的全部作用力视为围岩压力。

在较完整围岩中，当重分布以后的应力达到或超过岩土的强度极限时，除弹性变形外，还将产生较大的塑性变形，如果不阻止这种变形的发展，就会导致围岩破裂，甚至失稳破坏；在被软弱结构面切割成块体或松散介质的围岩中，则易于向隧道或洞室产生滑落和塌落，使围岩失稳。为了保证隧道或洞室的稳定安全，必须进行支护以阻止围岩过大的变形破坏，因此支护结构上也就受了力。围岩作用于支护结构上的力就是围岩压力。显然围岩压力产生的原因不同，按产生的原因。围岩压力通常分为：形变围岩压力、塌落或松动围岩压力、有大结构面切割形成的大岩块向洞内塌落和滑动所形成的块体滑落围岩压力。对不同类型的围岩压力常采用不同的方法及理论进行分析和计算。对形变围岩压力可采用弹、塑性理论；对塌落或松动围岩压力采用松动压力理论；对滑落围岩压力采用刚体极限平衡理论。

2 环形支护介绍

2.1环形支护构造

环形支护结构主要由主级锚杆、次级锚杆（系统锚杆）、钢拱架、钢筋网、混凝土（纤维混凝土）等构成，主级锚杆在于深部加固围岩，次级锚杆（系统锚杆）加固隧道表层围岩，两种锚杆互相结合，对围岩稳定性具有较好的效果。钢拱架、钢筋网、混凝土（纤维混凝土）为初期支护提供支撑。

2.2适用条件

环形支护技术适用于围岩较为坚硬的地下洞室，围岩较软时使用预留缝环形支护技术。

2.3施工工艺

钻设锚杆架设钢拱架锚杆钢拱架嵌合洞室侧底设辅助墙（喷射混凝土）架设钢筋网喷射纤维混凝土。

2.4支护模型

2.5支护要点

支护要点主要为以下方面：

① 钢拱架与锚杆直接嵌合搭接，利用锚杆的锚固力将钢拱架紧贴于围岩，钢拱架后壁填塞塑性物质，利于钢拱架与围岩的结合；

② 主级锚杆通过实际锚固计算确定其锚固深度、锚固力以及锚杆角度，但主次级锚杆应依围岩为依托形成三角稳定结构；

③ 主次级锚杆、钢拱架、围岩三者结合形成紧密框架结构；

④ 框架结构与地板形成紧密闭合承载环；

⑤ 由于围岩侧壁底部受应力集中和弯矩较大，设辅助墩加固钢拱架支端。

2.6环形支护技术的优点

环形支护技术优点共5点：

①主次级锚杆、钢拱架、围岩形成的紧密闭合框架结构刚度大，能有效支撑围岩，不至于因围岩应力过大而产生大变形。

②利用主次级锚杆的锚固力将钢拱架锚固于围岩上，增加钢拱架与围岩的结合程度，并且有效抑制了因钢拱架将素混凝土直接作用于围岩而使混凝土开裂破碎。

③框架结构与底板形成紧密闭合承载环，使整体支撑能力加强。

④辅助墩能有效减轻钢拱架和钢筋网的支撑，抑制洞室侧底变形。

⑤通过有效计算和评估可以只进行单次支护，而不需要复合支护。

3 结论

（1）基于围岩大变形和松动圈理论，本文提出了隧道围岩初期支护的环形支护技术，该技术由主级锚杆、次级锚杆（系统锚杆）、钢拱架、钢筋网、混凝土（纤维混凝土）构成，适用于围岩较为坚硬的地下洞室，围岩较软时使用预留缝环形支护技术，并提出了施工方法和支护要点。

（2）该技术能较好地解决隧道围岩初期大变形问题。

参考文献：

[1] 李永林，冯学钢，姜云，何川.隧道工程围岩大变形及预测预报研究[J].现代隧道技术，2005，42（5） ：46-51，59.

[2] 姜云，李永林等.隧道工程围岩大变形类型与机制研究[J].地质灾害与环境保护，2005，12（4）：46-51.

岩土锚固技术论文篇11

一、桩锚支护技术概念

桩锚支护是一种安全、经济的支护方式，它是以桩锚为主体的支护结构的总称，其技术就是在土层中斜向成孔，埋入桩锚后灌注水泥（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、国内桩锚技术的应用

传统的桩锚技术状态的检测手段，主要有两种：

对桩锚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，主要的手段是对桩锚的抗拔力进行测试。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桩锚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，对于桩锚技术来说是势在必行的。

目前，在传统的桩锚锚固质量检测中，检测的是桩锚的抗拉力，所使用的仪器是桩锚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型桩锚测力仪，为便携式数字测力仪器。这种新型桩锚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。

进行岩土工程中桩锚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，只有这样才能使桩锚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桩锚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、国外桩锚技术的应用

在着眼国内发展空间的基础上，我们也要面向国际，了解国际桩锚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。在国外桩锚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桩锚加固技术。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桩锚加固边坡及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桩锚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。

岩土锚固技术论文篇12

一、引言

岩土锚固技术是将受拉杆件的一部分固定在岩土体中，必要时可对杆件施加预应力，另一部分与工程结构物连接，用来承受结构物产生的拉力或者对于岩土体进行加固，以保持结构物和岩土体的稳定同时改善岩土体的受力状态。

灌浆锚杆是目前在工程中应用最为广泛的锚杆之一，1958 年是由德国 Bauer特种地下工程公司发明并首先将这项技术应用到了加固挡墙的工程中[1]，起到了非常好的效果。

高铝水泥是近年来出现的一种新型灌浆材料[2]，在-10℃的低温下，这种灌浆材料也可以充分的固结，因此为锚杆在永冻土层基础的施工提供了条件，此外各种添加剂也逐渐在灌浆锚杆中应用增强了锚杆的适用性。

在灌浆技术出现后的两个多世纪中，灌浆技术以及灌浆材料有了长足的进展，从最开始的单一化发展到现在灌浆材料种类繁多适用范围广，施工技术多种多样，基本可以满足各种地基工程，使得现在城市里地铁基坑的开挖、软土上修建超高层成为可能[3]。经过多年的发展锚固技术也得到很大提高，多种先进锚固技术的发明使得锚杆的应用范围更加广泛，性能也更加优越。

(一) 单孔复合锚固技术。传统的全粘结式锚固技术虽然施工简单，但存在一定的缺点，当锚杆受到上拔荷载时会在顶端产生严重的应力集中，只有距载部位较近的锚杆有很大的侧摩阻力，随着距离荷载位置的增加侧摩阻力会急剧下降，而且锚杆的应力也会随之急剧的下降，当荷载传至固定端长度最远之前，上部的锚杆体与灌浆体或灌浆体与土体之间产生了相对位移，从而导致了粘结破坏，因此无法充分发挥整个锚杆体的强度。为了改善锚杆的受力性能，冶金部建筑研究总院等单位成功研制单孔复合锚固技术，在一个锚孔中设置多个锚杆单元，这些单元之间是相互独立的，每个锚杆有独立杆体、锚固体和自由长度，而作用荷载时也是通过对于每个锚杆进行分别张拉，并且通过补偿张拉(补偿各个锚杆单元由于自身的差别导致在相同荷载下产生位移差)以达到每个锚杆受到几乎相同的荷载[4, 5]。

单孔锚固复合技术根据受力类型不同主要可以分为拉力分散型和压力分散型两类。与传统的拉力型锚固技术相比有其显著的优越性：

1.克服了锚杆随着长度的增加荷载无法得到有效传递的缺点，使得每个锚杆都能比较均匀的承受荷载，大幅度提高了锚杆的抗拔力，同时也减小了锚杆在荷载作用下的位移。

2.可以使得锚杆在各种土层中都能充分的发挥自身的强度并且充分利用土体的强度。

3. 密实性很好，不易发生开裂，对于锚杆形成了多层的保护，大幅堵增强了锚杆的耐久性。

(二) 旋喷灌浆扩底技术。通过高压喷射原理在锚固段范围内对土体进行切割扩孔并且用水泥浆置换填充，形成一个圆柱状的扩大头，充分的发挥扩大头的端承作用，极大的提高了锚杆的抗拔力[6]。

(三) 预应力锚固技术。这项技术最早产生于英国，充分利用了钢材的抗拉强度高，增强了岩土体的强度及自身稳定性，有效的利用了土体的潜力，同时可以节约工程成本保证了工程的安全性，从而成为提高岩土稳定性的最为经济和有效的一种途径[7]。

二、研究现状

锚杆在现在的岩土工程加固方面应用十分广泛，但不同的工程情况对于锚杆的要求也有区别，因此随着锚杆技术的发展，根据实际工程中的需要逐渐产生了适用于不同环境的新型锚杆。

（一） 快硬水泥锚杆

快硬水泥锚杆类似与普通的灌浆水泥锚杆类似，它也是粘结式锚杆的一种，施工之前先将水泥加水搅拌三分钟左右，然后将水泥灌注到锚杆的底部很快凝结[8]。对于这项技术的使用美国、法国等国家已经非常成熟并且进入批量发展的阶段。我国近几年来对于这种新型锚杆的研究也有了很大的进展，煤炭科研院建井所已经研制成功并进行了少量的试生产。

（二） 二次高压灌浆锚杆

这种方法是在第一次注浆体形成 5MPa 左右的强度时，采用特殊设备进行压力达 3～3.5MPa 的二次注浆，使得原来的注浆体产生贯通的裂缝，二次注浆液深入土层中，这样不但提高了注浆体的抗剪能力，同时也增大了注浆体与土体的接触面积，有效的提高了锚杆的抗拔力[9]。

（三） 让压锚杆(屈服锚杆)

在传统的粘结式锚杆中，当作用在锚杆上的荷载达到了锚杆的极限承载力时，锚固体和土体之间的接触面就会产生相对滑移导致侧摩阻力急剧减小或者锚杆体本身屈服甚至断裂，锚杆的锚固力的达到峰值以后会急剧下降甚至完全消失，导致锚杆失效；而让压锚杆能够克服这一点，在锚杆达到极限荷载时，能够保证抗拔力不变的情况下不发生断裂破坏，甚至在发生较大位移的情况下可以保持锚固力[8]。这种锚杆主要通过两种方法对传统锚杆进行改进，一种方法是对锚杆体的结构进行改变：①比较简单的方法是在锚杆体的垫板和螺母间加入弹簧垫片，这种方法施工简单，但其所能承受的抗拔力也较小并且让压效果较差。②将一些钢珠放入一个内部为锥形的套筒中，当锚杆在荷载作用下发生位移时会将钢珠不断的拉入套筒从而增加了锚杆和套筒的摩擦力，平衡不断增加的荷载，这种方法的让压性能较好，锚固力可以达到 200kN～250 kN。但这两种方法的缺点在于钻孔直径较大、成本高。另外一种方法是改变锚头的结构。①摩擦滑移锚杆，这种锚杆是在锚头处设置楔形体装置，锚杆随着荷载增加产生的滑移使得楔形体越拉越紧直到阻止锚杆的移动。②可伸长的滑动锚杆，特殊钢制成起剪切作用的凸块，锚杆体套有一根钢管，并将灌浆材料注入钻孔和套管以及锚杆体与套管之间，使得所有构件凝固在一起。当锚杆受到较大荷载时，剪切凸块通过旋转剪碎树脂砂使锚杆伸长，可以产生比较大的滑动距离并保持恒定的阻力。

（四） 螺旋锚杆

螺旋锚杆最早在桩基触探实验中作为反力装置而使用，这种锚杆通过作用旋转力矩而钻入土体中。它的优点在于成本低、施工速度快，并且施工时未对土体施加震动，所以土体受到扰动性较小强度不会减弱，而且施工结束后能立刻承受荷载。而且对于一些临时性的工程，可以进行重复利用[8]。

（五）可回收锚杆

可回收锚杆主要应用在一些临时性建筑中，锚杆使用完毕以后可以进行回收重复使用[10]。这种锚杆与传统锚杆的形式和施工方式并无太大差别，只是采用了特殊的锚杆、灌浆体以及承载体，但这种方法还处于研究阶段。这种锚杆主要可以分为以下三类：

1.机械可回收锚杆。在锚杆施工时，将在锚杆体上设置一个连接装置，当锚杆使用完毕时，在锚杆上作用反向荷载使得锚杆和连接装置脱离从而被拉出回收。

2.力学式可回收锚杆。在锚杆体和灌浆体之间采用特殊材料设置隔层，回收时直接拉出便可。

3.化学式可回收锚杆。在锚固段设置爆破装置，使用完毕后引爆爆炸装置将其回收。

（六）自钻式注浆锚杆

自钻式注浆锚杆将带有钻头的杆体直接作为锚杆，当锚杆钻到所需深度时直接灌注水泥浆进行锚固[8]。在一些比较松散的土体或者岩层中应用较广，因为这类地层成孔较为困难，钻孔过程中易发生坍塌。

（七）塑料锚杆

塑料锚杆主要有塑料锚杆和玻璃钢锚杆两种。玻璃钢锚杆采用玻璃纤维对作为增强材料，运用拉挤成型的方法制成，它的优点是成本低、可弯性和抗腐蚀性较好，可以在一定程度上取代金属锚杆，比较适用于煤矿巷道的施工中[11]。塑料锚杆并非完全由塑料制成，而是塑料和金属杆体的复合体。这种锚杆的优点是成本低、重量轻、节约钢材、抗腐蚀性好，并且抗拔力可以达到200～300kN。

（八） 分散压缩型锚杆

分散压缩型锚杆的主要特征是：通过采用多个承载体以及对锚固体施加压缩应力，把传递到地层周围的粘结摩阻力峰值控制到了最低的限度[11]。

三、结语与展望

随着沿海地区经济的发展，在软土甚至淤泥质土中应用抗拔锚杆也是现在工程发展的一个重要方向。本文参考国内外文献，对岩土锚固技术进行了系统总结, 并对今后的研究提出展望。总结如下:

近几年来少数工程在软土中采用了旋喷灌浆型锚杆，使得锚杆的锚固力大幅

度提高，但采用这种方法的工程很少，并且在确定抗拔力方面完全都是根据实验而得到，需采用有限元分析作深入具体的研究。

实际工程中的土层由于地质条件的不同会产生分层，且每层土之间会有较大差别，因此需要进一步的研究不同土质对于各种锚杆的影响。

目前的研究成果大多针对单根锚杆，而实际工程中很少采用单根锚杆，往往是作为锚杆群来使用，锚杆之间又会产生互相影响，所以锚杆群的应用有待深入分析研究。

参考文献：

[1] 韩军等. 锚杆灌浆体与岩(土)体间的粘结强度[J]. 部岩石力学与工程学报, 2005, 19: 84-88.

[2] K.w.Biggar 等. 永冻层基桩施工用高铝水泥基灌浆材料的室内研究和现场应用性能. 《北美最新反循环矿产和水井钻探及基础工程施工钻进工艺与设备》, 地质矿产部勘探技术研究所编, 1994.

[3] 吴昌勇. 水电站引水隧洞固结灌浆试验研究[D]. 武汉: 武汉理工大学, 2007.

[4] A D Barley. The Single Bore Multiple Anchor System[C]. London: Ground Anchorages and Anchored Structures, 1997.

[5] 程良奎. 单孔复合锚固法的机理与实践[C]. 岩土锚固技术的新进展论文集, 北京: 人民交通出版社, 2000.

[6] 韩军, 丁秀丽, 朱杰兵. 岩土锚固技术的新进展[J]. 长江科学院院报, 2001, 5: 第65-67.

[7] 苗国航. 我国预应力岩土锚固技术的现状与发展[J]. 地质与勘探, 2003, 3: 91-94.

[8] 张乐文, 刘传波. 新型锚杆及岩土锚固新技术[J]. 公路交通科技, 2004, 7: 26-29.

岩土锚固技术论文篇13

岩土锚固技术起源于上世纪四十年代的外国，在我国得到开始应用是在上世纪六十年代。岩土锚固技术发展至今，我国经过多年的实践以及研究，得到了很大的提高以及发展，并且取得了很多的科研理论成果以及实践成果。我国的岩土锚固技术主要是在结构上以及材料、施工工艺上进行了大幅度的改进，从而能够满足不良地层环境的需求。锚固技术应用比较广泛，在铁路隧道以及岩土边坡、坝基稳定等都，特别是在公路的边坡治理中发挥的作用比较大。

一、岩土锚固技术的定义以及作用原理

1、定义：岩土锚固技术就是以锚喷支护作为主要的技术措施，在岩土体的改造以及整治的整个过程中，确保岩土体的稳定性，同时提供相关的服务加固岩土技术的总称。岩土锚固技术对公路边坡的治理有着重要的意义。

2、作用原理：主要是利用锚杆或者是锚索和岩体进行密贴从而形成一种摩阻力，来阻止岩块的下滑，将斜坡软弱结构面切割成板状的岩体面，最终形成一个稳定的结合体。依据锚杆周围地层的抗剪强度来传达结构物的拉力。

二、岩土锚固技术在公路边坡治理中的应用

1、岩土锚固技术在公路边坡治理中的优点以及缺点

（1）优点：具体表现在以下几个方面：①岩土锚固技术提供作用于构筑物上从而承受外部负载的抗力；②施工比较快，不需要立模板，也不用进行捣筑；③与其他传统的防护工程相比，具有稳定、高效并且耐久的特点；④同时在整治的过程中不需要大量的人力以及财力；⑤对岩石能够起到加筋的作用；⑥特别是对于高坡并且陡坡的维护中，通过利用预应力锚索从而加固高陡坡，与传统的维护工艺相比，造价降低了百分之二十左右，同时也相应的缩短了工期。

（2）缺点：主要是以下几个缺点：①使用岩土锚固技术需要的设备比较多，相应的增加了治理的成本；②岩土锚固施工工艺比较复杂，特别是对于高陡坡的治理中，施工难度比较大；③在进行高陡坡的维护治理时，需要做好安全措施，容易出现人员伤亡事故；④进行岩土锚固施工时，存在很多隐蔽工程，在检查以及质量控制时，稍有不慎，就会影响整个工程的质量。

2、岩土锚固技术施工工艺流程

通常情况下，岩土锚固施工工艺流程为：

3、在公路治理中应注意的问题

（1）施工材料的管理：在进行施工前，应该对施工的材料进行严格的检验，特别是对于像石灰、钢材、还有一些添了化学成分的产品等，避免工程完工后出现问题。在施工的过程中，一些施工材料要进行合理的摆放，按照相关的流程以及计划逐步的进入到施工现场，到现场的材料要进行分类堆放。对锚杆使用的钢材，应该进行焊接，因此，为了确保焊接质量，做好相关试验，等到合格后才可以使用。

（2）施工设备的管理：在进行岩土锚固施工中，要严格按照计划的要求，控制水泥浆以及水泥砂浆的配合比例，在使用锚杆灌浆前应该将水泥浆以及水泥砂浆进行均匀的搅拌，从而使灌浆的设备以及管路都处于一个良好的工作状态。

（3）把握钻进速度，循序渐进：对于在钻进的过程中，要严格控制好钻进速度，切不可盲目求快，认真控制好钻进的参数，对于一些常见的问题，例如：掉块、卡钻、埋钻等，应该做好预防，如果在施工的过程中出现事故，要及时的进行处理，以免影响工程的施工进度。

（4）完工时要进行检查：在每一段的施工完成后，应该做好及时的检查，特别是坡面以及坡顶位移，防止出现质量问题；同时还应该注意周围的环境变化以及坡顶的沉降情况，如果发现了异常，应该及时的采取措施加以补救，杜绝出现为了赶工而忽视工程质量的现象。

（5）对锚杆进行试验与观测：主要分为验收试验、性能试验以及长期观测。①锚杆的性能试验：对锚杆进行性能试验主要是为了确定锚杆的极限承载力，检验锚杆在超过设计拉力条件下得工作性能，从而及时的发现在施工过程中的缺陷，并得到处理，避免在施工过程中出现质量问题。②锚杆的验收试验：对锚杆进行验收试验主要是为了检验完工后的设计是否达到一定的要求，通常情况下，对锚杆进行试验的数量应该超过锚杆总数的百分之五，同时一个边坡的锚杆数量不能少于三根。③锚杆的长期观测：在锚杆施工完成以后，要对锚杆进行长期观测，主要是为了更多的了解锚杆预应力损失情况，从而确定其锚杆的工作能力，通常情况下，在锚杆张拉锁定后的第一个月里，应该每天观察一次；等到两到三个月后，每周观察一次；等到五个月左右，每月观察三次；等到一年左右，每月应该观察一次。如果在锚杆的观测中出现了问题，就应该及时对其处理，处理完后再进行观测。

三、结束语

伴随着我国建筑公路的迅速发展，出现了不同类型的公路边坡治理，对于公路稳定性的治理已经得到了越来越多人的关注，通过利用岩土锚固技术能够取得很好的治理效果，增强其稳定性，同时也相应的缩短了工期，减少了工程材料以及降低了工程的整体成本，因此，岩土锚固技术在公路的边坡治理中有着重要的意义。

参考文献：

[1]冯申铎,杨志银,张俊.岩土锚固技术在深圳建设中的应用与创新[J].深圳土木与建筑.2010,(2).