岩土锚固技术论文篇1

地铁自始建以来,就以快捷、大运量的特点在解决城市交通中发挥了重大作用。在我国,由于人口众多,大、中城市人口集中,交通拥挤越来越严重,如何解决这一难题成为城市发展的瓶颈。随着我国国民经济的发展和技术的不断进步,地下铁道建设以它不可替代的优势成为我国城市交通建设中的佼佼者。

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

中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：

1 前言

近些年来，我国的经济有的飞速的发展，基础建设也得到了很大的改善，其中最为显著的就是我国的公路建设。而在很多山区地带，公路的规划线路需要开山铺路，这样就形成了很多的边坡。如果这些边坡处理不好，就可能导致公路边坡的剥落、崩塌甚至滑坡等危害。严重的将造成地区甚至更大范围内的公路网瘫痪，影响国家的经济建设。因此，就需要对公路边坡工程进行很好的防护[1-3]。而公路边坡工程的各种防护技术中，锚固技术是目前应用最为广泛的一种公路边坡支护技术。本文结合公路边坡工程中的锚固技术，对其作用机理和预应力锚固技术进行了详细论述，旨在增强对公路边坡工程中的锚固技术理解和认识，为今后公路边坡工程的加固提供一些的理论基础和技术经验。

1锚固技术

锚固技术是先在边坡上通过机械按设计要求进行钻孔，然后将锚杆或锚索杆体材料对中放入钻孔内，再进行注浆，待注浆体达到一定强度后，将锚杆或锚索进行张拉，最后进行锁定。通过锚杆或锚索与岩土体交界面上的摩阻力来维持边坡的稳定。公路边坡工程中，在边坡表面一般施工矩形或菱形钢筋混凝土格梁来进行力传递，并喷射混凝土面层对坡面表层土进行防护。当进行边坡绿化时，可以进行客土喷播。

2锚固机理

锚固技术的机理主要是通过锚杆或锚索把坡面土体或因结构面切割成的岩体进行预压，从而组成一个稳定的结合体。锚固作用的基本原理就是依靠锚杆周围地层的抗剪强度来传递结构物的拉力，从而保持边坡的稳定。

锚固技术主要通过两个方面的机理来维护边坡的稳定。（1）锚杆或预应力锚索与潜在滑裂面呈夹角分布，其沿着滑裂面的切向分力减小了下滑力作用；（2）锚杆或预应力锚索沿着滑裂面的法向分力增加了潜在滑面上的摩擦阻力。另外，由于边坡的岩土体处于受压状态，岩土体的力学性能比不受压状态下的力学性能有所增强，而这部分增强作用不便量化，可以将其作为安全储备。因此，由于在岩土体内部存在着一定长度和密度的锚杆或预应力锚索，当它们与土体共同作用时，岩土体自身强度会得到增强，锚杆或预应力锚索构成的复合体，会主动制约岩土体破坏，改变边坡的变形和破坏性状，提高了边坡岩土体的整体稳定性。

3锚固力

锚固力也就是通常所说的抗拔力，主要由锚固段提供。一般而言，锚固力主要受制于两个方面的影响。一方面是锚杆或锚索杆体材料与钻孔内注浆体的粘结力；另一方面是注浆体与岩土体间的摩阻力。对于压力型锚固技术则主要受制于后者，而对于拉力型锚杆，两者皆有影响。此外，锚固力还与以下因素有关，其一是锚杆或锚索杆体材料的抗拉力，这主要取决于锚杆或锚索杆体材料的抗拉强度和所选用的总截面面积；其二是锚具的强度；其三是锚下公路边坡岩土体的承载力强度。由于潜在滑裂面的岩土体是不稳定土体，所以为了保证有足够的锚固力，必须使锚固段设置在稳定的岩土内，即锚固段必须穿越潜在滑裂面范围到达稳定的岩土体层内。

4锚固作用

锚杆或预应力锚索的锚固作用主要有以下形式。（1）约束骨架作用，即通过压应力对边坡的岩土体进行“围压”约束，使复合岩土体构成一个有机的整体，并提高其物理力学性能。（2）分担作用，锚杆或预应力锚索可在边坡岩土体内部共同抵抗外荷载作用和岩土体自重的应力。当岩土体开裂时，锚杆或预应力锚索会出现弯剪、拉剪等复合应力，从而导致注浆材料碎裂。钢筋或锚索屈服后，使复合岩土体变形延迟，避免边坡岩土体在短时间内发生整体破坏。（3）应力传递与扩散作用，锚固力通过锚头在锚下结构的作用下进行传递和扩散，因此，在相同荷载作用下，锚固边坡岩土体应变水平比不锚固岩土体边坡低，从而推迟了开裂域的形成并延缓了其发展。（4）坡面变形约束作用，公路边坡上布设有钢筋网并喷射混凝土面层，使坡面表层岩土体不易被水流冲刷，或出现局部坍塌，从而对边坡坡面岩土体的变形起到很好的约束作用。另外，锚杆通过锚下的格梁体系将锚固力很好地传递给岩土体，增强了对其的约束能力。

5预应力锚固技术

在公路边坡工程中，为了更有效或更主动地约束边坡的变形，一般都在锚固技术的上施加预应力。预应力锚固技术是通过张拉等技术手段将高强钢材、钢丝或钢绞线进行预张拉后锁定，使其长期处于高应力受拉状态，将滑动岩土层与稳定岩土层紧密连在一起，提高不稳定岩土层的抗滑能力，保持边坡的稳定。预应力锚固技术因其安全可靠、投资节省、缩短工期等诸多优点，在公路边坡工程建设中得到广泛应用。预应力锚索由锚索体、内锚头和外锚头三部分组成。

锚索体一般采用由高强度、低松弛、耐腐蚀的钢绞线。在公路边坡加固工程中多采用4～8束15. 24钢绞线，预应力一般按0.5～0.75倍锚索拉力设计值施加并锁定[4]。

最通用的内锚头有胶结式和机械式两种基本形式。公路边坡中多采用胶结式内锚头，一般采用纯水泥浆和水泥砂浆作为胶结材料，牢固可靠且防腐性能强。

外锚头主要由锚具和夹具组成，是将预应力传递到被加固岩土体上的永久性锚固装置，根据形式可分为螺杆式、夹片式、锥锚式和墩头式四种。在公路边坡工程中，常采用墩头式外锚头。

6结论

公路边坡是我国目前公路建设中经常碰到的一个工程问题。锚固技术是公路边坡工程较为常见的一种加固技术，改技术需要综合考虑公路边坡的地质条件，经济性，施工性、加固年限以及安全性等诸多因素。

本文结合公路边坡工程中的锚固技术，对锚固机理、锚固力、锚固作用以及预应力锚固技术进行了详细论述，旨在增强对公路边坡工程中的锚固技术理解和认识，为今后公路边坡工程的加固提供一定的理论基础和技术经验。

参考文献

[1]施建.高速公路高边坡预应力锚索防护的施工[J].铁道建筑,2003.2：28-30.

岩土锚固技术论文篇3

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。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

0.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。

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

[中图分类号] TU7 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-2-286-1

0引言

岩土工程是在土木工程实践中建立起来的一种新的技术体制，随着多种工程施工企业的发展及跨区域经营障碍被打破，岩土工程已经得到越来越高的重视其应用也越来越广泛。岩土工程是以求解岩体与土体工程问题，我国岩土工程行业具有企业数量多、规模小的特点。

1岩土程施工中锚固技术在我国的当前应用情况

随着我国经济结构的不断调整以及完善，越来越多的新兴产业如同春笋般崛起。我国地缘辽阔，1000万套保障性住房建设、教育和卫生等民生工程、技术改造和科技创新的工程建起，结合我国地质和地形条件变化差异大的特点，工程施工的问题无疑成了重点难点。各地政府在民生工程的投入力度也不断加大，各类地质灾害发生面广、量大，岩土工程企业应顺势而为，尤其是随着国家西部大开发计划的实施，这一重大机遇，无论在施工设备和施工机具以及施工工艺上都会造成极大的损耗和困难。由于水电站、公路、铁路等基础工程设施的施工，加强在相关领域的投入和开拓，保持良好发展势头。然而，当前人为地对原有地质环境的改变造成了滑坡、泥石流及崩塌等地质灾害频频发生。岩土工程的发展将围绕现代土木工程建设中出现的岩土工程问题并融合其他学科取得的新成果。但是很多锚固技术都有遇到松散、破碎、裂隙发育、溶洞等问题岩层存在，岩体或土体的稳定、变形和渗流问题也已经越来越严重。在进行地层及堆积体地层锚固工程施工时，岩石与土的利用、整治和改造也存在一定的漏洞，土体或岩体的锚固力未能维持地下结构的稳定。

2岩土工程施工中锚固技术的施工要点

2.1岩土工程的钻孔技术

在进行岩土工程施工的过程中，锚固技术的钻孔孔径不宜过大或者过深，在满足锚固段锚固力要求的前提下，应尽量缩短钻进周期，预防其深部地层内应力的扰动，采用高效钻孔设备和机具，通过其设计的锚固张拉吨位来确定钻孔的深度和直径。在锚固钻孔过程中迅速地将地层钻穿，锚固钻孔的洗井介质主要是水和空气，从维护钻孔孔壁稳定出发，钻孔容易发生弯曲，应尽可能地缩小钻孔设计孔径。对于一些钻孔特别困难的复杂地层，甚至可以从设计的角度出发，降低单索锚固设计吨位，从而减少钻孔孔径，或采用端部扩大型锚固段，来减小钻孔孔径。钻孔在淤泥（或淤泥质土）和淤泥质砂土中成孔施工时，如有必要可采用带套管跟进，以防止发生塌孔和涌水涌砂现象。

2.2锚杆杆体的就位

锚固技术是地下工程施工中十分重要的一项技术。应用锚杆支护开挖的地下工程周壁，在杆体放入钻孔前，应检查杆体的加工质量，防止地下工程施工中如坍塌、滑移、等灾害性出现。安放杆体时，要保证施工安全，不得随意敲击和悬挂重物。同时，特别要严格检查锚杆防腐保护设施的完好性，以承受结构物的上托力、抗拔力、或挡土墙的土压力、水压力。杆体安放后，一端与工程结构物或挡土墙连接，另一端锚固在地基的土层或岩层中，注浆管宜随杆体一同放入钻孔。对于非预应力的全长粘结型短锚杆，有时也采用先注浆后插杆的方式。

2.3灌浆施工的技术

灌浆是锚固施工过程中的一个重要环节，灌浆质量的好坏将直接影响锚固件的承载能力。具体控制要点有：按设计及规范要求选择水泥浆体材料，需控制好水灰比；锚固浆液在28天龄期后要求抗压强度达到设计强度标号；注浆作业应连续紧凑进行，中途不宜中断，使注浆施工在初始注入浆液初凝前完成后续注浆，在注浆过程中，边灌边提出注浆管，须保证注浆管管头插入浆液面内不少于50cm，严禁将注浆管提出浆液面，以免出现锚固体断杆质量问题；一次注浆应从孔底开始，直到孔口溢出浆液为止，在锚固体的二次高压注浆应在一次注浆形成的水泥结合体达到不低于2.0MPa时进行，具体参考设计参数。在冬季进行施工作业的时候，应该要按照灌浆施工的相关规范文件，秉承相关文件的实施标准，控制好水泥浆的搅拌温度，在不同的温度条件下要严格保养好灌浆施工的设备机具。

2.4张拉锁定施工的技术

锚杆体的张拉，就是通过张拉设备使锚杆杆体自由段产生弹性伸长变形，从而对锚固结构施加所要求的预应力值，具体控制要点有：张拉设备根据锚杆体的材料和锁定力的大小选择；张拉前须对设备进行标定，必须待锚固体及承压结构的砼强度达到设计强度才能张拉，同时保证张拉力与锚杆体轴线垂直度满足要求；安装夹具前，要对锚具逐个进行检查；张拉荷载需要分级施加，不得一次加到锁定荷载；达到锁定荷载稳定后即完成张拉锁定工作。

3岩土工程施工中锚固技术的发展前景

近年来国家突出强调要建设资源节约型、环境和谐型社会，对岩土工程行业来说意味着服务对象的变化，大力倡导发展绿色环保、再生能源、新材料、循环利用、垃圾处理等方面的新型产业。作为工程建设的重要环节，岩土工程行业的发展模式也将发生深刻转变，在进行锚固技术改善的同时，也将节能和降低碳排放作为重要的政策导向。在工程建设领域，岩土工程企业紧密关注经济结构调整的趋势，低碳节能方面的标准和要求也在不断加强，节能环保新材料、新技术的应用也在不断加速。这对于岩土工程行业而言，即是新的挑战，也昭示着新的市场空间。在当前，人们越来越追求那些既能够维持工程基础建筑的稳定和耐用性，也能够抗裂缝、防震抗震的岩土工程。因此，在岩土工程施工中锚固技术的自身加强很重要。建筑的岩土工程防渗能力也有着十分高的要求。岩土工程锚固成效的好坏直接影响到建筑岩土工程的耐用性、持久性，并有效地坚固应用于人们的生活。在我国工程建筑行业应用前景是很大的。

4结束语

岩土锚固技术论文篇6

[中图分类号] TV546 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-3-221-1

1 锚杆支护技术

锚杆支护是一种主动加固岩土体的技术措施，能够有效地控制岩土体的变形，防止土体发生坍塌。通过锚固的长度可以将锚杆划分为全长锚固和端头锚固两种；还可以根据锚固方式分为粘结锚固、机械锚固、摩擦式锚固等。

1.1 锚杆支护的作用机理

1.1.1 悬吊作用

锚杆支护通过锚杆能够使松动、软弱、不稳定的土体悬挂在稳定的岩土体中，避免其发生离层滑落。锚杆主要是提供拉力起悬吊的作用，使其能够克服不稳定岩土体的自重或者下滑力，来保障边坡岩土体的稳定。

1.1.2 组合梁作用

薄层状的岩土体仅仅是简单叠合在一起，可以看作简支梁结构。没有进行锚固工作前，在荷载作用下岩体上下缘分别处于受压和受拉状态，单个简支梁都出现独自的弯曲变形。而通过锚杆对其进行支护后，相当于一种组合梁结构，各层岩体发生相互挤压，层间的摩阻力也会随之增加，组合梁的抗弯强度也得到增强，这样就提高了边坡岩土体的承载能力。锚杆直接影响到其强度，随着锚固力的增大而增大。

1.1.3 挤压加固作用

通过锚杆作用能够形成一种锥形压缩带，使相邻锚杆形成的锥形体压缩区相互重叠，这样就出现了具有一定厚度的连续压缩带，大幅度地提高了边坡岩体的承载能力。在边坡出现软弱破碎岩土体时锚杆挤压加固作用特别显著。

1.1.4 围岩强度强化理论

锚杆支护本质上是改善了边坡加固区的力学参数，从而保证了边坡工程中岩体的稳定性。

1.2 国外岩石锚杆设计技术

在设计坚硬岩层锚杆的锚固深度过程中，假定岩石均质，对于单根锚杆而言顶角90°轴线与锚杆中心线重合的圆锥形是其影响区。那么理论上锚杆所需的深度为：

对于一行锚杆，其影响区是顶角为90°的三角形棱柱体截面，锚杆的设计埋置深度为：

当锚杆垂直于岩层的走向时，锚固效果是最好的。如果工程中出现的不规则节理岩体和软弱的岩石，可以采用L.Hobst 推导的公式来确定锚固深度，该公式假定岩块侧面的摩阻力等于锚杆的抗拔力，而通过圆形或圆锥形的岩块来传递锚杆上的应力，锚杆端部的上撑力产生的侧向应力决定了摩阻力的数值，在边坡表面附近该应力为零，然后随着锚杆深度增加到根端平面处的最终值σh。σh 可通过以下公式计算：

式中： ；F-锚杆根端面积；pt- 岩石破坏极限时的根段压力；μ- 岩石泊松比。

2 预应力锚索梁技术

随着边坡加固技术水平的不断发展，出现了一种新型加固措施—预应力锚索梁，它主要由锚梁和锚索两部分组成。锚索一般分为临时性锚索和永久性锚索两大类。

2.1 预应力锚索梁作用机理

锚索能够使松散软弱的岩层连接成一个整体，同时将其锚固在深处稳定的岩体上，然后进行预应力的施加，那么锚索长度范围内的松散软弱的岩层就会被压实挤密，岩层间的摩擦力和正压力都会得到提高，防止松散岩体开裂发生位移，从而实现对边坡进行有效加固的目的。根据锚固段的受力情况可将锚索分为3 种：荷载分散型锚索、荷载集中型锚索以及拉压复合型锚索。工程中应用最广泛的是荷载分散型锚索。

2.2 预应力锚索梁技术设计方法

由于目前理论水平的局限性，工程中边坡预应力锚索梁技术的设计方法通常采用类比法，主要根据技术人员设计的经验来确定锚索的设计参数，但对于锚索的作用机理的研究还不是非常深入，现在还未能形成一套完善科学的分析设计方法。目前国内水利工程设计领域，对于计算拉力型锚索岩土体中锚索的极限承载力通常采用的是英国BS 8081 建议的公式，假定条件是粘结应力沿锚固段全长均匀分布。日本工程学者尾高英雄等依据变形一剪应力理论（即局部变形假定）提出压力分散型锚索的设计方法，该方法需要假定锚索体与注浆体的复合体与周边岩体界面的粘结强度τ不随锚固体的长度而发生变化，是一个定值，以此来计算得出锚索的极限承载力。

2.3 压力分散型锚索优缺点

压力分散型锚索的优点和缺点都很明显。其优点主要有：锚固段注浆体受压、受力更合理，锚索的承载体分散受力，这种锚索结构在抗剪强度不高的软岩体或者某些土层的边坡加固工程别适用。它的缺点是：在长期的工作状态下钢绞线的拉伸应力难以保持一致，施工过程中锚索的预应力调整不是非常方便，对锚具的要求非常高，而且施工过程非常繁琐。

3 坡面防护

岩质边坡绿化喷播技术是坡面防护工程中重要的技术手段，岩质边坡绿化喷播技术主要指在坡面形成一种绿化植物能够正常生长发育，同时基质又不会被冲刷的稳定坡面结构；它利用特制的工程机械把植物养料、土壤、保水材料、植物种子、水泥等混合料加水后喷射到边坡岩面上，因为水泥会产生粘结作用，混合物能够在边坡表面形成一层的硬化体。这一层硬化体具有连续空隙的特点，不仅能够保证种植免遭冲蚀，而且硬化体的空隙中填有种子、土壤等，种植基质有一定的填充空间，植物根系也有充足的生长空间。这种技术主要用于处理开挖后的岩体边坡不宜直接进行绿化的情况。

岩土锚固技术论文篇7

1引言

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

预应力锚固技术通俗讲是先将锚杆埋在岩体中或土中，以此牢牢锁定地层和结构物，靠中间的剪应力来充分传导结构物的拉力，最终结果加固了地层结构。这一理论在近年来建筑工程中如新建工程的施工、建筑用途的改变、建筑翻新应用越来越广泛。实际算下来预应力锚固技术在我国的应用已经将近50年，作为一种高应力结构，大多应用于一些安全性的加固工程中。所以对其作为理论研究的意愿尤为迫切。

1 岩土锚固工程概述

1.1 岩土锚固技术起源及发展

岩土锚固技术在工程史上存在了100多年，最早出现于1890的威尔士，当时的煤矿工人已经想到在岩层中加固钢筋。到了1912年，美国的弗拉登（Frienden）煤矿第一次使用锚杆来支持顶板。而后到了1934年的法国Cheurfas大坝中首次应用了37根预应力锚索最终获得成功。这之后英国和奥地利等国争相效仿。顾名思义，锚固的主要作用是指依靠预应力较高的钢材来加固岩层从而保证结构的自身稳定。但是直到二十世纪八十年代，该项技术在理论研究上才逐步受到重视。

1.2 岩土锚固技术的相关理论

岩土锚固是岩土工程领域重要的分支，其中锚杆锚固段侧阻力的研究是当前研究的重点，其中锚杆锚固段侧阻力的大小由锚固段长度确定，也是锚固设计的重点，其预应力锚杆锚固段侧阻力的计算公式为：

其中σ为锚固段法向应力，Eb为钢绞线的杨氏模量；Er为岩体的杨氏模量，Eg为灌浆材料的杨氏弹性模量，υr为岩体的泊松比，υg为灌浆材料的泊松比，dg为钻孔直剑d0为岩体影响直径。

2 岩土锚固工程存在的问题及措施

2.1 锚固类杆体临界锚固长度问题

锚固段长度的研究也是当前研究的重点之一，其中锚固段长度在一定的条件下，锚固体超过一定的长度，极限抗拔力增加较少。在一定岩土中，锚固力有时其自身长度不随着锚杆长度延长而延长。由于我国在岩土锚固类理论研究明显晚于西方，虽然借鉴了不少已经成型的成功经验，但在系统性上仍然远远落后于西方国家，所以在理论问题上进展十分艰难。国际预应力混凝土协会使用规范中明确规定锚固段长度应在10m以下，若此长度不能满足工程要求，则应改善锚固段结构。现场实验和检测是研究杆体临界锚固长度的主要手段之一，但是在数据的准确性和可靠性上存在不小的困难。

段建立研究出一种自钻式土钉和深层搅拌机相结合的复合式土钉支护技术。技术主要通过对深层水平位移的测试和分析，来研究符合土钉支护在受力情况下的工作性能。而这些工作为研究临界锚固长度积累了大量的宝贵资料。

另一种有效方式为模型试验法，很好地补充了现场试验和检测的方法。李国维研究了全长粘结玻璃增强型聚合物的锚杆破坏喇叭模型。研究中发现，在浆体强度过高时，锚杆可能发生破坏，也可能发生浆体剪切破坏。模型属于典型的剪应力峰值和零值同时向深部转移。但是转移前后峰值和零值之间的距离是一个恒定的常数，通过证明得出这个常数就是临界锚固长度。此后在研究锚固类结果杆体领域最为常用的研究方法是理论分析法，包括数值模拟、解析、办理论半经验分析等，且目前来看产出结论最多。总而言之，国内对于锚固类结构杆体临界问题从认识到研究探索，期间提出了无数理论不断反复验证，到今天为止也只能算取得部分成果，仍然有许多问题需要解决，所有在探索的道路上仍需要后人持续努力。

2.2 岩土锚固工程的设计问题

锚索在地下挖掘，坝基工程等预应力锚固类工程中应用越发广泛，到今年为止每年用量超过上百万米，而锚索的使用直接关系到锚固工程中预应力设计的相关问题。在我国岩土锚固工程中经常使用到的结构有锚索抗滑桩、锚索地梁及锚索墩等，其中锚索墩应用最为广泛。在岩土锚固工作的设计环节中质量把控非常重要，每个环节的些许失误都会破坏整个工程的进度。所以在设计过程中应充分考虑各种不利因素，使整个工程尽可能顺利。

在锚索的防腐问题上同样值得警惕。锚索的防腐分为体外防腐和体内防腐。在体外防腐中可以用锚索张拉索切去多余钢线，然后对着锚索空口补浆后，可以用砼封口。而在体内防腐中，设计环节必须实地了解地层性质，主要是为了防止有害物质对锚索的防腐材料的腐蚀。

3 结语

总之设计施工的基本准则是为了保证预应力锚固体能够长期平稳地工作，在操作过程中应该避免锚固力的无端损失，同时设计人员应该对被加固岩体进行细致的研究，尽量选择合理有效的防护手段，来保证锚固工作的顺利开展。

参考文献

[1] 叶根飞.岩土锚固荷载传递规律与锚固特性试验研究[D].西安科技大学，2012.

岩土锚固技术论文篇9

近年来，岩土工程中的锚固技术受到普遍重视，其应用也越来越广泛。锚固技术的主要优势是能够通过锚索（杆）将分散的岩土整合为一体，使岩土与锚杆可以共同工作，从而将消极的岩土转化为承受载荷的结构组成部分。除此之外，那些锚固区之外的岩土体因为紧密毗邻而发生连续形变，导致内力重新分布，提供了相应的卸载力。在锚固方案设计过程中，根据锚索的设计不同，上述作用效果也不尽相同。例如：有些施工者认为锚杆将锚杆送达到坚实的基岩体上时，才能达到预期的锚固作用，锚固效果与锚杆的长度成正比。

随着新奥法施工的提出，锚固技术的作用原理得到了更深刻明晰的阐述。该施工法证明了地下结构的荷载值是个未知量，但是与支护结构的刚度密切相关，地下结构应该充分利用原岩的承重。对于地面的岩土施工，Kranz提出了锚杆、板桩和岩土作为共同整体工作的全新施工理念。本文主要对地面的土体及岩体锚固技术的有关计算和优化方案选择进行讨论。

一、土体锚固技术

锚拉板桩挡土墙是地面土体锚固技术中使用较早且较为成熟的一种（如图1所示），具有一定的代表性。该方法的目的是使板桩承受较大的土压力，在板桩的上部增加了拉杆，将拉杆延伸到稳定土体的被动区域内，固定短点于锚定板上，这样侧面滑动楔是消极荷载，板桩能够阻挡侧面的土压力。

Kranz的施工方法与上述方法存在计算概念上的差异（如图2所示），正如上文所述，其特点是通过将土体和板桩融合成一个整体，将该整体作为承受侧面土压E1的挡土机构。图2中各力组成的多边形封闭合力T如果比锚杆的计算拉力S大，则整体处于稳定状态，此时的锚杆不一定要进入到稳定的土体中。从外部结构来看，锚固的土体及板桩与图1基本类似，锚杆方向上略有不同，此时的计算简化取成ABCD为土柱，主要由板桩下部、板桩以及锚杆的支反力约束土体形成。土柱在斜面AD的支反力以及竖面CD、桩端的支反力共同作用下维持稳定状态。保持土柱外形整体稳定的条件是斜面AD的支反力和桩端支反力的水平分力比土压力的水平分力大。由于图2中是使用力的多边形的封闭合力T与锚杆拉力S来做判定外部稳定与否的条件，施加于板桩上的主动土压力Ea桩端支反力和锚杆拉力S的合力，Ea的水平分力与桩端支反力的水平分力相减可以算得锚杆拉力S的水平分解值，将该水平分力与封闭合力T的大小关系是明确判定土柱外部稳定的条件。

从形式上看，当锚杆仍然通过点D，但是变成水平放置，其他形式保持不变时，锚杆的组合拉力S比之前有所增加，但是闭合力T却有所减少，这时土柱的外部处于不稳定状态。此时，由于没有影响到板桩的入土深度，桩端所受的阻力不变，土柱的稳定结构不变。同理，若板桩的入土深度根据其所受土压力Ea分配的要求变浅了，土柱就有发生滑移的可能发生，其结构是不稳定的。

在锚固技术中，锚杆的布置不同会直接导致组合机能的差异，这样土柱的表面几何尺寸虽然保持不变，但是其内部组合性质却发生了变化，这是容易模糊的一点。对比图1中的方法和图2中的方法，图2的方法可以按照土体、板桩以及锚杆共同作用来计算，能够有效发挥被组合土体的积极作用，因而图2的方法要优于图1的方法。

二、岩体锚固技术

边坡加固的情况是露天矿边坡工程中常见的情况，锚固、挡墙和挡桩是最常见的三种方法。近年来，锚固法在边坡加固工程中应用最为广泛，一些特殊松散的边坡，也总是有一些岩石块儿较大的，因此可以采用锚杆、挡桩和岩体组合成整体，操作原理与土体的锚固部分相同，在此不再赘述。岩层的边坡稳定主要有切层滑移、顺坡滑移以及倾倒破坏三种类型，本节主要介绍倾倒破坏岩层的边坡稳定设计问题。

倾倒型破坏岩层的加固通常采用能使被锚固岩层与锚杆共同作用的串层全长锚固技术。该方法能够有效承接锚固区域内的外层倾倒推力。为详细分析选择这一方案的优势所在，现将实验室模拟过程简述如下：

为了使实验过程尽量简化，工作易于分析和阐述，选择了相同实验块尺寸的岩层，分为两组，岩层尺寸为100*100*500毫米和100*50*500毫米。锚固锚杆分别选择长1.4米，宽15毫米，厚度1.5毫米的有机玻璃条和长1.4米，宽10毫米，厚0.5毫米的薄铁条以及分段的链接三种类型进行试验。岩层试块两侧的高度中间预留一定的沟槽用来黏贴锚杆，采用螺钉进行分段链接。实践经验证实，这种锚杆的切向应变非常小，因此没必要在试块接缝处的锚杆侧面黏贴应变花。焊线机调平后测得实验结果如表1所示。

对上述拉力方程分析可知：板块参数b， h及 决定锚杆拉力的变化。倾斜角度 固定时，锚杆拉力与板块的高度h和厚度b有关。第一组试件开始时拉力增大，第三块组合以后开始收敛减小。第二组试件的锚杆拉力开始就呈收敛减少的趋势。第一块接缝处的拉力最大。模拟实验测得数据与该技术的先关理论分析基本吻合。据此结果可知，锚杆所受拉力很小。

据调研，某矿山段坡运输大坡道有12条倾倒变形的裂缝，采取文中分析的串层全长锚固后经过两年的时间考验，裂缝情况得到控制。这一实践证明串层锚固方案能够有效利用岩石的自承作用，并阻止被锚固以外各岩层的推力，是现代锚固技术中一种较优的设计方案。

岩土锚固技术论文篇10

1 环形支护提出的缘由

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

在岩土体开挖施工的过程中，由于卸载土体内部应力会重新分布，这时应力场变化后内力达到重新平衡，引起土体的变形，或是由于重分布后土体单元的应力圆达到破坏线而导致坍塌。工程上产生的滑坡、岩崩、地面沉降等地质灾害均是由于土体内力场不利分布而导致[1]。为防止上述不良后果的产生，人们常用钢筋或钢绞线来作为抗拉材料，将其一端固定在岩层深部，一端锚固在岩体表面，来抵抗土体的变形，维持土体稳定。这些用来加强土体的抗拉杆体称为锚杆。锚固技术是岩土工程中的一个重要分支，近年来发展迅速，越来越受到学者和工程技术人员的重视。最大的优点是能够使用抗拉材料来加强土体自身的稳定性。

锚杆与传统的加固方法有着根本的不同：后者常常是被动地承受破坏岩土体所产生的荷载，而前者可以主动地加固岩土体，有效的控制其变形，防止岩土体的坍塌与破坏。并且还具有占用空间少、工作效率高、环境影响小、社会效益显著等优点。

一、锚杆技术的应用

早在上个世纪40年代，美国和前苏联就已经将锚杆应用于井下隧道支护，在煤矿、金属矿山、水利、隧道以及其它的地下工程中也广泛地使用了锚杆支护[2]。

我国自20世纪50年代开始在金属矿、煤矿系统使用锚杆以来，目前在矿山、建筑、交通、水电和国防等工程领域中已大量地使用这项技术。例如在常见的大坝工程中，可以利用锚杆加固坝基和坝肩，还可对大坝进行加高，并且更为重要的是，在采用锚固技术施工的同时，不必放空水库，不用重修围堰，也不会增加坝体重量，这对坝体的整体稳定及抗震都极为有利；在支护大跨度地下洞室的顶拱或边墙工程中，锚杆通常与压力灌浆或钢丝网喷混凝土联合使用；利用锚杆增加岩土边坡尤其是高边坡的稳定性，这也是锚杆技术最为常用的地方；深基坑支挡工程和竖井工程已经隧洞和隧道工程中也常常采用锚杆技术等；是20世纪80年代后，随着计算机技术的广泛应用，把锚杆、喷射混凝土支护和现场测量监控、信息采集技术相结合，采用及时支护、分期施工全环封闭等一整套方法，充分发挥了围岩自承能力的设计原则，已经成功的应用于地质复杂的地下工程中[3-4]。

尤其在近几十年以来，锚固技术就以其简便的工艺、广泛的用途和良好的效益，在岩土加固领域中表现出了极大的应用价值，几乎已经涉及到岩土工程的各个领域。不过，当前在施工方法上我国还是以水泥注浆的锚杆技术为主，虽然此类锚杆的成本较低，但就其应用的性价比而言，仍然不及树脂锚杆，其在发达国家的矿山工程和地下工程中已大量使用。对于树脂锚杆的研究和应用，我国与国外还有一定的差距[5-7]。

二、锚杆的锚固机理

（1）悬吊作用

该原理认为通过锚杆支护，为不稳定的岩土体提供足够的拉力，将其悬吊于稳定的岩土体之中，防止其离层滑落，从而维持工程稳定。这种作用在地下工程锚固中表现尤为突出。

（2）组合梁作用

该原理把薄层状岩体看成一种“梁”，在没有锚固前，它们只是简单叠加在一起。在荷载作用下，单个“梁”的上下边缘分别受压和受拉，由于层间抗剪力不足，均会产生各自的弯曲变形，整个岩体的变形就比较大。但当把锚杆打入到岩体一定深度后，相当于用螺栓将它们紧固成组合梁，各层板便相互挤压，层间摩阻力大为增加，岩体内部应力和挠度大为减少，这样便增加了组合梁的抗弯强度。

（3）挤压加固作用

T.A.Lang通过光弹试验证实了锚杆的挤压加固作用，当在弹性体上安装具有预应力锚杆时，发现弹性体内形成以锚杆两头为顶点的锥形压缩带，若将锚杆以适当的间距排列，使相邻锚杆的锥形体压缩区相重叠，便形成了一定的连续压缩带。为说明锚杆对破碎岩土体的支护作用，我国冶金建筑研究总院等单位曾先后用碎石、混凝土碎块作材料模拟破碎地层，然后采用锚杆加固，结果发现加固后的模型承载力大为提高。这说明通过锚杆加固，即使毫无粘结力的碎石也能被加固成承受相当大荷载的整体结构，因此，锚杆这种挤压作用在软弱破碎岩体中能得到较大的发挥[8]。

（4）增强作用

该原理认为针对节理密集破碎岩体，或是较为软弱的土体，施加锚杆，相当于在其内部增加了筋骨，使其在抵抗外力的情况下表现成一个整体，从而增强了锚固区围岩土体的强度。

（5）销钉作用

锚杆穿过滑动面时，所表现出的“阻剪抗滑”作用[9]。

三、锚杆摩阻力分析

锚杆锚固段及其周围土体的摩阻力会直接影响承载力的大小。目前研究的手段主要有试验、数值模拟和解析解，下面着重对试验解和数值解进行讨论。通过试验可知，锚固力的增加与锚固长度的增加并不完全成正比，随着锚固段长度的增加，锚固力的增加变慢。锚杆长度有个经济长度，过长则对承载力的增加没有贡献。在锚杆受力后，锚固段与围岩间产生剪应力。但这个剪应力的峰值与锚杆承载力的峰值不是同时出现。当承载力较小时，剪应力已经达到峰值，此时锚杆的位移较小。当锚杆的承载力达到峰值时，锚杆的位移较大。锚固段与围岩间的剪应力峰值大小与围压有关，围岩越大则极限摩阻力越大。随着锚固段的增长，其与围岩的平均摩阻力会减小，这也验证了靠增加杆长来增加锚固力不是很经济。

四、存在的问题和研究方向

由于影响岩土体承载力和应力传递的因素较多，任何研究都不能把所有的因素考虑到，因此对于岩土中锚固的研究不是很充分。以下几个方面还需要提高，是未来锚固技术的研究热点。

1.锚固体上应力分布规律没有得到完全认识。锚固体上的应力是不均匀的，其峰值位置是变化的，但还没有得到一个完满的解析关系。在实际应用中仍然是做均匀分布的假设。

2.针对锚固体系及接触介质的力学性能研究不充分。锚固破坏主要在于锚固段与围岩和杆体与注浆体之间的界面。如何充任认识界面力学性质，是研究人员今后的主要任务。

参考文献：

[1]韩立军，张茂林，贺永年等.岩土加固技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2005.

[2]陆士良，汤雷，杨新安.锚杆锚固力与锚固技术[M].北京：煤炭工业出版社，1998.

[3]吴爱祥，李宏业，王永前，杨宝华.金川二矿深部开采面临的问题与对策[J].矿业研究与开发，2002，22（6）：13-15.

[4]林永熙.大秦线军都山隧道在施工技术上有新的突破[J].中国铁路，1992，（2）：32-33.

[5]李保德.可回收锚杆在煤巷两帮的应用[J].煤矿支护，2005，（2）：43-45.

[6]朱行宝，郭运行.注浆堵水确保树脂锚杆支护质量[J].矿山压力与顶板管理， 2005，（4） ：122-122.

岩土锚固技术论文篇12

近年来，我国岩土锚固工程技术，主要是在结构、材料与施工工艺上进行了改进，向受力合理、快速承载、适用性强、效率高的方向发展，以适应不良地层环境工程建设和特殊工程结构的需要。随着锚固工程技术的快速发展和提高，锚固工程结构形式由预应力锚索抗滑桩（墙），发展到预应力锚索（杆）框架、地梁、墩垫、以及锚喷等结构形式。预应力锚索由普通拉力型发展到压力分散型、预应力锚杆采用高强精轧螺纹钢等。该技术在岩土工程施工中广泛应用，可全面提升工程建设的整体质量。

1 岩土工程施工中锚固施工工艺

1、锚杆杆体的制作和存储

锚杆杆体的制作、存储宜在工厂或施工现场专门作业棚内进行。锚杆（索）锚固段杆体上不得有可能影响与注浆体有效粘结和影响锚杆（索）使用寿命的有害物质，并应确保满足设计要求的注浆体保护层厚度。在锚杆（索）自由段杆体上应设置有效的光滑套管隔离层。

锚杆杆体（钢筋、钢绞线、钢丝等）应采用切割机切断，并按设计要求进行防腐处理。锚杆杆体制作完成后应尽早使用，不宜长期存放；制作完成的杆体不得露天存放，宜存放在干燥清洁的场所；应避免机械损伤或油渍溅落在杆体上；当存放环境相对湿度超过85%时，杆体外露部分应进行防潮处理；对存放时间较长的杆体，在使用前必须进行严格检查。

2、钻孔

钻孔直径取值150mm。在正式钻孔之前，应按照设计规定，准确定出钻孔位置，并予以标记，锚索水平误差应控制在50mm以内，垂直孔距误差应控制在100mm以内。钻孔底部的偏斜尺寸应控制在锚索总长度的3%以内。不允许使用泥浆进行护壁成孔操作。

3、锚索的组装

每条锚索均由4束7φ5钢绞线组装而成。根据设计要求进行钢绞线的下料，每股长度误差均应控制在50mm以内。为准确区分自由段和锚固段，应对二者施以不同标记。对锚固段的锚索应予以架线环设置，每1m的距离穿一个，另外，应为相邻架线环设置一道箍筋环。至于自由段的钢绞线，应将其置于塑料管中，并对锚固端头涂抹一定量的黄油，待导向帽设置完成后，则需要将其平顺摆放，留待使用。

4、锚索的设置

当确认锚索、孔位的一致性符合要求后，才可进行锚索（绑有注浆管）的入孔操作，使注浆管最下端和孔底之间的距离大约为50mm；锚固段设置成花管形式，同时使用黑胶布将孔眼严密封实。将杆体置于钻孔时，应注意角度的协调，同时保证用力的均匀性，对止浆密封装置进行认真检查，保证其定位的准确性，一旦发现损坏，应及时更换，定期对排气管进行检查，使其始终处于通畅状态。

5、注浆

待锚索设置结束之后，采用灰砂比为1：1的水泥砂浆进行常压注浆操作，待初凝之后，采用纯水泥砂浆进行高压注浆操作。为保证浆体具有足够的早期强度，可掺加一定比例的早强剂。通过孔底返浆法对锚固段进行注浆操作时，应将注浆管、孔底之间的距离保持在50cm左右，然后在压浆机的帮助下把水泥浆灌注到孔底，将其中的空气排出，直至完成整个钻孔的注浆操作。

6、腰梁和垫块安装

对锚索进行张拉之前，需要在桩身设计高程位置安装支撑用的钢架，与此同时，在钢支架以及锚索自由段的相应位置安装钢腰梁，安装时，应使腰梁和桩身紧密贴在一起，如果无法做到，则使用C20细石砼予以有效充填，将钢垫块牢固设置在钢腰梁上，并使其上表面和锚索呈垂直关系。

7、锚索张拉

当锚固体逐渐凝实，且强度超过15.0Mpa之后，才允许进行张拉。在正式张拉前，应对相关的张拉设备予以准确标定，还需要按照0.1倍的设计值进行一次预张拉，从而保证锚索杆体能够有效伸直。

对锚索进行张拉时，应按照标准程序进行，另外，在制定张拉顺序的过程中，还需要充分考虑邻近锚索之间的彼此影响。如果由于钢绞线松弛等原因导致预应力出现不同程度损失，那么需要在张拉结束后予以相应的补张拉，最后将其锁定。

2 岩土工程施工中锚固质量控制

近几年，我国增加了在岩土工程方面的投入力度，使得其工程建设开始发展壮大，其中应用最为广泛的就是岩土锚固技术。锚固技术在不断成熟的工艺背景下得到了完善，因此也提高了工程的总体施工水平。除此之外，在工作者不断开展的研究工作下，我国关于此项技术的研究也得到了重要的发展，而且关于锚固技术的重要环节也取得了阶段性的发展。为此，在岩土工程施工中，不仅要规范锚固施工工艺，还应做好质量控制，只有这样才能确保工程质量，推动岩土工程事业发展。

1、在锚杆正式施工前，应试做一根锚杆，从而验证锚杆性能是否符合要求，同时根据试验结果对锚杆设计及施工进行优化调整。另外，施工结束后，应以每层为单位，制作2锚杆，留作验收用。

2、锚杆注浆操作采用型号为JBW150/40压浆泵进行，压力控制在0.15Mpa到0.30Mpa之间，还需要进行高压补浆，直到有清水泥浆返出为止，且不可低于两次，至于时间间隔则需要控制在8h以内。对锚杆进行注浆操作时，应对浆液做过筛操作，制备完成的浆液应该在初凝之前予以全部注完，每次手工时，应对浆管、浆泵等进行彻底清洗。

3、向锚孔注入水泥浆后，应给与规定的养护时间，在此期间禁止移动锚索。对锚杆进行为期7d的养护，当杆体强度达到标准（即超过15Mpa）时，方可进行张拉。

4、应保证钢绞线没有损伤，并予以有效调直，同时做好除锈工作。对于相同孔径钢绞线而言，应保证它们具有相同的长度，切断之后，应使用铁丝对其两端进行有效的捆扎固定。待锚杆施工结束后，使用沥青这种材料对外露锚头予以涂封。

5、在钢绞线的一系列操作中，无论是选择试验，还是质量要求，又或者是锚索的张拉，均需要按照规范予以操作，不允许盲目施工，从而防止安全事故的发生。

3 结束语

综上所述，岩土锚固是岩土工程技术领域内的一个重要分支。它具有合理利用岩土能量，充分调用和明显提高岩土的自身强度和自稳能力，工艺简便，适应性强等特点，在边坡、基坑、挡墙、坝体、隧道、地下工程、码头、船坞、水池、高耸结构及悬索结构的拉力型基础等工程中应用，能大大简化结构体系，减轻结构重量，大量节约工程材料，经济与社会效益十分明显，已引起内外工程界的普遍重视。为了使广大土木建筑工作者进一步了解岩土锚固的基本理论和实施原则与方法，经济合理地从事岩土锚固工程的设计与施工，积极推动岩土锚固技术的发展，以适应工程建设的需要。

参考文献

[1]齐术京，王长龙.深基坑岩土工程施工中的监测技术的处理[J].科技信息，2011，06：351-352.

[2]张可明，程新建.岩土锚固工程施工技术探优[J].江西建材，2011，03：87-88.