关于岩土工程施工中锚固技术的深入研究

2015-04-25林劝利

建材与装饰 2015年49期

关键词：杆体张拉岩土

林劝利

（广州市泰基工程技术有限公司广东广州 510000）

关于岩土工程施工中锚固技术的深入研究

林劝利

（广州市泰基工程技术有限公司广东广州 510000）

现如今在工程建设过程中，岩土锚固技术开始得到广泛运用，尤其是坝体、基坑以及抗浮抗倾、地下室以及隧道等工程。本文首先介绍了锚固工程技术的发展，然后介绍了施工中选用技术的原则以及锚固的机理，最后阐述了岩土工程施工中锚固技术的施工要点。

岩土工程；锚固技术；研究

1 引言

最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。

2 锚固工程技术的发展简述

目前我国改进的岩土锚固技术主要是在结构、材料以及工艺等方面，而且发展的方向主要是为了让该技术能合理受力、承载快速以及拥有更高适应性和更高效率等，从而能更好的适应劣质的地层环境工程以及特殊的工程结构。像是在使用自进式锚杆时，就可以用它来加固复杂地层的锚孔钻造；对于精轧螺纹钢锚杆，不仅在施工过程中使用简便，而且能增加工作效率。工作时若遇到关于锚杆的不同长度要求时，我们还可以用套接来增加锚杆长度，有时可以达到20m，或者更长。我国经过四十多年的研究与实践，岩土锚固技术已经取得了显著的发展和进步，研究成果、理论成果以及实践等都得到非常成功的发展。在建筑地下工程及隧道、深基坑支护、边坡防护以及水利工程等都会使用到岩土锚固技术，该技术的使用不仅能调整和改善工程、岩土的分布和内部结构，而且能减少结构开裂和工程滑坡和坍塌。

3 岩土工程施工技术的选用原则

3.1 实践性原则

岩土工程的情况是比较复杂的，因此能否投入实践也成为了选择技术的关键，单独的技术分析和理论无法准确的反应实际情况，因此最终的施工方案必须以真实的情况为基础来确定。目前施工技术和设备都得到了发展完善，也研究了更多的设计方法，除此之外，当使用不同的方法时，效果也是相同的。

3.2 适用性原则

无论哪一种施工技术，在工程使用过程中既有益处也有害处，而且其中也包含了别的方面的问题，因此遇到这种情况时，我们在保证与相关管理部门沟通良好的基础上，保证工程顺利进行。特别是该技术的特征不明显，鉴别起来较为困难，因此不能用单一的评判标准来判定技术的优良。也就是说，在进行岩土工程时选择的是最合适的技术而不是最好的技术。

3.3 经济性原则

在建设岩土工程的时候，没有固定的技术类型。不同的工程有时可以用同一种技术，我们需要综合考虑各个方面的内容来确定在一种岩土工程中选择的技术类型，其中考虑的内容除了经济和安全之外，技术的水平也是非常重要的，当然了，工期也是必须考虑的。但是在施工时，经济因素则是在选择后背技术方案时最重要的因素。

4 锚杆的锚固机理

锚杆的承载力是通过一端稳固的锚固于深层稳定土体来提供的，锚固段的内力传递和抗力构成组合成了锚固机理。而端头锚固式锚杆与粘结式锚杆的锚固机理是不一样的。

粘结式锚杆的使用范围最广，其中预应力锚杆的荷载传递机理是：锚杆与注浆体之间由外加荷载产生相互作用力的时候，注浆体将其传给围岩，锚固的作用就是增加注浆体与围岩、杆体与注浆体之间的稳定性。而非预应力锚杆，特别是使用在破碎岩中的锚杆，在分析荷载传递机理时，将注浆体和杆体看成统一的个体，围岩和锚固体在外荷载的作用下，产生相对位移，由此产生锚固力，即相互作用力。粘结式锚杆的受力简图如图1所示。

图1 粘结式锚杆的受力简图

现用螺旋锚为例来分析端头锚固式锚杆。锚头、锚杆以及锚片组成了螺旋锚。在实际使用时，必须用外力才能把螺旋锚扭入土体。叶片和岩体通过拉拔荷载的作用形成正压力，从而维持锚固体平衡。使用这个锚杆，减少注浆过程，锚定板就是旋入土体的锚片，通过外力作用，其表面就有了平衡外力的内力，即被动土压力。其受力如图2所示。

图2 端头锚固式锚杆的受力简图

5 岩土工程施工中锚固技术的施工要点

5.1 岩土工程的钻孔技术

在建设岩土工程时，锚固技术不能用过大或是过深的钻孔孔径，在达到锚固力标准的基础上，最大限度的减少钻进周期，避免受到其深部地层内应力的影响，使用效率更好的悬空设备和机具，在设计锚固张拉吨位之后，从而选择钻孔的直径和深度。在钻孔的过程中，由于其洗井介质主要是水和空气，因此应迅速钻穿地层，为了保证钻孔孔壁的稳定，防止钻孔出现弯曲，所以要尽量降低钻孔设计孔径。在钻孔时，若是遇到比较复杂的地层，增加了钻孔难度，那就应该从设计角度出发，减少单索锚固设计吨位，或是使用端部扩大型锚固段的方法来缩小钻孔孔径。当遇到淤泥（或淤泥质土）和淤泥质砂土的施工环境时，钻孔的时候可以带套管跟进，从而避免出现塌孔或是涌水涌砂问题。

5.2 锚杆杆体的就位

在进行地下工程施工时，锚固技术成为一项非常重要的技术。用锚杆支护将地下工程周壁挖出后，应检查杆体质量后才能将其放入钻孔，避免出现坍塌、滑移等后果，影响地下工程施工。在保证安全的前提下安放杆体，不能悬挂重物或是敲击。与此同时，必须保证锚杆防腐保护设施是否严格符合规范标准，确保其完整性，以承受结构物的上托力、抗拔力和土墙的土压力、水压力。安放的杆体一端应连接挡土墙或工程结构物，另一端锚固在地基岩层中，同时，注浆管也要与杆体一同放入钻孔。若是使用非预应力的全长粘结型短锚杆，也会选择先注浆后插杆。

5.3 灌浆施工的技术

在锚固施工中，灌浆是非常重要的阶段，该环节的成功对锚固件的承载能力起到直接的作用。具体表现在：控制水灰比从而将水泥浆材料控制在设计规定要求之内；规定灌入的锚固浆液达到设计要求的抗压强度的时间是28d龄期；注浆作业不能分阶段进行，应连续紧凑实施，后续的注浆工作完成时间必须是在初始注浆初凝之前，在该项工作进行过程中，注浆管的管头在注浆液面内50cm以下，并随着泥浆的灌入而慢慢提出，但不能将其全部提出，避免锚固杆发生断杆等质量问题；从孔底开始一次注浆，一直到浆液从孔口流出，当一次注浆的水泥结合体高于2.0MPa时，就可以进行锚固体的二次高压注浆，具体情况参考设计参数。施工时正好遇上冬天，这时在进行施工时就应该根据按照灌浆施工的相关文件中的实施标准，严格控制水泥浆的温度，根据不同的温度来选择不同的方式来保养灌浆施工的设备机具。

5.4 张拉锁定施工的技术

为了达到锚固结构施加要求的预应力值，我们会选择张拉锚杆体来实现，即采用张拉设备的方式来使锚杆杆体自由段产生弹性伸长变形。具体做法是：通过分析锚杆体材料和锁定力来选择张拉设备；待锚固体及承压结构的混凝土强度符合规定要求以及张拉力与锚杆体轴线有标准的垂直度，就可以开始张拉；应检查每一个锚具才能开始安装夹具；不能一次施加所有的张拉荷载，需要分级进行；当锁定荷载稳定时，张拉锁定工作就完成了。