岩土锚固技术发展现状简析

(西安工业大学 陕西 西安 710021)

一、目前存在问题

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。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。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。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。

二、解决措施

(一)发展国内的配套锚固施工机具

不管是对于地下的岩土锚固还是地面的工程，钻孔都会花费很大一笔开支，并且会在很大程度上影响工程进度，要进一步完善当前的隧洞锚杆钻孔，只有按照完整先进的施工机具，才能提高施工效率。还应积极发展深钻孔的机具，以便更好的满足大跨度隧洞工程围岩的加固需要。在地面的锚固机具上，要争取尽早研制出全液压、多功能和全方位的土层锚杆钻机和扩孔机。预应力锚索应该向多功能发展，不仅可以用来调直、装配、钻孔，最好还能集注浆和张拉于一身，并逐步朝着高效与轻型化的方向发展，并发展高空作业钻孔设备，更好的满足当前岩石边坡锚固的需求。

(二)锚杆结构和锚固工艺的简单化、多样化

胀管锚杆和缝管锚杆等锚杆的结构变得越来越简单，安装起来更方便，能在短时间里发挥作用，更好的被应用在水利、隧道、边坡等岩土加固中。由于自钻锚杆与压锚杆的独特功能，可以运用于松散地层等特殊的地质条件中，应用前景非常广。端部扩大型锚杆、二次高压灌浆锚杆和多铃形锚杆因为承载能力强，在基坑支挡、结构抗浮抗倾和坝基加固中的运用将越来越广。

岩土锚固是通过埋设在地层中的锚索(杆)(以下统称锚索)，将结构物与地层紧紧地结合在一起，借此有效的增强底层及建筑结构的强度和稳定性，并且有效改善岩土的应力状态，增强建筑的稳定性。

锚索一般是以群组形式出现的。为了达到预定加固效果，实际工程中的锚索数量多则上千，少也会有数根，以便锚索安装能提供足够的抗力。预应力锚索可主动调整预应力场与天然力场的叠加范围和叠加程度，有效降低或消除工程地质体中的拉应力和剪应力，使应力集中现象得到缓释，提高了工程结构的稳定与安全。工程结构受力合理。锚索结构是与地层紧密相连的，它将充分利用和改造工程地质体，利用岩土体的抗剪强度平衡结构物的拉力，积极调用岩土体的自身强度和自稳能力，大大节省了建筑材料和投资。锚索是一种高效、经济的加固技术。能够在减少扰动被锚固体的情况下，达到加固、增稳的目的，减少了工程量，给机械化施工创造了良好条件。随着各种新型锚杆(索)的推广使用，锚固工艺得到了不断的完善，功能也大大的增强。

(三)强化施工质量控制和工程可靠性检测的研究工作

长期以来，我国矿山井巷地下工程中大量使用仝长砂浆锚杆，但对最能反映其施工质量水平的灌浆密实度一直缺乏必要而有效的检测方法，这种状态要集中力量重点研究解决。此外，对于岩土预应力锚杆长期稳定性，也缺乏严格的监测，其中一个重要原因是检测仪表落后，应当积极发展包括机械式、液压式、光弹式、电阻式、钢弦式等各砷精度高、体积小、重量轻的测力传感器，并由专门厂家生产。

(四)降低预应力锚索的应力损失，做好防腐工作

为了确保锚杆在岩土中长期保持稳定的力学和化学性能，必须深入研究地层蠕变、钢材松弛、温度及冲击荷载、变异荷载状态下的预应力锚杆应力变化规律及保持允许应力值的方法，还要改进现有的锚杆(索)防腐技术，并根据不同服务年限，不同腐蚀程度，提出不同防腐标准，做到既稳妥可靠，又宽严适度，简便可行。

三、联合加固技术的种类

联合加固技术是通过深孔高压注浆、高预紧力强力锚杆、高预紧力锚索等手段对煤矿深井复杂应力条件下常期处于蠕变状态的破碎软岩进行加固的一种新技术。

主要包括：锚喷技术、锚注技术、预应力锚索抗滑技术、竖向预应力锚杆挡土墙技术等几种联合加固支护技术，其他联合加固技术还包括，锚杆与预应力锚索联合技术、复合土钉墙技术、框架预应力锚杆(索)加固技术、挂网喷射混凝土技术、锚杆混凝土矿机植草护坡等。

四、联合加固技术的优缺点及适用性

(一)锚喷技术

优点主要表现在：及时性、粘结性、柔性、深入性、灵活性、密封性。

缺点主要表现在：金属网、钢筋作用有限，锚杆作用不明显等。

适用性主要表现在：抗冲刷性、抗渗性、抗震性、抗冻性等

(二)竖向预应力锚杆挡土墙

竖向预应力锚杆挡土墙就是利用锚杆的回弹性回缩对墙身施加竖向预应力，以提高挡土墙的稳定性，从而代替部分挡土墙圬工的重力，减少挡土墙圬工断面，达到节省圬工、降低造价的目的。

竖向预应力锚杆挡土墙一般适用于岩质地基(即要求地基承载力高)及墙身所受侧压力(如滑坡推力)较大的情况。此种挡土墙我国铁路部门于1966年首先应用于成昆铁路狮子山滑坡病害整治工程中，以后在其他滑坡治理工程中陆续使用。

(三)喷锚网支护是靠锚杆、钢筋网和混凝上层共同工作来提高边坡土的结构强度和抗变形刚度，减小土体侧向变形，增强边坡的整体稳定性。

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、易受自然营力影响、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、极易发生落石的边坡防护。

(四)锚杆混凝土框架植草保护

锚杆混凝土框架植草保护是近年来在总结在总结了锚杆挂网 喷浆(混凝土)防护的经验教训后发展起来的，它既保留 喷浆(混凝土)防护的经验教训后发展起来的，了锚杆对风化破碎 岩石边坡主动加固 作用，作用，防止岩石边 坡经开挖卸荷和爆 破松动而产生的局 部楔型破坏，部楔型破坏，又吸收了浆砌片石，收了浆砌片石(混凝土)骨架植草 防护的造型美观、防护的造型美观、便于绿化的优点。便于绿化的优点。

这种方法主要适用于土质边坡和坡体中无不良结构面、风化破碎的岩石路堑边坡。