岩土锚固的现状与发展

综合论述了地锚荷载传递机理以及岩土锚固作用机理,通过对锚杆结构型式、锚固机具、锚固材料、土钉墙、软土锚固等几方面的描述,介绍了岩土锚固技术的应用现状,并指出了研究中存在的问题及研究发展方向.     

岩土锚固的现状与发展

本文回顾了国内外岩土锚固的发展简史,论述了我国岩土锚固在理论、设计、材料、施工、工程应用,软土锚固和复合土钉支护等方面的主要成就和最新进展,并对今后我国岩土锚固技术发展中的若干关键问题,如锚杆的设计与试验、腐蚀与防护,理论研究与技术开发的方向等提出了意见.     

岩土锚固技术新发展

近年来,为了适应我国土木、水利水电、矿山和建筑等工程建设高速发展的需要,对岩土锚固综合技术的研究得到了强化,在岩土锚杆的荷载传递机制、设计、结构形式、灌浆工艺以及长期性能和安全评价等方面取得了一系列创新成果,使我国岩土锚固的综合技术水平得到了提升和跨越。目前,我国岩土锚固的工程应用水平已进入世界先进行列。这主要表现在以下几方面:1)开发了可重复高压灌浆型和旋喷灌浆扩体型锚杆,有效克服了软土地层或复杂地层中锚杆承载力低、蠕变量大的缺陷;2)加深了对锚杆荷载传递机制的认识,提出了锚固长度对粘结强度的影响因子,划定了岩土锚杆锚固段长度的合理区间;3)开发并广泛应用了能使锚杆粘结应力分布均匀、显著提高承载力和防腐特性的荷载分散型锚固(单孔复合锚固)体系;4)岩土锚杆长期性能和安全评价的研究取得了明显进展;5)建立了我国岩土锚固技术标准体系;6)工程应用领域和规模不断扩大。     

岩土荷载作用下坡体支护结构强度验算强制性规定的分析

即将实施的《建筑和市政地基基础通用规范》对岩土荷载作用下坡体支护结构强度验算作出了强制性规定.本文对此进行分析,认为这些规定在支护结构岩土荷载类型、材料强度验算、锚杆和土钉抗拔承载力验算方面均存在问题(共同的问题是没有注意到坡体抗失稳支护结构岩土荷载的特殊性),提出了修改建议.     

岩土锚固工程的长期性能与安全评价

岩土锚固在我国土木、水利和建筑工程中已得到广泛应用,其成效显著.岩土锚固的长期性能与安全评价是当前岩土工程界普遍关注的一个热点问题,也是影响岩土锚固工程安全性的一个关键问题.对国内外重力坝、边坡、地下洞室、码头、干船坞、结构抗浮与基坑等17项岩土锚固工程长期性能的分析研究后指出:锚杆设计具有足够的安全富裕度,对锚杆结构整个长度实施完善的防腐保护,采用和发展具有良好化学与力学稳定性的锚杆技术,认真履行高标准的锚杆验收试验和建立完整的岩土锚固工程长期监测与维护管理体系是提高岩土锚固长期性能的主要途径和有效方法.初步建立了岩土锚固工程安全评价模式,还论述了锚固工程危险源的辨认方法,锚杆长期性能的监测与检测,岩土锚固安全工作临界指标以及岩土锚固病害的处治方法.     

搅拌水泥土锚杆作用机理及基坑支护工程应用

介绍了一种适用于软土地区的新型土层锚杆——搅拌水泥土锚杆,该锚杆可利用搅拌叶片对锚固体产生的压力提高锚固体与土体之间的黏结摩阻力,且钻杆及叶片作为加筋体与水泥土固结体共同形成锚固体。在试验场地进行了13根不同直径(250,300,350,400mm)锚杆与2根钢管式土钉抗拔对比试验,其长度均为12m。试验结果表明:搅拌水泥土锚杆的抗拔力特征值是土钉的1.6～1.9倍;在80kN荷载下,250mm锚杆平均位移较土钉小5.01mm,其工作性能明显优于土钉,且锚杆蠕变满足要求。搅拌水泥土锚杆在基坑支护工程应用结果表明:采用搅拌水泥土锚杆可以达到预期加固效果。     

岩土工程中的锚固技术(二)——岩土锚杆的设计

<正> 1 一般要求在计划使用岩土锚杆时,应充分研究锚固工程的安全性、经济性和施工可行性。设计前应认真调查与锚固工程有关的地形,场地、周围已有建筑物、地下埋设物、道路交通和气象等事项,并进行工程地质钻探及有关岩土物理力学性能试验,提供锚固工程范围内岩土性状、抗剪强度、地下水等资料。对于土层,则还应掌握标准贯入值、颗粒级配、含水量和塑限。使用期限在2年以内的工程锚杆,可按临时性锚杆设计,使用期限在2年以上的工程锚杆,应按永久性锚杆设计。还必须指出,有机质土层作为永久锚杆的锚固地层,会引起锚固体的腐蚀破坏;液限ω_L>50％     

岩土锚固工程技术在公路建设中的应用推广

介绍了岩土锚固施工技术的特点、发展与应用，阐述了岩土锚固锚杆的选择与施工方法，并结合几个岩土锚固工程施工事例作了简要分析，以增强对该技术的认识和了解。     

岩土工程中的锚固技术 (三)——岩土锚固的若干力学问题 (上)

<正> 在岩土锚固的设计和应用中,以下一些力学问题,对锚固工程的质量和效果,有极大关系,是不容忽视的。 1 锚杆的极限承载力作为受拉杆件的岩土锚杆,其承受拉力的能力,一方面取决于预应力筋的截面积和抗拉强度,这是容易较精确地设计并满足使用要求的;另一方面,则取决于锚固体的抗拔力。锚固体的抗拔力事     

岩土锚固工程的若干力学概念问题

我国当前某些岩土锚固工程存在力学概念模糊、设计施工方法不当,导致锚杆失效、工程失稳现象频频出现,工程坍塌破坏等事故也时有发生。通过对岩土锚固的典型工程及事故工程调查、理论分析和试验研究,研究显著影响锚固工程的稳定性与健康发展的若干力学概念问题,旨在为提高锚固工程的设计施工水平,改善锚固工程的安全性与经济性提供依据。主要研究结果为:(1)预应力锚杆(索)具有提供主动抗力、能将结构的拉力传至深部稳定地层等力学特征,凡抵抗倾倒、竖向位移、沿基础底面、地层剪切面破坏和洞室坍塌的结构锚固均应采用此类锚杆。(2)适应张拉控制应力要求的锚杆筋体截面,足够的自由段长度和能充分调动地层抗剪强度的锚固体形式是提高锚杆受拉承载力的基本要素。(3)压力分散型锚固体系显著改善了锚杆的荷载传递机制与防腐保护性能,具有良好的力学与化学稳定性。(4)施锚时机滞后是影响锚固工程稳定性的主要因素之一。及时施作低预应力(张拉)锚杆和发展预制的钢筋混凝土块件作锚杆的传力结构,可有效控制和避免施锚时机滞后现象。(5)为改善高应力低强度岩层中的大型洞室的稳定性,应全面采用低预应力锚杆作初期支护,严格控制高预应力锚杆施作滞后,提高锚杆拉力设计值与初始预应力值和加强围岩变形–锚杆抗力(刚度)相互作用失衡的调控力度。     

影响岩土锚固工程安全性的几个关键问题

描述了中国、美国、英国、日本等国的岩土锚杆标准中关于锚杆设计安全系数、验收试验及锚杆合格条件规定的合理性和必要性。揭示并分析了当前中国的某些岩土锚固工程安全系数偏小,缺少基本实验及降低验收试验标准所造成的严重危害。提出在锚杆验收试验中若出现不合格锚杆应增加验收试验锚杆数量,同时还对不合格锚杆承载力的可利用度判别及如何增补锚杆提出了意见和方法。这些工作都对提高岩土锚固工程的安全性起到重要作用。     

浅谈岩土预应力锚索孔道水泥灌浆的质量控制

岩土预应力锚固技术遍及土木工程的各个领域,如边坡、坝体、桥梁等。而岩土预应力锚索周围介质多为岩体和土体,环境条件比较复杂,高拉应力作用下的锚索腐蚀断裂,是威胁预锚使用寿命的主要因素。本文结合拉力型粘结式预应力锚索浅析岩土预锚从施工准备、成孔、锚索制作与安装、孔道灌浆的全过程对孔道水泥灌浆的影响因素和各环节质量控制,以确保孔道水泥灌浆的质量,为锚索提供可靠的锚固力和防腐蚀保障。     

基坑工程预应力锚索锚固力试验研究

基坑工程预应力锚索锚固力的影响因素很多，主要有锚固段的岩土层物理力学性质、锚索施工工艺及锚索张拉锁定过程中的预应力损失等。通过工程试验，分析锚索锁定时钢绞线不均匀受力，造成这种现象主要有两个原因：（1）千斤顶在自重作用下，千斤顶轴心偏离锚索的轴心；（2）锚杆孔的施工角度与设计角度的误差，引起锚索与锚座不垂直。通过试验分析单次张拉锁定的预应力损失、循环荷载下锁定的预应力损失，循环荷载下，锚索的锚固力增加，预应力损失减少。分析基坑开挖过程中锚索锚固力动态监测结果。讨论锚索抗拔验收试验标准存在的问题，提出锚索弹性变形简化计算方法，对锚索抗拔验收试验标准提出了改进建议，锚索抗拔验收试验应综合考虑锚头总位移、每级荷载下锚头位移量及卸荷后锚头位移的回弹率等3个指标。     

风化岩地基GFRP抗浮锚杆力学与变形特性现场试验

利用光纤光栅传感技术,对10根GFRP抗浮锚杆进行现场拉拔破坏性试验,研究了风化岩地基中GFRP抗浮锚杆的承载性能与变形特性。试验结果表明:发生滑移破坏的锚杆杆体、锚固体荷载-位移差曲线高于同型号发生断裂破坏的锚杆;锚固长度接近临界锚固长度的试验锚杆荷载-位移差曲线上升较平稳;增加杆体直径有助于提高锚杆承载能力、限制杆体位移并且降低杆体、锚固体的位移差。此外,杆体横截面轴应力沿锚固深度呈"反S型"分布,由孔口沿锚固深度方向递减;锚杆轴向界面剪应力沿锚固深度呈先增大后减小的趋势,且剪应力在锚固体内按斜向上方向由第一界面传递至第二界面。最后,利用剪应力分布简化模型求得杆体、锚固体位移差与发生滑移破坏的锚杆试验结果较为一致,可为GFRP锚杆的推广应用提供理论基础。     

拉力型和压力型预应力锚索受力分析及工程应用

根据拉力型、压力型预应力锚索结构特征，本文将拉力型预应力锚索抽象为在假想滑动面处受一个集中力P，将压力型预应力锚索抽象为在锚索孔底处受一个集中力P。工程中一般假想滑动面或锚索孔底距岩土体表面较远。基于以上假定和工程条件把预应力锚索归结到空间体内一点受集中力Kelvin问题。文中引用Kelvin应力解求得了拉力型预应力锚索钢绞线侧壁、锚索孔壁剪应力τ沿轴向分布，求得了压力型预应力锚索孔壁剪应力汲正应力σ沿轴向分布。 根据本文结果：建议岩体中拉力型预应力锚索设计时应以钢绞线与注浆体之间粘结强度作为设计依据。建议岩体中压力型预应力锚索在受力端增加一段钢管改进成压力局部分散型预应力锚索。建议土体中压力型预应力锚索采取孔底扩孔改进成扩大头式压力型预应力锚索。     

钢筋混凝土结构双筋植筋的锚固性能试验研究

对加固改造工程中钢筋混凝土结构的双筋植筋进行了系统的试验研究,包括不同直径钢筋、不同深度、不同间距对结构锚固性能的影响,得出了一些重要的结论:当植筋深度为15d,且植筋孔净距大于80mm时,可以不考虑单筋锚固强度的折减;当植筋孔净距小于80mm时,需要适当考虑单筋锚固强度约11%~17%的折减。可供加固改造中多筋植筋设计时参考使用。     

后植型FRP束锚固件与砌体材料锚固性能研究

针对FRP束锚固件在砌体材料（实心黏土砖）中的应用进行了研究,相比植入FRP束的混凝土试件,实心黏土砖的体积较小,因此其锚固性能会有明显不同。首先通过拉拔试验对FRP束与实心黏土砖的锚固性能进行了深入研究,分析并总结了相关重要参数对其锚固性能及破坏模式的影响规律。试验结果表明,采用预浸折叠式FRP束能有效提高锚固强度、预钻孔尺寸对锚固强度的影响较为明显。通过对试验结果和现有混凝土锚固强度模型的分析,确定锚固强度和破坏的有效投影面积相关,提出了两个针对FRP束与砌体材料的锚固强度模型,两者均能较准确的预测FRP束与砌体材料的锚固强度。     

中风化花岗岩中抗浮锚杆的试验研究

 抗浮锚杆已经在我国许多地区得到广泛应用。但是不同规范推荐采用的锚杆设计参数变化范围较大,并且未考虑不同地区岩石的差异性,实际应用中不利于设计参数的选取。在青岛大剧院工程场地上对设置测力元件的抗浮锚杆进行破坏性拉拔试验,重点测试锚杆杆体的轴力、杆体与注浆体之间的剪应力变化规律,结果显示内力沿锚杆长度不均匀分布并且超过一定长度后不再受力,进而确定出该地区中风化花岗岩中抗浮锚杆的极限抗拔力和有效的锚固段长度,为抗浮锚杆设计、施工提供了依据。