巖土錨固技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀簡析

(西安工業(yè)大學 陜西 西安 710021)

一、目前存在問題

錨固技術(shù)的關(guān)鍵首先是對錨固機理的認識。它包括兩部分,即錨固對巖土體的加固作用和單根錨桿本身的受力問題。盡管現(xiàn)在有許多對錨固作用的解釋,但這些解釋多半是表面的和牽強的,或者只適用于一些特殊條件。因此,目前的技術(shù)標準主要是經(jīng)驗性的,設計和施工中還有許多盲目性;應該說,這是妨礙錨固技術(shù)向科學化發(fā)展的主要原因,也是錨固技術(shù)需要解決的重要問題。除人為因素之外,保證施工質(zhì)量主要有兩條途徑,即配套性能良好的機械設備和機械化施工手段,以及科學的驗收規(guī)程和相應的試驗方法和要求。但目前對施工質(zhì)量的重要意義認識不夠。巖土工程一方面在施工前有許多未知因素;另一方面,巖土材料破壞過程具有漸進性特點。監(jiān)測一方面可以確定這種“黑箱”或“灰箱”的內(nèi)在狀況;另一方面,即使巖土工程發(fā)展到較先進的水平,要預測后續(xù)情況仍不可缺少必要的檢測手段。目前,盡管監(jiān)測工作已有所進展,但其所起的反饋作用和指導作用卻較難發(fā)揮。主要原因是由于施工和管理人員的理論水平偏低,對監(jiān)測的認識不足,且缺少正確的指導方法,這是使今后的錨固技術(shù)更加科學而需要解決的重要問題。

二、解決措施

(一)發(fā)展國內(nèi)的配套錨固施工機具

不管是對于地下的巖土錨固還是地面的工程，鉆孔都會花費很大一筆開支，并且會在很大程度上影響工程進度，要進一步完善當前的隧洞錨桿鉆孔，只有按照完整先進的施工機具，才能提高施工效率。還應積極發(fā)展深鉆孔的機具，以便更好的滿足大跨度隧洞工程圍巖的加固需要。在地面的錨固機具上，要爭取盡早研制出全液壓、多功能和全方位的土層錨桿鉆機和擴孔機。預應力錨索應該向多功能發(fā)展，不僅可以用來調(diào)直、裝配、鉆孔，最好還能集注漿和張拉于一身，并逐步朝著高效與輕型化的方向發(fā)展，并發(fā)展高空作業(yè)鉆孔設備，更好的滿足當前巖石邊坡錨固的需求。

(二)錨桿結(jié)構(gòu)和錨固工藝的簡單化、多樣化

脹管錨桿和縫管錨桿等錨桿的結(jié)構(gòu)變得越來越簡單，安裝起來更方便，能在短時間里發(fā)揮作用，更好的被應用在水利、隧道、邊坡等巖土加固中。由于自鉆錨桿與壓錨桿的獨特功能，可以運用于松散地層等特殊的地質(zhì)條件中，應用前景非常廣。端部擴大型錨桿、二次高壓灌漿錨桿和多鈴形錨桿因為承載能力強，在基坑支擋、結(jié)構(gòu)抗浮抗傾和壩基加固中的運用將越來越廣。

巖土錨固是通過埋設在地層中的錨索(桿)(以下統(tǒng)稱錨索)，將結(jié)構(gòu)物與地層緊緊地結(jié)合在一起，借此有效的增強底層及建筑結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性，并且有效改善巖土的應力狀態(tài)，增強建筑的穩(wěn)定性。

錨索一般是以群組形式出現(xiàn)的。為了達到預定加固效果，實際工程中的錨索數(shù)量多則上千，少也會有數(shù)根，以便錨索安裝能提供足夠的抗力。預應力錨索可主動調(diào)整預應力場與天然力場的疊加范圍和疊加程度，有效降低或消除工程地質(zhì)體中的拉應力和剪應力，使應力集中現(xiàn)象得到緩釋，提高了工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全。工程結(jié)構(gòu)受力合理。錨索結(jié)構(gòu)是與地層緊密相連的，它將充分利用和改造工程地質(zhì)體，利用巖土體的抗剪強度平衡結(jié)構(gòu)物的拉力，積極調(diào)用巖土體的自身強度和自穩(wěn)能力，大大節(jié)省了建筑材料和投資。錨索是一種高效、經(jīng)濟的加固技術(shù)。能夠在減少擾動被錨固體的情況下，達到加固、增穩(wěn)的目的，減少了工程量，給機械化施工創(chuàng)造了良好條件。隨著各種新型錨桿(索)的推廣使用，錨固工藝得到了不斷的完善，功能也大大的增強。

(三)強化施工質(zhì)量控制和工程可靠性檢測的研究工作

長期以來，我國礦山井巷地下工程中大量使用仝長砂漿錨桿，但對最能反映其施工質(zhì)量水平的灌漿密實度一直缺乏必要而有效的檢測方法，這種狀態(tài)要集中力量重點研究解決。此外，對于巖土預應力錨桿長期穩(wěn)定性，也缺乏嚴格的監(jiān)測，其中一個重要原因是檢測儀表落后，應當積極發(fā)展包括機械式、液壓式、光彈式、電阻式、鋼弦式等各砷精度高、體積小、重量輕的測力傳感器，并由專門廠家生產(chǎn)。

(四)降低預應力錨索的應力損失，做好防腐工作

為了確保錨桿在巖土中長期保持穩(wěn)定的力學和化學性能，必須深入研究地層蠕變、鋼材松弛、溫度及沖擊荷載、變異荷載狀態(tài)下的預應力錨桿應力變化規(guī)律及保持允許應力值的方法，還要改進現(xiàn)有的錨桿(索)防腐技術(shù)，并根據(jù)不同服務年限，不同腐蝕程度，提出不同防腐標準，做到既穩(wěn)妥可靠，又寬嚴適度，簡便可行。

三、聯(lián)合加固技術(shù)的種類

聯(lián)合加固技術(shù)是通過深孔高壓注漿、高預緊力強力錨桿、高預緊力錨索等手段對煤礦深井復雜應力條件下常期處于蠕變狀態(tài)的破碎軟巖進行加固的一種新技術(shù)。

主要包括：錨噴技術(shù)、錨注技術(shù)、預應力錨索抗滑技術(shù)、豎向預應力錨桿擋土墻技術(shù)等幾種聯(lián)合加固支護技術(shù)，其他聯(lián)合加固技術(shù)還包括，錨桿與預應力錨索聯(lián)合技術(shù)、復合土釘墻技術(shù)、框架預應力錨桿(索)加固技術(shù)、掛網(wǎng)噴射混凝土技術(shù)、錨桿混凝土礦機植草護坡等。

四、聯(lián)合加固技術(shù)的優(yōu)缺點及適用性

(一)錨噴技術(shù)

優(yōu)點主要表現(xiàn)在：及時性、粘結(jié)性、柔性、深入性、靈活性、密封性。

缺點主要表現(xiàn)在：金屬網(wǎng)、鋼筋作用有限，錨桿作用不明顯等。

適用性主要表現(xiàn)在：抗沖刷性、抗?jié)B性、抗震性、抗凍性等

(二)豎向預應力錨桿擋土墻

豎向預應力錨桿擋土墻就是利用錨桿的回彈性回縮對墻身施加豎向預應力，以提高擋土墻的穩(wěn)定性，從而代替部分擋土墻圬工的重力，減少擋土墻圬工斷面，達到節(jié)省圬工、降低造價的目的。

豎向預應力錨桿擋土墻一般適用于巖質(zhì)地基(即要求地基承載力高)及墻身所受側(cè)壓力(如滑坡推力)較大的情況。此種擋土墻我國鐵路部門于1966年首先應用于成昆鐵路獅子山滑坡病害整治工程中，以后在其他滑坡治理工程中陸續(xù)使用。

(三)噴錨網(wǎng)支護是靠錨桿、鋼筋網(wǎng)和混凝上層共同工作來提高邊坡土的結(jié)構(gòu)強度和抗變形剛度，減小土體側(cè)向變形，增強邊坡的整體穩(wěn)定性。

主要適用于巖性較差、強度較低、易于風化的巖石邊坡；或雖為堅硬巖層，但風化嚴重、節(jié)理發(fā)育、易受自然營力影響、導致大面積碎落，以及局部小型崩塌、落石的巖質(zhì)邊坡；或巖質(zhì)邊坡因爆破施工，造成大量超爆、破壞范圍深入邊坡內(nèi)部，路塹邊坡巖石破碎松散、極易發(fā)生落石的邊坡防護。

(四)錨桿混凝土框架植草保護

錨桿混凝土框架植草保護是近年來在總結(jié)在總結(jié)了錨桿掛網(wǎng) 噴漿(混凝土)防護的經(jīng)驗教訓后發(fā)展起來的，它既保留 噴漿(混凝土)防護的經(jīng)驗教訓后發(fā)展起來的，了錨桿對風化破碎 巖石邊坡主動加固 作用，作用，防止巖石邊 坡經(jīng)開挖卸荷和爆 破松動而產(chǎn)生的局 部楔型破壞，部楔型破壞，又吸收了漿砌片石，收了漿砌片石(混凝土)骨架植草 防護的造型美觀、防護的造型美觀、便于綠化的優(yōu)點。便于綠化的優(yōu)點。

這種方法主要適用于土質(zhì)邊坡和坡體中無不良結(jié)構(gòu)面、風化破碎的巖石路塹邊坡。