邊坡工程錨固技術(shù)

1、 - - . .可修編. . z.邊坡工程錨固技術(shù) 正文碩士研究生課程考試試卷考試科目： 邊坡工程學(xué) 考生*：考生*：學(xué) 院： 土木工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 土木工程巖土工程考 生 成 績(jī)：任課教師 (簽名)考試日期：2011年07月07日邊坡工程錨固技術(shù)摘要：邊坡工程是巖土工程領(lǐng)域的一個(gè)重要組成局部，它的平安與穩(wěn)定性對(duì)我們建立工程的影響非常重大，采用錨固技術(shù)來(lái)加固危險(xiǎn)或潛在不穩(wěn)定的邊坡是邊坡工程加固中一種非常有效的方法。本文論述了錨固技術(shù)的開(kāi)展?fàn)顩r，錨桿的特點(diǎn)和構(gòu)造，邊坡工程錨桿受力原理與設(shè)計(jì)方法以及錨固技術(shù)的施工、錨桿的試驗(yàn)與監(jiān)測(cè)。關(guān)鍵詞：邊坡工程，錨固，錨桿設(shè)計(jì)，施工1 概述1.1 邊坡工程概

2、述邊坡工程是巖土工程領(lǐng)域的一個(gè)重要組成局部，它涉及到我們土木工程建立的方方面面：不管是水庫(kù)的岸坡、公路鐵路的路塹邊坡、隧道進(jìn)出口的邊坡還是建筑物的切坡等，都有邊坡的影子。邊坡按成因可分為自然邊坡和人工邊坡。天然的山坡的谷坡是自然邊坡，此類(lèi)邊坡是在地殼隆起或下陷的過(guò)程中逐漸形成的，。人工邊坡是受到人類(lèi)的活動(dòng)影響而形成的邊坡，可以人為控制邊坡的幾何參數(shù)，又分為開(kāi)方邊坡挖方形成的邊坡和構(gòu)筑邊坡填方形成的邊坡。邊坡按組成又分巖質(zhì)邊坡巖坡和土質(zhì)邊坡土坡。巖坡失穩(wěn)與土坡失穩(wěn)的主要區(qū)別在于土坡中潛在滑動(dòng)面的位置不明顯，而巖坡中的滑動(dòng)面一般比擬明確。巖坡中構(gòu)造面的規(guī)模、性質(zhì)及其組合方式在很大程度上決定著巖坡失

3、穩(wěn)的位置和破壞形式；構(gòu)造面的產(chǎn)狀或性質(zhì)一有改變，巖坡的穩(wěn)定性就會(huì)受到影響。一旦受到較大的外界干擾，不穩(wěn)定的邊坡往往會(huì)失穩(wěn)，因此，邊坡的平安與穩(wěn)定性是我們工程建立中經(jīng)常遇到的問(wèn)題。一旦邊坡失穩(wěn)而引起滑坡、崩塌等災(zāi)害，就會(huì)影響工程的施工進(jìn)度與質(zhì)量，甚至還會(huì)造成生命財(cái)產(chǎn)的重大損失，所以有關(guān)邊坡的防治處理已經(jīng)進(jìn)展了多年并取得了很多經(jīng)歷和巨大成就。歐美國(guó)家從19世紀(jì)中葉就開(kāi)場(chǎng)了對(duì)滑坡災(zāi)害的研究和治理，而我國(guó)的研究則從20世紀(jì)中葉開(kāi)場(chǎng)，從最初的擋土墻到抗滑樁到最近的注漿加固、錨固技術(shù)以及錨固與抗滑樁相結(jié)合的形式，我們?nèi)〉昧瞬诲e(cuò)的成果，但是，對(duì)邊坡的受力分析、穩(wěn)定性判斷、影響因素以及錨固技術(shù)加固措施等仍需要

4、我們的更加努力地去研究和完善！1.2 錨固技術(shù)概述巖土工程源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，人類(lèi)最早的巖土工程就是穴居。巖土工程的研究對(duì)象是復(fù)雜的地質(zhì)體。它們?cè)诼L(zhǎng)的地質(zhì)年代演化過(guò)程中，經(jīng)歷了地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、物理、化學(xué)和生物的風(fēng)化以及人類(lèi)活動(dòng)等作用，同時(shí)在一定的時(shí)間、一定的空間與一定的條件下，處于相對(duì)穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。但是由于自然或認(rèn)為因素的干擾，它們?cè)械钠胶鉅顟B(tài)會(huì)遭到破壞，原有的應(yīng)力場(chǎng)也會(huì)發(fā)生充分布，因此產(chǎn)生過(guò)量破壞后的形態(tài)則有可能導(dǎo)致各種各樣的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，如滑坡、泥石流、坍塌等。為了預(yù)防和治理這些所導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害，工程上常將一種受拉桿件埋入巖土體，用于調(diào)動(dòng)和提高巖土體的自身強(qiáng)度和自穩(wěn)能力，這種受拉桿件在工程上稱(chēng)為

5、錨桿，它所起到的作用則為錨固，應(yīng)用力學(xué)、物理數(shù)學(xué)、地質(zhì)學(xué)和材料學(xué)等科學(xué)知識(shí)來(lái)解決巖土工程中的錨桿設(shè)計(jì)、計(jì)算、施工好監(jiān)測(cè)等方面問(wèn)題的技術(shù)和工藝就成為錨固工程。錨固技術(shù)不但在邊坡工程治理中效果顯著，在礦山開(kāi)發(fā)、隧道支護(hù)、深基坑支護(hù)、壩體抗傾覆、圍巖加固等工程中也得到行之有效的應(yīng)用。由于它的應(yīng)用*圍十分廣泛，而且平安、適用、經(jīng)濟(jì)、有效，相信在未來(lái)它必將在我國(guó)的土木工程建立發(fā)揮更大的作用。1.3 錨固技術(shù)的開(kāi)展與應(yīng)用錨固技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用已有約100年的歷史了，最早應(yīng)該是美國(guó)于1912年在阿伯施萊辛Aberschlesin的弗里登斯Friedens煤礦使用錨桿支護(hù)頂板，1915年至1920年在一些

6、金屬礦山也開(kāi)場(chǎng)使用錨桿，從而為錨桿技術(shù)未來(lái)的推廣和開(kāi)展奠定了根底。1934年阿爾及利亞開(kāi)場(chǎng)把預(yù)應(yīng)力錨桿應(yīng)用于舍爾法壩的加高工程；1957年，西德Bauer公司在深基坑支護(hù)中開(kāi)場(chǎng)使用土層錨桿；20世紀(jì)60年代，捷克斯洛伐克和西德在大型地下洞室中應(yīng)用了高預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨桿和低預(yù)應(yīng)力短錨桿；至20世紀(jì)80年代后，英國(guó)、日本等國(guó)家開(kāi)發(fā)了單孔復(fù)合錨固的新技術(shù)，改善了錨桿的傳力機(jī)制，顯著地提高了錨桿承載力和耐久性；錨桿技術(shù)在全球*圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，而且錨固技術(shù)的理論研究、技術(shù)創(chuàng)新和工程應(yīng)用都得到了很大的開(kāi)展。其中，理論研究主要著重于巖層地層錨固的荷載傳遞機(jī)理以及不同類(lèi)型注漿錨桿用于不同地層時(shí)錨桿與注漿體、注

7、漿體與巖層地層間的粘結(jié)力及其分布狀態(tài)。我國(guó)的錨固技術(shù)始于50年代后期，京西礦務(wù)局安淮煤礦、*龍煙鐵礦、*錳礦等單位先后相繼使用楔縫式巖石錨桿支護(hù)礦山巷道。進(jìn)入20世紀(jì)60年代后，普通砂漿錨桿和噴射混凝土支護(hù)開(kāi)場(chǎng)應(yīng)用于礦山巷道、鐵路隧道和邊坡整治等工程中。舉世矚目的長(zhǎng)江三峽工程，長(zhǎng)1607m、高170m的雙線五級(jí)永久船閘高邊坡工程，采用4000余根長(zhǎng)2561m、設(shè)計(jì)承載能力為3000kN局部為1000kN的預(yù)應(yīng)力錨桿和近10萬(wàn)根長(zhǎng)814m的高強(qiáng)錨桿作整體加固或局部加固，大大增強(qiáng)了邊坡的整體穩(wěn)定性。這也是錨固技術(shù)在邊坡工程中的典型應(yīng)用，除了在邊坡工程、礦山巷道、鐵路隧道中取得了巨大的應(yīng)用，在深基坑

8、支護(hù)、壩基工程、防止高架橋傾倒和橋墩滑動(dòng)等方面也取得了廣泛的應(yīng)用；可以看到，錨固技術(shù)在土木工程建立中得到了大量應(yīng)用并取得了明顯的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。綜合總結(jié)歷史上錨固工程的生產(chǎn)應(yīng)用，錨固技術(shù)主要有以下幾個(gè)方面的用途：深根底和地下構(gòu)造工程支護(hù)：主要用在深基坑支擋、高層建筑地下室抗浮、地下構(gòu)造工程支護(hù)與加固，如地下停車(chē)場(chǎng)、地鐵或地下街道等，如圖1所示。圖1 錨固技術(shù)在深根底工程中的應(yīng)用a深基坑支擋；b地下室抗??；c地下停車(chē)場(chǎng)；d地鐵或地下街道構(gòu)造抗傾覆應(yīng)用：防止高塔傾倒、防止高架橋傾倒、防止壩體傾倒、防止擋土墻傾倒等，如圖2所示。圖2 錨固技術(shù)在構(gòu)造抗傾覆中的應(yīng)用a防止高塔傾倒；b防止高架橋傾倒；c防止

9、壩體傾倒；d防止擋土墻傾覆邊坡穩(wěn)固工程：主要有邊坡加固、斜坡?lián)跬翂?、錨固擋墻、滑坡防治等，如圖3所示。圖3 錨固技術(shù)在邊坡穩(wěn)定工程中的應(yīng)用a邊坡加固；b斜坡?lián)跬翂Γ籧錨固擋墻；d滑坡防治道橋根底加固：防止橋墩根底滑動(dòng)、懸臂橋加固、吊橋橋墩錨固、大跨拱形構(gòu)造物穩(wěn)定，如圖4所示。圖4 錨固技術(shù)在道橋根底中的加固應(yīng)用a防止橋墩根底滑動(dòng)；b懸臂橋加固；c吊橋橋墩錨固；d大跨拱形構(gòu)造物穩(wěn)定加壓裝置中的應(yīng)用：樁的靜荷載試驗(yàn)裝置、沉箱下沉加重，如圖5所示。圖5 錨固技術(shù)在加壓裝置中的應(yīng)用a樁的靜荷載試驗(yàn)裝置；b沉箱下沉加重現(xiàn)有構(gòu)造物補(bǔ)強(qiáng)與加固：運(yùn)用錨固技術(shù)對(duì)構(gòu)造物的滑移、變形和裂縫等破壞進(jìn)展加固處理。巷道及

10、隧道工程支護(hù)：防止隧道井巷坍塌、控制隧道井巷圍巖變形，如圖6所示。圖6 錨固技術(shù)在巷道及隧道工程支護(hù)中的應(yīng)用a防止隧道坍塌；b控制隧道井巷圍巖變形錨固技術(shù)還廣泛地應(yīng)用于其他工程的方方面面。2 錨桿2.1錨桿的構(gòu)造錨桿是固定在巖土層鉆孔中或直接打入巖土層中控制地層變形作用的受拉桿件，它的一端與工程構(gòu)筑物相連，另一端錨固在穩(wěn)定的巖土層中，必要時(shí)還可以對(duì)它施加預(yù)應(yīng)力，以承受土壓力、水壓力或地震作用等荷載所產(chǎn)生的拉力，并將此拉力傳入深處的穩(wěn)定巖土層中，從而有效地防止構(gòu)造變形、維護(hù)構(gòu)筑物的穩(wěn)定。工程上所指的錨桿通常是對(duì)受拉桿件所處的錨固系統(tǒng)的統(tǒng)稱(chēng)。錨桿一般由外錨頭、拉桿和內(nèi)錨段組成；沿軸線方向可以分為自

11、由段和錨固段，其中自由段一般位于需要加固的巖土層中給予加固，而錨固段則處于穩(wěn)定的巖土層中以提供抗力。一般錨桿的承載能力主要與其錨固段的性質(zhì)相關(guān)，而錨桿變形量則主要與其自由段相關(guān)。普通錨桿構(gòu)造圖如圖7所示。圖7 錨桿構(gòu)造示意圖1緊固裝置；2承壓板；3臺(tái)座；4套管；5拉桿；6錨固砂漿體錨桿各局部作用如下：外錨頭 外錨頭是構(gòu)筑物與拉桿的連接局部，它的作用是把構(gòu)筑物傳來(lái)的作用力有效地傳給拉桿。通常拉桿是沿水平線向下傾斜方向設(shè)置的，其與作用在構(gòu)筑物上的側(cè)向巖土壓力不在同一方向上。因此，為了把構(gòu)筑物的外荷載有效地傳給拉桿，不但要保證外錨頭構(gòu)件本身的材料強(qiáng)度足夠，相鄰的構(gòu)件能夠嚴(yán)密的固定連接，而且要把集中的

12、外力分散開(kāi)。因此，外錨頭一般由臺(tái)座、承壓板和緊固裝置等部件組成，圖1中L1為拉桿從外錨頭中伸出來(lái)一局部以保證錨固嚴(yán)密。在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)錨固目的，錨頭應(yīng)具有補(bǔ)償*拉、松弛的能力。拉桿 錨桿中的拉桿一般應(yīng)該位于錨桿裝置的中心線上，其作用為把外錨頭的拉力傳遞給內(nèi)錨段的錨固砂漿體，所以拉桿與錨固砂漿體應(yīng)有可靠地粘結(jié)力或緊壓力，由于拉桿要承受一定的荷載，所以它一般采用抗拉強(qiáng)度較高的鋼材或壓應(yīng)力鋼絞線等生產(chǎn)。內(nèi)錨段 內(nèi)錨段的錨固體位于錨桿靠后局部的穩(wěn)定巖土層中，起作用主要是將來(lái)自拉桿的作用力通過(guò)錨固砂漿體與周?chē)鷰r土層之間的摩阻力傳給穩(wěn)定的地層。在錨固工程中，內(nèi)錨段錨固體的可靠性直接決定著整個(gè)錨固工程的可靠程

13、度，因此，內(nèi)錨段錨固體的設(shè)計(jì)決定著整個(gè)錨桿支護(hù)的成敗。另外，在評(píng)價(jià)內(nèi)錨段的錨固效果時(shí)不能僅僅從材料結(jié)合的破壞原理來(lái)判斷，而更應(yīng)該主要從錨固段的設(shè)計(jì)是否適應(yīng)所在地層來(lái)評(píng)價(jià)。2.2 錨桿的種類(lèi)錨桿種類(lèi)劃分方法縱多，目前國(guó)內(nèi)外多按照錨固長(zhǎng)度分類(lèi)，按錨固方式分型。按錨固長(zhǎng)度可分為兩類(lèi)：集中端頭錨固類(lèi)錨桿和全長(zhǎng)錨固類(lèi)錨桿。錨固裝置或桿體只有一局部與錨孔壁接觸的錨桿稱(chēng)為集中錨固類(lèi)錨桿；錨固裝置或桿體全部與錨孔壁接觸的錨桿稱(chēng)為全長(zhǎng)錨固類(lèi)錨桿。兩類(lèi)錨桿按錨固方式可分為兩種，即機(jī)械錨固型和粘結(jié)錨固型。錨固裝置或桿體與錨孔壁接觸，以摩擦阻力為主要錨固作用的錨桿，稱(chēng)為機(jī)械錨固型錨桿；桿體局部或全長(zhǎng)用膠結(jié)材料把桿體和

14、錨孔壁粘結(jié)起來(lái)，以粘結(jié)力為主要錨固作用的錨桿，稱(chēng)為粘結(jié)錨固型錨桿。錨桿大致分類(lèi)見(jiàn)表1所示。表1 錨桿分類(lèi)分 類(lèi)錨 桿 名 稱(chēng)端頭錨固類(lèi)錨桿機(jī)械錨固型錨桿倒楔錨桿、楔縫錨桿、脹殼錨桿粘結(jié)錨固型錨桿快硬水泥卷錨桿、樹(shù)脂藥卷錨桿、砂漿錨桿摩擦型錨桿楔管錨桿、縫管錨桿全長(zhǎng)錨固類(lèi)錨桿樹(shù)脂錨桿、縫管錨桿、砂漿錨桿其他類(lèi)型錨桿自鉆式錨桿、可回收式錨桿、屈服錨桿、鋼花管式錨桿針對(duì)不同地質(zhì)條件、不同實(shí)際工程條件下工程構(gòu)造的需要，目前已研制出對(duì)應(yīng)的各式各樣的錨桿，總計(jì)已有數(shù)百種之多，但真正用于工程中的錨桿種類(lèi)還是有限的。除了以上分類(lèi)外，按錨桿和土體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況分為主動(dòng)錨桿和被動(dòng)錨桿；按應(yīng)用對(duì)象分為巖石錨桿和土層

15、錨桿，巖石錨桿是指內(nèi)錨段錨固于各類(lèi)巖層中的錨桿，而自由段可以位于土層或巖層中，土層錨桿是指錨固于各類(lèi)土層中的錨桿；按使用年限是否大于2年分為臨時(shí)錨桿和永久錨桿；按是否預(yù)先施加應(yīng)力分為預(yù)應(yīng)力錨桿和非預(yù)應(yīng)力錨桿；按受力特征分為普通錨桿和屈服錨桿；按錨桿錨固段的受力狀態(tài)進(jìn)展分類(lèi)，可分為拉力型錨桿、壓力型錨桿、拉力分散型錨桿、壓力分散型錨桿和拉壓分散型錨桿，其中的拉力分散型、壓力分散型、拉壓分散型三種錨桿又統(tǒng)稱(chēng)為荷載分散型錨桿。其中，拉力型錨桿是現(xiàn)階段使用最廣泛的錨桿形式，但是其受力機(jī)理存在嚴(yán)重的剪應(yīng)力集中現(xiàn)象，易使?jié){體拉裂，錨固減弱；壓力型錨桿通過(guò)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線把拉力荷載傳到設(shè)在錨固段末端的承載

16、體上進(jìn)而傳給錨固段的砂漿體，使得錨固段砂漿體的受力狀態(tài)由傳統(tǒng)的受拉改進(jìn)為受壓，但錨固段末端仍然存在應(yīng)力集中現(xiàn)象；拉力分散型錨桿和壓力分散型錨桿都是相應(yīng)的在拉力型和壓力型錨桿的根底上適當(dāng)改善形成的，其受力本質(zhì)不變；而拉壓分散型錨桿則是拉力分散型和壓力分散型錨桿的結(jié)合體，它既逐段剝除無(wú)粘結(jié)鋼絞線使之形成拉力錨固區(qū)段，又在相應(yīng)的部位設(shè)置承載體形成壓力錨固區(qū)段，從而到達(dá)了充分利用整個(gè)內(nèi)錨固段承載體能力的目的。2.3 錨桿技術(shù)支護(hù)作用原理從20世紀(jì)60年代開(kāi)場(chǎng)，人們就不斷地研究錨桿的支護(hù)加固作用原理，但由于巖土介質(zhì)的復(fù)雜多變性以及錨固方式的多樣性，對(duì)錨固技術(shù)目前尚未形成統(tǒng)一的理論。對(duì)于巖土體錨固作用機(jī)理

17、的研究，主要是活的最大的錨固力以及如何快速有效、經(jīng)濟(jì)合理地利用錨固力，目前以達(dá)成普遍共識(shí)的主要有三種理論：懸吊理論、組合梁理論和組合拱壓縮拱/擠壓加固理論；正在研究開(kāi)展的新理論有：最大水平應(yīng)力理論、全長(zhǎng)錨固中性點(diǎn)理論、圍巖強(qiáng)度強(qiáng)化理論和圍巖松動(dòng)理論等。懸吊理論認(rèn)為錨桿支護(hù)作用就是將洞室頂板軟弱巖層懸吊在上部穩(wěn)定的巖層上，以增強(qiáng)較軟弱巖層的穩(wěn)定性。組合梁理論認(rèn)為，假設(shè)果頂板巖層中存在假設(shè)干分層則頂板錨桿的作用，一方面依靠錨桿的錨固力增加各巖層間的摩擦力，防止巖層沿層面滑動(dòng)造成各巖層離層現(xiàn)象；另一方面，錨桿桿體可增加巖層間的抗剪強(qiáng)度，阻止巖層間的水平錯(cuò)動(dòng)，從而將頂板錨固*圍內(nèi)的幾個(gè)薄巖層鎖成一個(gè)較

18、厚的巖層即組合梁。這種組合梁在上覆巖層荷載的作用下有材料力學(xué)知識(shí)知道，其最大彎曲應(yīng)變和應(yīng)力都會(huì)明顯減小，其撓度也減小，組合梁越厚，梁內(nèi)的最大應(yīng)力、應(yīng)變和梁的撓度也越小。組合拱理論認(rèn)為在拱形洞室圍巖的破裂區(qū)用錨桿加固，在桿體兩端將形成圓錐形分布的壓應(yīng)力，如果沿洞室周邊布置錨桿群，只要間距合理，各個(gè)錨桿形成的壓應(yīng)力圓錐體將相互交織，在圍巖中形成一個(gè)均勻的壓縮帶，即壓縮拱，它可以承受其上部破碎巖石施加的徑向荷載。這些錨桿加*理在實(shí)際工程中并不是獨(dú)立存在的，往往同時(shí)存在幾種理論綜合作用，只不過(guò)在不同條件時(shí)不同的作用占據(jù)主導(dǎo)地位而已。對(duì)于地錨荷載傳遞機(jī)理的研究，美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞、法國(guó)等處于國(guó)際領(lǐng)先水

19、平。該研究的主要內(nèi)容是從錨桿到灌漿體的力學(xué)機(jī)理的研究以及灌漿體與鉆孔孔壁之間的力學(xué)機(jī)理研究。對(duì)于拉力型錨桿的研究說(shuō)明，其錨桿桿體外表與砂漿體之間的粘結(jié)剪應(yīng)力沿錨固段長(zhǎng)度方向的分布可近似簡(jiǎn)化為指數(shù)函數(shù)關(guān)系，如1式所示： 1式中：距離錨固頂端*處的剪應(yīng)力；錨固段頂端處的剪應(yīng)力；錨桿的直徑；錨桿中剪應(yīng)力與主應(yīng)力相關(guān)的常數(shù)。由上式可以看出，錨桿同錨固段砂漿體之間的粘結(jié)剪應(yīng)力不是沿桿長(zhǎng)均勻分布的。針對(duì)此結(jié)果，國(guó)內(nèi)外陸續(xù)從改善荷載的傳遞途經(jīng)出發(fā)，開(kāi)發(fā)出許多與傳統(tǒng)拉力型錨桿相比有許多優(yōu)點(diǎn)的新型錨桿，是錨固技術(shù)得到了更廣泛的開(kāi)展。雖然錨固技術(shù)的研究及應(yīng)用日趨廣泛，但是由于巖土體的復(fù)雜多變性，當(dāng)前的研究仍然有許

20、多問(wèn)題。其中包括理論研究相對(duì)滯后于工程應(yīng)用；拉力型錨桿雖然應(yīng)用廣泛，但是存在著其自身的承載力、耐久性、抗變形能力不夠強(qiáng)的缺點(diǎn)；對(duì)錨固體的傳力機(jī)制的實(shí)際應(yīng)用大局部都采用了理想的簡(jiǎn)化模式以及對(duì)錨桿的加固機(jī)理沒(méi)有完全準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)等。針對(duì)于這些問(wèn)題，在今后的錨桿技術(shù)研究工作中應(yīng)對(duì)癥下藥，加強(qiáng)對(duì)錨桿加固機(jī)理的認(rèn)識(shí)，研究適合于實(shí)際工程的錨桿粘結(jié)力的計(jì)算公式、開(kāi)發(fā)具有良好受力特性和耐久性能的新型錨桿以及對(duì)處于地震作用、凍融環(huán)境和沖擊荷載等特殊條件下工作的錨桿的特殊性能及設(shè)計(jì)方法的研究等。3 錨桿在邊坡工程中的加固3.1 邊坡破壞及影響因素邊坡工程是巖土工程的最常見(jiàn)工程之一，常見(jiàn)于公路、鐵路、露天礦山、水利水電

21、等工程的建立中。邊坡工程的最大問(wèn)題就是其穩(wěn)定性問(wèn)題，因邊坡的失穩(wěn)導(dǎo)致的滑坡、坍塌等工程事故不勝枚舉，給人們的生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)了極大的威脅。因此，邊坡的防治理論與技術(shù)一直以來(lái)都是我們所研究的重點(diǎn)課題。邊坡的破壞形式通常有平面型破壞、圓弧型破壞、傾倒型破壞和楔形破壞。從形態(tài)上可分為崩塌和滑坡。一般巖質(zhì)邊坡才會(huì)發(fā)生崩塌，表現(xiàn)為塊狀巖體與巖坡別離，向前翻滾而下，在崩塌的過(guò)程中，巖體沒(méi)有明顯的滑移面。它常常發(fā)生在坡頂裂隙發(fā)育處，因?yàn)橛捎陲L(fēng)化等原因減弱了節(jié)理的粘聚力，或者由于雨水進(jìn)入了裂隙產(chǎn)生水壓力所致，另外氣溫變化、凍融松動(dòng)巖石，地震等外力作用也可能導(dǎo)致其發(fā)生。滑坡是巖土體在重力作用下，沿坡內(nèi)軟弱面產(chǎn)生的整

22、體滑動(dòng)。與崩塌相比，滑坡通常以深層破壞形式出現(xiàn)，其滑動(dòng)面往往深入坡體內(nèi)部，甚至延伸到坡腳以下，其破壞速度雖比崩塌緩慢，但不同的滑坡其滑速可能相差很大。實(shí)際情況中的邊坡破壞形式是多種多樣的，除了上述的兩種主要破壞形式外，還有結(jié)余崩塌和滑坡之間的滑塌即又有滑動(dòng)的又有崩落的，以及其他的傾倒、流動(dòng)等破壞方式。影響邊坡穩(wěn)定性的因素很多，其內(nèi)部因素包括邊坡的構(gòu)造面性質(zhì)、坡度、高度、內(nèi)部應(yīng)力、巖土體容重、抗剪切強(qiáng)度和內(nèi)部水壓力等；外部因素主要包括附加荷載、溫度變化、植被破壞、坡腳破壞、地震、爆破和施工荷載等。3.2 巖土工程邊坡勘察為了準(zhǔn)確地確定邊坡穩(wěn)定性最主要和最直接的因素，以便充分了解邊坡，從而有效地維

23、護(hù)或加固治理，就應(yīng)該對(duì)邊坡進(jìn)展必要的工程地質(zhì)勘察。工程地質(zhì)勘察的目的是通過(guò)工程地質(zhì)測(cè)繪、鉆探和試驗(yàn)描繪邊坡的工程地質(zhì)條件，提出邊坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)、分析邊坡的穩(wěn)定性，確定邊坡可能的破壞形態(tài)，并應(yīng)提出潛在不穩(wěn)定邊坡的整治與加固措施和監(jiān)測(cè)方案。因此，勘察階段應(yīng)主要查明以下問(wèn)題：邊坡的地貌形態(tài)、發(fā)育階段和微地貌特征，當(dāng)存在滑坡、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)查明其性質(zhì)和*圍；構(gòu)成邊坡巖土層的性質(zhì)、成因、分布和種類(lèi)，有軟弱夾層時(shí)應(yīng)查明其性質(zhì)和分布；對(duì)于巖質(zhì)邊坡應(yīng)查明構(gòu)造面的產(chǎn)狀、間距、類(lèi)型、*開(kāi)度、充填度、膠結(jié)情況、組合關(guān)系和主要構(gòu)造面產(chǎn)狀與坡面的關(guān)系等，對(duì)有裂隙的土質(zhì)應(yīng)查明裂隙的性狀；地下水的類(lèi)型、水量、水

24、壓、補(bǔ)給、水力坡度和動(dòng)態(tài)變化；巖石風(fēng)化程度、地區(qū)氣象條件和潛在地震等因素對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響；巖土的物理力學(xué)性質(zhì)和軟弱構(gòu)造面的抗剪強(qiáng)度。3.3 錨桿設(shè)計(jì)根本原則邊坡工程的錨固就是對(duì)潛在會(huì)發(fā)生失穩(wěn)或?qū)?lái)可能會(huì)失穩(wěn)的滑動(dòng)體采用錨固技術(shù)進(jìn)展加固。采用錨桿加固不僅可以增加滑動(dòng)面上的摩擦力和抗剪力，而且有直接抵抗邊坡的下滑。設(shè)計(jì)前應(yīng)完成上述工程地質(zhì)勘察以得到相關(guān)工程*圍內(nèi)的地下水、抗剪強(qiáng)度、巖土性狀與地震等信息。設(shè)計(jì)錨桿的使用壽命應(yīng)不小于被效勞建筑物的正常使用年限，一般使用年限在兩年以?xún)?nèi)的工程錨桿應(yīng)按照臨時(shí)錨桿進(jìn)展設(shè)計(jì)，使用年限在兩年以上的工程錨桿都應(yīng)按照永久性錨桿進(jìn)展設(shè)計(jì)。對(duì)于永久性錨桿，錨固段設(shè)計(jì)位置

25、選擇：a不應(yīng)設(shè)在液限或的高塑性土層中，因?yàn)槠涓咚苄詴?huì)引起土層發(fā)生明顯的徐變，從而慢慢地導(dǎo)致錨固力損失或喪失；b不應(yīng)設(shè)在相對(duì)密度的松散土層中，因?yàn)榇祟?lèi)土層單位面積上的摩擦阻力很小，難以提供工程設(shè)計(jì)所要求的錨固力；c不應(yīng)設(shè)在有機(jī)質(zhì)土層中，因?yàn)榻^大局部的有機(jī)質(zhì)土都會(huì)腐蝕錨桿體而導(dǎo)致其破壞。當(dāng)被支護(hù)的邊坡構(gòu)造變形量容許值要求較高、巖層邊坡施工期穩(wěn)定性較差、土層錨固性能較差或是使用精軋鋼及鋼絞線時(shí)，宜采用預(yù)應(yīng)力錨桿。錨桿所施加的預(yù)應(yīng)力主動(dòng)地改變了邊坡巖土體的受力狀態(tài)和滑動(dòng)面上的不平衡條件，既提高了巖土體的穩(wěn)定性，又增加了滑動(dòng)面上的抗滑力，從而有效地加固了邊坡。但施加的預(yù)應(yīng)力對(duì)支撐構(gòu)造的加載影響、對(duì)相鄰構(gòu)

26、筑物的不利影響以及對(duì)錨固地層的牽引作用應(yīng)控制在規(guī)定的穩(wěn)定平安*圍內(nèi)。設(shè)計(jì)的錨桿必須滿(mǎn)足所需要的錨固力要求，以防邊坡滑動(dòng)剪壞錨桿，錨桿選用的鋼筋必須符合有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。邊坡錨固設(shè)計(jì)應(yīng)選擇適宜的計(jì)算方法：極限平衡法是邊坡穩(wěn)定計(jì)算最常用的方法，易于確定所需的錨固力并給出整體平安系數(shù)；數(shù)值分析方法能給出邊坡的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)、塑性區(qū)域和施工過(guò)程的時(shí)空效應(yīng)，有利于錨桿布置設(shè)計(jì)和合理安排施工，同時(shí)也是對(duì)極限平衡法的驗(yàn)算。確定對(duì)不穩(wěn)定邊坡加固時(shí)，應(yīng)鑒別邊坡的破壞模式，確定邊坡不穩(wěn)定程度及*圍論證加固方案和經(jīng)濟(jì)可行性。對(duì)于巖石邊坡，當(dāng)存在可能滑移的軟弱夾層、節(jié)理和層理面時(shí)，宜采用赤平投影法分析不穩(wěn)定塊體的幾何形狀、體

27、積及滑動(dòng)方向，對(duì)于邊坡的穩(wěn)定性應(yīng)采用塊體極限平衡法進(jìn)展驗(yàn)算。對(duì)于土坡，則在勘探的根底上采用極限平衡理論對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)展分析。對(duì)于較高的邊坡，宜設(shè)置假設(shè)干臺(tái)階緩沖，每個(gè)臺(tái)階的高度視地質(zhì)條件一般設(shè)為610m，坡度為1:0.51:1.5。錨桿錨固力的分布原則應(yīng)遵循邊坡壓腳固腰的原則，將錨桿主要分布在邊坡的中部或下部。邊坡錨固設(shè)計(jì)應(yīng)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，根據(jù)邊坡開(kāi)挖所提醒的巖土地質(zhì)條件和所監(jiān)測(cè)的邊坡變形變化趨勢(shì)而適時(shí)調(diào)整錨桿支護(hù)參數(shù)，以到達(dá)最正確的加固穩(wěn)定效果。邊坡應(yīng)設(shè)置防排水系統(tǒng)，治坡先治水，在任何條件下都應(yīng)該首先考慮邊坡的截、防、排水設(shè)計(jì)，以降低地下水的滲透壓力，抑制地表水的滲入，防止水壓力對(duì)穩(wěn)定性的影響。

28、隨開(kāi)挖、隨錨固、隨防護(hù)也是邊坡防護(hù)和加固工程設(shè)計(jì)施工的一條重要原則。3.4 錨桿設(shè)計(jì)程序在完成相關(guān)工程的地質(zhì)勘察后，對(duì)地質(zhì)情況有了根本的了解，確定潛在滑移體的位置、規(guī)模、大小、形態(tài)等，然后對(duì)邊坡的破壞方式進(jìn)展判斷，分析采用錨桿方案的可行性、平安性和經(jīng)濟(jì)性，確定所用方案可行以后，計(jì)算邊坡作用在支檔加固構(gòu)造物上的側(cè)壓力，根據(jù)側(cè)壓力的大小方向以及邊坡具體情況選擇適宜的錨桿類(lèi)型，并確定錨桿布置形式、數(shù)量、承載力設(shè)計(jì)值，計(jì)算錨固鋼筋截面尺寸、數(shù)量和選擇材料。確定了錨固鋼筋后，根據(jù)錨固鋼筋承載力設(shè)計(jì)值進(jìn)展錨固體直徑、錨固段長(zhǎng)度、注漿材料和工藝等的設(shè)計(jì)。假設(shè)采用了預(yù)應(yīng)力加載的形式，還應(yīng)確定預(yù)應(yīng)力*拉值和鎖定

29、值，和給出*拉程序。最后完成外錨頭和防腐構(gòu)造的設(shè)計(jì)，給出施工建議、試驗(yàn)、驗(yàn)收和監(jiān)測(cè)要求。設(shè)計(jì)流程如圖8所示。對(duì)于常用的預(yù)應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力錨桿類(lèi)型及有關(guān)參數(shù)，如表2所示。表2 常用錨桿類(lèi)型選擇表材 料錨桿承載力設(shè)計(jì)值kN錨桿長(zhǎng)度m應(yīng)力類(lèi)型備 注巖層錨桿鋼筋HRB335、HRB40045010預(yù)應(yīng)力錨桿超長(zhǎng)時(shí)施工方便精軋螺紋鋼筋400110010預(yù)應(yīng)力或非預(yù)應(yīng)力錨桿體防腐性好，施工安裝方便工程地質(zhì)勘察判斷邊坡穩(wěn)定性分析與破壞方式判斷所用錨桿的可行性與經(jīng)濟(jì)性 計(jì)算邊坡作用在支檔構(gòu)造上的側(cè)壓力 選擇錨桿類(lèi)型、確定錨桿數(shù)量、間距、傾角，計(jì)算錨桿軸拉承載力設(shè)計(jì)值 計(jì)算錨筋截面，選擇錨筋材料和數(shù)量試驗(yàn)結(jié)果不滿(mǎn)

30、足設(shè)計(jì)參數(shù)要求 設(shè)計(jì)錨固體直徑、錨固段長(zhǎng)度以及注漿材料和工藝假設(shè)是預(yù)應(yīng)力錨桿還應(yīng)確定預(yù)應(yīng)力*拉值和鎖定值錨桿根本實(shí)驗(yàn)施工信息反響必要時(shí)調(diào)整錨桿設(shè)計(jì)施工與監(jiān)測(cè)完畢 確定錨桿的自由段長(zhǎng)度和錨桿總長(zhǎng)度 外錨頭和防腐等構(gòu)造措施 必要時(shí)進(jìn)展錨桿擋墻的整體性驗(yàn)算 施工建議、試驗(yàn)、驗(yàn)收和監(jiān)測(cè)要求圖8 錨桿設(shè)計(jì)流程圖錨桿的布置與安置角度原則上應(yīng)根據(jù)實(shí)際地層的情況及錨桿與其他支擋構(gòu)造聯(lián)合使用的具體情況確定，一般要求如下：錨桿上覆地層厚度不應(yīng)小于4.0m以避開(kāi)坡頂荷載的影響以及因采用高壓注漿而是上覆土層隆起。錨桿水平與垂直間距宜大于1.5m以防止應(yīng)力集中以及因群樁效應(yīng)而降低錨固力。錨桿的安置角度應(yīng)結(jié)合鄰近狀況、錨

31、固地層位置和施工方法來(lái)設(shè)定，一般錨桿的俯角不小于15，不大于45。實(shí)際工程中再結(jié)合具體錨固位置選擇適宜的角度。對(duì)于預(yù)應(yīng)力錨桿的安置角度也可按照以下方法綜合確定最正確錨固角度。如圖9所示，*一邊坡的滑動(dòng)斜面上有一塊巖塊，受到水的上舉力U和*裂隙中水力V的作用。安裝一根與該面成角拉力為T(mén)的錨桿，錨桿拉力T分解為平行于斜面的抵抗力，垂直于斜面的法向力：圖9 錨桿最正確錨固角度的選擇由極限平衡條件得： 2上式說(shuō)明，錨桿的*力減小了沿斜面向下的下滑力，增加了法向力即增加了巖塊與斜面間的摩擦阻力。上式移項(xiàng)求T對(duì)角的最小值：，可得錨桿的最正確傾角： 3得到邊坡的穩(wěn)定系數(shù)： 43.5 錨桿錨固設(shè)計(jì)荷載錨桿錨固

32、設(shè)計(jì)荷載應(yīng)根據(jù)邊坡的側(cè)壓力或推力大小以及支護(hù)構(gòu)造的類(lèi)型綜合計(jì)算確定。首先應(yīng)計(jì)算邊坡的側(cè)壓力或推力，再根據(jù)支護(hù)構(gòu)造的類(lèi)型計(jì)算此邊坡在規(guī)定的穩(wěn)定系數(shù)下需要提供的支護(hù)力，由此支護(hù)力和預(yù)定的錨桿數(shù)量、布置形式就可以求出錨桿錨固的設(shè)計(jì)荷載。3.6 錨桿鋼筋設(shè)計(jì)確定了錨桿軸向設(shè)計(jì)荷載后，就需對(duì)錨桿進(jìn)展構(gòu)造設(shè)計(jì)：根據(jù)錨桿軸向設(shè)計(jì)荷載計(jì)算錨桿的錨筋截面并選擇適宜的鋼絞線或鋼筋配置錨筋；接著由錨筋的實(shí)際截面積和抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算錨桿的承載力設(shè)計(jì)值，進(jìn)而進(jìn)展錨桿體和錨固體的設(shè)計(jì)計(jì)算。1錨筋的截面面積計(jì)算錨桿的軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值由以下兩式5、6計(jì)算： 5 6式中：錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值kN；錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值kN；

33、錨桿受到的水平拉力標(biāo)準(zhǔn)值kN；錨桿傾角；可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，取1.30，當(dāng)可變荷載較大時(shí)按荷載規(guī)*確定。錨筋截面面積計(jì)算按式7確定： 7式中：錨桿鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼絞線截面面積m2；鋼筋抗拉工作條件系數(shù)，永久性錨桿取0.69，臨時(shí)性錨桿取0.92；邊坡工程重要性系數(shù)；鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值kPa。2錨桿錨固體與地層的錨固長(zhǎng)度計(jì)算錨固長(zhǎng)度計(jì)算式為式8： 8式中：錨固段長(zhǎng)度m；錨固體直徑m；地層與錨固體粘結(jié)強(qiáng)度特征值kPa，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定，當(dāng)無(wú)試驗(yàn)時(shí)可查閱相關(guān)資料；錨固體與地層粘結(jié)強(qiáng)度工作條件系數(shù)，永久性錨桿取1.00，臨時(shí)性錨桿取0.92。3錨筋與錨固砂漿間的錨固長(zhǎng)度計(jì)算錨筋與錨固砂漿間的錨固長(zhǎng)度按式9計(jì)

34、算 9式中：錨桿鋼筋與砂漿間的錨固長(zhǎng)度m；錨筋直徑m；鋼筋或是鋼絞線的數(shù)量；邊坡工程重要性系數(shù)；鋼筋與錨固砂漿間的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值MPa，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定，當(dāng)無(wú)試驗(yàn)時(shí)可按表3取值；鋼筋與砂漿粘結(jié)強(qiáng)度工作條件系數(shù)，永久性錨桿取0.60，臨時(shí)性錨桿取0.72。表3鋼筋、鋼絞線與砂漿之間的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值MPa錨 桿 類(lèi) 型水泥砂漿或水泥漿強(qiáng)度等級(jí)M25M30M35水泥砂漿與螺紋鋼筋間2.102.402.70水泥砂漿與鋼絞線、高強(qiáng)鋼絲間2.752.953.4注：1.當(dāng)采用二根鋼筋點(diǎn)焊成束的做法時(shí)，粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)乘0.85折減系數(shù)；2.當(dāng)采用三根鋼筋點(diǎn)焊成束的做法時(shí)，粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)乘0.70折減系數(shù)。3.7 錨桿彈

35、性變形的計(jì)算錨桿的變形是由錨桿本身在外荷載作用下的變形和地層徐變引起的變形組成的。由徐變系數(shù)計(jì)算錨桿在不同時(shí)期的徐變位移從而得到地層徐變引起的錨桿變形；而錨桿本身在外荷載作用下的變形以彈性變形為主。錨桿彈性變形和水平剛度系數(shù)由錨桿試驗(yàn)確定，當(dāng)無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，自由段無(wú)粘結(jié)的錨桿水平剛度系數(shù)Kh計(jì)算式如下： 10式中：錨桿水平剛度系數(shù)kN/m；錨桿無(wú)粘結(jié)自由段長(zhǎng)度m；錨桿體彈性模量kN/m2；桿體截面面積m2；錨桿傾角。對(duì)于預(yù)應(yīng)力巖石錨桿和全粘結(jié)巖石錨桿可按剛性拉桿計(jì)算。3.8 錨頭設(shè)計(jì)和錨桿的鎖定荷載錨頭的構(gòu)造構(gòu)造和形狀尺寸應(yīng)根據(jù)錨桿的設(shè)計(jì)荷載、工程地質(zhì)條件、支擋構(gòu)造好施工條件綜合確定，并保證足夠

36、的強(qiáng)度和剛度，不能產(chǎn)生有害的變形以保證支護(hù)效果的穩(wěn)定性。錨桿頭部一般由臺(tái)座、承壓板和緊固器緊固裝置三大局部組成。臺(tái)座一般由鋼筋混凝土構(gòu)造制作，也可加以鋼板輔助。承壓板應(yīng)由高強(qiáng)度的鋼板制作，以防因錨桿的拉力過(guò)大而使之變形嚴(yán)重，承壓板的外外表必須與錨桿垂直。設(shè)計(jì)時(shí)，臺(tái)座應(yīng)符合鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)*的相關(guān)要求，緊固器具和承壓板應(yīng)滿(mǎn)足機(jī)械零件的相關(guān)設(shè)計(jì)要求。錨桿的鎖定荷載指進(jìn)展錨桿鎖定時(shí)施加在錨桿上的預(yù)拉力，原則上可以按照錨桿設(shè)計(jì)軸向力工作荷載作為預(yù)應(yīng)力值加以鎖定，但在實(shí)際工程中應(yīng)根據(jù)錨桿的使用目的和地層性狀靈活調(diào)整。巖體加固和邊坡抗滑的錨固，因巖體松散而施加的預(yù)應(yīng)力以及邊坡坡體構(gòu)造完整性較好時(shí)，可以以設(shè)

37、計(jì)拉力值的100%作為鎖定荷載。坡體地層是松散土質(zhì)時(shí)，因土質(zhì)松散，由*力引起的徐變和塑性變形較大，應(yīng)由這些地點(diǎn)的*拉試驗(yàn)確定鎖定荷載，通常這種情況下取鎖定荷載為設(shè)計(jì)拉力值的50%80%。假設(shè)設(shè)計(jì)的加固構(gòu)造允許變形，鎖定荷載根據(jù)設(shè)計(jì)條件取設(shè)計(jì)錨固力的50%70%。預(yù)計(jì)地層有較大徐變的情況，可先將錨桿*拉到設(shè)計(jì)拉力值的1.21.3倍，然后再退到設(shè)計(jì)拉力值鎖定，這樣以減少地層徐變?cè)斐傻念A(yù)應(yīng)力損失。當(dāng)邊坡具有崩滑性時(shí)，鎖定荷載一般取為設(shè)計(jì)拉力值的30%70%。3.9 錨桿的防腐設(shè)計(jì)腐蝕定義為金屬與環(huán)境之間的物理化學(xué)相互作用。其結(jié)果使金屬的性能發(fā)生變化，并可導(dǎo)致金屬、環(huán)境或由它們組成的體系的功能受到損傷

38、。錨桿是金屬材料，它會(huì)受到周?chē)沫h(huán)境介質(zhì)的腐蝕，影響其腐蝕的因素除了自身的物理化學(xué)性質(zhì)、地下水和地層的水化和電學(xué)性質(zhì)外，地層的化學(xué)成分對(duì)腐蝕的形成和開(kāi)展影響也很大。特別是當(dāng)?shù)貙又写嬖阝c鹽、鈣鹽和鎂鹽時(shí)會(huì)加快腐蝕速度，而且這些鹽類(lèi)的的可溶性高，易于分解在水中，為錨桿金屬與周?chē)橘|(zhì)提供有利的電化學(xué)反響環(huán)境。因此，進(jìn)展錨桿的防腐設(shè)計(jì)，應(yīng)充分調(diào)查腐蝕環(huán)境：包括地層的化學(xué)成分、含水量、地層的有效電阻、地下和地表水化學(xué)成分和導(dǎo)電性、PH值等物理化學(xué)性質(zhì)。選擇的防腐方法應(yīng)適應(yīng)錨桿的使用目的，對(duì)錨桿的錨頭、自由段和錨固段分別采用不同的防腐構(gòu)造設(shè)計(jì)。永久性錨桿必須進(jìn)展雙層防腐，臨時(shí)性錨桿可采用簡(jiǎn)單防腐，但腐蝕環(huán)

39、境嚴(yán)重時(shí)也應(yīng)采取雙層防腐。1錨固體防腐一般腐蝕性環(huán)境中的永久性錨桿，其錨固段經(jīng)除銹后可不作特殊處理，采用水泥砂漿或水泥漿密封防腐，但桿體應(yīng)使用對(duì)中定位器使其對(duì)中，保證水泥砂漿保護(hù)層厚度不小于25mm。嚴(yán)重腐蝕環(huán)境中的永久性錨桿，其錨固段內(nèi)桿體宜用波紋管外套，管內(nèi)空隙用環(huán)氧樹(shù)脂或是砂漿體充填。臨時(shí)性錨桿，如無(wú)特殊要求時(shí)一般其錨固段采用水泥砂漿封閉防腐，保護(hù)層厚度不小于10mm。2自由段防腐防腐構(gòu)造不能對(duì)錨桿桿體的自由伸長(zhǎng)有影響。臨時(shí)性錨桿的自由段桿體可涂潤(rùn)滑油或防腐漆再包裹塑料布等簡(jiǎn)易防腐措施。對(duì)永久性錨桿自由段桿體外表宜涂潤(rùn)滑油或防腐漆，然后包裹塑料布，在塑料布上再涂潤(rùn)滑油或防腐漆，最后裝入塑

40、料套管中形成雙層防腐。為防地表水浸入錨桿，也可在經(jīng)過(guò)上述處理后，用水泥砂漿充填自由段的空隙。3錨頭防腐錨頭是地表水浸入錨桿的最危險(xiǎn)通道，因此，除了對(duì)錨頭零部件進(jìn)展防腐外，還應(yīng)注意封堵隔離地表水。永久性錨桿的承壓板一般涂敷瀝青，一次灌漿硬化后承壓板下部殘留空隙，需再次充填水泥漿或潤(rùn)滑油，如錨桿不再*拉，則錨頭涂以潤(rùn)滑油、瀝青后用混凝土封閉，假設(shè)需要再次*力，則采用盒具密封，盒具的空腔內(nèi)須用潤(rùn)滑油充填。臨時(shí)性錨桿的錨頭宜采用瀝青防腐。4 邊坡工程錨固施工錨固工程施工是錨固工程的實(shí)施，是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)意圖的關(guān)鍵，其好壞直接影響到邊坡工程的錨桿的承載能力和邊坡工程的穩(wěn)定性。施工前必須對(duì)工程地質(zhì)條件、錨

41、固工程設(shè)計(jì)資料、材料設(shè)備等進(jìn)展充分的研究，選擇出相對(duì)適宜的施工方法，施工過(guò)程中如遇與設(shè)計(jì)不符的地層，施工技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)報(bào)告設(shè)計(jì)人員以作變更處理。錨桿施工主要內(nèi)容有：施工準(zhǔn)備、鉆孔、錨桿制作與安裝、注漿、錨桿*拉和鎖定等。4.1 施工前的準(zhǔn)備施工前的準(zhǔn)備過(guò)程包括施工前的調(diào)查和施工組織設(shè)計(jì)。其調(diào)查是為施工組織設(shè)計(jì)提供必要資料，主要包括查看資料是否齊全，對(duì)周邊的交通是否有影響，水電狀況，對(duì)周邊臨近建筑、地下管線的不良影響并制定想定的預(yù)防措施，考慮施工噪音、排污對(duì)周邊環(huán)境的影響，了解作業(yè)限制、環(huán)保法令或地方法令對(duì)施工的影響等。調(diào)查完成后就硬制定施工組織設(shè)計(jì)，確定施工方法、施工工藝程序、使用機(jī)械設(shè)備、勞

42、動(dòng)組織、工程進(jìn)度以及平安管理措施等事項(xiàng)。施工組織設(shè)計(jì)書(shū)包括工程目的、工程概況、規(guī)劃和設(shè)計(jì)條件、工程進(jìn)度、組織安排表、機(jī)械設(shè)備、臨時(shí)設(shè)施、材料參數(shù)、作業(yè)程序及人員配備、施工管理與質(zhì)量控制、平安管理工程驗(yàn)收的技術(shù)資料、施工管理程序圖標(biāo)等內(nèi)容。4.2 鉆孔鉆孔是錨桿施工的第一步，是錨固工程費(fèi)用最高、控制工期的作業(yè)，如果鉆孔速度慢，直接影響到工程進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)本錢(qián)，假設(shè)鉆孔質(zhì)量差，又會(huì)影響到整個(gè)錨固施工后續(xù)工作的質(zhì)量因此，錨桿鉆孔應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的直徑、深度、傾角等，采用適宜的鉆孔方法確保精度，以保證后續(xù)工作的順利進(jìn)展。一般要求有：在鉆機(jī)安放前，按照施工圖采用經(jīng)緯儀測(cè)量放線確定空位和鉆孔方向角并保證相應(yīng)的精

43、度；標(biāo)記好鉆孔后根據(jù)實(shí)際地層及鉆孔方向選取適宜的鉆孔機(jī)具并確定其方位角以方便施工；在鉆孔的過(guò)程中應(yīng)有巖芯的拾取并盡量提高巖芯采取率，因?yàn)閹r芯采取率是準(zhǔn)確劃分地層、確定不穩(wěn)定巖土體厚度、判斷斷裂破碎帶、滑移面、軟弱構(gòu)造面的位置和厚度的直接依據(jù)，從而驗(yàn)證地勘資料的準(zhǔn)確性。鉆孔深度應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度0.51.0m，同時(shí)錨孔錨固段必須進(jìn)入中風(fēng)化或更堅(jiān)硬的巖層中，深度一般不得小于5.0m。錨孔施工的規(guī)定：錨孔定為偏差不宜大于20mm；錨孔偏斜度不應(yīng)大于5%；鉆孔深度超過(guò)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度不應(yīng)小于0.5m。鉆孔機(jī)械應(yīng)考慮鉆孔通過(guò)的巖土類(lèi)型、成孔條件、錨固類(lèi)型、地形條件、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、施工速度和經(jīng)濟(jì)性等因素。4.3 錨桿制作

44、與安裝錨桿制作中，棒式錨桿的制作很簡(jiǎn)單，一般先按照要求的長(zhǎng)度切割鋼筋，并在外露端加工成螺紋以便安放螺母，然后再桿體上每隔23m安放隔離間以使桿體在孔中劇中，最后對(duì)桿體進(jìn)展防腐處理。對(duì)于多股鋼絞線的錨桿制作較復(fù)雜，它往往是由數(shù)十根的高強(qiáng)鋼絲編集成束作為錨桿，其要求為：首先鋼絲必須經(jīng)過(guò)質(zhì)量檢查、除油除銹，并保證各根鋼絲平順不交疊，然后沿軸線方向每隔1.01.5m設(shè)置一隔離架并使鋼絲間有一定的間隙，以保證灌漿是將空隙充填密實(shí)，最后應(yīng)按照防腐設(shè)計(jì)要求進(jìn)展相應(yīng)的防腐處理。錨桿安裝規(guī)定為：桿體放入鉆孔前，應(yīng)檢查桿體質(zhì)量，確保桿體符合設(shè)計(jì)要求；安放桿體時(shí)應(yīng)防止桿體彎曲，注漿管宜通錨桿一起放入鉆孔，注漿管頭部

45、距孔底宜為50100,mm，錨桿放入角度應(yīng)與鉆孔角度一致；桿體插入孔內(nèi)深度不應(yīng)小于錨束長(zhǎng)度的95%，錨桿放入后不得隨意敲擊，不能懸掛重物。4.4 錨桿注漿錨桿注漿一般使用的材料為水泥漿或水泥砂漿，漿液材料的性能質(zhì)量、攪拌質(zhì)量、灌注工藝直接影響錨桿的粘結(jié)強(qiáng)度和防腐效果。因此，錨桿注漿施工也是確保施工質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)。首先按照規(guī)定選擇水泥漿體材料，然后確保錨固漿液在28d齡期后的抗壓強(qiáng)度到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)，最后便是注漿施工了。注漿前應(yīng)對(duì)錨孔進(jìn)展清洗排除殘?jiān)臀鬯?，漿液確保攪拌均勻，注漿作業(yè)應(yīng)連續(xù)緊湊，中途假設(shè)有較長(zhǎng)時(shí)間的中斷，在再作業(yè)時(shí)宜用水或稀水泥漿潤(rùn)滑注漿泵及注漿管線。注漿過(guò)程中邊注漿

46、邊提注漿管，保證注漿管頭插入漿液液面下5080mm，當(dāng)孔口溢出漿液或排氣管停頓排氣時(shí)，可停頓注漿。對(duì)于二次高壓注漿形成連續(xù)球型錨桿的注漿應(yīng)特別注意：一次常壓注漿作業(yè)從孔底開(kāi)場(chǎng)至孔口溢出漿液；止?jié){密封裝置的注漿應(yīng)待孔口溢出漿液后進(jìn)展，注漿壓力不宜低于2.5MPa；對(duì)錨固體的二次高壓注漿應(yīng)在一次注漿形成的水泥結(jié)石體強(qiáng)度到達(dá)5.0MPa時(shí)進(jìn)展，注漿壓力和注漿時(shí)間可根據(jù)錨固體的體積確定，并分段由下至上進(jìn)展。4.5錨桿的*拉和鎖定錨桿的*拉，就是通過(guò)*拉機(jī)械式錨桿桿體自由段產(chǎn)生彈性變形，從而對(duì)錨固構(gòu)造施加預(yù)應(yīng)力。在*拉過(guò)程中應(yīng)注重*拉機(jī)具的選擇、標(biāo)定、安裝、*拉荷載分級(jí)施加、鎖定荷載以及量測(cè)精度等方面的

47、控制，一般要求為：1*拉設(shè)備應(yīng)根據(jù)錨桿體的材料和鎖定荷載的大小進(jìn)展選擇；2*拉前對(duì)*拉設(shè)備進(jìn)展標(biāo)定，如對(duì)于1000kN以下的千斤頂，可用2000kN的壓力機(jī)標(biāo)定，標(biāo)定數(shù)據(jù)與理論出力不應(yīng)小于2%；3安裝錨夾具前，要對(duì)錨具逐個(gè)檢查；4*拉前，必須等錨固段、承壓臺(tái)等構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度才能進(jìn)展*拉，同時(shí)必須吧承壓支撐構(gòu)件外表整平，安裝好臺(tái)座、錨具，并保證和錨索軸線方向垂直；5*拉應(yīng)按一定的程序和設(shè)計(jì)*拉速度進(jìn)展，正式*拉前進(jìn)展兩次預(yù)*拉，*拉力為設(shè)計(jì)值的10%20%，正式*拉時(shí)*拉荷載要分級(jí)逐步進(jìn)展，不能一次加至鎖定荷載。5 錨桿試驗(yàn)與監(jiān)測(cè)由于通過(guò)給錨桿施加預(yù)應(yīng)力荷載鎖固于巖體中來(lái)增加巖體的

48、抗滑力或減小滑動(dòng)力，到達(dá)穩(wěn)定巖體的目的。但是，預(yù)應(yīng)力會(huì)隨著巖體的變形而變化，即使在*拉初期，預(yù)應(yīng)力也會(huì)有一定的損失，在長(zhǎng)久的使用過(guò)程中預(yù)應(yīng)力更是會(huì)隨著巖體中國(guó)溫度、巖體蠕變、地下水影響及鋼材松弛等因素的變化而變化。由于地質(zhì)條件、材料、施工等因素的影響更是增加了預(yù)應(yīng)力損失的積累。此外，錨桿在復(fù)雜的工作環(huán)境中還受到荷載作用、突發(fā)性外界因素的影響而導(dǎo)致?lián)p傷積累，進(jìn)而導(dǎo)致粘結(jié)破壞、錨固件拉斷、剪切破壞等各種形式的失效。因此，錨桿的試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)是錨固工程不可缺少的重要環(huán)節(jié)。錨固工程試驗(yàn)主要有根本試驗(yàn)、驗(yàn)收試驗(yàn)、蠕變?cè)囼?yàn)等。其目的是為了確定錨桿的極限承載力，驗(yàn)證錨桿設(shè)計(jì)參數(shù)、施工方法和工藝的合理性，檢驗(yàn)錨固工程施工質(zhì)量或了解錨桿在軟弱地層中工作的變形特征，同時(shí)亦為確定錨桿受力的變化量和錨桿的蠕變量，以利于提高設(shè)計(jì)水平或開(kāi)發(fā)更具經(jīng)濟(jì)價(jià)值及平安可靠性的錨桿和施工工藝方法。錨固工程試驗(yàn)的一般要求：對(duì)于土層錨桿，錨固體以及混凝土墩臺(tái)的的強(qiáng)度都應(yīng)大于15.0MPa才可進(jìn)展錨桿試驗(yàn)；對(duì)于嵌入巖層中的粘結(jié)型水泥砂漿錨桿，其錨固體、相應(yīng)的混凝土臺(tái)座和外錨頭強(qiáng)度應(yīng)大于20.0MPa才可進(jìn)展錨桿試驗(yàn)：錨桿試驗(yàn)所用的加載裝置、反力裝置和量測(cè)儀器應(yīng)滿(mǎn)足相應(yīng)的試驗(yàn)要求。錨桿的驗(yàn)收試驗(yàn)