王波

摘 要 通過巖土錨固技術(shù)的歷史發(fā)展，從錨桿荷載傳遞機(jī)理和巖土錨固作用機(jī)理論述巖土錨固技術(shù)的理論研究現(xiàn)狀；從標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、設(shè)計(jì)、錨材和施工工藝等方面，論述了巖土錨固技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀；從理論研究和工程應(yīng)用指出了目前巖土錨固技術(shù)存在的問題；最后介紹了巖土錨固技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞 巖土工程 錨固技術(shù) 研究現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TU472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

巖土錨固是通過埋設(shè)在地層中的錨桿（索）（以下統(tǒng)稱錨桿），將結(jié)構(gòu)物與地層緊緊地聯(lián)鎖在一起，依賴錨桿與周圍地層的抗剪強(qiáng)度傳遞結(jié)構(gòu)物的拉力或使地層自身得到加固，從而增強(qiáng)被加固巖土體的強(qiáng)度，以保持結(jié)構(gòu)物和巖土體的穩(wěn)定性。由于影響巖土錨固效果因素眾多，為了充分發(fā)揮巖土錨固技術(shù)在工程加固方面的應(yīng)用，需要深入研究錨桿的荷載傳遞機(jī)理及巖土錨固作用機(jī)理，掌握巖土錨固技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀、存在的問題和發(fā)展趨勢(shì)。

1研究現(xiàn)狀

1.1錨桿荷載傳遞機(jī)理研究

隨著巖土錨固技術(shù)的應(yīng)用，逐漸形成了對(duì)巖土錨固技術(shù)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)和研究，充分利用具有較大剛度和強(qiáng)度的材料來加強(qiáng)軟弱破碎的巖土體，同時(shí)發(fā)揮巖土體的自穩(wěn)能力，達(dá)到穩(wěn)定工程結(jié)構(gòu)物的目的。當(dāng)錨桿和漿體發(fā)生一定的相對(duì)位移后，兩者界面部位發(fā)生破壞，這時(shí)錨索和灌漿體之間的摩擦阻力發(fā)揮主要作用，且摩擦阻力隨灌漿體的剪脹而增加，增大錨桿表面的粗糙度則能夠提高摩擦阻力。

1.2巖土錨固作用機(jī)理研究

從概念上講，巖土錨固作用機(jī)理研究經(jīng)歷了三個(gè)階段：

（1）建立在結(jié)構(gòu)工程概念之上的巖土錨固作用機(jī)理，基于“荷載-結(jié)構(gòu)”模式，把巖土體中可能破壞部分的重量及其他外力作為荷載由支護(hù)承擔(dān)，包括錨桿支護(hù)的懸吊理論、組合梁理論、承載拱理論等；

（2）建立在巖土工程概念之上的巖土錨固作用機(jī)理，強(qiáng)調(diào)充分發(fā)揮圍巖土體的自身強(qiáng)度及自穩(wěn)能力，使錨桿支護(hù)由支撐概念轉(zhuǎn)變?yōu)榧庸谈拍?，由被?dòng)承載改變?yōu)橹鲃?dòng)加固；

（3）建立在地質(zhì)工程概念之上的巖土錨固作用機(jī)理，不僅充分考慮了巖土體自穩(wěn)能力，還考慮環(huán)境因素與工程的相互作用。

2應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

為使巖土錨固技術(shù)的設(shè)計(jì)、施工等符合經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、安全可靠的原則，我國(guó)相繼頒發(fā)了《土層錨桿設(shè)計(jì)施工規(guī)范》（CECS22：90）、《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》（GB50086-2001）、《巖土錨桿（索）技術(shù)規(guī)程》（CECS22：2005）等，反映了我國(guó)錨固領(lǐng)域的新成果與新水平。

2.2設(shè)計(jì)方法

針對(duì)不同的工程類型，巖土錨固技術(shù)的設(shè)計(jì)分析理論和方法也存在較大差異。

（1）地下工程的錨固設(shè)計(jì)方法主要有三種：①分析法，包括彈塑性分析和極限分析兩種類型；②經(jīng)驗(yàn)法，包括基于工程類比的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和基于專家經(jīng)驗(yàn)的錨固設(shè)計(jì)法；③新奧法，以工程經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)為反饋信息進(jìn)行隧道支護(hù)和施工指導(dǎo)。

（2）巖土邊坡的錨固設(shè)計(jì)方法主要包括三個(gè)步驟：①確定潛在滑移體的位置、大小，進(jìn)行滑動(dòng)力的識(shí)別與計(jì)算；②對(duì)加固滑移體的錨固力進(jìn)行計(jì)算；③對(duì)錨固參數(shù)與施工工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

（3）基坑工程錨固設(shè)計(jì)程序涉及到四個(gè)環(huán)節(jié)：①非支護(hù)條件下邊壁穩(wěn)定性計(jì)算；②確定相應(yīng)的噴、錨、網(wǎng)支護(hù)參數(shù)；③支護(hù)條件下邊壁穩(wěn)定性校核。

2.3施工工藝

錨固工程的施工主要包括錨孔鉆造、錨盤制安、錨孔灌漿、鋼筋制安、混凝土澆灌、錨筋張拉鎖定和封錨等關(guān)鍵工作流程。

3存在問題

（1）巖土錨固理論研究主要存在問題：①理論研究滯后于工程應(yīng)用；②設(shè)計(jì)中缺乏對(duì)錨固段受力機(jī)理的微觀分析，以及對(duì)整體加固安全度、荷載安全度、材料強(qiáng)度安全度等的分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)；③錨桿加固機(jī)理尚缺乏行之有效的計(jì)算方法；

（2）巖土錨固技術(shù)工程應(yīng)用主要存在問題：①錨固體存在預(yù)應(yīng)力損失及受力不均勻問題；②錨固體系的耐久性、安全性檢測(cè)及評(píng)價(jià)方法亟待完善；③專門性的錨固體系防腐研究工作開展較少；④地下水問題有待于進(jìn)一步解決。

4發(fā)展趨勢(shì)

4.1技術(shù)理論

巖土錨固技術(shù)的理論研究：

（1）錨桿荷載傳遞機(jī)理的研究應(yīng)考慮粘結(jié)應(yīng)力非均勻分布的事實(shí)，提出切合實(shí)際的單錨承載力的計(jì)算方法；

（2）根據(jù)半理論半經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則，提出慮及群錨效應(yīng)的系統(tǒng)錨桿支護(hù)的實(shí)用計(jì)算方法；提出慮及群錨效應(yīng)的系統(tǒng)錨桿支護(hù)計(jì)算方法；

（3）進(jìn)一步加強(qiáng)錨固機(jī)理研究，包括錨桿預(yù)應(yīng)力對(duì)巖土體應(yīng)力重分布及巖土體力學(xué)性能的影響，錨固體對(duì)巖土體物理力學(xué)性質(zhì)的影響和錨桿與巖土體之間的相互作用；

4.2工程應(yīng)用

巖土錨固技術(shù)的工程應(yīng)用研究：

（1）高承載力錨桿的研發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用；

（2）應(yīng)用于復(fù)雜地層的輕型、高效、快速及多功能鉆機(jī)及測(cè)試設(shè)備的研發(fā)；

（3）開發(fā)錨桿新品種和新工藝，加強(qiáng)錨桿及其配套設(shè)備的工廠化生產(chǎn)。

5結(jié)語

巖土錨固技術(shù)自上世紀(jì)以來，取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。在科技創(chuàng)新的今天，其技術(shù)還不能滿足工程實(shí)踐的要求。因此，應(yīng)在國(guó)內(nèi)外已有成果的基礎(chǔ)上，大力推進(jìn)理論研究和工程應(yīng)用的發(fā)展和創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)

[1] 程良奎.巖土錨固[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.

[2] 徐禎祥.巖土錨固工程技術(shù)發(fā)展的回顧[A].巖土錨固技術(shù)與西部開發(fā)[C].北京：人民交通出版社，2002：1-18.

[3] 張樂文，汪稔.巖土錨固理論研究之現(xiàn)狀[J].巖土力學(xué)，2002（23）：627-631.