基坑支护中岩土锚固技术的应用分析

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摘要：本文阐述了工程中行而有效的一种基坑支护技术，即岩土锚固技术，并根据其在工程中的应用做了浅析。

关键词：基坑支护；岩土锚固技术；锚固技术；应用

Abstract: this article expounds the bank and effective engineering a foundation pit supporting technology, that is, rock and earth anchoring technology, and according to the applied in engineering because of shallow do.

Keywords: foundation pit supporting; Rock-soil anchoring technology; Anchorage technology; application

中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：

一、 基坑支护的概念及种类

在建筑工程施工最初阶段，开挖地下基坑是项目工程的初期，同时，为了迎合目前基础建设的发展和需要，如楼房地下室的设计和建造、埋设必要的地下设施等。在城市市内对基坑进行深开挖，常常需要建设在既有的建筑物、构筑物、桥梁地铁、以及隧道等下方，这类设施的地下结构地形以及周边环境复杂，如不做好适当的防护措施，很容易造成地上建构物、桥梁、隧道等设施的破坏而造成巨大的经济损失。因此，为保证结构及周边环境安全施工单位有必要对基坑侧壁和周边环境采取必要措施，基坑支护就是为保证其安全而采取的必要如加固、支挡和保护的措施。

随着我国建筑行业的发展和不断的进行经验总结，目前使用的支护形式根据计算受力性质的不同大致分为三种：即重力式、悬臂式、支撑式。细分下来又可以分成大致十三种，而目前建筑工程中常见的支护形式有水泥土搅拌桩或者钢筋混凝土桩等桩、墙式支撑系统、土钉墙（喷锚支护）、逆作拱墙、基坑内支撑、地下连排墙等支护方式。

二、 岩土锚固技术的概念和理论

基坑支护工程中的岩土工程加固，其拥有多种技术手段，其中新兴且行之有效的技术手段之一就是锚固技术，国内又称为锚杆支护技术。该技术从英国首先应用发展，后因锚固技术效应独特、工艺简便、用途广且造价经济低廉而开始受到广泛关注和应用，迄今已有一百多年的历史。目前已经应用于多种工程建设，如矿山、冶金、水利水电、道路铁路、土木建设等等多种工程领域范围内。

1.工作机制。最初对锚杆技术工作机制的理论解释停留在悬吊理论和组合梁拱理论上，随着锚杆支护技术在国内的认可和发展，以及地下岩体结构的复杂性、周边应力环境的多变性，原来的理论基础已经不能继续解释应用，因此不少业内专家也对锚固技术的工作机制展开了进一步深层次的研究。通过分析测试和数据模拟模型实验，加入了更多实践性理论，如在设计锚杆支护参数时运用工程力学理论；工程实践的现场检测时采用经验法、工程类比法等。

2.基本观点。关于岩土锚固技术的基本观点其总的要求是要有可靠的技术支撑和合理的经济支配。所以在设计和施工时要考虑诸多因素，工程选址时要确保岩体不松动；要合理有效的控制和利用岩体变形，便于岩体自撑能力和锚杆承载力的最大限度发挥；充分把锚杆和岩体视为统一整体以有效发挥其共同作用；通过检测设备测得的岩体力学参数来指导设计施工，对于不同的地质构造和岩体类别采取不同的计算方式和设计方法；在施工过程中不断的根据现场的勘察数据和检测信息调整设计参数，确保结构形式更加符合工程的实际情况。

3.设计理论。从锚固支护发展初期至今，已经成型的有四种代表理论，即支撑理论（代表Louis A.Panek等）、加固理论（代表美国P.P.Oreste）、能量学理论（代表南非M.D.Salazmon）、突破点理论（代表中科院地质研究所王思敬）。

支撑理论涵盖锚杆的悬吊、减跨、组合梁、组合拱的作用以及围岩松动圈的锚杆支护作用。

加固理论是以工程地质力学为基础，根据岩体的硬度、强度等调整，分别进行适当和重点加固。加固理论的实质是改变围岩的受力情况，增加岩体周围的压力，提高岩体的力学参数。

4.锚固方式。将锚杆与岩体进行有效的结合可以使锚杆的拉力传入岩层深处，通过不同的锚固方式发挥其作用。施工中通常使用三种锚固方式：机械式，针对岩体中的临时短锚杆采用机械法，利用空心钢管和岩层间的摩擦力来固定；胶结料式，用水泥、合成树脂等胶结材料把锚杆同岩体固定在一起，依靠他们之间的粘结强度来固定；扩张基底，通过一定的方式在锚杆的底端或者根部形成扩体，依靠底层对于锚杆拔出的抗力来固定锚杆。

三、 岩土锚固技术的应用分析

现代基坑防护工程中，岩土锚固技术以其良好的效果、合理的成本支出等得到越来越广泛的应用，下面究其在应用中的几点做浅析。

1.锚杆施工要求的应用

首先，锚杆的成孔是施工最初也最关键的一步，其成孔应当满足设计孔径、长度和倾斜度的要求。成孔过程的费用关系到整个锚固工程的费用，其造价最高，因此是影响锚固效益的主要因素。在锚固成孔时，要采用适当的方式来确保成孔的精度，以保证插入杆体和注浆等后续工作的顺利进行。

其次，在锚固成孔的施工过程中的注意事项如下，钻孔时，要先根据不同的岩土层厚度采取适当措施调整，如注浆加固使过分松软的底层硬度加大；再根据不同岩土条件选择合适的钻孔方法，保持后续插杆和注浆过程不塌陷；

2.锚杆孔的成孔工艺的应用

锚杆成孔主要依靠专业的成孔设备，按照不同的分类方法可以分为多种不同类型，如综合、单体式；回转、冲击式；液压、电动式等等。实际施工需根据不同的需求选择不同参数的专业成孔设备。

有了设备，需要依靠专业的成孔方法依据设计图纸需求进行加工。一般锚杆空可以分成两种，一种是短锚杆钻孔，其特征是载荷短小；一种是长锚杆钻孔，其特征是传递拉力大。有时候为了增大锚杆的承载力，可以用机械、爆炸、水力、压浆等方式对钻孔的端部做扩孔处理。

3.锚杆制作与安放应用

根据锚固工程对象，锚杆的承载力，锚杆的长度和数量以及现场提供的施加应力及锁定的设备来选取不同的锚杆材料，可以选择的材料有普通钢筋、高强度钢丝、精轧螺纹钢筋和钢绞线。其中长锚杆的制作最好选用钢丝或者多股钢绞线，此材料柔韧性好易于运输，便于长锚杆的安放久违和施加应力。

通常情况下，安放锚杆杆体与灌浆管要同时插入钻孔底部，尤其是土层锚杆。若钻孔时用的是套管方式，在插入杆体灌浆结束后把套管拔出；若钻孔时成孔是小口径锚杆孔，则在灌浆后再插入杆体。安放锚杆杆体时应注意：锚杆插入过程要顺直；锚杆安装前要对钻孔进行检查，及时处理损坏现象；锚杆推送时要注意用力均匀同时稳定杆体不转动，一是为了保护推送时锚杆配件和防护层，二是为了推送时排灌和注浆管的畅通。

4.锚杆防护应用

利用锚杆进行的岩土锚固技术，也需要对其进行一定保护，才能够使得已经安装的锚杆有效工作，延长其使用寿命。通常采取的方法有：

锚杆拉杆的自撑力要强，本身质量高，充分考虑到造价、工程强度的需求合理选择杆材；可以利用碱性环境保护预应力筋不受腐蚀，高碱环境有利于预应力筋的钝化；在预应力筋的表面或外层区域，用高分子材料建立非金属覆盖层，利用非金属的良好抗腐蚀能力保护杆材。

四、 结束语

本文通过对基坑支护的概念理解，引出岩土锚固技术的概念以及原理，通过其简介和其在一般工程中的运用，对岩土锚固技术做了应用分析。

参考文献：

[1]张欣.深基坑支护技术应用浅析[J].建筑技术开发.2005,23(1):34-35.

[2]程良奎.岩土锚固[M].中国建筑工业出版社.2002.207-254

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