我国预应力岩土锚固技术的现状与发展
试析岩土锚固技术发展现状
试析岩土锚固技术发展现状一、引言岩土工程的锚固技术是岩土工程中最重要的技术之一。
锚固技术可以在岩土工程中将岩土自身能力和稳定性能最大限度的提高，而且还可以有效的缩减结构物的大小和降低结构物的自身重量，大大的节约了工程预算，并且有效的锚固还可以保证施工人员的安全，所以岩土的锚固技术已经是解决岩土工程难题和加强岩土稳定性的最直接、最经济和最高效的办法之一了。
目前，我国已经在边坡处理、基坑作业、矿井作业、隧道开挖等等工程均广泛的采用了这种岩土锚固技术。
随着近些年我国对基础设施工程的大力建设，尤其是对交通、能源和城市基础设施的大力兴建，将凸显出岩土锚固技术的重要作用。
在1991年，美国首次采用岩石锚杆支护矿山巷道，当时的这一技术可以称之为岩土锚固技术的首次应用，而且得到了良好的应用效果。
随后到了60年代，我国也开始了对这种锚固技术的研究，并且开始尝试应用到实际工程当中去，那时的矿山隧道、铁路隧道和地下厂房均采用了岩土锚固技术，尽管当时的技术可能并不是非常的发达和先进，但是锚固支护的应用确实为我国当时的一些难度较大的工程提供了良好的技术支持。
70年代，英国的核潜艇基地大量的应用了地锚技术，已解决地下水造成的浮力影响。
纽约的世贸中心工程也运用了岩土錨固技术以解决深开挖工程中的一些难题。
随后，法国、瑞士、结课、澳大利亚等国家相继出台了关于岩土地层锚杆的技术规程，并且锚固技术得到了极为广泛的应用。
二、岩土锚固的发展现状2.1应用领域拓展我国自六十年代开始，非预应力和低预应力的锚固技术以及锚固支护技术开始广泛的应用到了矿山巷道和一些隧道工程中了，岩石锚固技术为我国的隧道工程的兴建提供了强大的支持，并发挥了巨大的作用。
随着时间的推移，工程中出现的难题种类越来越多，问题越来越复杂，所以随之出现了越来越多的锚杆种类以满足各种工程的需求。
八十年代，是我国锚固技术的兴旺时期，那个时代水利、电力的大力发展也推动了锚固技术的不断的完善与进步，而且我国已经开始生产高强钢绞线，并且开始研究灌浆技术了，这表明我国在岩土锚固技术已经跨入了一个新的时代了。
岩土锚固机理研究现状及展望
岩土锚固机理研究现状及展望摘要：随着我国地下交通隧道的大量新建和煤炭等地下资源的开采利用，保证各类围岩体的稳定安全是各种地下工程施工中的主要问题。
锚固技术作为一种较为经济优越的支护技术已广泛用在围岩的支护中。
而锚固理论的研究对锚固技术的发展至关重要，文章对国内外锚固理论的研究成果进行了系统归纳，提出了存在的问题及对未来的展望。
关键词：锚固机理围岩锚杆支护理论研究1、研究背景锚固技术的发展和应用是现代岩土工程的一个重要标志，对国民经济的发展具有相当重大的意义。
锚固机理的研究直接关系到工程的安全、经济、效率等问题，因此加强对锚固理论的深入研究和探讨，对推动岩土工程领域的发展有相当重要的意义。
而目前锚固技术的理论研究远落后于实践，这大大阻碍了锚固技术的发展。
2、研究现状目前常用的锚固作用机理主要有：悬吊理论、组合梁理论、组合拱理论、减跨理论[1-3]。
1952-1962年，Louis Panek经过理论分析、实验室试验及现场测试，提出了锚杆的悬吊理论。
悬吊理论认为是通过锚杆将周围的破碎岩石悬吊在更深部比较稳定的岩石上，从而使软弱岩层稳定。
1952年，德国Jacobio等发表了锚杆的组合梁作用理论。
组合梁理论把薄层状岩体看成一种梁（简支梁或悬臂梁），若将它们锚固成组合梁，各层板相互挤压，层间摩擦阻力大为增加，内应力和挠度大为减小，于是增加了组合梁的抗弯强度。
组合拱理论认为，对于拱形断面，通过锚杆的预紧力作用，在锚杆的两端将形成压缩的锥形体，锚杆布置在断面周围且尺寸合适时，这些锥形体将相互重叠而形成拱形压缩带（称为压缩拱）；减跨理论是对层状顶板而言的，由于锚杆的作用，跨度为的顶梁的板岩梁成为（n+1）跨的连续梁，既减小跨度也优化梁结构。
各作用简易图如图1-1所示：图1-1上述理论分析相对简单，只反映了表观现象，缺乏内部原因的分析，反映的是锚杆在特定环境和特定锚固方式下的加固作用，理论模型过于粗糙，不适应今后的发展趋势。
岩土锚固工程技术的发展和存在的问题
岩土锚固工程技术的发展和存在的问题岩石锚固技术是一项非常实用的工程技术，也是目前最为常见的基础工程处理技术。
随着近年来国民经济的发展和科学技术的进步，这种施工技术被广泛的应用在各类工程项目中。
本文就岩土锚固工程技术的发展现状以及存在问题进行探讨与分析，以供同行工作参考借阅。
标签：岩土锚固；基础工程；发展尽管在现代化建筑工程项目中，岩土工程类技术已经成为一门国际公认的基础施工技术，其从诞生截至当前仅仅只有五十多年的历史，在这五十多年中，其广泛的应用在各类建筑工程项目中，毫不夸张地说，目前我国的岩土工程实践技术和发展水平在整个世界都是名列前茅的，其应用之广泛可以说是空前绝后。
无论是在各种大规模的水利工程，还是小型的建筑工程都有所涉及。
就目前的建筑工程项目分析，岩土锚固工程施工技术已成为国内外专家学者研究的主要话题之一，其施工项目和结构措施也逐步受到人们的关注。
正因为此，对于各项大型建筑工程中存在的高边坡、大跨度和深基坑工程来说，岩土锚固已成为一项具有着重要意义的关键技术。
一、岩土锚固技术与特点岩土锚固技术是埋置于岩石土体中的一种受力拉杆件，从而具备良好的拉应力，使得建筑物结构拉应力能够良好的传递给深部的稳定土层，从而加固不稳定的岩土体。
这种锚固技术和加固措施主要是利用栏杆与岩土体之间的相互作用，进而共同完成相应的工作结构体系。
岩石锚固工程技术的发展与我们现阶段的生活紧密相关，它可以追溯至上个世纪初期。
而我国的岩石锚固技术则应用较晚，主要用于上个世纪五十年代后期，然而就在这几十年间的社会发展中，其被广泛的应用在各建筑工程项目中，成为主要的基础工程施工技术。
这种工程项目在施工的过程中由于锚固工程技术的新发展使得其被大量的应用在边坡治理、隧道、重力墙结构之中，在相当数量的基坑工程中也被广泛的使用。
岩土锚固技术的应用对于提高岩层整体性和稳定性有着重要意义，其施工优势也得到了充分发挥。
1、在地层开挖之后，可以立即提供主动支护抗力，从而有效的控制地层与锚固结构之间的变形发展关系，呈现出改善土体应力的状态和结构关系。
预应力技术应用现状及发展
预应力技术应用现状及发展预应力技术是一种通过施加预先应力来改善混凝土构件力学性能的方法。
它被广泛应用于桥梁、建筑物、核电站、水坝等重要工程中。
本文将探讨预应力技术的应用现状及其发展趋势。
目前，预应力技术已经在很多工程中得到了应用，并取得了显著的成果。
首先，预应力技术可以提高结构的承载能力。
通过施加预应力，可以使构件在工作状态下具有更大的受力能力，同时还可以抵抗荷载的不利影响，确保结构的安全性。
另外，预应力技术还可以延长结构的使用寿命。
由于预应力技术可以改善混凝土的抗裂性能，减少混凝土的应变和裂缝，从而提高结构的耐久性和抗腐蚀性能。
此外，预应力技术还可以改善结构的振动性能，减小结构的振动响应，提高结构的抗震性能。
在桥梁工程中，预应力技术已经得到了广泛应用。
预应力混凝土桥梁具有结构承载能力大、变形小、施工周期短等优点，可以有效地减少桥梁的自重，提高桥梁的使用效率。
目前，我国的高速铁路和城市轨道交通建设中，预应力混凝土桥梁已经成为主要的选择。
同时，预应力技术在跨海大桥和长江大桥等特殊工程中也得到了广泛应用。
在建筑工程中，预应力技术也有着重要的应用。
预应力承重构件可以提高建筑物的抗震性能和抗风性能，减小建筑物的变形和损伤，保证建筑物的安全性。
同时，预应力技术还可以实现大空间的无柱结构设计，使建筑物更加美观和实用。
在近年来的建筑设计中，预应力技术已经成为建筑工程中不可或缺的一部分。
除了桥梁和建筑工程，预应力技术还在其他一些工程中得到了应用。
例如，核电站和大坝等重要工程需要长期稳定运行和使用，预应力技术可以提高结构的抗震性能和耐久性能，确保工程的安全性。
此外，预应力技术还可以应用于立交桥、隧道、码头等工程中，为这些工程提供更优化的设计方案。
未来，预应力技术还有进一步发展的空间。
首先，随着技术的进步和应力解析的发展，预应力技术的施工精度将进一步提高。
其次，随着人们对工程安全性的要求越来越高，预应力技术将在很多新领域得到应用，如新型材料的开发和工程的再利用等。
岩土锚固工程的现状与发展论文
岩土锚固工程的现状与发展探究摘要：本文总结了岩土锚固的现状，分析了岩土锚固在理论研究和工程应用方面存在的问题，提出了岩土锚固将来的理论研究和工程应用的重点，论述了其发展方向。
关键词：岩土锚固现状发展探究abstract: this paper summarizes the present situation of rock-soil anchoring, analyzes the theory research rock-soil anchoring and engineering applications existent problem, put forward rock-soil anchoring the study of the theory of the future and the focus of the engineering application, and discusses the development direction.keywords: rock-soil anchoring development present situation to explore中图分类号：u213 文献标识码：a文章编号：当前，岩土锚固已经成为岩土工程领域中的重要部分。
在岩土工程施工过程中使用岩土锚固技术，不仅能充分提高岩土体自稳能力和岩土体的自身强度，降低结构物自重，减小结构物体积，节省工程材料，节约工程成本，同时还能保证施工的安全。
岩土锚固已在我国很多工程建设中得到广泛应用，如：边坡、矿井、基坑、隧洞等地下工程，还有坝体、水库、航道、机场及抗浮、抗倾结构等。
1 岩士锚固现状分析1.1岩土锚固的标准逐步完善岩土锚固在我国工程中的设计与施工原则要符合技术先进、经济合理、保证安全。
为此，国家在1986年颁布了第一个国家标准，即《锚杆喷射混凝土支护技术规范》，相继在1990年颁布了《土层锚杆设计施工规范》。
岩土锚固研究与新进展
岩土锚固研究与新进展一、本文概述随着科技的进步和工程需求的日益增长，岩土锚固技术作为一种有效的地下工程稳定手段，其研究和应用越来越受到广大工程界的关注。
本文旨在全面综述岩土锚固技术的最新研究进展，深入探讨其在实际工程中的应用效果和发展趋势。
文章首先对岩土锚固的基本概念、原理及分类进行了简要介绍，然后重点分析了近年来国内外在岩土锚固材料、锚固机理、设计方法、施工技术和监测评估等方面的新理论、新技术和新成果。
通过对比分析不同锚固体系的优缺点，本文提出了针对不同地质条件和工程需求的最优锚固方案选择原则。
文章还就岩土锚固技术在复杂地质环境、大型地下空间开发和城市基础设施建设等领域的应用前景进行了展望，以期为我国岩土锚固技术的发展提供有益的参考和借鉴。
二、岩土锚固技术的基本原理岩土锚固技术是一种广泛应用于岩土工程中的主动加固与支护技术，其基本原理在于利用锚杆（或锚索）与岩土体之间的相互作用，实现岩土体的稳定。
岩土锚固技术主要包括锚杆支护、预应力锚索、土钉墙等多种形式，它们的基本原理相似，都是通过在岩土体中设置锚杆或锚索，利用锚杆（或锚索）与岩土体之间的摩擦力和粘结力，以及岩土体自身的抗剪强度，将岩土体稳定在一定范围内。
传递原理：锚杆（或锚索）通过注浆或其他方式，与岩土体形成一个整体，当岩土体受到外力作用时，这个整体能够共同承受外力，并将外力通过锚杆（或锚索）传递到稳定的岩土体中，从而实现岩土体的稳定。
锚固原理：锚杆（或锚索）在岩土体中形成一定的锚固长度，通过注浆体或岩土体与锚杆（或锚索）之间的摩擦力和粘结力，将岩土体锚固在锚杆（或锚索）上，防止岩土体的滑移或坍塌。
悬吊原理：当岩土体中存在不稳定的岩土层时，可以通过锚杆（或锚索）将不稳定的岩土层悬吊在稳定的岩土层上，从而实现岩土体的稳定。
组合原理：岩土锚固技术常常与其他支护结构（如喷射混凝土、钢筋网等）组合使用，形成一个整体的支护体系，共同承受外力，提高岩土体的稳定性。
预应力锚管在土工工程中的发展趋势和应用前景
预应力锚管在土工工程中的发展趋势和应用前景。
一、预应力锚管技术的发展趋势1.现代化技术的应用：目前，预应力锚管的生产制造工艺和技术已非常成熟，但是在大规模土工工程中，传统的人工操作方式仍然存在一些不足。
未来，预应力锚管将会在制造、施工和监测方面引入现代化技术，如、自动化装置、无人机等，从而增强其生产效率和准确度。
2.生产制造材料的创新：现在，预应力锚管的生产材料主要采用金属或合金，但这种材料在特殊土地环境下会出现腐蚀现象，影响其使用寿命。
因此，预计未来预应力锚管的生产材料将会有所创新，如使用高性能复合材料、纳米材料等，从而提高预应力锚管的使用寿命和适应性。
3.智能化：未来的预应力锚管将会融入智能元素，配备多种传感器和监测设备，实现对工程状态实时监测、预警和反馈。
通过智能化和数字化的方式，来进一步保证工程的安全性。
二、预应力锚管的应用前景1.城市基础设施建设：城市基础设施建设已成为各级政府基本建设中的重要组成部分。
未来，城市桥梁、道路和隧道将会更多地采用预应力锚管技术，从而保证城市基础设施的安全和可靠性。
2.土方工程：预应力锚管最初的应用领域就是土方工程，目前应用范围已扩展到隧道复合地基、基坑支撑等领域。
预计到2023年，土方工程也将会成为预应力锚管的主要应用领域之一。
3.矿山工程：预应力锚管在矿山工程中可以解决地下矿井落石、滑坡等安全问题，为矿山采矿提供有效的支撑和保护。
因此，预应力锚管在矿山工程中的应用前景非常广阔。
总之，预应力锚管技术在土工工程中的应用前景非常广阔，随着技术创新的不断推进，将为土工工程提供更加先进和有效的工具。
在未来几年里，预应力锚管技术将继续向数字化、智能化和体量化方向发展，带来更加高效、安全、可靠的土工工程解决方案。
建筑行业预应力技术的现状与发展趋势
建筑行业预应力技术的现状与发展趋势引言预应力技术是一种常用于建筑行业的技术，能够有效地增强结构的承载能力和抗震能力。
本文将对建筑行业预应力技术的现状与发展趋势进行探讨。
现状分析预应力技术的定义与原理预应力技术是指在混凝土结构中首先施加预先确定的拉应力或压应力，通过拉应力或压应力抵消结构在使用过程中的自重、外荷载以及温度应力等引起的内力，从而提高结构的稳定性和承载能力。
预应力技术的应用范围预应力技术广泛应用于住宅楼、桥梁、隧道等建筑工程中。
通过预应力技术，可以有效地减少混凝土结构中的裂缝，提高结构的抗震性能。
预应力技术的分类根据拉应力的来源，预应力技术可以分为两大类：无粘结预应力技术和粘结预应力技术。
无粘结预应力技术是指将预应力钢束或钢丝束与混凝土结构分离，通过锚具或张拉器将拉应力传递给混凝土结构。
粘结预应力技术是指将预应力钢束或钢丝束与混凝土结构粘结在一起，通过预应力钢束或钢丝束的粘结行为将拉应力传递给混凝土结构。
预应力技术的发展趋势1.精确计算模型的建立随着计算机技术的发展，建立精确的预应力计算模型成为可能。
未来预应力技术的发展将更加注重准确的计算分析，提高结构的承载能力。
2.新材料的应用近年来，随着纤维材料和超高性能混凝土等新材料的发展，预应力技术也得到了进一步的发展。
通过应用新材料，可以提高结构的抗裂能力和耐久性。
3.自动化施工技术预应力技术的施工需要经验丰富的施工人员进行操作，而自动化施工技术的发展将减少人为操作的误差，提高施工质量。
4.环境友好型预应力技术在建筑行业不断追求绿色、环保的今天，环境友好型预应力技术得到了越来越多的关注。
未来的发展趋势会注重节能减排、可持续发展的预应力技术研究。
5.结构安全性与经济性的平衡作为一项关乎建筑安全的技术，预应力技术的发展不仅要保证结构的安全性，还需要在经济性上取得平衡。
未来的发展将更加注重结构安全性与经济性的结合。
本文对建筑行业预应力技术的现状与发展趋势进行了探讨。
岩土锚固技术的发展与存在的问题
岩土锚固技术的发展与存在的问题锚固技术是岩土工程建设中极其重要的一个技术，近年来随着社会经济高的发展，科学技术的进步，该技术也有了进一步的发展，其运用前景十分可观。
锚固技术能够迅速发展的原因就在于它可以全面地实现岩土材料本身的功效，尽可能地发挥岩土介质的硬度，同时有效强化岩土体的承重和稳定作用，将结构物与岩土体二者牢牢地固定在一块，从而保证了岩土工程的质量和施工者安全。
自上世纪20年代第一次使用钢筋加固岩层以后，该技术就呈现快速发展之态势，尤其是上世纪802年代以来，在计算机诞生以后，运用计算机进行模拟计算，有效地促进了岩体锚杆加固机理的相关探究。
不过因为岩土介质自身额特点，其复杂多样性造成目前研究还面临种种不足，其设计理论、计算方法还有待改进。
所以实际上其理论研究已经更不上工程实践的脚步了。
2 岩土锚固技术的研究现状及其应用方向2.1 国外锚固技术的发展情况从18世纪90年代，在北威尔士的煤矿中，率先使用了钢筋来加固岩层开始，到上世纪80年代为止，随着技术的革新，使得锚杆的承载力最大达到了*****KN，再到近些年来，国外的岩土锚固技术各方面都有了长远的进步。
当前学界和工程业中对于岩土锚固技术理论相关研究可分成两个部分：一是将锚固体当成研究对象，探讨锚固体和岩土体的力的相互作用；其次是将岩土体当作研究对象，探讨锚固体对加固体所起的的力学效果。
国外学者长期以来都专注于对锚杆试验的探究，概述如下：鲁特邹和贾居里在1967年时进行了关于钢筋在混凝土中的滑移性质的相关探讨。
法玛尔在他的1975年论文中着重研究了腊八荷载作用下锚杆的粘结力，他通过相关试验的探究得出结论，认为粘结力从荷载作用点到锚杆里端是按照指数形式不断减少的，从而为近代的锚杆的受力特性研究确立了学术技术。
司邦等人在1990年发表的论文中，展示了他根据相关试验结果，得出额结果是，锚杆倾角与其所加固节理面的抗剪强度有关。
籍里柯等人在2002年发表的论文中对全长粘结式锚杆的锚固力受锚杆长度、直径等其他因素的影响关系实施了相关试验，得到的结论是改变以上相关因素的数值的确会加大锚固力，但存在一个峰值，也就是不能大于锚杆材料自身的抗拉强度。
我国预应力技术发展现状及趋势
我国预应力技术发展现状及趋势.pdf模板一：第一章介绍1.1 简介\t预应力技术是一种广泛应用于工程结构中的施工工艺，通过施加预先计算好的预应力，可以使工程结构在使用过程中具有更好的承载能力和持久性能。
本章将介绍预应力技术的定义、发展背景以及主要应用领域。
第二章发展历程2.1 初期阶段2.2 逐步完善2.3 现代化发展第三章技术细节3.1 预应力材料\t3.1.1 预应力钢束\t3.1.2 预应力混凝土3.2 施工工艺\t3.2.1 预应力张拉\t3.2.2 预应力锚固\t3.2.3 预应力传力3.3 设计原则\t3.3.1 张拉力设计\t3.3.2 锚固设计\t3.3.3 构件设计第四章应用领域4.1 桥梁工程4.2 高层建筑4.3 航天工程4.4 其他领域第五章发展趋势5.1 新材料应用5.2 新工程应用5.3 新技术发展附件一：预应力施工图纸附件二：预应力设计计算表格法律名词及注释：1. 预应力：施加在构件上的具有与之相反方向的内应力，以消除或减小外力引起的变形和破坏。
2. 预应力钢束：用于施加预应力的钢材束，通常由多股钢丝或钢束组件构成。
3. 预应力混凝土：与普通混凝土相比，添加了预应力钢束或钢筋的混凝土，具有更高的强度和承载能力。
模板二：第一章介绍1.1 背景\t预应力技术作为一种先进的施工技术，广泛应用于我国的工程结构中，其发展现状及趋势备受关注。
本章将从发展背景、意义及目的进行介绍。
第二章历史演变2.1 技术引入2.2 技术发展2.3 技术创新第三章技术原理3.1 钢束选材\t3.1.1 钢材种类\t3.1.2 钢束特性3.2 混凝土配合比设计\t3.2.1 强度要求\t3.2.2 平衡性设计3.3 施工过程\t3.3.1 预应力张拉\t3.3.2 预应力锚固\t3.3.3 预应力传力第四章应用领域4.1 桥梁工程\t4.1.1 高速公路桥梁\t4.1.2 铁路桥梁4.2 建筑工程\t4.2.1 高层建筑\t4.2.2 基础工程4.3 水利工程\t4.3.1 水电站\t4.3.2 港口工程4.4 航天工程\t4.4.1 航天器发射塔\t4.4.2 航天器运输架第五章技术创新与趋势5.1 新材料应用5.2 自动化施工5.3 集成化设计附件一：预应力工程设计规范附件二：预应力施工工艺图册法律名词及注释：1. 预应力：施加在构件上的具有与之相反方向的内应力，以减小外力引起的变形和破坏。
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第39卷 第3期2003年5月 地质与勘探GEOLO GY AND PROSPECTIN G Vol.39 No.3May ,2003岩土工程[收稿日期]2002-12-11;[修订日期]2003-03-10;[责任编辑]李石梦。
[作者简介]苗国航(1964年-),男,1989年毕业于东北大学,获硕士学位,高级工程师,现主要从事岩土技术研究、岩土类杂志编辑、企业管理等工作。
我国预应力岩土锚固技术的现状与发展苗国航(中国冶金地质勘查工程总局,北京 100028)[摘 要]预应力岩土锚固技术是深基坑、地下工程、隧道、道路边坡、坝基、桥梁等工程中重要的支护手段之一,全面剖析了这项技术在理论研究、应用领域、规模、标准化建设、锚固材料及施工机具等突破性进展,根据我国基础施工现状,对锚杆的设计、锚固参数合理选择、锚杆的腐蚀与防护进行了分析,从8个方面指出了预测应力岩土锚固技术的研究方向。
[关键词]预应力 锚固技术 锚杆[中图分类号]TU757 [文献标识码]A [文章编号]0495-5331(2003)03-0091-040 前言预应力岩土锚固技术产生于20世纪初的英国,因其巧妙利用了预应力钢材的高抗拉强度和调用并提高了岩土体自身的强度及自稳能力,充分挖掘了岩土体的潜能,有效地节省了工程费用并有利于施工安全,成为提高岩土工程稳定性和解决复杂困难岩土工程问题的最经济最有效的方法之一。
20世纪70年代,英国在普莱姆斯的核潜艇综合基地干船坞的改建中,广泛应用预应力锚杆以抵抗地下水的浮力。
纽约世界贸易中心深基坑(21m )工程采用6排地连墙和工作荷载3000kN 预应力锚杆支挡结构取得成功。
英国、日本等国研究开发了单孔复合锚固技术,改善了预应力锚杆的传力机制和锚固段粘结应力分布状态,大大提高了锚杆的承载能力和耐久性。
英国采用单孔复合锚固技术在软土中锚杆承载力达到1337kN 。
1989年,澳大利亚在warragamha 重力坝加固工程中采用65根直径15.2mm 的钢绞线组成的预应力锚杆,极限承载力达16500kN 。
90年代以来,英国、澳大利亚、加拿大等国的学者和工程师提出了“注浆锚杆的侧向刚度、注浆体长度及膨胀水泥含量对杆体与注浆体界面特性的影响”、“有侧限状态下注浆锚杆的特性”、“粘结应力分布对地层锚杆设计的影响”、“单孔复合锚固的理论与实践”等理论研究成果。
我国预应力岩土锚固技术从1964年首次在安徽梅山水库大坝基础成功地运用设计承载力2400～3200kN 的预应力锚杆加固开始,相继在丰满、隔河岩、小浪底、三峡、水布垭、京九铁路等边坡工程、滑坡整治工程和城市基坑支护工程、结构物的抗倾、抗浮工程中获得了广泛应用并取得良好的效果。
1989年我国首台6000kN 级预应力锚杆及张拉设备研制成功,并应用于丰满大坝加固工程,8000kN 级预应力锚杆在石泉大坝加固工程应用成功,10000kN 级预应力锚杆在龙羊峡水电工程中试验成功。
北京王府井饭店等大型深基坑工程广泛应用了预应力土层锚杆背拉桩墙支护结构。
90年代以来,我国的预应力岩土锚固技术从理论研究、技术创新、工艺改良、材料开发、设备配套到工程应用都得到了飞速发展。
据初步统计,我国在深基坑和边坡加固工程中的预应力锚杆年用量达2000～3500km 。
理论研究主要围绕地层锚杆的荷载传递机理,浆体与地层间的粘结应力及其分布状态,单孔复合锚固的机理,锚杆腐蚀与防护、锚杆长期工作性能测试等几方面展开的,目前岩土预应力锚固的理论和实践已提高到一个新水平。
1 岩土预应力锚固技术的现状1.1 应用领域和规模不断扩大伴随着我国高强低松弛钢绞线的批量生产和灌浆技术的发展,长度大于15m 设计荷载大于500kN 的预应力锚杆在我国边坡稳定、地下洞室支护、深基坑支护、坝基加固和抗倾覆、抗浮结构等工程中广泛应用(表1),标志着我国岩土预应力锚固的设19计、材料、施工水平进入了新的阶段。
表1 预应力岩土锚固工程实例工程名称用途类型承载力/kN钢绞线钢绞线规格/mm孔径/mm孔深/m施工年代/a 小浪底水利枢纽边坡加固拉力型1000～30007～19根15.24150～22020～551995～1996链子崖危岩体加固边坡加固拉力型1000～30007～19根15.24115～17516.5～511995～1997三峡水利枢纽边坡加固拉力型1000～300019根15.24130～17630～601995～2001中银大厦基坑支护压力分散型8008根12.713322～321998北京东方广场基坑支护拉力型0多根15.2415020～281999江苏淮安三线船闸结构锚固分散压力型223～8236、9根12.716822.5～27.52001清江水电站边坡锚固拉力型分散压力型1000～30007～21根15.24130～18030～50正在施工 举世瞩目的长江三峡水利枢纽双线连续五级船闸主体段长1617m,人工开挖形成了170m高的风化程度不等的花岗岩边坡,采用229根1000kN级、1937根3000kN级的系统预应力锚杆改善边坡岩体的应力状态,抑制开挖边坡塑性区的扩展,提高边坡的整体稳定性;采用2080根3000kN级随机预应力锚杆对边坡潜在不稳定块体进行了加固;采用121根3000kN级预应力锚杆对闸首支持体进行了加固。
江苏淮安三线船闸闸首为钢筋混凝土整体结构,闸室采用永久钢板桩加墙后预应力土层锚杆的新颖结构形式。
闸室与上下闸首衔接段采用三层预应力土层锚杆支护,闸首闸室标准段采用两排预应力土层锚杆支护。
由于本工程地质条件复杂,土质松软且离散性较大,锚杆形式选用分散压力型(无黏结钢绞线),成孔采用全长套管跟进成孔工艺,注浆采用二次高压注浆工艺(即一次常压注浆和二次高压劈裂注浆工艺)等综合技术工艺措施来提高锚杆的极限承载力和耐久性。
江苏淮安三线船闸土锚设计参数见表2。
表2 江苏淮安三线船闸土锚设计参数表参数部位孔径/mm倾角/°孔深/m锚杆长度/m总长自由段锚固段钢绞线规格/mm锚具规格承载体数量/个承载体间距/m设计荷载/kN极限荷载/kN闸室标准段1681523.523.513.510<12.7OVM1325164.3328.6 1681527.527.57.520<12.7OVM1345367.1734.2闸室与上闸首段1681523.523.513.510<12.7OVM1325116.5223.0 1681523.523.57.516<12.7OVM1344202.5405.01681522.522.5 6.516<12.7OVM1344176.9353.8闸室与下闸首段1681526.026.016.010<12.7OVM1325150.7301.4 1681525.525.57.518<12.7OVM134 4.5362.8798.61681524.524.5 6.518<12.7OVM134 4.5414.4828.81.2 标准化建设日趋完善1986年颁发了国标《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(G BJ86-85),2001年颁发了其修订版G B50086-2001,1990年颁发了《土层锚杆设计施工规范》(CECS22:90),2002年起开始对CECS22: 90进行修订。
1997年颁发的《建筑基坑工程技术规范》(Y B9258-97)第7章、1999年颁发的《建筑基坑工程技术规程》(J G J120-99)第4章、1998年颁发的《水工预应力锚固设计规范》(SL212-1998)、1994年颁发的《水工预应力锚固施工规范》(SL46-1994)都对预应力锚杆的适用范围、设计、材料、施工、防腐、试验和监测作了明确的规定。
规范将锚杆按其服务年限分为临时性锚杆(2年以下)和永久性锚杆(2年或2年以上),锚杆设计采用统一的安全系数。
对锚杆的试验分别规定了基本试验、蠕变试验和验收试验的锚杆数量、最大试验荷载、加荷等级及观测时间,并规定了锚杆验收的合格标准,即锚杆除应在最大试验荷载作用下,锚头位移趋于稳定其蠕变量不大于2.0mm外,从50%拉力设计值到最大试验荷载之间测得的总位移量应当超过该荷载范29 地质与勘探 2003年围自由段长度预应力筋理论弹性伸长值的80%,且小于自由段长度与1/2锚固段长度之和的预应力筋的理论弹性伸长值。
1.3 锚杆材料与施工机具有新的发展目前我国的预应力钢材向高强度、大直径方向发展,数十家单位均能生产高强度(1860MPa)低松弛的有粘结或无粘结直径为12.7mm、15.24mm 的钢绞线及配套的锚具和张拉设备。
随着制造工艺的不断改进和提高,江西新余、上海申佳金属制品有限公司、江阴钢绞线厂等单位已能生产强度2000 MPa的超高强低松弛钢绞线和直径17.78mm的1860MPa钢绞线,柳州OVM、HVM建筑机械有限公司生产出与之配套的锚具,为我国高承载力锚杆的应用提供了良好的物资基础。
柳州OVM建筑机械有限公司已能批量生产环氧静电喷涂钢绞线,这是一种具有优异防腐性能的全新的防腐钢绞线,它利用先进的高环保无污染高压静电喷涂工艺,对构成钢绞线的芯线和外周的六根侧线的表面都均匀地喷涂上专用环氧树脂粉末并加热熔融及冷却固化,在钢绞线的每根钢丝表面形成一层致密的环氧隔膜,防腐性能明显优于镀锌钢绞线,能大幅度提高钢绞线的使用寿命。
另外,国内已能生产各种规格的具有标准连接螺纹的中空筋材,为采用自钻式锚杆提供了物质保证。
除从国外引进一些较先进的全液压双动力钻孔机外,我国生产的岩锚钻机和配套的钻具均具有良好的工作性能,基本满足了目前我国岩土预应力锚杆施工的钻孔要求。
另外合资生产大风量高中低风压的英格索兰、阿特拉斯、美国寿力、台湾复盛等螺杆式空气压缩机,可为岩锚钻机提供充足强劲的动力。
1.4 预应力岩土锚固理论、技术研究取得重大进展近几年来,在预应力岩土锚固理论、技术研究围绕着锚杆荷载传递规律、不同受力机理、复合土钉墙、自钻与单孔复合锚固理论、可重复灌浆技术、锚杆可拆芯性、锚杆的抗腐蚀性、高效钻孔设备的研制、锚杆孔斜控制等方面取得了重大进展。
从改善锚杆荷载传力机制出发,在一个钻孔中安放多个单元锚杆的复合锚固系统,使粘结应力较均匀地分布于整个锚固段长度上,可拆芯;采用特殊的注浆装置及适宜的工艺参数,对锚固段的二次或多次高压重复灌浆术,使浆液从第一次灌浆体中劈裂向周围地层挤压、扩散,提高了其抗剪强度并扩大了锚固体的直径,锚杆承载力可提高0.6～1.2倍;掌握了软土地层中锚杆的蠕变性能和预应力值的变化规律;针对三峡水利枢纽永久船闸高边坡预应力锚杆加固工程开展了从钻孔设备、孔斜控制、快速施工、预应力监测到锚固效果的一系列攻关课题,研制了D KM 型钻机并建立了以支点纠偏为主的高精度深孔钻进技术,多点位移计、声波、钻孔弹模等综合测试技术;开展了带塑料波纹管防护的无粘结预应力锚杆的试验研究;以有限元、边界元、离散元法以及极限平衡为基础的分析软件;GPS、自动光学监测系统等。