岩土锚固力的确定及应用
岩土锚固技术在公路边坡治理中的应用
重要的作用。
可以推迟开裂域的形成和进一步发展，应力传递和扩
2 锚固技术的种类
散作用如果实在相同的载荷作用下，锚固边坡岩土体应变
工程中有不少地方都会运用到锚固技术，这一技术的 水平应该比岩土边坡低从而起到推迟开裂的作用。
运用对于工程的顺利进行是十分有帮助的，可以有效的降
4 岩土锚固在公路边坡治理工程中的应用
勇于开创新技术的结果。
中，采用岩土锚固技术则能很好的提高滑动体与稳定岩体
3 锚固技术的作用形式
间的摩擦力，提高边坡岩土体自身的强度，从而起到有效
锚固技术真正实现其相关作用是在岩土体通过锚固 保护边坡稳定的效果。
进入塑性变形阶段，预应力锚索或锚杆自身的作用逐渐增
4.2 岩土锚固技术的锚杆可以起到很好的支挡作用
作者简介：徐斌（1971-），男，四川泸县人，高级工程师，工学学士， 主要表现在对体积要求太大，不能很好的适应复杂的地
研究方向为岩土工程。
形、地质条件，而采用岩土锚固技术可以有效的解决这些
Value Engineering
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问题，可以应用岩土锚固技术的锚杆挡土墙、锚定板挡土 墙、锚杆桩板式挡土墙或者加筋挡土墙，这些土墙的结构 轻型、稳定性好、对地基承载能力没有太高的要求，所以现 在广受欢迎，在很多工程都有应用。
坑支档、坝基稳定、结构抗倾与抗浮等，尤以在公路边坡治 常显著，预应力锚索或锚杆将产生弯剪、拉剪等复合应力，
理工程中发挥的效果最显著，本文对岩土锚固技术在公路 最终导致胶结材料碎裂现象。复合岩土体要想变形的更慢
边坡治理工程中的应用进行了详细的阐述，主要是希望通 一些，可以借助钢筋或锚索的作用，这样就使得岩体更加
喷射混凝土边坡加骨技术；预应力锚固、配筋喷射混凝土 低，且只作用于坡面，这就决定了它如果只采用常规方法
《岩土锚杆(索)技术规程》 修订
《岩土锚杆(索)技术规程》修订岩土锚杆（索）技术规程修订岩土锚杆是一种在土体或岩体中用来增加地基或边坡稳定性的工程技术措施，其应用范围广泛。
为了规范和统一岩土锚杆（索）的设计、施工和验收，提高工程质量，特制定《岩土锚杆（索）技术规程》并进行修订。
一、术语和定义本文档中所涉及的术语及其定义如下：1. 岩土锚杆：在土体或岩体中通过锚固作用增加地基或边坡的稳定性的一种工程措施。
2. 锚杆（索）：用于锚固的杆状或索状材料。
3. 锚杆（索）锚头：锚杆（索）与地面或结构物连接的部分。
4. 锚杆（索）锚固段：位于锚杆（索）锚头与锚杆（索）锚固体之间的部分。
二、锚杆（索）的分类及选用根据锚杆（索）的材料、锚固方式和施工方法，可以将锚杆（索）分为以下几类：1. 普通锚杆（索）：主要由钢材或钢索组成，适用于一般土体或岩体的加固。
2. 高性能锚杆（索）：采用高强度钢材或复合材料制成，用于承受较大荷载或需要较高抗震要求的土体或岩体加固。
3. 预应力锚杆（索）：采用预应力钢材或复合材料制成，通过预应力力学原理提高锚固体的承载能力和稳定性。
4. 自卸式锚杆（索）：具有锚固段与锚头之间的切割装置，可以在需要时便于将锚杆（索）卸除。
三、岩土锚杆（索）的设计与计算岩土锚杆（索）的设计应符合以下原则：1. 根据工程要求选择合适的锚杆（索）类别、材料和直径。
2. 根据地质条件和荷载特点，确定合理的锚杆（索）布置方案。
3. 根据锚杆（索）受力机制和荷载传递规律，进行受力分析和计算。
4. 满足锚杆（索）在设计寿命内的变形和破坏控制要求。
四、岩土锚杆（索）的施工要求岩土锚杆（索）的施工应符合以下要求：1. 施工前应制定详细的施工方案，并根据设计要求进行施工准备工作。
2. 锚杆（索）的埋设深度、锚固长度和锚杆（索）间距应符合设计要求。
3. 施工过程中应保证锚杆（索）的正确布置和锚固体的质量。
4. 施工完毕后，应进行锚杆（索）的质量检验和验收，确保施工质量。
岩土锚固技术的应用及发展
岩土锚固技术的应用及发展岩土工程中经常出现地面沉降、滑坡、岩崩等地质灾害，后果非常严重，经常会造成重大损失和人员的伤亡。
发生这些地质灾害的原因主要是岩体内受力不均匀，因此为了改善岩体的应力状态，提高岩土体以及结构的整体稳定，通常采用锚固的方法，目前这种方法应用非常广泛，并且取得了良好的效果。
标签：岩土;锚固技术;应用;发展锚固技术是岩土工程的重要组成部分，充分利用锚杆等材料提高岩土体的稳定性，保证结构安全可靠，目前在很多领域的应用都非常普遍，比如交通建设、水利建设、建筑工程等。
通过利用锚固技术有效的防止了沉降、滑坡、岩崩等地质灾害的发生。
一、岩土工程中锚固技术的简介锚固技术实现的目地是避免在地下工程的施工过程中发生的一些滑移或者坍塌等造成恶劣影响的灾害性事故的发生，它的主要原理就是通过土体或者是岩体的锚固力来对地下工程中的结构进行稳定，所以说锚固技术不但是地下工程施工过程中的重要技术之一，而且还是保证施工能够安全进行的重要保障。
锚固技术一般都是分为两端进行操作的，工程中的结构物或者挡土墙用来连接其中的一端，而剩下的一端则是锚固在能够承受住结构物自身的上托力的地基土层中或者挡体墙的土压力、抗拔力、水压力等的岩层中。
虽说原理差不多但是锚固技术一般情况下分为两类，分别是土锚和岩锚两种。
在二十世纪六十年代以前并没有岩土工程这一独立的学科，它在原来只是土木工程中一个分支，直到后来才随着土木工程建筑的实践慢慢的建立起来这一新型的技术学科，它主要针对的解决对象是岩体和土体工程中的各种问题，比如地基和基础、地下和边坡工程等问题，也可以说岩土工程就是运用岩石力学、工程地质学、土力学进而对工程中相关岩石和土的那些工程技术问题进行解决的一类学科。
近几年来，随着岩土工程的发展，在其中起着重要作用的锚固技术也在不断的发展和完善，现在已经在很多领域都有广泛的应用并且取得了巨大的成就，特别是岩土工程中高边坡防护、路基、公路隧道、深基坑的处理等等。
02岩土锚杆(索)的类型、工作特性及适用条件-12-20
围岩处于三维压缩状态
1－杆体和托板作用在岩石上的力； －杆体和托板作用在岩石上的力； 2－岩石；3－托板；4－挡环 －岩石； －托板； －
岩石移动使锚杆 进一步锁紧岩石
锚杆锚固力随时间而增长的曲线 1－黑色页岩；2－锰矿体； －黑色页岩； －锰矿体； 3－绿泥岩 － 缝管锚杆的锚固力与拔出量的关系 1－砂岩；2－锰矿体；3－绿泥岩 －砂岩； －锰矿体； －
10、纤维增强塑料锚杆 、
纤维增强塑料是一种以合成树脂为粘结 复合纤维为增强材料制成的复合材料。 剂、复合纤维为增强材料制成的复合材料。 其相对密度为1.8～ 其相对密度为 ～2.1 抗拉强度高达 600～700 Mpa ～ 纤维增强锚杆的优点： 纤维增强锚杆的优点： 防腐蚀，耐久性好； 防腐蚀，耐久性好； 绝缘，防静电； 绝缘，防静电； 抗拉和粘结强度高； 抗拉和粘结强度高； 重量轻，同等规格的杆体约为钢材的 ； 重量轻，同等规格的杆体约为钢材的1/4； 易于切割
（1）叶尼塞河 ）叶尼塞河sayane-shushensh Hps消力池底 消力池底 板的预应力锚固
消力池表面粘结锚固的最终的结构型式质量检验： 消力池表面粘结锚固的最终的结构型式质量检验： 锚杆拉力值为1021kN，一年后测定的拉力损失为 ％ 锚杆拉力值为 ，一年后测定的拉力损失为20％ 使用几年后， 使用几年后，洪水未对消力池表面产生任何影响
天津百货大楼软土基坑工程 (-13.5 m)最大 最大 位移量仅 5 cm(1994)
6、扩体型锚杆 、
锚杆荷载传递方式的比较 (a)摩擦型 (b)摩擦－支承复合型 摩擦－ 摩擦型 摩擦
（1）底端扩体型锚杆 ）
爆炸成型的底 端扩体锚杆
用旋转叶片形成的扩体锚杆 固定地层 砂 固定长度： ～ 固定长度：6～10m 极限承载力 900～1400 kN ～ 比Φ=12cm的圆柱体锚固体承载 的圆柱体锚固体承载 力提高2～ 倍 力提高 ～3倍。
岩土锚固在边坡加固中的应用
最 早 使 用 锚 杆 的 是 １ １ 年 美 国 矿 山 巷 道 ９ １ 支护 中利 用 的岩 土 锚 杆 ，１ １年 西 利 西安 矿 山 ９８
开始 使 用 锚 索 支护 ， １ ３ 年 舍 尔 法 坝 采用 了预 ９４ 应 力岩 土 锚杆 （ ） 。我 国在 ２ 世纪 ５ 年 代 开 索 ０ ０ 始应 用 岩 石 锚杆 ，６ 年 代 开 始 大 量 采 用锚 固技 ０ 术 。近 年 来 随 着 高速 公路 的 迅 猛 发 展 ，在 公路
用 大 量 削 坡 直 至达 到 稳 定 的 边 坡 角 ； 另一 种 办 法 是 设 置 支 挡 结 构 。 许 多情 况 下单 纯 采 用 削 在 坡 或 挡 墙 往 往 是 不 经 济 的 或 难 以实 现 的 。 时 这
综 合 处 理 ， 保 施 工 中的 临 时 稳 定 和 通 车后 的 确 长期 稳 定 。 坡 锚 杆 （ ） 边 索 的设 计流 程 如 下 ：
Ｓｅ ｅ ｐｔ ｍｂｅ ２ ０ ｒ ０１
稳定 性计 算结 果
工 点 计 算 断面
Ｋ１ ３ ０ ＋ ６
表１
抗 滑 力 （ Ｎ ｍ） ｋ／ ８ ４ ． ５０５ ７６ ．９ ８ ０９ ７０ ．４ ７ ７６ 稳 定 系 数 稳 定性 评 价 Ｋ １０ ０ ．９ ０９２ ．４ ０８４ ． ８ 边坡 欠稳 定 边坡 不稳定 边 坡 不 稳 定
中， 砂性 土 的滑 面 多为 平面 ， 性 土 的 滑面 一 般 粘
设 计 原 则应 考 虑 安 全 性 、 济 性 和 施 工 的 可行 经 性， 以稳 定 为本 ， 固为 主 ， 水 、 护 并重 ， 加 排 防 并
尽量 考 虑 绿 化 环 保 、 复 自然 景观 等 多种 因素 恢
岩土锚固技术在边坡整治中的应用
久 性 和 稳 定 性 方 面 一 次 到 位 ， 过 在 工 程 实 践 通 中 不断 改 进 ， 技 术 成 果 不 断 涌 现 ， 得 锚 固技 新 使 术应用 多样 化。现 在主 要采 用 的锚 固 技术 有 ： （ ） 锚 杆 、 筋 喷 射 混 凝 土 边 坡 加 固技 术 ； 】短 配
（ 预 应 力锚 固 、 锚 杆 、 筋 喷 射 混 凝 土 边 坡 ２） 短 配 加 固 ； ３ 预 应 力 锚 索 边 坡 加 固 ； ４）自进 式 锚 （） （ 杆 网喷 射 混 凝 土 、 浆 锚 杆 网 喷 射 混 凝土 加 固 。 砂
要 类 型 有 植 物 防 护 ， 石 护 坡 抹 面 ， 墙 ， 浆 砌 护 喷 收 稿 日 期 ：０ ２—０ 一０ ２０ Ｉ ８
【 关键 词 】 边坡 ； 目技 术 ； 锚 应用范 围
在 云南 山区高等级公 路建设 中 ， 填方 、 高 高 边 坡 开 挖 随 处 可 见 。 各 种 先 进 的 施 工 方 法 和 材 料 加 工 工 艺 的 使 用 ， 决 了很 多 工 程 技 术 难 题 。 解 锚固技 术用于 整 治 高 陡边坡 ， 大保 、 大 、 在 楚 昭 麻 、 待 等 公 路 的 建 设 中都 取 得 了 可 喜 的 效 果 ， 嵩
维普资讯
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３ ６
林 业 建设
２０ ０ １矩
通 过 改 进 施 工 工 艺 和 使 用 材 料 ， 不 断 增 “ 加 锚 固 工 程 的 耐 久 眭 和 可 靠 性 ， 采 用 一 些 较 还 为 先 进 的 方 法 ： １ 旋 转 扩 底 预 应 力 锚 杆 锚 固 （ ） 法 ；２ 双 重 保 护 时 锈 防 蚀 预 应 力 铺 杆 锚 固 法 ； （）
锚固力的计算
锚杆的锚固剂不是通长都要使用，一般锚固端长度不小于1米，具体根据现场情况确定。
你的成孔面积减去锚杆断面积再乘以锚固长度就是锚固剂的使用量了。
0锚固力主要取决于锚杆与岩土层之间的摩阻力，不同的岩土层所能提供的摩阻力是不同的。
所以，同样的锚固段长度，锚固力多少要看锚固在什么岩土层。
查GB50330-2002《建筑边坡工程技术规范》，弱风化的普通玄武岩按较硬岩取值，当钻孔直径为150mm时，锚固3m 的M30锚杆与岩土层之间的摩阻力可达到770kN，而Φ25二级螺纹钢筋作为永久性锚杆只能提供105kN的锚固力（0.69x310x490.9＝105000，该值与锚固长度无关），故锚固力为105kN。
锚杆拉拔力一般按锚杆横截面积与该锚杆材料的许拉应力来计算的，至于锚固的长度必须按规程规定执行，否则锚固眼直径打大了，深度不够，锚杆被拉出，起不到锚固的作用是决对不允许的！锚杆，英文“Bolt”;"bolting（准确称谓）"; "anchor(早期称谓)" 是当代煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分,他将巷道的围岩束缚在一起,使围岩自身支护自身.现在锚杆不仅用于矿山，也用于工程技术中，对边坡，隧道，坝体进行主动加固。
锚杆作为深入地层的受拉构件，它一端与工程构筑物连接，另一端深入地层中，整根锚杆分为自由段和锚固段，自由段时指将锚杆头处的拉力传至锚固体区域，其功能是对锚杆施加预应力；锚固段时指水泥浆体将预应力筋与土层粘结的区域，其功能是将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大，增加锚固体的承压作用，将自由段的拉力传至土体深处。
锚杆根据其使用的材料可以分为：木锚杆，钢锚杆，玻璃钢锚杆等等。
按锚固方式分为：端锚固，加长锚固和全长锚固以下列举几个称谓的锚杆(1)木锚杆。
我国使用的木锚杆有两种，即普通木锚杆和压缩木锚杆。
(2)钢筋或钢丝绳砂浆锚杆。
以水泥砂桨作为锚杆与围岩的粘结剂。
(3)倒楔式金属锚杆。
岩土锚固技术应用和研究现状及其展望
１９ 年 ， 国 首 先 使 用 岩 石 锚 杆 支 护 矿 山巷 道 ， ８１ 美
１ 国 内 外 锚 固 技 术 的 发 展 回 顾 和 应 用 现 状
岩土锚 固是近代岩 土工程领域 的一个重要 分支 ， 它 是 一种 把锚 固杆 件 埋 入 地 层 的技 术 ， 能 充 分 发 挥 它 岩 土 能量 ， 调用 和 提 高岩 土 的 自身强 度 和 自稳 能 力 ， 可 以有效控制岩土体及工程结构物 的变形 ， 节约工程材 料， 并确保施工安全与工程稳定 ， 具有显著经济效益和 社会效益 ， 因而世界各国都大力开发和应用这 门技术。 岩土 锚 固 已在 边 坡 、 坑 、 井 、 洞 、 下 工 程 、 工 基 矿 隧 地 水 建筑物及抗浮等工程建设 中获得广泛应用［］４３ 。 为 ［］７ ２
Ｋｅ ｙｗｏ ｄｓ ａ ｃ ｏ ｔｃ ｎ ｌｇ ｉ ｅ ｔ ｃ ｎｃ ｌ ｎ ｉ ｅ ｒ ｇ； ｓ ｐ ｏ ｔ ｒ ： ｎ ｈ ｒ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｎ ｇ ０ｅ ｈ ｉａ ｅ ｇｎ ｅ ｉ ｎ ｕｐｒ ｍｅ ｈ ｉｍ ； ｕ ｒ ｎ ｓ ｄ ｃ ａ ｓ ｃ ｒｅ ｔ ｔ ｙ； ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｎ ｕ ｖ 。 关键 词 ：岩土锚 固 支护机 理
Ｔｈｅ Ｃｕ ｒ ｎｔＡｐ ｌｃ ｔｏ ａ ｔ ｙ ａ ｄ Ｄｅ ｅｏ ｍ ｅ ｔＴｒ ｎｄ ｏ ｒ ｅ ｐ ｉａ ｉ ｎ ｎｄ Ｓ ｕｄ ｎ ｖ ｌｐ ｎ ｅ ｆ Ａｎｃ ｒ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ ｎ ｔ ｏ ｅ ｈ ｃ ｌＥｎ ｉ ｅ ｒ ｇ ｈｏ ｃ ｎｏｏ ｙ ｉ ｈｅ Ｇｅ ｔ ｎｉａ ｇ ｅ ｉ ｃ ｎ ｎ
锚 固构件 按 照不 同的 分类标 准可 分 为 ： （） 照应 用 对象 分 为 岩石锚 杆 、 １按 土层 锚 杆 和 海洋
探析岩土锚固技术在公路边坡治理中的应用
１ ． ２ 岩 土 锚 固技 术 优缺 点 探 究
岩土锚固技术指的是把锚杆埋设到地层 中， 从而把地表结构物与地 层紧 密相 结合 ， 借助 锚杆与地层 间拉力 实现加 固地层 的 目的， 使岩土强 度与稳定性也大大有所增强。而当前 ， 在 公路边坡建设中， 其应用此技术 的优 势包 含 以下几 点： 由于锚固地层会产 生巨大 的拉应 力， 从而增大承 受外部荷载抗力； 施工阶段不需要模板进行支护 ； 不需要振捣 、 施工便捷 等， 但 是， 和其它 防护工程 比较来说 ， 此 种新技术在应用 之后， 其工作效 率更高 、 耐久性与稳定性会大大增强： 在完成施工任务之后 ， 并不需要花 费更多的人力、 物力以及财力进行维护等 。 尽管在公路边坡治理中， 其岩 土锚 固技术存在很多的优 势， 但是， 锚固技术也存在一定的缺 陷。例如 ： 在利用岩 土锚 固技术 治理高陡 的边坡 时， 是非常危险 的， 有时甚至会导 致人员伤亡 。因此， 在应用此技术之前， 要采取相应的安全保障对策 ， 确 保施 工人 员的人身安全 ： 在治理公路边坡 过程 中， 利用岩 土锚固技术所 需要 的设备偏 多； 在施工 阶段 ， 其存在 的隐蔽工程 是非 常多的 ， 这样一 来， 便对 公路边坡治理 治理检查与控制 带来很大 的难度 ， 如果检查工作 未能落 实到位， 那么便会 引发非常严重 的质量事故 ； 岩土锚 固技术的施 工工 艺是 非常复杂 的， 特 别是在利用预应 力锚索加 固技术过程 中， 其公 路 边 坡 治 理 的 施 工 难 度偏 大 的 。
２ － ３ 预 应 力 锚 固技 术 特 点
预应力锚 固技术指的是借助特定 技术手段 ， 把钢丝 、 钢 绞线都 能够 长 时间处在 强应力下 的一种受拉 结构 ， 把岩土体容 易滑动 的部 分和相 对 稳定 的部分相连接 ， 这样一来 ， 才 能大大提高岩土体抗滑与抗颠覆 能力， 确保公路边坡稳定性。此技术是相对安全的、 降低投资成本、 从而缩短施 工周期， 所以， 当前此技术 已经广泛应用在公路边坡建设 中。特别是对锚 索受力与施工 ， 这对切 实提高公路建设预应 力锚 固技术有十分重 要的意 义。 预应 力锚索通常包含： 内锚 头、 外锚头 以及锚索体。 一般来说， 将内锚 头设 置在稳 定岩土 当中， 通过 水泥砂浆实现和岩体 的紧密连 接， 以便提 供所需的锚固力。通 常来说 ， 内锚头形式主要分 为两种 ， 即机械式与胶 结 式 。而其外锚头构成 是由锚具与夹具两部分， 特别是在公路边坡治理中， 常常会利用墩头式 外锚头 ，同时必须确保 混凝土 强度和 水泥浆 材料 ３ ｄ 、 ７ ｄ龄期强度都相 一致 。此外 ， 外锚头能够把预应力传递给被加 固的岩 体 中， 进 而 再 对 岩 土 体施 加 一定 的预 应 力 。
着重综述岩土锚固技术在公路边坡治理工程中的应用
１锚 固技术种类
岩体锚固技术的优 点有 ： 缩 短工程的工期 、 降低工程 的造 价、 减少工 程维护 的资金投入 、 提高工程 使用的稳定性 和耐久性等 ， 所 以锚 固技术 在实际施工中得到不断 的提 高和改善， 新技术 的效果不 断体现。锚固技
术的种类 多种多样 ， 现 在主要应 用的锚固技 术主要有 ： ① 预应力锚 固技 术、 短锚杆 、 配筋喷射 混凝土进行 边坡治理技 术 ： ②短锚 杆、 配筋喷射 混 凝 土进行边坡 治理技术 ； ③ 自进 式的锚杆 网喷射 混凝土 、 砂 浆锚杆 网喷 射 混凝 土进行 边坡治理技术 ； ④ 预应力进行锚索边坡的治理技术。
面进行介 绍， 并探讨 岩土锚 固技 术在公路 中的具体应用 。 关键 词 ： 岩土 ： 锚 固技术 ； 治理
目前岩土锚 固技术应用 在工程项 目施工的许 多方面 ， 比如 ： 边坡 的 治理、 矿井 、 基坑的处理、 隧洞、 水工建筑物、 地下工程、 抗浮等工程。岩土 锚 固技 术已经成为现 在岩土工程的一个重要的组成 部分 。它的施工过程 主 要是 ： 利用 埋设在 地下的锚杆或者锚索 （ 下文中成为锚杆） 联合 结构物 和地层 ，通过锚杆 与周围的地层 的抗剪 强度来控 制结构物的拉力作用 ， 达 到固定地层 的效果 ， 使 地层 中被 固定的岩体 的强度增加 ， 提 高岩体 的 应力强度 ， 从而提 高结构物和岩体的稳定性 。本文 中主要研究岩体锚 固 技术在治理公路边坡 中的应用 。
２ 岩土锚固技术整治公路边坡的优缺点
２ ． １优 势
岩 土锚固技 术主要就是利用 埋设在地层 中的受 拉杆件来 达到 固定 构建物 的作用 的技术 。其优势主要在于 ： 能够 提供作用于构建物上 的抗 力 并且对锚 固的地层产生压 应力区 ； 提 高地层 的强度； 施工 时不需要使 用模 板 、 不 需要进 行捣筑 ， 方便快 捷； 与其他 的防护 工程相 比稳 定性更 高、 持久力更长 、 效果更好 ； 工程结束之后不需要 花费大量的人力和物力 进行维 护； 在 治理 高陡的边坡 时 ， 可 以利 用预应力锚 索来对边坡进 行加 固， 较之其他方案 ， 工程造价可下降 ２ Ｏ ３ ０ ％， 工期可缩短 ５ ０ ％。
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第22卷 第10期2005年10月 公 路 交 通 科 技Journal of Highway and T ransportation Research and DevelopmentV ol 122 N o 110 Oct 12005文章编号:1002Ο0268(2005)10Ο0040Ο04收稿日期:2004Ο12Ο13作者简介:陈育书(1972-),男,广东普宁人,硕士,主要从事高速公路工程建设管理1(ys2000mail @21cn 1com )岩土锚固力的确定及应用陈育书(广东省高速公路有限公司,广东 广州 510100)摘要:选定粤赣高速公路有代表性的6种岩层,对其全、强、弱风化层组成的路堑高边坡锚索加固工程进行了69次破坏性拉拔试验。
试验中对每种不同风化程度的岩(土)层采用锚固长度为1m 、2m 、3m 的现场拉拔试验,计算出锚索加固边坡的锚固力值,为验证高边坡工程设计提供了准确的力学参数,也为全线高边坡工程的施工工艺提供指导性意见。
同时,节省了大量的试验费用和时间,获得了显著的经济效益。
关键词:路堑高边坡;预应力锚索;拉拔试验;锚固力;粘结强度中图分类号:U41611+3 文献标识码:ADetermination and Application of Rock and Soil Anchoring ForceCHEN Yu Οshu(G uangdong Provincival Expressway C ompany LT D ,G uangdong G uangzhou 510100,China )Abstract :The author presents 69destructive drawing tests for anchor cable rein forcement of high cut slopes which consist of full man 2tlerock ,serious mantlerock and weak mantlerock about 6representative terranes of Y ue Οgan expressway 1It carries through different rotten terranes in Οsitu drawing experiments for the anchoring length of 1m ,2m ,and 3m respectively 1By calculation of anchoring force of slope rein forcement ,it provides the verification of high slope engineering design with accurate mechanical parameters and als o provides the construction technology of high slope engineering with instructive suggestions 1It saves a lot of experiment expenditure and time ,therefore achieving outstanding economic benefits 1K ey words :High cut slopes ;Prestressing anchor cable ;Drawing experiment ;Anchoring force ;Bonding strength 阿(荣旗)深(圳)国家重点公路上(陵)埔(前)段粤赣高速公路高边坡加固与防护工程即将全面施工,需要提前进行锚固工程现场基本拉拔试验。
本项目全线共1361103km ,工程地质复杂,为满足设计与施工的要求,锚索试验以分布广且对工程影响大的软质地层为主。
本次试验选择的地层有:(1)花岗闪长岩;(2)花岗岩;(3)变质砂岩(板岩);(4)砂岩;(5)砂泥岩;(6)砂页岩。
通过对以上岩层的逐一试验,检算边坡锚索(杆)锚固力设计值是否合理。
试验具体位置根据现场情况确定,根据实测成果确定设计锚固段是否需要修正。
1 选择的工点概述选定的花岗闪长岩地层为K 36+695～K 37+130右侧路堑高边坡,紧邻S230省道,呈剥蚀丘陵地貌,山顶高程约236m ,坡脚高程约161m ,相对高差75m 。
山坡上植被较发育,坡度约20～25°,左侧V 型冲沟流向136°,右侧V 冲沟流向64°,线路平行省道从山坡中部切坡通过。
边坡全长约435m ,最大开挖高度3813m ,设计为4级边坡,主要以锚索锚杆加固。
边坡表层为坡残积粉质粘土夹角砾(Q 4dl +el)褐红色、中密、硬塑、稍湿,质地不均,在515～818m处含约20%～30%的角砾。
其下为全风化花岗闪长岩(δo51)棕黄、褐黄、褐红色,原岩结构可见,已风化呈土状,岩质软,手捏即碎,含较多的石英颗粒及云母碎片,长石基本上已高岭土化,厚7～26m 。
下伏强风化花岗闪长岩(δo51)浅黄、灰白色,半岩半土状,强度低,多为碎石、角砾,粘性土约占40%,厚>15m 。
再下为弱风化花岗闪长岩(δo51)青灰色,花岗闪长块状构造,矿物成分以石英、长石、黑云母为主,岩层裂隙较发育,裂面见少量褐色水锈,岩质坚硬埋藏深。
本边坡构造复杂,岩体较破碎,节理裂隙发育,对边坡稳定极为不利。
根据现场察看情况,选择K 36+800作为试验工点。
(见图1)图1 K 36+800边坡横断面2 锚索锚固力测试针对本工点的实际情况,对路堑高边坡稳定性分析,结合下滑力的大小确定锚索的数量及布置。
单根锚索的锚固力由下式确定F =π・D ・L ・τ(1)式中,L 为锚固段的长度,m ;τ为水泥浆与孔壁的粘结应力强度特征值,kPa ;D 为锚索钻孔直径,m 。
为推算出地层所能提供的抗拔力,试验锚索锚固段长度分别采用1、2、3m ,自由段长度3m 左右,张拉工作段长度2m ,则每根锚索的单根钢绞线长度分别为6、7、8m 。
根据锚固工程检测经验,孔径130mm 锚索每米锚固力超过400～550kN ,当锚固段3m 时,锚固力超过1200～1650kN ,<15124钢绞线单根破断力为243～256kN 。
因此,一般试验锚索采用3根<15124钢绞线即可满足试验要求,对弱风化地层试验再采用4根<15124钢绞线。
(见图2)粘结应力强度τ的大小与水泥浆的强度、锚固段地层性质等因素有关τ=F Π(π・D ・L )(2)式中,F 为锚索的锚固力,kN 。
现场破坏拉拔试验可测出锚索的极限抗拔力,由式(2)得出粘结应力τ,由式(1)得出试验地层所能提供的单根锚索的锚固力。
3 试验过程采用潜孔钻机成孔,锚索采用3～4根<1512mm 的低松弛高强度钢绞线制成,锚索自由段采用聚乙稀塑料管隔离,自由段与锚固段之间缠绕海绵1m 将浆体隔断。
钻孔完成,清孔后将制作好的锚索塞入孔内,进行注浆。
浆体采用M30水泥砂浆,水灰比1∶0145,采用自孔底向上返浆方式注浆。
锚索承压墩采14第10期 陈育书:岩土锚固力的确定及应用 图2 试验锚索安装图用015～110m×015～110m×015～016m的钢筋混凝土,由现场需要确定大小。
待浆体及锚索承压达到规定强度后,采用1500kN油压穿心千斤顶进行锚索张拉,逐级加载,前级荷载稳定后施加下一级荷载,直到锚索破坏为止。
判断破坏的标准是:(1)锚索位移长时间不稳定或者位移不收敛;(2)荷载不增加或迅速降低而位移显著增大。
4 锚固力验算锚索有3种破坏形式:钢绞线被拉断;钢绞线从水泥浆体中拉出;钢绞线与水泥浆体从地层中拉出。
411 钢绞线被拉断本试验采用高强度、低松弛的钢绞线,强度标准值为1860NΠm m2,3根<15124锚索强度标准值荷载为766194kN;4根<15124锚索强度标准值荷载为1022159kN。
试验点69处,断线18处,其中12处断线为拉拔荷载超出钢绞线的强度标准值,或接近强度标准值的95%以上。
412 钢绞线从浆体种拉出参照G B50330Ο2002建筑边坡工程技术规范第71214规定,锚索(杆)钢筋与锚固砂浆间的锚固长度应满足下式要求l a=N aΠnπdf b(3)式中,d为锚杆(索)的公称直径,本试验采用0101524;n为钢筋(钢绞线)根数,本试验取3根、4根;f b为钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值, kPa,按M30取值,f b=2950kPa;N a为锚杆(索)的拉力设计值,kN。
锚固段未被从水泥浆体中拉出,强度与长度关系见表1。
表1 试验记录荷载强度与锚固长度荷载强度ΠkN350400450500550600650700728159750800850900950971146 3股锚索Πm0128601944110621118011298114161153411652117211771188821006211242124221293 4股锚索Πm01620017080179701885019471106211151112391129113281141611505115931168211720 由试验得知:(1)1m锚固段长的抗拉荷载,有14根小于钢绞线与水泥砂浆体间粘结强度提供的荷载,为13914～40911kN,有8根大于钢绞线与水泥浆体间粘结强度提供得荷载,为45411～85817kN,其中一组大于钢绞线强度标准值荷载,为85817>766194kN(保证95%时为728159kN)(2)2m锚固段长的抗拉荷载,有21根小于钢绞线与水泥砂浆体间粘结强度提供的荷载,为13914～78317kN,有2根大于钢绞线的强度标准值荷载,为103815～105315kN,钢绞线强度标准值3根<15124为1022159kN(95%的保证值为971146kN)。
(3)3m锚固段长的抗拉荷载,有19根小于钢绞线与水泥砂浆体间粘结强度提供的荷载,为15414～75318kN,其中有2根大于钢绞线的强度标准值3根<15124为766194kN(95%的保证值为728159kN);4根<15124为1022159kN(95%的保证值为971146kN)。
从以上分析可知,在被拉动钢绞线中,有8根从水泥浆体中拉出,有4根超出钢绞线的设计荷载及95%的强度保证值而被拉断,可以认为这4根钢绞线与水泥浆体结合强度及锚固体与周围地层的粘结强度值均较大,大于钢绞线的设计荷载保证值。