岩土锚固技术中3个关键技术的发展与讨论

2022年2月5日
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近20年来,国内外岩土锚固领域的研究非常活跃,尤其是岩土锚固的力学效应、锚杆荷载传递机制和荷载分散型锚杆和重复灌浆处理技术这三个关键性技术要点研究颇多。

岩土锚固的力学效应研究

岩土锚固的力学效应主要有两种表现:一是提高岩土体本身稳定性,一是利用岩土体的抗剪强度传递与承受结构物的拉力。通过对锚杆锚固体试件的抗压、抗拉和循环加载试验表明,锚杆加固对提高岩土体的稳定性具有非常明显的作用。

在岩石承载拱效应方面的研究表明,使用注浆锚杆加固承载拱后,岩石拱的承载力提高了约6倍,在同等荷载作用下,使用锚杆加固后的承载拱挠度仅为未用锚杆加固的15%不到。这些数据表明,隧道锚杆与被它穿过的岩块锚固在一起,提高了岩石的抗剪强度和整体性,从而限制了岩块的松动与坠落。

岩土锚固技术中3个关键技术的发展与讨论

另外,岩土锚固技术也能相应地改变岩体性态,对稳定边坡有明显的改善。

荷载传递机制与荷载分散型锚杆技术研究

由于锚固时,锚杆会出现严重的应力集中现象,从而导致灌浆体与地层界面上会出现粘结效应逐渐弱化或脱开的现象,这会大大降低地层强度的利用率,限制了锚杆承载力的提高,并会引起锚杆蠕变的增加。

为了从根本上改善锚杆的荷载传递机制,克服集中拉力型锚固方法的弊端,相关研究人员开发了单孔复合锚固方法——在同一个钻孔内安装锚固段互补的若干个锚固单元,不同的锚固单元的锚固段不同,这样可以分散承担荷载,又不会造成粘结脱开的现象,承载力得到明显提高。

岩土锚固技术中3个关键技术的发展与讨论

重复注浆处理技术

重复注浆处理技术是指在钻进施工时分两次或多次注浆,以期达到更好的锚固效果。在锚固施工中,决定锚固体质量的两个重要因素分别是钻进深度和注浆强度。注浆达不到要求,就会导致浆液无法与锚杆体牢固粘结,也不能很好的填充岩土体裂隙,就不能改善岩体内部结构,因此,锚固效果就会大打折扣。

下面以自钻式中空锚杆施工为例介绍。

自钻式中空锚杆注浆为二次注浆工艺,第一次注浆与钻进同时进行,浆液相对较稀(水灰比约为1:1),既能起到排渣的作用,又能有效填充岩土体裂隙,固结碎裂岩体。第二次注浆则在钻进到设计要求深度后,浆液较稠(水灰比约为0.45~0.6:1)。两次注浆均采用有压注浆方式,能够是浆液更加饱满地填充钻孔和岩体裂隙。

随着建筑工程的快速推进,岩土锚固技术的发展也越来越受到建筑人的关注。未来,岩土锚固领域的发展必将更加迅速。

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