发布时间：2023-04-24 17:04:14
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关键词：锚固工程 预应力状态 检测 补偿 原理 方法
1.概述
自上世纪50年代我国在工程领域首次应用锚固工程以来，大量锚固工程应用在铁路、交通、市政、水利、港口码头、冶金矿山及地下工程等领域，发挥着重要的作用。随着工程应用规模的不断扩大，有关锚固工程的研究工作也取得了大量成果，锚固机理研究逐步深入完善，各种锚固新结构也不断研制成功并付诸实践。
然而，目前国内外主要集中研究锚固工程的锚固机理和锚固结构，对于锚固工程的运营效果却很少关注。工程实践证明部分锚固工程运营一段时间后，在各种不利因素的综合作用下，时有发生锚固效果失效或突然破坏事故。为此，开展对锚固工程预应力状态进行检测及补偿方面的研究工作，对于探明锚固工程运营状况、延长锚固工程使用期限、提高锚固效果等方面具有重要的意义。
2.检测原理
2.1 锚固工程的作用机理及影响因素
锚固工程结构主要可分为锚固段、自由段和外锚体三部分，目前应用较广的锚固工程，按锚固段结构形式对锚固工程结构分类为普通拉力型锚固工程、普通压力型锚固工程、拉力分散型锚固工程、压力分散型锚固工程以及拉压分散型锚固工程。概括起来，其作用机理的核心可简化为：
（1）
式中：――锚固荷载，KN；
――外锚荷载，KN。
其中作用为锚固段内孔周岩土层与锚固体之间粘结剪应力 为锚固结构作用在反力结构上的荷载（即锁定荷载F），锚固工程结构及作用原理见图1。
图1 锚固工程结构及作用原理示意图
关于锚固段内孔周岩土层与锚固体之间粘结剪应力的分布形式，通常分为工程简化公式和数值理论公式两类。工程简化公式为：
(2)
式中：D――锚孔直径，m；
――锚固段长度，m。
数值理论公式则按拉力型和压力型分别为：
拉力型：（3）
式中：P――张拉端所施加的轴向拉拔荷载，kN；
――锚孔半径，m；
t――与锚固体、孔周地层的剪切模量、泊松比有关的刚度系数，且
（4）
――孔周地层的泊松比；
――分别为锚筋体、胶结体和孔周地层的弹性模量，MPa；
――分别为锚筋体、胶结体和孔周地层的截面积，m2；
压力型：(5)
(6)
(7)
式中：F――张拉端所施加的轴向拉拔荷载，kN；
――岩土体的内摩擦角，°；
――岩土体泊松比。
――锚筋体的弹性模量，MPa；
E――岩土体弹性模量，MPa；
Z ――锚固段内沿孔轴方向任一点与孔底的距离，m。
2.2 预应力检测原理
锚固工程作用时，其自由段仍能自由伸长，张拉荷载通过锚具和夹片锁定传递至反力结构上。因此，当在外锚体夹片外端施加荷载 F时，其施加过程理论上可分为三个阶段：
⑴ 当时，锚固结构无变化，夹片外露锚筋体无变形；
⑵ 当时，锚固结构处于临界应力平衡状态；
⑶ 当时，锚固荷载增加，自由段发生伸长变形，夹片外露锚筋体伸出。
显然，锚筋体自由段发生变形或夹片外露锚筋体伸出变形的起点对应的荷载即为该锚固结构对应的预应力状态。
3 检测技术
3.1 预应力检测方法
根据上述预应力检测原理，可实现对锚固工程的预应力状态进行检测。检测方法如下：
⑴凿除外锚体封锚砼，清理锚筋体，打磨外锚体周围反力结构表面。要求锚筋体清洁干净，锚筋束之间无杂物；打磨的反力结构表面平整且其面积应能满足安装张拉加载设备的需要。
⑵采用专用连接器接长锚筋体并安装张拉加载设备和数据记录仪器，然后启动设备和仪器，检验设备及仪器满足正常工作性能。
⑶分别按锚固荷载的20%、40%、60%、80%、100%分级缓慢匀速加载，分级加载之间稳压2～5min，加载过程中自动记录荷载F～锚筋体伸长量曲线。
⑷当荷载F～锚筋体伸长量曲线出现明显拐点时，加载至该级荷载即可停止张拉加载操作，完成预应力检测操作。
3.2 预应力状态分析方法
根据上述预应力检测记录曲线，可反映出四个阶段：
⑴张拉设备密贴阶段：表现为荷载增加很小而位置有明显增加，这是由于张拉设备仪器安装时存在间隙，施加少量荷载后即克服该间隙而密贴。
⑵张拉设备施加荷载阶段：表现为荷载增加很大而位移基本不变或微量增加，因为张拉设备施加与外露锚筋体上的荷载小于原锁定荷载，所以锚固结构主体未变形。
⑶克服摩阻阶段：表现为荷载呈振动曲线而位移增加，因为存在锚圈摩阻及锚筋体与注浆体之间的摩阻，在张拉荷载克服锁定荷载之前，摩阻力与锁定荷载同向而与锚固荷载反向；当张拉荷载克服锁定荷载之后，摩阻力变为与锚固荷载同向而与张拉荷载反向，受摩阻力反向改变的影响，张拉荷载表现为振动曲线。
⑷锚筋体弹性变形阶段：表现为张拉荷载增量与位移增量近似呈直线关系，此时张拉荷载克服摩阻力，荷载增量直接作用在锚筋体上，引起锚筋体发生弹性变形。
显然，锚固工程的实际预应力应为⑶、⑷两阶段的交点所对应的荷载，典型锚固工程预应力状态检测曲线见图1（图中状态直线对应的荷载即为锚固结构的锁定荷载）。
图1 典型锚固工程预应力状态检测曲线
4.补偿技术
4.1 预应力补偿方法
⑴确定荷载补偿标准。锚固工程运营一段时间后，其孔周岩土层物理力学性质可能发生变化，另外受地层及锚筋体材料蠕变影响以及锚筋体的腐蚀作用等，都将改变原设计荷载水平。因此，在对锚固工程进行预应力补偿之前，需先按普遍代表性的原则选取一定数量的锚固工程（一般不少于3根）进行破坏试验，若试验荷载达到极限荷载状态则可按原设计荷载确定补偿荷载，否则应将破坏荷载代替极限荷载再按有关规范确定补偿荷载标准。
⑵施加张拉荷载进行补偿。根据前面确定的补偿荷载按规范张拉规程进行分级补偿张拉，同时记录张拉资料。
⑶锚固工程结构的防腐及保护。补偿荷载张拉完成后，张拉设备卸荷并拆除张拉设备，然后采用黄油或其它防腐剂涂抹于锚筋体外露段，最后再用与反力结构同标号的混凝土封锚保护。
4.2 辅助补偿措施
锚固工程主要是通过主动加载维持被加固岩土体的稳定性，当补偿后的锚固工程无法达到原设计状态或经计算补偿后的锚固工程仍无法满足被加固岩土体稳定性的要求时，需要采取其它辅助补偿措施，一般辅助补偿措施有以下几个方面：
⑴反力结构补强。在反力结构内植钢筋并采用同标号或高标号混凝土增加截面尺寸，或者通过注浆等措施提高反力结构底面地基的强度。
⑵提高岩土体物理力学指标。通过设置地下水排除措施（例如仰斜排水孔、集水井以及排水隧洞等）疏干锚固段地层地下水或对锚固段地层进行注浆，以提高锚固段岩土体的强度，增强该部分岩土体与锚固体之间的粘结强度，从而提高锚固荷载。
⑶增设必要工程措施。根据被加固岩土体稳定性计算结果适当增设支挡或锚固工程，包括抗滑挡墙、抗滑桩以及预应力锚索（杆）等。
利用锚固工程预应力补偿技术，可大量节省新增工程量，而且实施加固荷载速度快，对周围环境几乎没什么影响，具有明显的经济性、时效性和环保性。
5.结论
⑴锚固工程预应力状态的检测原理实质就是通过在外锚体施加荷载，当施加的荷载克服其预应力时锚筋体将发生伸长变形，该变形起点对应的施加荷载即为锚固工程的预应力。
⑵锚固工程预应力状态实际检测过程中，其荷载 ～锚筋体伸长量 曲线呈四阶段规律分布，即密贴阶段、施加荷载阶段、克服摩阻阶段和锚筋体弹性变形阶段，取克服摩阻阶段和锚筋体弹性变形阶段的交点所对应的荷载为锚固工程的预应力状态。
⑶锚固工程补偿技术能充分发挥既有锚固工程的作用，具有明显的经济性、时效性和环保性。
⑷对于重点或复杂工程，锚固工程预应力补偿技术一般与其它辅助补偿技术同时实施。
参考文献：
[1]《岩土锚固新技术》，中国岩土锚固工程协会，人民交通出版社。
[2] 尤春安，战玉宝，预应力锚索锚固段的应力分布规律及分析，岩石力学与工程学报，Vol.24，No.6，925-928。
[3] 饶枭宇，张永兴，唐树名，预应力岩锚内锚固段锚固性能及荷载传递机理研究，重庆大学博士学位论文。
关键词：锚索破坏断裂 注浆体 锚索体锚固长度
中图分类号：B025.4 文献标识码：A
锚索作为一种原位岩土体的加固方法，在我国山区高速公路建设中得到了广泛应用，然而其理论研究在很大程度上滞后于工程实践，锚固设计理论也远远满足不了工程实践的需要[1]。滞后的理论研究导致已建和在建的山区高速公路在施工过程中或完成后出现了不同程度的锚固路堑边坡失稳事故。路堑边坡一旦出现破坏，既影响工期，又阻塞交通，造成巨大的经济损失，另外还会破坏环境景观和生态平衡，所以有必要加强对这方面的研究。
针对这一现状，本文主要讨论和分析了锚索可能发生的破坏形式及造成各种破坏的原因，针对锚索自由段嵌固深度[2]的确定方法展开了较为深入的研究，对锚索破坏的成因进行了较为系统分析，重点讨论了注浆体与围岩界面剪应力[3]的分布模式。
1 锚索可能发生的破坏形式[4]
（1） （2）
（3） （4）
图1 锚索破坏的典型形式
(1)―锚索体断裂破坏；(2)―地层剪坏；
(3)―注浆体与地层界面破坏；（4）―锚索体与注浆体界面破坏
锚索在发生破坏时，常常表现为以上几种破坏形式（如图1所示）。
1.1 锚索体断裂破坏
锚索体发生断裂的主要原因如下：
（1）由于制造质量的缺陷致使锚索在受力不均匀时发生破坏；
对于这种原因，最好的解决办法是在考虑锚索材料特点、锚固力大小、锚索长度和施工场地等因素的基础上，按设计要求选取符合相关标准的合格产品，并对锚索材料的使用性能进行抽样检验，当检验合格后方可投入使用。
（2）由于防腐措施不到位而造成破断；
应力腐蚀是锚索体在拉应力和腐蚀性介质共同作用下产生的强度下降或脆性断裂现象。由于二者的共同作用，使这种破坏在较低的拉应力和较弱的腐蚀性介质中变得更容易发生。对于加固公路边坡的锚索，由于其受汽车尾气、自然降雨、气候变化等多方面因素的影响，腐蚀程度也尤为严重。因此，应针对不同的地下水环境、相异的气候条件以及应力水平采取相应的防腐措施。
（3）由于钢绞线的松弛使锚索在滑坡推力作用下被剪断。
产生这种破坏的原因是由于锚索的设计锚固力偏小或者锚索的布置方式不当而造成的。因此，在进行锚索设计时应充分考虑各方面因素的影响，根据锚固荷载和边坡实际情况，确定锚索的布置方式以及不同位置处锚索的设计锚固力，尽可能地改善边坡的稳定状态。
1.2 注浆体与地层界面破坏
这种破坏形式主要由以下原因造成：
（1）注浆压力难以达到要求，浆液扩散范围过小；
采用较高的注浆压力可以提高浆液的扩散能力，还能使一些细微的孔隙张开，有助于提高可灌性。当孔隙被某种软弱材料充填时，高注浆压力能在充填物中造成劈裂灌注，使软弱材料的密度、强度和不透性得到改善。此外，高注浆压力还有助于挤出浆液中多余水分，使浆液结合的强度提高，进而提高锚索的承载力，但较高的注浆压力也可能造成被加固围岩的劈裂破坏，这样反而不利于支护。
（2）下锚后注浆不及时造成塌孔，影响注浆的质量，进而造成注浆体与地层界面的黏结力降低。
注浆体与地层界面的黏结力受诸多因素的制约，如岩石的强度、锚索类型、锚固段形式及施工工艺等。这些因素因涉及到注浆体与地层界面结合的力学问题和锚索与地层的相互作用问题而难以把握，几乎所有的设计规范都将锚固段传递给岩体的应力视为均匀分布。事实上，经过大量的研究表明，这种假设并不客观，岩体与注浆体结合应力的分布取决于锚索弹性模量（）与地层弹性模量（）的比值，除短锚索外，/ 愈小（硬岩），锚索锚固段近端应力愈集中，反之，/ 愈大（软岩），应力分布愈均匀。
一般来说，外加荷载最终要通过灌浆材料传递给周围岩体，它主要通过径向应力和剪应力的形式进行传递。灌浆材料与周围岩体剪切强度的大小直接决定这种极限抗拔力的大小，这部分剪切强度由三部分组成:（1）粘结力:灌浆材料与周围岩体界面之间的粘结力；（2）嵌固力:由于钻孔孔壁表面起伏不平，使得灌浆材料与孔壁间产生了嵌固力；（3）摩擦力:当灌浆材料与周围岩体之间产生相对位移时，在接触面产生摩擦力。在各种假设的前提下，注浆体与地层界面的锚固力可按下式计：
式（1.1）
式中：s为注浆体和围岩体之间的粘结力，为钻孔直径，为锚固段长度。
一般情况下，岩体与注浆体的粘结强度应在现场试验的基础上确定。在无试验条件时，极限粘结强度可按表（1）选取，也可根据岩石强度确定。
表1 岩体与注浆体界面的粘结强度
Table 1 Caking intensity between rock and grout interface
岩体类型 结合强度（Mpa） 岩体类型 结合强度（Mpa）
花岗岩、玄武岩 1.70～3.10 板岩 0.80～1.40
白云岩 1.40～2.10 页岩 0.20～0.80
灰岩 1.10～1.50 砂岩 0.80～1.70
1.3 锚索体与注浆体界面破坏
发生锚索体与注浆体界面破坏的原因有：（1）无粘结钢绞线外包塑料套管发生破坏；（2）注浆浆液发生分层现象；（3）设计承载力难以锁定锚索，锚头位移过大。目前国内外对锚索体与注浆体之间剪应力的分布和传递机理的研究尚不成熟，很多资料所提供的数据都是在对预应力钢筋混凝土的研究中得到的，所以对此问题仍需要开展大量的试验和研究工作。
锚束与灌浆材料之间的剪切强度也由三部分组成:（1）粘结力:当锚束体受到外拔荷载作用时，锚束体与灌浆材料界面之间的物理粘结力成为最基本的抗力，一旦锚束体与灌浆材料产生相对滑移，这种力就消失；（2）机械嵌固力:由于锚束体钢材表面不平整，使得锚束体与灌浆材料之间形成机械式连锁，从而产生机械嵌固力；（3）表面摩擦力:枣核型内锚固段受力时，部分灌浆材料被锚束体夹紧，当锚束与灌浆材料之间产生相对位移时，在接触面上产生摩擦力。当前，许多资料中给出的锚索体与注浆体界面的剪应力值，通常是指以上三个力的合力。
一般来说，随着外荷载的增加，锚束体与灌浆材料间的剪应力最大值逐步向内端移动，以渐进的方式改变其在内锚固段内的分布模式。在设计中，锚束体与注浆界面的锚固力同样是根据剪应力沿锚固段呈均匀分布的假设而得到的，其极限锚固力可按下式计算:
式（1.2）
式中：n为灌浆材料和锚束体之间的极限剪应力，为钢绞线直径，为锚
固段长度，为钢绞线根数。
值得一提的是，在确定锚索的锚固段长度时，现行的方法是通过具体分析锚固段所处的地层状况来确定的。对于硬岩，锚索的锚固力一般由注浆体和锚索体界面控制，此时锚固段长度应按式（1.2）计算；在软弱地层中，锚固力一般受注浆体和地层界面控制，锚固段长度可按式（1.1）确定；但对于软岩或坚硬的土层最妥善的办法是按上述两种方法分别计算，锚固段长度最后取其中的较大值。
1.4 地层剪坏
当锚索埋入岩土体中较浅或岩土体较松散时，锚索受到一定的拉力后，松散的岩土体难以为锚索提供足够的抗拔力，锚索周围的岩土体将产生塑性变形而致使锚索发生锥体破坏。
锚索在极限抗拔荷载作用下，发生锥体破坏时破裂面的形式不外乎有三种形式：圆柱面、圆锥面和曲线型的破裂面。
Balla[5]通过大量的试验资料的研究，认为破裂面为圆弧型，其端部与锚索相切，而在地表处与水平面成45-/2的夹角。
Macdonald[5]将锚杆分为浅埋和深埋两种，并分别假设了不同的破裂面形状，其中，浅埋锚杆破裂面假设为抛物线型，而深埋锚杆破裂面设为圆柱型。
Serrano & Olalla[6]根据锚索的长细比，将锚杆划分成长锚杆和短锚杆，并制成图表供查阅，采用欧拉变分原理研究了各自对应的破裂面，结果表明:“短”锚杆的破裂面为一对称的曲线型破裂面，而“长”锚杆为复合破裂面，其端部为圆柱面而上部为对称的曲线型破裂面。
何思明[7]构造了指数形式的双参数方程用来描述锚索的破裂面，将过去常用的几种破裂面形状包含于其中，并采用基于Hoek-Brown准则的极限平衡原理研究了锚索的极限抗拔力问题。
图2 锚索破裂面的典型形式
Fig 2 typical rupture surface of anchor rope
在工程实践中为了使问题得到简化，一般都采用了圆锥形的破裂面形式，这样就可以在一定程度上避免因求解复杂的破裂面方程而使问题难度增加，如Hobst提出的用于求解锚嵌固深度的公式都是建立在圆锥形破裂面的基础上的。
2结论
综合以上内容，本文得到了以下结论：
（1）锚索的破坏形式多样，原因也比较复杂，但可以针对各种情况通过采取各种措施加以防范。
（2）用抛物线拟合锚索剪应力的现场实测数据的精度和用蒋忠信提出的高斯曲线拟合的精度相当，故锚索锚固段的剪应力分布模式可以用开口向下的二次抛物线来描述。
（3）在重要的锚固工程中，锚固段长度的设计可按本文提出的公式来计算或者在按均匀强度法设计的锚固段长度的基础上增大1.5倍以保证锚固工程的安全。
参考文献
[1] 朱宏伟.锚索自由段嵌固深度确定方法研究.重庆交通大学硕士论文.2008
[2] Hanna，T.H 著，胡定等译.锚固技术在岩土工程中的应用[M].北京：中国建筑工业出版社，1987
[3] 肖世国.非全长粘结型锚索锚固段长度的一种确定方法[J].岩石力学与工程学报，2004，23(09):1530
[4] 梁炯均.锚固与注浆技术手册[M].北京:中国电力出版社.1999
[5] K．LamParuthi & K．Muthukrishnaiah，Anchor in sand bed：delineation of rupture surfaee[J]，Ocean Engineering．26(1999)1249―1273
[6] A．Serrano & C．Olalla，Tensile resistance of rock anchors[J]．International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 36(1999)449-47
1.1边坡稳定性的影响因素①地质构造。地质构造因素主要是指边坡地段的褶皱形态、岩层产状、断层和节理裂隙的发育程度以及新构造运动的特点等。通常在区域构造复杂、褶皱强烈、断层众多、岩体裂隙发育、新构造运动比较活跃的地区，往往岩体破碎、沟谷深切，较大规模的崩塌、滑坡极易发生。②岩体结构。不同结构的岩体，物理力学性质差别很大，边坡变形破坏的性质也不同。③风化作用。边坡岩体，长期暴露在地表，受到水文、气象变化的影响，逐渐产生物理和化学风化作用，出现各种不良现象。当边坡岩体遭受风化作用后，边坡的稳定性大大降低。④地下水。处于水下的透水边坡将承受水的浮托力的作用，使坡体的有效重力减轻；水流冲刷岩坡，可使坡脚出现临空面，上部岩体失去支撑，导致边坡失稳。⑤边坡形态。边坡形态通常指边坡的高度、坡度、平面形状及周边的临空条件等。一般来说，坡高越大，坡度越陡，对稳定性越不利。⑥其他作用。此外，人类的工程作用、气象条件、植被生长状况等因素也会影响边坡的稳定性。
1.2边坡工程稳定性分析方法
1.2.1边坡极限平衡法。极限平衡法是根据边坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理(即静力平衡原理)分析边坡各种破坏模式下的受力状态，以及利用边坡滑体上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价边坡的稳定性。极限平衡法是边坡稳定分析计算的主要方法，也是工程实践中应用最多的一种方法。
1.2.2边坡可靠性分析法。边坡工程是以岩土体为工程材料，以岩土体天然结构为工程结构，或以堆置物为工程材料，以人工控制结构为工程结构的特殊构筑物。这些构筑物都程度不同地存在组成和结构上的不均匀性，天然边坡尤为突出，因为构成边坡的地质体经受长期的多循环的地质作用，而且作用强度不一，且又错综复杂，致使它们的工程地质性质差异很大。现阶段边坡可靠度分析的常用方法有蒙特卡洛模拟法，可靠指标法，统计矩法以及随机有限元法。
2边坡工程处治技术
2.1抗滑桩技术边坡处置工程中的抗滑桩是通过桩身将上部承受的坡体推力传给桩下部的侧向土体或岩体，依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡的下推力，从而使得边坡保持平衡或稳定。抗滑桩与一般桩基类似，但主要承受的是水平荷载。钢筋混凝土桩是目前边坡处治工程广泛采用的桩材，桩断面刚度大，抗弯能力高，施工方式多样，其缺点是混凝土抗拉能力有限。抗滑桩施工最常用的方法是就地灌注桩，机械钻孔速度快，桩径可大可小，适用于各种地质条件；但对地形较陡的边坡工程，机械进入和架设困难较大。钻孔时的水对边坡的稳定也有影响。人工成孔的特点是方便、简单、经济，但速度慢，劳动强度高，遇不良地层(如流沙)时处理相当困难。另外，桩径较小时人工作业面困难。
2.2注浆加固技术注浆加固技术是用液压或气压把能凝固的浆液注入物体的裂缝或孔隙，以改变注浆对象的物理力学性质，从而满足各类土木建筑工程的需要；注浆加固技术的成败与工程问题、地质问题、注浆材料和压浆技术等直接相关，如果忽略其中的任何一个环节，都可能造成注浆工程的失败。工程问题、地质特征是灌浆取得成功的前提，注浆材料和压浆技术是注浆加固技术的关键。
2.3加筋边坡和加筋挡土墙技术加筋土是一种在土中加入加筋材料而形成的复合土。在土中加入加筋材料可以提高土的强度，增强土体的稳定性。因此，凡在土中加入加筋材料而使整个土工系统的力学性能得到改善和提高的土工加固方法均称为土工加筋技术，形成的结构亦称为加筋土结构。和传统支挡结构相比，加筋边坡和加筋挡土墙的特点有：结构新颖、造型美观、技术简单、施工方便、要求较低、节省材料、施工速度快、工期短、造价低廉、效益明显、适应性强、应用广泛等。由于加筋边坡和加筋挡土墙的这些优点，目前其已从公路路堤、路肩发展到应用于其他各种支挡结构和边坡防护。目前已用于处理公路边坡、市政建设、护岸工程、铁道工程路基边坡、工民建配套的支挡及边坡工程、防洪堤、林区工程、工业尾矿坝、渣场、料场、货场等；甚至还用于危险品或危险建筑的围堰设施等。
2.4锚固技术岩土锚固技术是把一种受拉杆件埋入地层中，以提高岩土自身的强度和自稳能力的一门工程技术。由于这种技术大大减轻结构物的自重，节约了工程材料并确保工程的安全和稳定，具有显著的社会效益和经济效益，因而目前在工程中得到极其广泛的应用。锚杆在边坡加固中通常与其他只当结构联合使用，例如以下几种情况：①锚杆与钢筋混凝土桩联合使用，构成钢筋混凝土排桩式锚杆挡墙。排桩可以是钻孔桩、挖孔桩或预置桩；锚杆可以是预应力或非预应力锚杆，预应力锚杆材料多采用钢绞线(预应力锚索)、四级精轧螺纹钢(预应力锚杆)。锚杆的数量根据边坡的高度及推力荷载可采用桩顶单锚点作法和桩身多锚点作法。②锚杆与钢筋混凝土格架联合使用形成钢筋混凝土格架式锚杆挡墙。锚杆锚点设在格架节点上，锚杆可以是预应力锚杆(索)或非预应力锚杆(索)。这种支挡结构主要用于高陡岩石边坡或直立岩石切坡，以阻止岩石边坡因卸荷而失稳。③锚杆与钢筋混凝土板肋联合使用形成钢筋混凝土板肋式锚杆挡墙，这种结构主要用于直立开挖的Ⅲ，Ⅳ类岩石边坡或土质边坡支护，一般采用自上而下的逆作法施工。④锚杆与钢筋混凝土板肋、锚定板联合使用形成锚定板挡墙。这种结构主要用于填方形成的直立土质边坡。
2.5预应力锚索加固技术用高强度、低松驰型钢绞线预应力锚索对滑坡体或崩落体施加一定的预应力，提高它们的刚度，使预应力锚索作用范围的岩石相应挤压，滑动面或岩石裂隙面上摩擦力增大，加强它们的自承能力，可有效地限制岩体的部份变形和位移。
2.6排水工程的设计地表排水工程的设计要求：①填平坑洼、夯实裂缝。坡面产生坑洼和裂缝，往往是滑坡的先兆，也是导致严重滑坡的主要原因。大气降雨、地表水就会汇集在坑洼处或沿着裂缝渗入土层，使土的抗剪强度降低，造成坡体滑动。因此，对坑洼和裂缝应仔细查找，认真夯填。②合理确定截水沟的平面位置。截水沟的平面布置，应尽量顺直，并垂直于径流方向。如遇到山坡有凹地或小沟时，应将凹地填平或与外侧挡土墙相连，内侧与水沟联结，避免水沟内的水流越出或渗入截水沟沟底，导致水沟破坏。应该结合边坡的区域地貌、地形特点，充分利用自然沟谷，在边坡体内外修筑截水沟、平台截水沟、集水沟、排水沟、边沟、急流槽等，形成树杈状、网状排水系统，以迅速引走坡面雨水。
3结语
论文对常用边坡工程的处治措施进行了初步探讨，指出了常用边坡工程处治措施的适用性，然而随着工程建设规模的不断增大，边坡高度增高，复杂性增大，对边坡处治技术的要求也越来越高。可以预见，随着科学技术的发展，边坡处治技术将得到进一步的发展，并逐步趋于完善。
参考文献：
[1]彭小云，张婷，秦龙.高陡边坡稳定性的影响因素分析[J].高陡边坡稳定性的影响因素分析.2002.
[2]赵明阶，何光春等.边坡工程处治技术[M].北京：人民交通出版社.2003.
[3]郭长庆，梁勇旗等.公路边坡处治技术.北京：中国建筑出版社.2007.5.
关键词：钻孔灌注桩，深基坑支护
深基坑工程是当前很受人关注的岩土工程热点，也是技术复杂、综合性很强的难点。深基坑工程的费用在整个工程成本中占有很大的比例，因此，如何选择合适的支护型式以及合理的设计参数是深基坑工程的关键。钻孔灌注桩施工具有无噪声、无振动、无挤土的优点,对周围环境影响小。其作为基坑的围护结构刚度大、抗弯能力强、变形相对较小,支护的稳定性好。免费论文参考网。
1.工程实例
1.1 工程概况
该站位于大兴中路和小坝东路相交的十字路口下,是地铁二号线和三号线的换乘站,两线车站成“丁”形换乘方案。三号线主体工程和二号线同期施工。二号线车站主体结构基坑长度209.6m,标准段宽21.5m,基坑深度17.11m,呈东西走向。三号线部分主体结构基坑长度145.65m(含换乘节点),标准段基坑宽度21.7m,深23.16m,呈南北走向。
1.2 围护结构设计及施工
综合考虑以上情况,本站的基坑支护设计方案采用钻孔灌注桩加桩间高压旋喷桩。钻孔灌注桩作为结构的主要受力构件,二号线钻孔灌注桩直径1000mm,桩间距为1300mm,桩长21m三号线钻孔灌注桩直径采用1200mm,桩间距为1600mm,桩长30m。二号、三号线排桩布置大样图分别见图1,图2。钻孔桩应采用隔桩施工,在相邻桩混凝土达到70%的设计强度后,方可成孔施工。免费论文参考网。采用FRD22D型旋挖钻机进行施工,主要的施工流程如下:
1)抄平放线,定桩位。桩位以线路中心为准,允许误差为:纵向±100mm,横向±50mm。2)埋设护筒。护筒埋深为2m。3)成孔。钻孔过程中必须保证孔径、孔壁稳定和沉淤等指标满足设计要求,垂直度允许偏差为1%。4)第一次清孔。测得孔深及淤泥深度,并进行清孔。5)下钢筋笼。清孔完毕后,立即下吊钢筋笼。钢筋笼要露出桩顶标高750mm,制作允许偏差:主筋间距±10mm,箍筋间距±20mm,钢筋笼直径±10mm,钢筋笼长度±50mm。6)第二次清孔。清孔后须保证沉渣厚度不大于100mm,泥浆比重必须在1.1g/cm3~1.3g/cm3间,粘度在18s~20s之间,含砂率为4%~8%。7)灌注水下混凝土。灌注混凝土必须连续施工,注浆导管应埋入混凝土面2m~3m,严禁导管提出混凝土面。由于桩顶混凝土与泥浆混杂,质量受到影响,混凝土实际灌注量应比设计桩顶标高高出500mm。8)钻机移位。
图l二号线排桩布大样圈
圈2三号钱排桩布大样图
桩间设计采用双重管旋喷桩桩间止水,由于喷射直径和质量受土质组成复杂程度、浆液稠度、喷浆压力的大小及注浆管提升速度等影响,在充分考虑各种不利因素和机械设备可能的条件下,设计喷射直径为600mm。旋喷桩的施工过程大致如下:1)桩架定位及保证垂直度。旋喷机桩架到达指定桩位,对中。施工时桩位偏差应小于5cm,桩的垂直度偏差不超过1%。2)喷水搅拌下沉。待旋喷机的冷却水循环正常后,启动旋喷机电动机,使旋喷机沿导向架喷水切土下沉,边喷水、边旋转,喷水压力为10MPa,旋转速度为15r/min。3)制备水泥浆。按设计要求,拌制配合比为水泥∶水=1∶1的水泥浆,水泥采用425号普通硅酸盐水泥,并在压浆前将水泥浆除渣后注入集料斗中。4)旋喷浆液提升。钻杆下沉到设计深度后,开启灰浆泵将水泥浆压入地基土中,并且边喷浆、边旋转,同时严格按照设计确定的提升速度提升喷头,设计高压喷浆压力为28MPa,旋转速度为15r/min,提升速度为15cm/min。5)移位。待喷嘴提升至设计加固深度的顶面标高后,桩架移至下一个桩位施工。
2.基坑支护结构设计
2．1 围护结构设计
2．1．1 围护结构选择
根据结构的特性、场地情况、周围环境、基坑深度、宽度、工期安排、工程地质和水文地质状况，对围护结构进行比较选择。对于含水的软黏土、流砂地层一般采用地下连续墙结构；对于水位不高，或允许大面积降水的黏性土层，可采用人工挖孔或钻孔灌注桩；对于水位较高，且不允许大面积降水的粘性砂土层，可采用钻孔桩+旋喷桩的围护型式；对于自稳性较好的软岩地层或弱风化岩层，可以采用喷锚支护或土钉墙技术。为降低成本，设计时，可根据具体工况，选择一到两种围护结构。
2．1．2 荷载确定
围护结构的荷载一般有地面超压、水土压力。
1)地面超压一般按20kpa计，当基坑边沿有建筑物或特殊荷载(如塔吊基础等)时需按实际荷载计算。
2)水土压力:在施工阶段，黏性土层或坑内外均进行降水的砂性土层按水土合算，仅坑内降水的砂性土层按水土分算；在使用阶段，为永久结构的安全，不论砂性土层还是黏性土层，均宜按水土分算考虑。
2．1．3 围护结构计算方法
1)弹塑性有限元法:将结构与地层作为一相互作用体，通过理论假定确定地层的本构关系及地层与结构界面的作用模式，按照施工过程逐步模拟地层与结构的作用机理，确定结构内力与变形的变化及周围土层的力学机理及变位。目前采用的计算模型主要有理想弹塑性模型、黏弹性模型、邓肯-张非线性模型等。通用的计算程序有ANSYS程序、2D-σ、3D-σ程序及同济曙光程序等。由于围岩性质极其复杂，很难用一种单一的模型进行模拟，加之地层应力的释放过程与开挖方式、开挖过程、支撑形式支撑刚度等有着密切的联系，使计算过程中的一些参数难于确定，最后导致计算结果难于反应真实的受力情况。因此这种计算方法一般用于定性分析或同一工况下的施工方式比选。
2)杆件有限元法:已知基坑面以上的结构荷载，用弹簧模拟基坑以下地层与结构的相互作用，以梁(板)单元模拟结构，随施工的不同阶段按增量法或总量法对受力结构进行计算。目前多采用SAP84程序、理正深基坑计算程序、同济启明星计算程序等。
3)理论假定简化法:如假想支点法、等值梁法、m法等。目前设计中，以杆件有限元法应用较为普遍，计算结果或计算精度较为接近实际。
2．1．4 围护结构设计
根据结构受力结果，依照相应的规范按结构的重要性强度、刚度、稳定性、变位及构造要求进行结构设计，在满足上述条件下尽量做到经济合理、便于施工。
2．2 支撑结构设计
2．2．1 支撑结构选择
首先根据地层条件、地下管线、基坑尺寸、施工要求确定锚拉式或内撑式支撑方式。对于内撑式结构，应根据材料情况、施加预应力方式来确定支撑结构材料。
2．2．2 撑结构计算
1)锚杆计算:锚杆承载力主要由拉杆的极限抗拉强度、拉杆与锚固体之间的极限握裹力、锚固体与土体之间的极限抗拔力确定。一般在软质岩、风化岩层和土层中锚杆的极限抗拉强度、锚杆孔壁与砂浆的摩阻力均低于砂浆对钢拉杆的握裹力，锚杆极限抗拔力受孔壁摩阻力的控制，即取决于沿接触面外围软质岩和土层的抗剪强度，故锚杆的极限抗拔力可按下式计算:
式中，Tu为土层锚杆的极限抗拔力；F为锚固体周围表面的总摩阻力；Q为锚固体受压面的总抗压力；D1为锚固体直径；D2为锚固体扩孔部分的直径；τy为深度y处锚固体与土体单位面积上的抗剪强度(摩阻力)；q为锚固体扩孔部分土体的抗压强度；A为锚固体扩孔部分土体的抗压面积；y1-y2、y2-y3分别为锚固体非扩孔部分长度和扩孔部分长度。免费论文参考网。临时性锚杆抗拔力的设计值为！Tu除以1.3~1.5，永久性锚杆的设计值为Tu除以2~2.5。
2)内支撑计算:根据偏心受压构件的强度、平面内及平面外的稳定性进行结构计算，除竖向荷载(支撑自重和支撑顶面的施工活荷载等)产生的偏心弯距外，同时要考虑支撑安装误差造成的偏心影响，其偏心距可考虑支撑计算长度的1/1000。
3.结语
基坑支护型式需综合考虑基坑周边环境、造价、技术上的可靠性等措施。一般而言，在满足基坑稳定和周围环境对基坑变形要求的前提下，尽量选用造价低的支护结构型式，忌盲目提高基坑变形控制标准，而选择造价昂贵的支护型式，造成不必要的浪费。
【参考文献】
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关键词：深基坑支护，控制，措施
深基础施工是大型和高层建筑施工中极其重要的分项工程，而深基坑支护结构技术无疑是保证深基础顺利施工的关键。高层建筑为满足承载力、埋深要求，考虑建筑功能和成本，其基础多设计带有地下室的深基础，且大部分施工场地窄小，不能采用基坑边缘放坡，只能采用桩柱、墙等特殊支护结构。做好基坑支护的质量控制对保证施工安全、临近建筑物及施工人员生命、财产安全极其重要。
1.基坑支护施工组织设计方案
深基坑支护结构选择，应优先考虑施工单位现有施工技术水平，优先考虑工程基础桩相同类型桩作为基坑支护结构，如果工程桩采用钢筋混凝土灌注桩，则基坑支扩结构应尽量选用这种桩型，其直径可相应选用较小直径，这样可减少机械设备进场费用。当基坑较深围护桩布置位置允许时，应尽量选用两排支护桩，种布置方式力学性能好，前后排桩与桩顶圈梁形成刚架结构，桩间土参与支护工作，改善围护桩的受力状况，达到减少桩的配筋数量。当围护桩要求达到防渗要求，基坑深度小于 7m，地表回填土中固体碎片含量较多时，不宜单独选用水泥搅拌桩，应采用水泥灌注浆。
基坑支护施工组织设计与施工要综合考虑工程地质与水文条件、基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境、基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素。基坑支护施工控制的关键是基坑上部坑沿的稳定性、地面变形及地下水的控制、防止基坑周边隆起、管涌与流砂等险情，并要根据地质、环境因素的变化及时地调整支护方案。深基坑支护结构的主要作用是挡土，使基坑在开挖和基础施工的全过程中能安全顺利地进行，并保证对临近建筑、公共设施和周边环境不产生危害。目前国内深基坑支护技术有：地下连续墙排柱支护、水泥搅拌柱、土钉墙及复合土钉墙、喷锚网支护、逆作法与半逆作法施工、环形支护结构等等。实践中根据土质条件、基坑深度、地下水情况等，结合不同支护方式的优缺点，选择经济合理的施工组织设计。
2.深基坑支护的基本要求
喷锚网支护是目前深基坑支护工程中采用较多的一种支护方式它是喷射混凝土、锚杆、钢筋网联合支护的简称，作为一种先进的支护加固技术，在岩土质高边坡，特别是在不良地质条件下，已得到了广泛的应用。喷锚网支护，是通过在岩土体内施工一定长度和分布的锚杆与岩土体共同作用形成复合体，弥补岩土体局部强度不足并发挥锚拉作用，使岩土体自身结构强度潜力得到充分利用，保证边坡的稳定。坡面设置钢筋网喷射混凝土，起到约束边坡表面变形的作用，使整个坡面形成一个整体。为做到及时支护、有效地保持土体强度，喷锚网支护的施工要紧跟开挖，随挖随支，每层开挖高度，随地质条件而定，一般为 1.5m～2.5m。采用喷锚网支护的主要特点是：结构简单承载力高安全可靠：可用于多种土层，适应性强；施工机具简单施工灵活污染小噪声低，对周围环境的影响小；可与土方开挖同步进行，工期短，本身不需要打桩，支护费用低。
控制要点是必须重视前期地质勘察工作，要熟悉并掌握工程的地质勘察报告，熟悉基坑开挖地的地形、地貌和地质特点，分析深基坑可能导致边坡土体滑坡的各种可能，对影响边坡稳定性的关键地段、地层和土质技术指标做到心中有数。论文参考网。由于地质勘察资料不一定很详细而且与实际情况往往有出入，在基坑开挖中还要经常比对现场的地质情况与地质勘察报告差异很大时要及时书面告知建设单位，由建设单位通知勘察和设计单位，必要时调整施工组织设计。施工组织设计方案必须经过专家组技术论证：由具备设计资质的支护施工单位自行设计或施工单位委托设计单位负责设计。
3.深基坑支护的过程控制
按设计方案组织施工施工前，有关人员应熟悉地质资料、设计图纸及周围环境，降水系统应确保正常工作及储备应急抢险排水系统，保证必须的施工设备正常运转。施工单位在施工过程中不得随意改变锚杆位置、长度、型号、数量，钢筋网间距，加强筋范围，放坡系数等。设计方案变更时必须重新评审。校准水准点及坐标控制点的正确性和实施保护措施。审查施工单位的水平及竖向施工放线是否正确，开挖过程中要随时督促施工单位对基坑的开挖尺寸、水平标高和边坡坡度进行检查，注意基坑周边的土体变化。测量观测站要日夜值班，出现险情立即报告。坚持见证取样制度，对进场材料严格把关。做好隐蔽工程验收：监理工程师应对锚杆位置、钻孔直径、深度及角度、锚杆插入长度，注浆配比、压力及注浆量，喷锚墙面厚度及强度，锚杆应力等进行检查，按规定留置混凝土试块、水泥浆试块，锚杆抗拔力实验。采用机械开挖时，应预留 0.3m～0.4m原始土层，人工铲除修整坡面，尽量减少边坡超挖和扰动边坡土体，使之表面平整，坡角符合设计要求。钢筋网的钢筋直径和间距要符合设计要求，钢筋网绑扎随开挖分层进行时，搭接长度要符合要求，一般为一个网格边长。
锚杆钻孔应按设计倾角和孔深进行。论文参考网。当钻孔遇到障碍物无法钻进时，允许适当改变钻孔方向。当土层为软土时允许加大倾角，将锚杆嵌入持力的土层中：当钻孔深度达不到要求时，应在该孔的左右或下方按锚杆抗拔力等同的原则补强加固。嵌入锚杆前应将孔内松土、泥浆等清除干净，方可送入锚杆。下锚杆时，应把注浆管、锚杆和止浆袋一起放入孔内。注浆要严格控制混凝土配合比，并根据注浆情况多次注浆，以保证浆液充满孔壁，使锚杆具有较高的抗拔力。当锚固体强度达到设计强度的 70％以上且不小于 3 天，方可开挖下—层土方。 喷射混凝土要搅拌均匀，垂直作业面尽量从底部逐步向上部施喷，混凝土厚度要符合设计要求，喷射面要留置试块，每组不小于 3 块。
基坑支护施工要与挖土互相配合，合理安排工序及工期，土方开挖的顺序、方法必须与设计相一致，并遵循开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖的原则，减少开挖过程中原土体的扰动范围，缩短基坑开挖卸荷后无支撑的暴露时间，对称开挖，均衡开挖，合理利用土体自身在开挖过程中控制位移的能力。基坑开挖过程中，应防止碰撞支护结构、工程桩或挠动基底原始土层。发生异常情况时，应立即停止挖土，并应立即查清原因和采取措施，方可继续挖土。基坑开挖完成后，应提醒建设单位及时组织勘察、设计、质监、监理、施工等部门进行验槽，及早开始地下结构工程的施工，严禁基坑长时间暴露。基坑回填前，支护层不能破坏，特别是坡脚部分。地下结构工程完工一层基坑及时回填有利于边坡稳定，注意地下水或自来水或排水系统水患的影响。
深基坑支护的应急准备预案：做好预测、信息采集与反馈、控制与决策等方面的内容。由于深基坑开挖过程中，边坡稳定存在很多潜在的危险和破坏的突然性，地下工程受各种水文、地质、雨水等复杂条件的影响，特别在基坑旁有基础埋置较浅的建筑，或有重要的地下电缆和市政管线，很难预估出现的问题。论文参考网。因此，必须加强观测，出现问题，立即按深基坑支护的应急准备预案进行救险施工，根据土层位移的时空效应，及时掌握土体变形特性、边坡的稳定状态和支护效果，发现异常情况及时采取措施，预防边坡失稳和临近建筑沉降等事故发生。
4.结语
伴随着高层建筑的发展，深基坑开挖越来越多，深基坑支护难度逐度加大。基坑支护的施工组织设计方案必须依据工程地质资料科学设计，由于地质条件的不确定性，基坑开挖地质情况与地质勘察报告略有不同，施工单位必须在基坑开挖过程中根据地质条件的变化及时同施工单位调整和改进基坑支护施工方案，确保深基坑的施工安全。高层建筑深基坑支护的施工质量控制技术将逐步完善。
关键词：建筑工程；地基基础施工；喷锚支护
中图分类号：TU47文献标识码：A
中国社会经济的发展，带动建筑业迅速崛起。城市建筑的密集度越来越大，使建筑施工的作业面不断地缩小，建筑结构中地基施工的安全性越来越重要。为了提高建筑工程基础施工的安全性，就要确保地下室的施工设计符合建筑设计标准，不断地提高基坑支护施工技术。由于基坑的支护结构对于建筑基础设施而言，仅仅施工阶段起到临时性作用，因此在工程竣工之后，支护就失去了价值。按照传统的支护技术设计标准，当建筑工程完工之后，支护会保留在地下永久保存，并成为建筑结构中的一部分。喷锚支护结构运用于地下室支护，可以提高抗变形能力，因此而被广泛应用。
一、工程概述
工程项目为22层的商住两用楼，地下一层为车库。建筑物的总建筑面积超过5万平方米，为框剪结构。地下基坑的开挖深度为5.6米，成矩形，总面积超过2千平方米。在建筑物的西侧为小区人工水池。鉴于建筑物距离水池比较近，为了避免基坑的边坡出现沉降变形，在放坡系数上可以定为0.4。根据基坑支护技术规程，将基坑侧壁安全等级确定为3级。在基坑施工技术上，选择使用喷锚支护技术。
从工程的地质条件上来看，工程基坑的地貌较为单一，地面原有的建筑物已经彻底拆迁。整个基坑的场地平坦，地层的成分以风化的基岩和小块的卵石为主。场地的底层从上而下分别为1.3米至1.6米的杂填土，其中包括生活垃圾、建筑垃圾等等。卵石以土黄色为主，其中夹杂着少量的漂石。基坑开挖范围内没有发现有地下水。喷锚支护的土层设计参数见下表：
二、喷锚支护施工技术
喷锚支护技术的基本原理是利用了受拉锚杆与土体之间所产生的摩擦力，不但可以使土体的强度增强，而且对于土体具有稳定的作用，因此而与周围的土体构成坚固的整体。在支护基坑边壁的时候，采用混凝土喷射与锚杆以及钢筋网联合的方法开展施工。
在建筑地基的基础施工中，做好防水工作是非常重要的施工工程。虽然在施工场地没有发现有地下水，但是在建筑物附近有人工水池，所以要做好外墙防水工作。喷射的混凝土在配制和搅拌上要严格按照工程施工设计的要求，特别要保证科学性的水灰配比，以喷射不会出现流淌为标准。注意被喷射到墙面的混凝土不可以有下坠，要均匀喷射，不能有开裂的现象出现。喷射混凝土完工后，为了确保喷射质量，还要采取必要的混凝土养护措施。
在进行基坑修边的时候，混凝土的喷射厚度要符合设计标准，并且要逐层喷射，保证每一层都要喷射均匀，并达到的一定的光滑度。要确保喷射的平整性，要控制好喷射的速度，以确保锚桩板厚度匀称。
在进行锚杆灌浆的时候，要控制好灌浆的密度，以使灌浆的过程中有拉应力产生，促进喷射钢筋混凝土板与土体之间形成一个坚固的土体。通常而言，灌浆要在稳压状态下进行，在灌浆超过20秒之后，浆体溢出即灌注停止。
在地下室的设计结构中，要将钢筋板的支护作用充分地发挥出来，就要充分地发挥支护的临时性作用，以有效地抵抗土体所施加的侧压力，并发挥其永久性的作用。那么在钢筋制作的过程中，要使钢筋能够处于合理的位置，并且厚度要符合设计要求，以使钢筋板充分地发挥支护作用。
三、喷锚支护地下室外墙施工技术
要保持地下室外墙的永久性，喷锚支护要相应地增大厚度。通常情况下，喷锚支护会喷射大约90毫米厚度的混凝土，而地下室的外壁喷护，需要选择C20混凝土，喷射厚度达到200毫米。为了使喷射混凝土板中的加强筋能够起到暗梁的作用，要参考水压力、土压力以及地面所施加的荷载进行连续板设计，将加强筋焊接在锚杆之上，肋筋设置上为垂直状态。
在本次工程施工中，锚杆的抗拔力设计为100KN，灌浆过程中所呈现的压力为0.4MPa。由于场地的地质环境较差，水平锚杆的夹角设定在25°。原理上而言，锚杆的夹角水平界定在20°～45°，夹角越大，水平分力就会相对降低，反之，随着夹角的缩小，水平的分力越大，可见锚杆设计是喷锚支护技术中的重要部分。喷锚支护的设计参数上，首先是根据施工条件，分析支护的整体稳定性，然后对于锚杆进行抗拉性计算，根据所得出的结论对于初选参数进行必要的调整和完善。
设置喷锚支护参数的时候，土压力和施工荷载是需要重点考虑的，同时还要在进行土压力计算时，将地基基坑的动荷载和静荷载加以考虑，以实现地下室外壁的永久性。计算时，可以选择使用朗肯主动土压力公式，即：
其中，：是土的重度。
h: 是基坑的高度。
：是土的内摩擦角。
锚杆的安全系数：K=1.7。
但砂浆的锚固段接触到周围的土层的时候，会形成抗剪力，其对于灌浆锚杆的极限抗拔力起到了决定性的作用。锚杆的极限抗拔力计算公式为：
其中：: 是土层锚杆的极限抗拔力，单位为“KN”。
D： 是锚杆钻孔的直径。
Le: 是锚杆有效锚固长度，单位为“m”。
： 是锚固段周边所形成的抗剪强度，单位为“”。
在设计上，基于土层地质环境的特殊性，对于抗剪强度的取值也要有所选择。
第一层锚杆的抗剪强度：=30；
第二层锚杆的抗剪强度：=45；
第三层锚杆的抗剪强度：=60。
锚杆受拉荷载公式:
其中：：是荷载折减系数，=0.86。
Eak：是在锚杆处的最大主动土压力的情况下取值。
SH： 是锚杆的水平间距，SH=1.0米
SV： 是锚杆的垂直间距，SV=1.1米。
θ： 是锚杆和水平面之间所存在的夹角。
可见，在简述工程地基基础施工中，采用喷锚支护进行施工，就是充分地运用喷锚支护的作用原理，将受拉锚杆和具有相对稳定性的土体之间所形成的摩擦力充分地利用起来，以维持基坑周围土体的稳定性。当支护与土体之间形成具有较高强度的共同作用体的时候，就构成了具有足够坚固性的基坑壁。
结论：
综上所述，在建筑工程项目中，地基基础施工中所采用的喷锚支护技术对于保持地下室外墙的永久性具有非常很重要的作用。从技术的角度而言，喷锚支护是主动加固措施，其采用了锚杆、喷射混凝土的加固机理，对于岩土体的强度加强，并实现抗滑能力。基于其在对于基础施工的重要作用，在应用领域中控制好喷锚支护技术的质量控制是非常必要的。
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关键词：锚索加固；锚下预应力；反拉测验
中图分类号：P2文献标识码： A
本文针对锚下预应力的测验做了较为深入的研究，尤其是关于锚索加固预应力测验方面的问题是研究的重点。而且着重针对于目前锚索加固工程中经常使用的反拉检测方法进行了深入的研究与探讨。主要针对目前普遍采用的锚索加固的处理方法中存在的锚下预应力测验的问题提出了一种反拉测验是否存在有效预应力的方法，而且文章也运用了一定的篇幅对于实际工作中可能存在的影响检测结果的几个重要因素进行了分析与描述。
一、反拉检测方法与其适用的对象
（一）检测原理
根据物理学理论，在最理想的状态下，锚具和夹片摩擦合力的数值、夹片和钢绞线摩擦合力的数值、锚索所受拉力的数值、锚索体与粘接剂之间摩合力的数值、粘接剂与围岩之间摩擦合力的数值，理论上来说都应该是等值的，只有保证这些数据的等值，整个锚索系统才能保持平衡的状态，因此，在实际工作中，想要测验出锚下的预应力是否处在安全合理的数值内，只需要测验出这五个力中任意一个就可以得出结论。
（二）反拉检测方法适用的对象
本文提到的反拉检测方法的基本原理很大程度上根植于拉拔检测方法，是拉拔检测方法的拓展，是目前较长采用的针对锚索有效预应力的一种使用广泛且较为先进的测验方法。其主工作方法是通过液压千斤顶对被检测锚索施加一定的拉力使其产生变化并在这个过程中进行观察，直到施加的外力达到锚索有效预应力的要求为止。在整个测验过程中，通过专业的技术设备和计算机软件准确记录下是锚索达到有效预应力所施加的反拉力以及由于施加反拉力导致锚索产生位移的情况，通过专业设备和计算机软件对液压所施加的反拉力和由于反拉力使锚索位移变化的监视来及时终止反拉，从已经记录的数据入手，通过缜密计算与分析反拉力和锚索位移的情况，最终得出锚索有效预应力的数值，关键是整个工程不会破坏锚索现有的状态。
（三）锚下有效预应力与控制张拉预应力偏差较大的原因
1. 锚下有效预应力比控制张拉预应力值偏大原因。
（1）由于不同的锚索有着不同的钢绞线，而且同一钢绞线也存在着材质不均匀的现象，而且对于钢绞线的截面面积来说，会存在实际的锚索钢绞线截面面积大于控制张拉预应力测试的钢绞线截面面积。
（2）在工程建设成功后，锚索实际所承受的张拉力要比测试时钢绞线所承受的张拉力小。
（3）由于在进行控制张拉预应力测试时对于锚索体的控制不当，导致测试时锚索钢绞线出现扭曲现象，会使得测试时锚索的张拉力小于锚索实际的有效预应力。
（4）在测试过程中，由于工作人员操作不当导致数据的记录和分析出现偏差，造成测试的锚索张拉控制预应力比实际的锚索有效预应力要小。
2. 锚下有效预应力比控制张拉预应力值偏小的原因
（1）试验与实际工程所用的钢绞线材质不同，而且即使同一钢绞线也存在着材质不均匀的现象，因此会存在实际锚索的钢绞线截面面积小于实际弹性模量小于控制张拉力预应力测验钢绞线的截面积。
（2）由于锚索钢绞线本身的质地原因，锚索在进行控制张拉预应力测试时，由于操作问题导致边坡发生压缩变形的情况，使得锚索控制张拉测试时，显示的锚索张拉伸长值变小，实际上锚索的有效预应力要小于测验时的数值。
（3）由于锚索体注浆质量方面的问题，在实际工作时，锚固段注浆不饱满，使得实际的锚索有效预应力要小于测试时锚索的张拉控制预应力。
（4）由于进行控制张拉预应力测试时，工作人员的操作不当，对于数据的记录与分析不够准确，对于测试中锚索张拉的数值以及位移情况记录与实际情况有所出入，因此会导致锚索的实际有效预应力小于进行测验时的控制张拉预应力。也给锚固的实际工程带来了安全隐患。
二、测验过程的实现
（一）反拉测验法的检测对象
对于锚下预应力的反拉检测法来说，其主要运用于锚索预应力的检测试验和对目前正在使用的锚索产生的有效预应力实施检测。之所以分为两种不同的检测情况，主要因为其检测的时机，由于这两个检测时期锚索的特征有很大的不同，针对锚索验收试验的锚下预应力检测，其被检测的锚索体露出段并没有被切割，可以实施检测的外露锚索长度较大，相对来说其检测条件较好；但是针对于目前已经投入使用的锚索，其锚索的外露段工程完工之时就被切割掉，一般情况下只留有3～5cm的一段露出段，这种情况就给检测带了来一定的难度。对于这种情况而言，通常情况下检验人员会通过一种名为锚索接长器的仪器来接长已经被截断的钢绞线，之后对已经接长的锚索逐根进行反拉检测，最终得出其锚下预应力。
（二）锚下预应力反拉测验所需设备及仪器
在实际的施工阶段，锚下预应力反拉测验检测过程可以分为两大系统，首先通过对锚索的反拉测验进行数据的收集记录和分析。其整个测验需要配备：空心千斤顶、高压油泵、油管、锚夹具等工具。如果是遇到需要采用逐根钢绞线进行测验的这种情况，通常在实际的施工中需要配备单孔手提式千斤顶、手压油泵等工具，其中必不可少且十分重要的工具是锚索接长器。整个测验过程，包括测验后的数据收集整理记录和分析，目前主要采用应力采集记录和位移采集记录两种记录方式，当然，在实际的操作中还需要一些其他的辅助工具，具有代表性的如：磁性吸附底座，计算机分析软件等等。
三、影响锚下预应力检测结果精确度的因素
通常使用反拉法测验锚下有效预应力较为简单便捷，而且其检测结果的精确度也较高，在实际的施工作业中，影响锚下预应力检测结果精确性的因素大致有以下两类（一）测验人员在实际操作过程中可能引起的误差。针对这个情况，在实际工作中，对于由于测验人员操作过程中可能引起的误差应该使其尽量的最小化。（二）锚索本身的状态也会对检测结果产生较大的影响，而且这是主要影响锚下预应力检测结果的因素。在实际的工作中，因为产期的运行，导致夹片等部件的生锈和变性，导致在锚索固力的作用下，需要比实际上更大的反拉力才能克服夹片和预应力筋之间的咬合以及摩擦合力，这样在整个锚下预应力的反拉测验过程中，实际上的反拉力要比有效预应力大很多才可能拉动锚索，直接导致了测验数据的误差。（三）锚索中孔斜也是影响测验结果是否存在误差的重要因素。
结束语：
本文主要着重分析了锚下预应力的测验方法。主要介绍了目前普遍采用的反拉测验法。主要介绍了反拉测验法的工作原理和理论基础，包括其适用的范围，以及其在实际工作中的使用情况。而且运用了一定的篇幅分析了影响锚下预应力检测结果的几个有代表性的因素，通过对反拉发测验锚下预应力做了简明扼要的阐释，将实际工作中通过反拉法测验锚索有效预应力的方法进行了较为全面的说明。有一定的理论价值与实践指导意义。
参考文献：
[1] 唐树名，罗斌，刘涌江.岩土锚固安全性无损检测技术.公路交通技术，2005(10)：5.
推高中国坝位：从百米到三百米
作为我国著名高坝及岩土工程研究专家，清华大学水利系的周维垣教授，在高坝岩石力学理论与数值方法、高坝结构与复杂岩基工程的研究、高坝整体稳定破坏仿真分析设计系统、地下结构和边坡工程、岩基加固和反馈计算等方面，有着重要建树。他将学识5，~验并用、理论与实践共存，对推动我国高拱坝从百米高度向世界水平的300米高度的跨越过程中作出了重大贡献。
周维垣教授推出高坝结构细观开裂模型及宏观破坏路径搜索法，求结构随机安全度。1990年“拱坝坝肩岩体破坏及可靠度分析”获全国水利学会优秀论文奖，创新细观损伤断裂到开裂破坏模型。用细观损伤力学引入有限元数值模拟节理岩体的本构弹塑性力学关系，开创节理岩体的数值模拟力学方法。他在我国首先引入流形元法，无网格数值方法，应用于锦屏、溪洛渡、拉西瓦等300m级高拱坝坝肩岩流层的稳定分析；并提出渗流的多重网格，分析小湾及拉西瓦拱坝的裂隙岩体渗流场。推出渗流场与应力损伤场耦合模型。损伤局部化梯度力学模型方面的创新：建立塑性局部化多重屈服面模型，多尺度屈服面效应；对于开裂高梯度计算做了分析，并获2007年度国家教委自然科学―等奖。
近三十年我国新建一批高拱坝，为此需要研究大坝整体稳定设计及计算方法，创建高坝整体稳定破坏数值仿真设计系统。周维垣教授带领研究小组参加为二滩组织的“75”、“85”科技攻关项目，研究建立三维有限元弹塑性，断裂损伤仿真破坏设计方法。1984年起首次对二滩高拱坝进行了整体稳定破坏仿真分析。由自编的TFINE程序论证了二滩双曲拱坝的可行性和安全度大坝的建基面岩体强度予测参数及大坝浅开挖的可行性，从而可节省开挖60万方及回填混凝土30万方。之后为二滩拱坝进行了基础加固设计计算，坝线优化计算。1990年二滩开工，到工地进行开挖录像，并在蓄水期进行监控分析。1989年“双曲拱坝整体应力稳定分析技术”获国家教委科技进步奖二等奖，从二滩拱坝设计勘探到施工蓄水历时18年全部过程为其服务，经济效益巨大，
“高坝坝基岩体稳定性评价及可利用岩体质量的研究”获国家科技进步一等奖。其创新点在于首次用岩体网格开裂破坏模型仿真坝踵开裂长度和失稳过程。此系统应用予拉西瓦高拱坝，东风双曲拱坝，节约开挖7万m3及混凝土16m3，应用于李家峡、紧水滩、溪洛渡、锦屏、小湾拱坝、拉西瓦、大岗山、马吉，论证了稳定超载能力。经济效益巨大。近几年参与论证了溪洛渡拱坝基础利用¨级岩体和上部高程部分利用Ⅲ2级岩体作为大坝基础的可行性；建基面优化方案较可研方案减少基础开挖和大坝混凝土工程量达100多万m3，节省直接投资约7亿元。
笃行实践：十年十是三个断面
从试验技术理论到实践，周维垣教授都进行了艰苦的探索，大坝脆性结构模型试验便是其中之一。在这期间我国修建和待建的高拱坝几乎都运用过他的模型破坏试验，如二滩拱坝、青石岭拱坝、古城拱坝安康重力坝、风滩空腹坝、紧水滩，东风，李家峡、铜头，小湾、渔子溪、锦屏、拉西瓦、溪洛渡、大岗山等32项，周教授因此成为我国大坝地质力学模型破坏试验的奠基人之一。他还对材料试验理论，材料相似理论，数据量测理论等进行了摸索创新，对我国的高坝建设做出了贡献。1986年《高坝水工结构模型试验》成果曾获得国家科技进步奖二等奖，主要成果也已编入水利部《混凝土拱坝设计规范》(SL282-2003)，中华人民共和国电力行业标准《混凝土拱坝设计规范》(DL／T5436-2006)。此技术在“二滩双曲拱坝整体地质力学模型破坏试验”项目获能源部1992年科学技术进步一等奖。
周维垣教授对二滩拱坝在十年内进行了13个断面，和两个整体模型试验和计算，首次论证了二滩超高拱坝双曲拱坝坝型的可能性，使研究高坝水平达到国际先进的地位。为李家峡拱坝做了三个整体破坏模型试验研究河床岩基软弱带的处理，坝肩的锚固处理。为蓄水提供了重要的依据。运用地质力学模型研究高边坡的稳定度，2007年模拟锦屏l级高边坡的溃塌机制，开创三维边坡滑坡模拟的先河。用结构断裂的极限分析方法在模型试验中验证，创新的引入复合体块模拟岩体力学特性。
最近正在针对小湾拱坝把肩的加固处理措施，锦屏一级拱坝的三维整体稳定与高边拨开挖联合作用，大纲上山三维稳定，锦屏二级深埋长隧道开展大量研究工作。2005年在意大利都灵国际计算成就的第11届大会上，周维垣教授获得了“卓越成就奖”，表扬了他在高坝结构及基础整体稳定分析研究方面的贡献。2007年在香港理工大学举办的IACMAC本构关系学术讨论会议上作大会特邀报告。其主编的《高等岩石力学》被学术界引用1000余次，成书20多年来，在水利水电、采矿、交通、铁道、国防等领域的岩石力学科研教学中发挥了很大作用，影响长久不衰，是我国岩石力学发展过程中的奠基之作。
