中空注漿錨桿x

摘要錨桿支護是提高巖土工程穩(wěn)定性的一種最經濟有效的方法。本文分析了普通砂漿錨桿的缺陷，比較了中空注漿錨桿與普通砂漿錨桿的工作特性，提出了應用長期隱性效益的觀點來看待錨桿的經濟性，井指出中空注漿錨桿體系的出現(xiàn)和發(fā)展是我國巖土錨桿拄術進步的一個標志。關鍵詞中空注漿錨桿普通砂漿錨桿工作特性經濟性隨著交通、能源等基礎設施建設力度的加大，在隧道、地下室和邊坡中，作為能充分發(fā)揮巖體自穩(wěn)能力的錨固技術已得到迅速發(fā)展，巖石錨桿用量與日俱增，顯示出廣闊的發(fā)展前景。在這種新形勢下，如何選擇安全和可靠的錨桿結構形式，避免因錨桿缺陷而造成塌方冒頂事故和其它工程病害，確保工作的長期穩(wěn)定，就成為當前巖土界一直無法回避的重要問題。本文分析了普通砂漿錨桿的缺陷，比較了中空注漿錨桿與普通砂漿錨桿的工作特性，提出了應用長期的隱性效益觀點來看待錨桿的經濟性，有助于巖土工程界正確看待中空注漿錨桿的工作特點與發(fā)展前景。普通砂漿錨桿的技術缺陷工程實踐表明，普通砂漿錨桿雖具有成本低廉、施工簡便等優(yōu)點，但其自身固有的技術缺陷卻潛伏著對錨桿工程質量和錨固效果的嚴重威脅，這是不容忽視的。普通砂漿錨桿的主要缺陷有：普通砂漿錨桿常采用先灌漿后插筋的工藝，人為因素對灌漿飽滿度影響較大，特別是當施工向上仰斜或長度大于3.0m的錨桿，灌漿飽滿程度更難于保證，常導致實際的有效錨固區(qū)與設計要求相差甚遠，而當前又缺乏檢驗砂漿飽滿度的有效方法。錨桿的抗拔試驗也無法判定這類全長粘結型錨桿是否滿足設計要求（因只要在不小于錨桿體直徑的25 35倍的長度內灌滿砂漿，在極限荷載的作用下總是桿體鋼材出現(xiàn)頸縮與破壞）。因此，當前廣泛使用的砂漿錨桿留下深深的隱患，更危險的是通常這種隱患不被人們察覺。普通砂漿錨桿一般不設墊板和螺母（有時僅設置墊板，但無帶絲扣的螺母），無法在錨桿安裝后提供托板力，錨桿的作用完全處于被動狀態(tài)，只有當巖體位移時，錨桿才開始發(fā)揮坐用。這就不利于控制巖體開挖后早期的松動與位移。由于錨桿施工中砂漿飽滿度難以控制.鉆孔內的孔隙、空腔以及桿體鋼筋裸露現(xiàn)象往往難以避免，為地下水（特別是含腐蝕介質的地下水）的入侵提供了通路，導致鋼質桿體的銹蝕，嚴重影響錨桿的耐久性。在軟弱破碎巖體等不良地層中鉆孔，拔出鉆桿后，常出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，普通砂漿錨桿的應對能力差。中空注漿錨桿的構造與特點2.1中空錨桿的結構特點為了從根本上克服普通砂漿錨桿的弊端，改善錨桿的施工工藝和工作特性，確保錨桿工程質量，幾年來杭州圖強公司先后開發(fā)了RD普通中空注漿錨桿系列、EX鋼質漲殼中空注漿錨桿系列、SD自進式中空注漿錨桿系列和YD預應力中空自進式注漿錨桿，以及相應的DML30—2型錨桿專用注漿泵和扭力扳手等配套裝置，形成了完整的中空注漿錨桿體系，能適應不同地層和不同設計承載力的巖土錨固工程的要求。普通中空注漿錨桿由中空錨桿體、硬質塑料錨頭、止?jié){塞、墊板和螺母組成 （圖1）：鋼質漲殼中空注漿錨桿由中空錨桿體、鋼質漲殼錨頭、止?jié){塞、墊板和螺母組成（圖2）；S進式中空注漿錨桿由中空錨桿體、自進鉆頭、聯(lián)接套、止?jié){塞、墊板和螺母組成 （圖3）；預應力中空白進式注漿錨桿由中空錨桿體，自進鉆頭、連接套、對中器、 PE套管、自由段鋼套管、止?jié){塞、墊板和螺母組成（圖4）。錨頭桿體止?jié){塞墊板錨頭桿體止?jié){塞墊板圖1普通中空注漿錨桿圖2嗣質漲殼中空注漿錨桿蜒頭 杵律±xv 燧，焉區(qū)#3自進式中空注漿錯桿圖2嗣質漲殼中空注漿錨桿蜒頭 杵律±xv 燧，焉區(qū)#3自進式中空注漿錯桿?4磁力中空自進式注如杯廖血圖2.2 中空注漿錨桿的特點中空注漿錨桿具有以下一些特點，從而大大提高了錨桿的可靠性與適應性。a.普通中空注漿錨桿采用先插入中空桿體?后在中空桿體的孔腔中由內向外灌注水泥漿，且錨孔外端口有止?jié){塞和托板，能有效地防止?jié){液的外溢，保證桿體與孔壁間的注漿飽滿，這樣就能沿錨桿全長傳遞剪應力和拉應力，確保錨固范圍內的巖體得到加固?必要時，還可以實施壓力注漿，使?jié){液向桿體周邊巖體的裂隙內滲透擴散，使錨固范圍內的巖體得到進一步加固。b?注漿凝固后，可用扭力扳手擰緊螺母，提供10KN左右的托板抗力在錨桿端頭形成具有與機械式錨桿相似的球形壓力區(qū)（圖5b），從而可控制巖體開挖后的初期變形，阻止破碎巖塊掉落。c?采用漲殼中空注漿錨桿或預應力自進式中空注漿錨桿，通過擰緊螺母或張拉裝置能主動地將張拉荷載傳遞給巖土體，錨桿端部的球形或錐形壓力區(qū)明顯增大 （圖5c、5d），

井能提高軟弱結構面或潛在滑移面的抗剪強度。按一定間距排列的漲殼式或自進式預應力錨桿可使錨固范圍內的巖體構成壓應力拱帶，顯著增強隧洞或邊坡工程的穩(wěn)定性。一普織穢超?扒》豪通帶空注聚特桿正謐未中空注塞暫桿泊-感卑力中空圖5不同婁顰售杵言寸林河應力竹析d.在軟弱破碎、成孔困難的地層中?采用將鉆桿與中空錨桿桿體合二為一 （鉆頭留置在地層內）的自進式錨桿，并可通過連接套，方便地將錨桿加長，這樣就從根本上扭轉了在松軟、破碎等不良地層中無法安設錨桿或錨桿長度不能滿足設計要求的狀況。c?中空錨桿不僅可保證桿體與孔壁間的空隙內注漿飽滿，而且由于配置了錨頭、止?jié){塞及連接套，可使桿體在錨孔內居中，從而錨桿能獲得要求均勻的保護層厚度，大大提高了錨桿的耐久性。圈&硬宜上方用碇捶預應力售桿將松1U容有傾晞夠成人JS拱中空注漿錨桿與普通砂漿錨桿的比較通過前面的分析，可以就中空注漿錨桿與普通砂漿錨桿的工作特性作一比較（表1）

悴通界察tit懺渚望質■與屯就第固快度鍛SE鮑曙崖矍?桿悴榭邊的注箓體與鸛牡erwjp.ift感嚴■的質■煒想托鞍力寫攝火力無托椎力.無檀座力對平宜巖氓的血牧蔚段碑呢扎趣難的不艮地岸曲?章常無抵樣王幡桿或迫艷咸^售桿最址WXft.桿倬周邊砂霰不德橫*11閔桿^不屈中保護睥度爭均為*辱立立期桿科丸扭:?ft1中空注報住桿與著逮秒蔡?件的工柞*14比鞍矜中空it慕鉗桿魅有效挖割注漿罐橫度.保1E設計愛求的舟筑怡固檢就{倆00?蠱■口寸還町U架丹壓力it第，進一步血31桿<*MJ邊整WOth.字裹兀it充式^渝力口寸廿，艇時莒佯榭苗0!止力.援事穢倬軟榔帖忡陽與溥在祈移斐的抗翳愎度.衽〃金定遙件下旄在瞻揮鉗宦區(qū)馨成壓應力雕帝_采出鉆事千和^體奇二為的包進式堆F卜■隴柱不業(yè)堆屋中安遺揄稈稈體與孔殊同IT繁食留IT11桿彈居申”鼻有垃?均勻的保護咫厚度.怕皆具豺鼻悝的BAtt中空型注漿錨桿的經濟性從短期的顯性效益看，以隧道工程為例，由于中空注漿錨桿的單價較高，與采用昔通砂漿錨桿相比，每延米隧道錨桿綜合成本及每延米隧道總造價均有所增加。按浙扛省交通設計研究院1998年提供的資料（表2）?在IV、III>II類圃巖中，RD25N中空錨桿較直徑22mn砂漿錨桿成本增加了10%-26%，由此使隧道成本總造價約增加0.84%?1.5%。豪2中空法蔡or軒與普逼砂慕錯軒的比較店目\翁別'驚延米彈道煤合造恤（萬錨(ni每延米段道檢醬桿嫌含成本（元）RD翡中空苗怦較?22mni砂漿蹴RD2S中空脫2mm砂漿錯桿RD25中空鑿桿422nuuE>OFRD2S中空錨ff422mm砂漿購軒RD25中空譽桿199￡20閔199S2003I觀20D3hi兀）id:35O.TSXbO10X13119-1/34asT5/24.5351入16-4099.42????J45U-75-4?lt2542014373lf-M1Q-7.Ei3-L50.能f64I2U3.010XL21SXL260,4/KU4LO/B-7J531A'2W3.6tm-2ZSSioil3UA84"tC0,帽70?61注JM2m2Dim秩越申甫桿!0X12母延草統(tǒng)10XL5，按滋74725-5/10J匚計.3弟豺19.35/7.n^中空錨桿8怖工朋F《每廷學惑】《T.A1皤9，半泊押年9軸一按53?5i23'2&5元州班龍16*K。州中空幡?軒由于惟廣?成本下降.每延術堪本2003年4S-51元計.缶表即資料為窗江省工程應增實列（雙車逋建遭靳面為67m1}.3-壓蠟類別披國我標檄幅樣昭觀指旨士支護擅術林翊副起迫由于中空錨桿的應用推廣，特別近幾年的飛速發(fā)展，產量的大幅度增加，總成本下降，2003年的價格與瞽通砂漿錨桿對比價已相差無幾。我公司根據(jù)浙江省交通設計研究院1998年提供的資料參考計算.RB25N中空錨桿較直徑22mn砂漿錨桿成本增加了0.8%?16%由此使隧道成本總造價約增加0.076%?0.78%.從長期的隱性效益看，中空注漿錨桿能在錨桿全長充分錨固，并能在開挖后立即提供一定的支護抗力，抑制圍巖的松動和變形，避免或緩減工程施工及使用期間塌方冒頂事故或其它病害的發(fā)生，特別是桿體周圍具有足夠而均勻的保護層厚度，大大增強了錨桿的耐久性。這些隱含的經濟效益則是普通砂漿錨桿所無法比擬的。5結語中空注漿錨桿體系能確保錨桿桿體與孔壁間注漿飽滿，充分發(fā)揮錨桿的錨固效應。在巖體開挖后能立即提供支護力（托板力或預應力），有效地保護巖體的固有強度，阻止圍巖的松動和變形，增強了巖土工程的穩(wěn)定性。其桿體有足夠的漿液包裹，大大提高了抵抗腐蝕的能力，顯示出良好的耐久性。中空注漿錨桿雖然比砂漿錨桿單價高，但