中空注漿錨桿x

摘要錨桿支護(hù)是提高巖土工程穩(wěn)定性的一種最經(jīng)濟(jì)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(yīng)用長(zhǎng)期隱性效益的觀點(diǎn)來(lái)看待錨桿的經(jīng)濟(jì)性，井指出中空注漿錨桿體系的出現(xiàn)和發(fā)展是我國(guó)巖土錨桿拄術(shù)進(jìn)步的一個(gè)標(biāo)志。關(guān)鍵詞中空注漿錨桿普通砂漿錨桿工作特性經(jīng)濟(jì)性隨著交通、能源等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)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(shù)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(shì)下，如何選擇安全和可靠的錨桿結(jié)構(gòu)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(zhǎng)期穩(wěn)定，就成為當(dāng)前巖土界一直無(wú)法回避的重要問(wèn)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(yīng)用長(zhǎng)期的隱性效益觀點(diǎn)來(lái)看待錨桿的經(jīng)濟(jì)性，有助于巖土工程界正確看待中空注漿錨桿的工作特點(diǎn)與發(fā)展前景。普通砂漿錨桿的技術(shù)缺陷工程實(shí)踐表明，普通砂漿錨桿雖具有成本低廉、施工簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，但其自身固有的技術(shù)缺陷卻潛伏著對(duì)錨桿工程質(zhì)量和錨固效果的嚴(yán)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(duì)灌漿飽滿度影響較大，特別是當(dāng)施工向上仰斜或長(zhǎng)度大于3.0m的錨桿，灌漿飽滿程度更難于保證，常導(dǎo)致實(shí)際的有效錨固區(qū)與設(shè)計(jì)要求相差甚遠(yuǎn)，而當(dāng)前又缺乏檢驗(yàn)砂漿飽滿度的有效方法。錨桿的抗拔試驗(yàn)也無(wú)法判定這類全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿是否滿足設(shè)計(jì)要求（因只要在不小于錨桿體直徑的25 35倍的長(zhǎng)度內(nèi)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(dāng)前廣泛使用的砂漿錨桿留下深深的隱患，更危險(xiǎn)的是通常這種隱患不被人們察覺(jué)。普通砂漿錨桿一般不設(shè)墊板和螺母（有時(shí)僅設(shè)置墊板，但無(wú)帶絲扣的螺母），無(wú)法在錨桿安裝后提供托板力，錨桿的作用完全處于被動(dòng)狀態(tài)，只有當(dāng)巖體位移時(shí)，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(dòng)與位移。由于錨桿施工中砂漿飽滿度難以控制.鉆孔內(nèi)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(zhì)的地下水）的入侵提供了通路，導(dǎo)致鋼質(zhì)桿體的銹蝕，嚴(yán)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(yīng)對(duì)能力差。中空注漿錨桿的構(gòu)造與特點(diǎn)2.1中空錨桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(zhì)量，幾年來(lái)杭州圖強(qiáng)公司先后開發(fā)了RD普通中空注漿錨桿系列、EX鋼質(zhì)漲殼中空注漿錨桿系列、SD自進(jìn)式中空注漿錨桿系列和YD預(yù)應(yīng)力中空自進(jìn)式注漿錨桿，以及相應(yīng)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(yīng)不同地層和不同設(shè)計(jì)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(zhì)塑料錨頭、止?jié){塞、墊板和螺母組成 （圖1）：鋼質(zhì)漲殼中空注漿錨桿由中空錨桿體、鋼質(zhì)漲殼錨頭、止?jié){塞、墊板和螺母組成（圖2）；S進(jìn)式中空注漿錨桿由中空錨桿體、自進(jìn)鉆頭、聯(lián)接套、止?jié){塞、墊板和螺母組成 （圖3）；預(yù)應(yīng)力中空白進(jìn)式注漿錨桿由中空錨桿體，自進(jìn)鉆頭、連接套、對(duì)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(zhì)漲殼中空注漿錨桿蜒頭 杵律±xv 燧，焉區(qū)#3自進(jìn)式中空注漿錯(cuò)桿圖2嗣質(zhì)漲殼中空注漿錨桿蜒頭 杵律±xv 燧，焉區(qū)#3自進(jìn)式中空注漿錯(cuò)桿?4磁力中空自進(jìn)式注如杯廖血圖2.2 中空注漿錨桿的特點(diǎn)中空注漿錨桿具有以下一些特點(diǎn)，從而大大提高了錨桿的可靠性與適應(yīng)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(nèi)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(zhǎng)傳遞剪應(yīng)力和拉應(yīng)力，確保錨固范圍內(nèi)的巖體得到加固?必要時(shí)，還可以實(shí)施壓力注漿，使?jié){液向桿體周邊巖體的裂隙內(nèi)滲透擴(kuò)散，使錨固范圍內(nèi)的巖體得到進(jìn)一步加固。b?注漿凝固后，可用扭力扳手?jǐn)Q緊螺母，提供10KN左右的托板抗力在錨桿端頭形成具有與機(jī)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(yù)應(yīng)力自進(jìn)式中空注漿錨桿，通過(guò)擰緊螺母或張拉裝置能主動(dòng)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(jié)構(gòu)面或潛在滑移面的抗剪強(qiáng)度。按一定間距排列的漲殼式或自進(jìn)式預(yù)應(yīng)力錨桿可使錨固范圍內(nèi)的巖體構(gòu)成壓應(yīng)力拱帶，顯著增強(qiáng)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?qǐng)D5不同婁顰售杵言寸林河應(yīng)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(nèi)）的自進(jìn)式錨桿，并可通過(guò)連接套，方便地將錨桿加長(zhǎng)，這樣就從根本上扭轉(zhuǎn)了在松軟、破碎等不良地層中無(wú)法安設(shè)錨桿或錨桿長(zhǎng)度不能滿足設(shè)計(jì)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(nèi)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(nèi)居中，從而錨桿能獲得要求均勻的保護(hù)層厚度，大大提高了錨桿的耐久性。圈&硬宜上方用碇捶預(yù)應(yīng)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(guò)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(zhì)■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(yán)■的質(zhì)■煒想托鞍力寫攝火力無(wú)托椎力.無(wú)檀座力對(duì)平宜巖氓的血牧蔚段碑呢扎趣難的不艮地岸曲?章常無(wú)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(hù)睥度爭(zhēng)均為*辱立立期桿科丸扭:?ft1中空注報(bào)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(shè)計(jì)愛求的舟筑怡固檢就{倆00?蠱■口寸還町U架丹壓力it第，進(jìn)一步血31桿<*MJ邊整WOth.字裹兀it充式^渝力口寸廿，艇時(shí)莒佯榭苗0!止力.援事穢倬軟榔帖忡陽(yáng)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(yīng)力雕帝_采出鉆事千和^體奇二為的包進(jìn)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(hù)咫厚度.怕皆具豺鼻悝的BAtt中空型注漿錨桿的經(jīng)濟(jì)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(jià)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(jià)均有所增加。按浙扛省交通設(shè)計(jì)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(jià)約增加0.84%?1.5%。豪2中空法蔡or軒與普逼砂慕錯(cuò)軒的比較店目\翁別'驚延米彈道煤合造恤（萬(wàn)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(cuò)桿RD25中空鑿桿422nuuE>OFRD2S中空錨ff422mm砂漿購(gòu)軒RD25中空譽(yù)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(jì).3弟豺19.35/7.n^中空錨桿8怖工朋F《每廷學(xué)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(shù)堪本2003年4S-51元計(jì).缶表即資料為窗江省工程應(yīng)增實(shí)列（雙車逋建遭靳面為67m1}.3-壓蠟類別披國(guó)我標(biāo)檄幅樣昭觀指旨士支護(hù)擅術(shù)林翊副起迫由于中空錨桿的應(yīng)用推廣，特別近幾年的飛速發(fā)展，產(chǎn)量的大幅度增加，總成本下降，2003年的價(jià)格與瞽通砂漿錨桿對(duì)比價(jià)已相差無(wú)幾。我公司根據(jù)浙江省交通設(shè)計(jì)研究院1998年提供的資料參考計(jì)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(jià)約增加0.076%?0.78%.從長(zhǎng)期的隱性效益看，中空注漿錨桿能在錨桿全長(zhǎng)充分錨固，并能在開挖后立即提供一定的支護(hù)抗力，抑制圍巖的松動(dòng)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(hù)層厚度，大大增強(qiáng)了錨桿的耐久性。這些隱含的經(jīng)濟(jì)效益則是普通砂漿錨桿所無(wú)法比擬的。5結(jié)語(yǔ)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(yīng)。在巖體開挖后能立即提供支護(hù)力（托板力或預(yù)應(yīng)力），有效地保護(hù)巖體的固有強(qiáng)度，阻止圍巖的松動(dòng)和變形，增強(qiáng)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(jià)高，但