一、概述
巖土工程的鉆研工具是重大地質體，在簡短的地質年月里，因為地質結構行動、人造風化以及人類行動等浸染，組成為了少許諸如斷層、層理、節(jié)理、薄弱結子夾層、溶溝、溶槽等地質弱點。在未必的光陰以及條件下，巖土體可能處于相對于晃動的失調狀態(tài)；若條件改動，原有的失調狀態(tài)就能受到破損，如在巖土工程開挖與施工歷程中，其原有應力場重新擴散，從而導致巖土體發(fā)生變形，進而產生坍落、塌陷、巖崩、滑坡及地面沉降等地質磨難。
為防御以及打點此類磨難，工程上常將一種受拉桿件埋入巖土體，用以變換以及普及巖土體的自身強度以及自穩(wěn)能耐，這種受拉桿件稱為錨桿或者錨索(如下統稱為錨桿)，其所起的浸染即為錨固。運用數學、力學以及工程資料等迷信常識解決巖土工程中的錨固妄想、合計、施工以及監(jiān)測等方面成果的技術以及工藝稱為錨固工程。
二、錨桿規(guī)范
邊坡工程中運用的錨桿是一種安放在巖土層深處的受拉桿件，其一端與工程修筑物相連，另一端錨固在巖土層中，須要時需對于其施加預應力，以負責巖土壓力、水壓力或者風荷載等所產生的拉力，再將拉力傳遞到深部晃動巖土層中，達到實用負責結構荷載及防御邊坡變形失穩(wěn)的指標。
預應力是報答對于錨桿施加的張應力，從而對于邊坡施加被動壓力。因此，預應力錨桿區(qū)別于非預應力錨桿，后者惟獨當巖土體產生變形時才負責張力，且張力隨位移增大而增大，故這種張力主要只對于變形體起懸吊浸染。以是，預應力錨桿屬于被動加固措施，而非預應力錨桿屬于被動加固措施。在邊坡錨固工程中，前者比后者運用加倍寬泛。
工程上常按如下方式分類：
(1) 按運用工具散漫，包羅巖石錨桿、土層錨桿；(2) 按是否預先施加應力散漫，包羅預應力錨桿、非預應力錨桿；(3) 按錨固機理散漫，包羅黏結式錨桿(水泥砂漿錨桿、樹脂錨桿)、磨擦式錨桿(縫管式、水脹式及楔縫式錨桿)、端頭錨固式(機械式)錨桿以及攪渾式錨桿；(4) 按錨固體傳力方式及荷載擴散條件散漫，包羅壓力型錨桿、拉力型錨桿、壓力散漫型錨桿以及拉力散漫型錨桿；(5) 按錨固全副巨細散漫，包羅全長錨固式錨桿以及端部錨固式錨桿；(6) 按錨固體形態(tài)散漫，包羅圓柱型錨桿、端部擴充型錨桿以及陸續(xù)球型錨桿。
圓柱型錨桿
結構重大、制作裝置不便，黏結資料個別是水泥砂漿，適用于黏性土、砂土、粉砂土等相對于密度較大且含水量較小、抗剪強度相對于較高的土層或者妄想承載力較低的巖層。
端部擴充型錨桿
在錨桿底部把孔徑擴充，形如一倒埋的銷釘，其不光可提供黏結力，端頭肩部還能削減巖土體對于錨桿抗拔的阻力，從而普及錨桿的錨固力以及極限抗拔力。該類錨桿主要適用于堅貞土層，并要求其具備較高承載力。
陸續(xù)球型錨桿
經由火段擴充法或者分段低壓注漿法使錨桿錨固段組成陸續(xù)串球狀體，使之與周圍土體有更高的嵌固強度。該類錨桿適用于淤泥、淤泥質土層，并要求較高錨固力的狀態(tài)。
對于風化巖及土質邊坡，拉力散漫型以及壓力散漫型錨桿(統稱為荷載散漫型錨桿)運用較為寬泛。拉力型錨桿指受力時錨固段注漿體處于受拉狀態(tài)的錨桿，其主要特色是錨桿受力時錨固段漿體受拉并經由漿體將拉力傳遞至周圍地層，結構重大，當初運用畛域***廣。壓力型錨桿指受力時錨固段注漿體處于受壓狀態(tài)的錨桿，其主要特色是運用承載體使錨桿受力時錨固段漿體受壓，并經由漿體將拉力傳遞至周圍地層，防腐功能較好，但因為注漿體承壓面積受到鉆孔直徑的限度，故不能患上到高承載力的錨桿。
荷載散漫型錨桿也稱單孔復合錨桿，指在一個鉆孔中，由多少多拉力型或者壓力型單元錨桿組合而成的復合錨固系統，其能將錨固力散漫浸染于錨桿總錨固段的區(qū)別部位(即各單元錨桿的錨固段)上。主要包羅拉力散漫型錨桿以及壓力散漫型錨桿兩種，其使命時能短缺運用地層固有強度，其承載力隨錨固段長度削減成比例普及。
拉力散漫型錨桿適用于錨桿承載力要求較高的軟巖或者土體工程，壓力散漫型錨桿適用于錨桿承載力要求較高或者防腐品級要求較高的軟巖或者土體工程。
拉力散漫型錨桿
壓力散漫型錨桿
三、錨桿結構
工程上所指的錨桿，個別為對于受拉桿件所處的錨固系統的總稱。錨桿艱深由錨頭、桿體(拉桿)及錨固體(段)三個根基全副組成。
錨頭
錨頭是修筑物與拉桿的銜接全副，其浸染是未來自修筑物的浸染力實用地傳遞給拉桿。錨頭艱深由臺座、承壓板以及錨具等部件組成。
桿體
錨桿桿體要求位于錨凝聚構的中間線上，其浸染是未來自錨頭的拉力傳遞給錨固體。桿體個別要負責未必的荷載，故艱深接管抗拉強度較高的鋼材制成。
錨固體
錨固體(段)位于錨桿尾部，與巖土層細密相連，其浸染是未來自拉桿的力經由錨固體與周圍巖土層間的磨擦阻力(或者支承抵抗力)傳遞給晃動的地層。
錨索是高承載力的錨桿，其強度、錨固深度、單錨錨固力均較大。錨桿主要處于張拉狀態(tài)，剪切次之，艱深不能負責筆直浸染，而錨索只存在張拉狀態(tài)。相似地，錨索結構也可分為三個主要全副，即錨頭、錨索體以及錨固體。其中，錨頭由墊板、錨環(huán)、錨塞以及混凝土墩組成，錨索體由高強度鋼絲、鋼絲束或者鋼絞線制成，錨固體主要包羅定位環(huán)、止?jié){塞、擴充環(huán)及導向帽等。
四、錨固浸染機理
邊坡錨固的基源頭根基理是依靠錨桿周圍晃動地層的抗剪強度來傳遞結構物(被加固物)的拉力，以晃動結構物或者連結邊坡開挖面自身的晃動。
懸吊浸染機理
錨桿支護是經由錨桿將薄弱結子、松動、不晃動的巖土體懸吊在深部晃動的巖土體上，以防御其離層滑脫。
組合梁浸染機理
把薄層狀巖體視為一種梁(簡支梁或者懸臂梁)，在不錨固時，其只是重大地疊合。
擠壓加固浸染機理
在彈性體上裝置具備預應力的錨桿時，彈性體內組成以錨桿中間為極點的錐形體縮短區(qū)，若將錨桿以適量間距部署，可能使相鄰錨桿的錐形體縮短區(qū)相互重疊，即組成未必厚度的陸續(xù)縮短帶。
五、錨固因素合成
邊坡錨固個別接管水泥砂漿(或者水泥漿、化學漿液、樹脂等)將一組桿體(鋼筋或者鋼絲束等)錨固在邊坡地層的鉆孔深處，從而達到錨固成果。實際錨固工程中，水泥砂漿錨桿占絕大少數。
錨桿根基力學參數
1) 抗拔力：錨桿在拉拔試驗中負責的極限拉力，即錨固力。2) 握裹力：錨桿桿體與黏結資料間的***大抗剪力。3) 黏結力：錨桿黏結資料與孔壁巖土間的***大抗剪力。4) 拉斷力：錨桿桿體的極限抗拉能耐。
砂漿錨固傳力歷程
取錨固段為隔離體，當錨固段受力時，拉力首先由桿體周邊砂漿的握裹力傳遞到砂漿中，而后經由錨固段鉆孔周邊的黏結力(或者摩阻力)傳遞到錨固的地層中
若桿體受拉力浸染，除桿體自身需有饒富的截面積負責拉力之外，還必須同時知足如下三個條件，錨桿的抗拔浸染能耐實用發(fā)揮：1)錨固段砂漿對于桿體的握裹力需能負責極限應力；2)錨固段砂漿對于地層的黏結力需能負責極限應力；3) 錨固段周圍巖土體在***倒楣條件下仍能連結部份晃動性。
典型破損方式
√沿砂漿體與桿體的打仗面破損√沿砂漿與地層的打仗面破損√錨桿桿體受拉斷、√錨固段砂漿體剪切破、√錨固段地層(土層或者破碎巖體)剪切破損
錨桿受力時，沿錨固段全長的黏結應力擴散極不屈均：
因此，能實用發(fā)揮錨固浸染的黏結應力擴散長度是有未必限度的，隨錨固段長度的削減，平均黏結應力逐步減小。
錨固段砂漿對于桿體的握裹力
在較殘缺巖層中貫注的水泥砂漿抗壓強度，艱深不低于30MPa。若嚴厲遵照規(guī)定的灌漿工藝施工，巖層孔壁的黏結力個別大于砂漿的握裹力。因此，巖層錨桿的抗拔力Tu以及***小錨固長度La min艱深取決于砂漿的握裹力，即：
艱深在巖層中所需的錨固長度僅需1~2m。當接管熱軋螺紋鋼筋作為錨桿桿體時，在殘缺硬質巖層的錨桿中，其黏結(握裹)應力傳遞深度個別不***過2m。
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可是，運用中必須判明如下狀態(tài)：錨固段巖體是否晃動、是否可能發(fā)生滑坡或者塌方、節(jié)理切割的錨固段巖塊在受拉條件下是否產生松動等。思考到上述倒楣因素，倡導灌漿錨固段達到巖層外部(不包羅風化層)的長度應不小于4.5m。
錨固段砂漿對于孔壁的黏結力
在強風化巖層以及土層中，錨桿的極限抗拔能耐取決于錨固段砂漿對于地層所能產生的***大黏結力(摩阻力)，即：
六、錨固妄想合計
根基要求
在審核鉆研以及巖土工程勘探使命根基上，錨固工程應接管事實合計、工程類比以及監(jiān)控量測相散漫的妄想方式，公平發(fā)揮巖土體的固有強度以及自承能耐。在錨桿妄想前，應依據審核及勘探服從，對于所接管的錨桿牢靠性、經濟性妨礙評估，對于施工可行性做出分說。
錨桿按其服務期限可分為臨時錨桿以及永遠錨桿：運用期限在2年之內的，可按臨時錨桿妄想；運用年限***過2年的，應按永遠錨桿妄想。妄想永遠錨桿時，必須先妨礙錨桿根基試驗，并防御錨固段布設在未經解決的如下土層中：
妄想流程
以預應力錨桿為例，錨固工程妄想主要包羅錨固力(斜坡、擋墻、錨拉樁等)合計、錨桿布置及安放角度判斷、錨桿桿體資料抉擇及判斷、錨桿結構妄想、錨頭及防腐妄想、部份晃動性驗算等內容。
邊坡錨固力合計
邊坡錨固力合計歷程中，首先需遵照規(guī)范判斷邊坡妄想牢靠系數，其次針對于差此外破損方式，合計單元長度邊坡所需的錨固力。邊坡錨固力合計可接管極限失調法，但對于緊張或者重大邊坡的錨固妄想，宜同時接管極限失調法與數值合成法。
1) 單平面破損模式當邊坡存在一組出露于坡面的薄弱結子結構面，其走向與坡面走向類似，傾角小于坡面傾角、但大于弱面的內磨擦角，邊坡易產生單平面破損，多出如今巖質邊坡中，個別分為坡頂有拉裂縫以及無拉裂縫兩種狀態(tài)。但大少數單平面破損邊坡在破損前坡頂會泛起區(qū)別水平的拉裂縫。
6) 錨桿布設錨桿布設原則上應依據實際地層狀態(tài)以及錨桿與此外支擋結構散漫運用的具體狀態(tài)判斷，必須短缺清晰邊坡的地質狀態(tài)，判斷邊坡變形破損的模式后，能耐決定錨桿布設位置。錨桿布設的總體原則是對于邊坡滑體產生***佳的抗滑成果，艱深應知足如下根基要求：(1)錨桿間距以及長度，應依據錨固工程周圍地層的部份晃動性判斷。(2)錨桿間距除必須知足錨桿的受力要求外，還應大于1.5m，以防御因群錨效應而著落錨固力。當所接管的間距小于1.5m時，應將相鄰錨桿的傾角調整至相差3°以上。巖土錨桿個別為以群體的方式泛起的，若錨桿布置較密集，地層中受力區(qū)的重疊會引起應力疊加以及錨桿位移，從而使錨桿極限抗拔力不能實用發(fā)揮，即群錨效應。錨桿極限抗拔力會因群錨效應而減小，群錨效應與錨桿間距、直徑、長度及地層形態(tài)等因素無關。(3)錨桿與相鄰根基或者果然配置裝備部署間的距離應大于3.0m。(4)錨桿錨固段應在潛在滑面之外的晃動巖土體內，且上覆土層厚度不宜小于4.5m，防御坡頂重復荷載的影響，同時不會因較高注漿壓力而使上覆土層隆起。(5) 依據錨桿的浸染道理，對于區(qū)別規(guī)范工程，錨桿傾角是差此外，判斷錨桿傾角應有利于知足工程抗滑、抗塌、抗傾或者抗浮的要求。但就操作注漿品質而言，若錨桿傾角過小時，注漿料因泌水以及軟化而產生的殘余漿渣會影響錨桿的承載力，故錨桿傾角宜防御與水平面成-10°~+10°的畛域，10°畛域內錨桿的注漿應接管保障漿液貫注密實的措施。(6) 為使鋼絞線間有適宜的間距，保障鋼絞線被饒富的水泥漿所包裹，以知足鋼絞線與注漿體間黏結強度的要求，錨桿鉆孔直徑應知足錨桿抗拔承載力以及防腐呵護要求，壓力型或者壓力散漫型錨桿的鉆孔直徑尚應知足承載體尺寸的要求。(7)預應力錨桿的布置間距應依據邊坡地層性態(tài)、所需提供的總錨固力及單錨承載力妄想值判斷。艱深條件下，I、II、III類巖體邊坡預應力錨桿間距宜為3.0~6.0m，IV類巖體及土質邊坡預應力錨桿間距宜為2.5~4.0m。(8) 錨桿的布設角度，對于基坑或者近于挺立的邊坡而言，需思考相近狀態(tài)、錨固地層位置及施工方式。艱深錨桿的傾角不小于13°，也不應大于45°。傾角愈大，抵抗滑體滑動的能耐將響應地削弱，故錨桿布設角以15~35°為宜。對于傾倒破損的邊坡，預應力錨桿的妄想布設角度宜與巖體層理面垂直。對于滑動破損的邊坡，預應力錨桿的布設角度應發(fā)揮錨桿的抗滑浸染，在施工可行條件下，錨桿傾角宜按下式合計：
當邊坡失穩(wěn)模式為滑動破損時，應將錨桿布置在潛在滑動體的中、下部；當邊坡失穩(wěn)模式為傾倒破損時，應將錨桿布置在潛在傾倒體的中、上部；當存在軟巖層或者風化帶，可能導致邊坡變形破損時，錨桿應穿過軟巖層或者風化帶布置，并接管混凝土錨固墩敞開。
當滑面由繁多不陸續(xù)面操作且?guī)r體較殘缺時，錨桿間距并不緊張，而當巖體較破碎時，錨桿布置應能使巖體內組成一個陸續(xù)的擠壓帶。錨頭與錨固段之間組成一個約90°的壓力錐體，錐體畛域內巖石相互擠壓，組成一個部份，從而克制巖體變形。
基于擠壓加固浸染道理，布置錨桿時應使之在縱橫偏差均有未必數目，使每一根錨桿周圍組成相互散漫的縮短錐體，并有未必的相互壓疊。為使錨桿間邊坡外表的巖體不發(fā)生脫落，可用鋼筋混凝土框架梁及布設在錨頭與橫梁間的金屬網反對于，經由橫梁將力傳遞到錨桿上。
7) 錨桿結構妄想(1) 錨桿桿體截面面積預應力錨桿結構的妄想合計主要包羅三個方面，即：錨桿桿體的抗拉承載力合計、錨桿錨固段注漿體與桿體的抗拔承載力合計、以及注漿體與地層間的抗拔承載力合計。艱深而言，前者用以判斷錨桿桿體的截面面積，后兩者則用于判斷錨桿錨固段長度。此外，對于壓力型或者壓力散漫型錨桿，還應妨礙錨固段注漿體橫截面的受壓承載力合計。
(2) 錨桿錨固段長度
錨固段長度可依據合計以及工程類比法判斷，對于I、II級邊坡應同時接管現場拉拔試驗驗證。錨桿或者單元錨桿的錨固段長度可由如下判斷，并取兩者間的較大值：
艱深而言，拉力型與壓力型錨桿的錨固段長度宜為3~8m(巖石)以及6~12m(土層)。在軟巖或者土層中，當拉力或者壓力型錨桿的錨固段長***過8m(軟巖)以及12m(土層)仍無奈知足極限抗拔承載力要求或者需要更高的錨桿極限抗拔承載力時，宜接管壓力散漫型或者拉力散漫型錨桿。壓力散漫型與拉力散漫型錨桿的單元錨桿錨固段長度宜為2~3m(軟巖)以及3~6m(土層)。
(3) 錨桿從容段長度錨桿從容段長度應依據錨桿與滑面、邊坡坡面的交點間距判斷。若錨桿從容段長度過短，對于錨桿施加初始預應力后，錨桿的彈性位移較小，一旦錨頭泛起松動等狀態(tài)，可能會造成較大的預應力損失，因此錨桿從容段長度艱深不應小于5.0m。此外，從容段應穿過潛在滑面至少1.5m，并將錨固段布設于適宜的地層內，以保障錨固系統的部份晃動性。
8) 錨桿桿體對于中器妄想錨桿桿體對于中器的主要浸染包羅兩方面：①桿體處于錨固體砂漿中部，當桿體受力時，錨固體能平均受力；②桿體周圍砂漿厚度平均且知足防腐要求。
9) 錨桿初始預應力判斷
對于地層以及被錨凝聚構位移操作要求較高的工程，錨桿初始預應力值宜為錨桿拉力妄想值；對于地層以及被錨凝聚構位移操作要求較低的工程，錨桿初始預應力值宜為錨桿拉力妄想值的0.70~0.85倍；對于呈現清晰流變特色的高應力低強度巖體中隧洞以及洞室支護工程，初始預應力宜為錨索拉力妄想值的0.5~0.6倍；對于用于非凡地層或者被錨凝聚構有非凡要求的錨桿，其初始預應力可依據妄想要求判斷。
10) 錨桿傳力結構與錨頭妄想表層為土層或者薄弱結子破碎巖體的邊坡，宜接管框架梁型鋼筋混凝土傳力結構；I、II類及殘缺性好的III類巖質邊坡宜接管墩座或者地梁型鋼筋混凝土傳力結構；有條件時應優(yōu)先接管預制的傳力結構。配置預制式傳力結構可***大限度地削減開挖面的暴出面簽字積與披露光陰，有利于呵護開孔后巖土體的固有強度以及自穩(wěn)能耐，增強邊坡的部份晃動性，并可清晰延遲邊坡的建樹周期。
11) 錨桿防腐呵護結構妄想永遠錨桿必須妨礙防腐妄想。侵蝕情景中的永遠錨桿應接管I級防腐呵護結構妄想，侵蝕情景中的臨時錨桿以及非侵蝕情景中的永遠錨桿可接管II級防腐呵護結構妄想；非侵蝕情景中的臨時錨桿可接管III級防腐呵護結構妄想。錨桿的I、II、III級防護具體結構可參考《巖土錨桿與噴射混凝土支護工程技術規(guī)范》(GB 50086-2015)。
12) 錨固系統部份晃動性驗算錨固系統有多種破損方式，妄想時必須子細校核種種可能的破損方式。因此，除錨桿抗拉力應知足妄想要求外，還必須驗算錨桿以及邊坡巖土體組成的錨固系統部份晃動性。錨固系統的外部晃動性可接管圓弧滑動法或者折線滑動法驗算；外部晃動性可接管Kranz法驗算。
