近20年來,國內(nèi)外巖土錨固領(lǐng)域的研究非常活躍,尤其是巖土錨固的力學效應、錨桿荷載傳遞機制和荷載分散型錨桿和重復灌漿處理技術(shù)這三個關(guān)鍵性技術(shù)要點研究頗多。
巖土錨固的力學效應研究
巖土錨固的力學效應主要有兩種表現(xiàn):一是提高巖土體本身穩(wěn)定性,一是利用巖土體的抗剪強度傳遞與承受結(jié)構(gòu)物的拉力。通過對錨桿錨固體試件的抗壓、抗拉和循環(huán)加載試驗表明,錨桿加固對提高巖土體的穩(wěn)定性具有非常明顯的作用。
在巖石承載拱效應方面的研究表明,使用注漿錨桿加固承載拱后,巖石拱的承載力提高了約6倍,在同等荷載作用下,使用錨桿加固后的承載拱撓度僅為未用錨桿加固的15%不到。這些數(shù)據(jù)表明,隧道錨桿與被它穿過的巖塊錨固在一起,提高了巖石的抗剪強度和整體性,從而限制了巖塊的松動與墜落。
另外,巖土錨固技術(shù)也能相應地改變巖體性態(tài),對穩(wěn)定邊坡有明顯的改善。
荷載傳遞機制與荷載分散型錨桿技術(shù)研究
由于錨固時,錨桿會出現(xiàn)嚴重的應力集中現(xiàn)象,從而導致灌漿體與地層界面上會出現(xiàn)粘結(jié)效應逐漸弱化或脫開的現(xiàn)象,這會大大降低地層強度的利用率,限制了錨桿承載力的提高,并會引起錨桿蠕變的增加。
為了從根本上改善錨桿的荷載傳遞機制,克服集中拉力型錨固方法的弊端,相關(guān)研究人員開發(fā)了單孔復合錨固方法——在同一個鉆孔內(nèi)安裝錨固段互補的若干個錨固單元,不同的錨固單元的錨固段不同,這樣可以分散承擔荷載,又不會造成粘結(jié)脫開的現(xiàn)象,承載力得到明顯提高。
重復注漿處理技術(shù)
重復注漿處理技術(shù)是指在鉆進施工時分兩次或多次注漿,以期達到更好的錨固效果。在錨固施工中,決定錨固體質(zhì)量的兩個重要因素分別是鉆進深度和注漿強度。注漿達不到要求,就會導致漿液無法與錨桿體牢固粘結(jié),也不能很好的填充巖土體裂隙,就不能改善巖體內(nèi)部結(jié)構(gòu),因此,錨固效果就會大打折扣。
下面以自鉆式中空錨桿施工為例介紹。
自鉆式中空錨桿注漿為二次注漿工藝,第一次注漿與鉆進同時進行,漿液相對較。ㄋ冶燃s為1:1),既能起到排渣的作用,又能有效填充巖土體裂隙,固結(jié)碎裂巖體。第二次注漿則在鉆進到設(shè)計要求深度后,漿液較稠(水灰比約為0.45~0.6:1)。兩次注漿均采用有壓注漿方式,能夠是漿液更加飽滿地填充鉆孔和巖體裂隙。
隨著建筑工程的快速推進,巖土錨固技術(shù)的發(fā)展也越來越受到建筑人的關(guān)注。未來,巖土錨固領(lǐng)域的發(fā)展必將更加迅速。