岩土工程中的新型岩土锚杆术研究

摘要：随着我国基础工程建设的飞速发展，涉及到的岩土工程问题也越来越多，而岩土锚杆和锚固技术是岩土工程中重要的支护与加固技术，近年来得到了快速发展。本文主要对岩土工程中的新型岩土锚杆技术进行了详细的分析介绍，以期为岩土工程中的有关技术问题和设计方案提供一些技术经验和参考依据。

关键词：锚杆；锚固技术；单孔复合锚杆

中图分类号： U455.7+1 文献标识码： A 文章编号：

1 前言

近些年来，随着我国经济建设的飞速发展，基础建设也迎来了前所未有的机遇，基础建设的发展也带动了行业内相关技术产业的创新和发展，其中岩土工程中的新型锚杆和锚固技术便得到了很大的发展。本文主要结合岩土工程中的新型锚杆技术，对其进行了详细的分析，旨在增强业内人员对新型锚杆的全面认识，为今后岩土工程的支护和加固技术提供一定的技术基础和工程经验。

锚杆[1]是用来主要承受拉力的材料，一般和灌浆料结合使用；而锚固是借助锚杆和灌浆料的粘结作用，通过灌浆料和周围岩土体的摩阻力来提供一定的抗拔力，以此来实现锚固。锚固技术[2]主要可以分为以下几种：(1)按应用对象主要分为岩石锚杆和土层锚杆；(2)按是否施加应力主要可分为预应力锚杆和非预应力锚杆；(3)按锚固机理主要分为粘结型锚杆、摩擦型锚杆、端头锚固型锚杆和混合型锚杆；(4)按锚固体传力方式主要分为压力型锚杆（包括压力集中型锚杆和压力分散型锚杆）、拉力型锚杆（包括拉力集中型锚杆和拉力分散型锚杆）和剪力型锚杆；(5)按锚固体形态主要分为圆柱型锚杆、端部扩大型锚杆和连续球型锚杆等。

1扩体锚杆

扩体锚杆主要是对传统锚杆锚固段进行扩体，来提高锚固力。在工程中一般是用来解决一定长度锚杆锚固力不足、缩短锚杆长度的同时要保证锚固力等实际工程问题，在大力推广新技术、力求节省工程造价的地区应用相对比较多。扩体锚杆可分为在锚固段全段机械扩孔、锚固段部分段机械扩孔和锚固段采用压力注浆扩孔等多种形式。其中机械扩孔的特点是采用钻杆顶端安装有可以伸展和收缩的叶片钻杆进行钻进成孔，当钻至需要扩孔位置时，通过机械操作张开钻头的叶片进行扩孔，然后用清水进行洗孔。也可以采用偏心钻头进行小扩孔。机械扩孔后再进行一定压力注浆便可形成扩体锚杆。

2螺旋锚杆

螺旋锚杆主要由螺旋锚片、螺杆和杆头组成。早期一般在静载荷试验和静力触探试验中作为加载的反力装置使用。后来逐渐发展应用到锚固领域。螺旋锚杆主要是通过机械施加旋转力矩，将带有螺旋叶片的中空锚杆旋入土体中形成锚固。螺旋锚杆施工速度快，工程造价低，可重复利用，一般应用于临时性工程。施工过程中对土体扰动较小，能充分利用土体的强度，但是锚固力相对较低。在螺旋锚的基础上连接中空地质钻杆便组成地质钻杆锚杆，它不仅具有螺旋锚的功能，还可以通过中空杆体进行注浆来显著提高锚固力。

3自钻式注浆锚杆

自钻式注浆锚杆是采用带有钻头的钻杆为锚杆杆体，钻孔到设计深度后，直接放在孔中注浆的锚杆。它一般用在松软破碎岩层或者容易塌孔的土层中（塌孔后钻杆不易或不能拔出）。自钻式注浆锚杆的钻头，根据工程具体情况可以采用活钻头和死钻头两种。中空地质钻杆锚杆由于在头部设置有螺旋钻头，并可以通过中空钻杆注浆，也属于自钻式注浆锚杆。

4玻璃钢锚杆

树脂锚杆全称为全螺纹式树脂玻璃纤维增强锚杆，是由高性能树脂与高强度玻璃纤维，辅以多种添加剂，再经特殊工艺加工而成的复合材料。因其材质特殊，适用于大多数巷道施工，以及抗腐蚀地层锚杆施工。也被称之为玻璃纤维锚杆或玻璃钢锚杆。

玻璃钢锚杆与传统钢材锚杆相比，其优点主要有：杆体易切割（玻璃钢锚杆为复合材料容易切割，可对采煤机刀头起到保护作用）；防爆防静电（切割时不会产生火花，对巷道安全施工极为有利，特别适合高瓦斯浓度区域）；高强耐腐蚀（高承载能力、抗拉力强，杆体强度优于等直径的螺纹钢，可用作长久支护）；轻便易操作（重量仅为同等规格钢锚杆的1/4；可在隧道和煤矿等狭小空间方便使用；使施工更容易，从而减轻工人劳动强度）。

5单孔复合型锚杆

单孔复合型锚杆有拉力型单孔复合锚杆和压力型单孔复合锚杆。其中拉力型单孔复合锚杆是将粘结型锚杆按自由段长度不等依次放入同一个钻孔内，形成多个拉力型锚固单元。压力型单孔复合锚杆是将无粘结力的钢绞线弯曲加工成U型（或采用钢制承压板与钢绞线连接），分别装入数个按一定间距配置的承载体上，钢绞线张拉时，灌浆材料以承压方式形成多个压缩分散型锚固单元体。单孔复合锚可显著降低应力集中现象，并大大提高锚固力。其中U型压力型单孔复合锚可便捷回收杆体材料，保护地下环境。

6让压锚杆

普通锚杆在达到极限荷载后，会导致锚杆杆体材料断裂或者过大位移引起锚固力失效，从而造成工程事故。而让压锚杆既能保证设计要求的足够大的锚固力，又不会导致杆体材料断裂，还不会使锚固体产生较大的位移。让压锚杆是采用特定的装置来实现让压技术的。最常用的是在锚杆垫板或螺母处添加弹簧垫圈，当锚杆受压时通过弹簧垫圈的压缩来实现让压。还可以在杆体运动时将许多钢珠置于一个内部为锥形的套筒内，通过不断将钢珠拉入套筒而恒定地保持力的传递，工作阻力可在200～250kN以上。

7快硬水泥卷锚杆

快硬水泥卷锚杆，又称为快硬膨胀水泥锚杆药卷，是利用加有特殊添加剂水泥的微膨胀作用来使锚杆锚固在岩体内的一种新型锚杆，最开始主要应用与矿山支护工程，后来在工期紧张的小型和中型基坑支护工程中也渐渐开始使用。快硬水泥卷锚杆的药卷一般有空心和实心两种。其中空心药卷在穿入锚杆，浸水3-5秒钟后便可以插入钻孔内进行锚固。而实心药卷直接浸水后放入钻孔内进行锚固。药卷主要成分为水泥，加入一定比例的砂子及硬化剂混合而成，遇水后便可以达到速凝、早强、减水、膨胀和高强等效果。

8塑料锚杆

塑料锚杆是金属杆体和塑料的合制品。如锥体、杆体、垫板和螺帽为金属，胀壳为塑料制品。塑料锚杆可降低成本，节约钢材，抗腐蚀性强、重量轻、宜切割（切割过程中不产生火花，在煤矿中应用较多）、可弯曲搬运等诸多优点。

9结论

本文主要结合岩土工程中的新型锚杆技术，对各种新型锚杆进行了详细的分析和介绍，可对岩土工程的支护和加固技术提供一定的参考。

参考文献

[1]程良奎,张作,杨志银.岩土加固实用技术[M],北京:地震出版社,1994.

[2]程良奎,李象范.岩土锚固、土钉、喷射混凝土-原理、设计与应用[M],北京:中国建筑工业出版社,2008.