岩土锚固工程的长期性能与安全评价

摘要：岩土锚固工程在现代建筑工程中有着广泛的应用，而且取得了很好的成效。岩土锚固工程的长期性与安全性是影响其使用性能的关键问题，也是现代岩土工程界普遍关注的一个重点问题，其不仅影响着锚固工程自身的稳定性，同时对于整体的建筑结构也容易产生影响。当前，国外针对岩土锚固工程的长期性进行了深入的研究，并且总结出了包括边坡、码头、结构抗浮等17项研究指标，并且得到了理想的科研成果。本文笔者就根据国内外相关的研究文献，对岩土锚固工程的长期性与安全评价的相关问题进行简单的阐述。

关键词：岩土锚固工程， 锚固工程， 长期性， 安全评价

Abstract: Geotechnical Anchorage engineering has been widely applied in modern construction projects, and achieved good results.Geotechnical anchoring long-term projects and security are key issues affect its performance, one of the key issues of common concern to modern geotechnical engineering, not only affects the stability of the anchor project for the overall building structureprone. At present, foreign long-term nature of the ground anchoring works in-depth study, and summed up the slope, pier, structure, anti-floating, etc. 17 research indicators, and the ideal of scientific research. In this paper the author in accordance with the relevant research literature, geotechnical anchor the project's long-term safety assessment issues related to a simple

Keywords: geotechnical engineering anchoring, anchoring works, long-term safety assessment。

中图分类号：P624.8文献标识码：A 文章编号：

岩土锚固工程是岩土工程领域内一项重要的分支结构，其主要是利用锚固技术对岩土工程进行改进和加固，以此提高岩土工程自身的强度和稳定性，以此来对岩土工程的变形进行有效的控制。当前，岩土锚固技术也成为了提高岩土工程稳定性最为经济和有效的方法。为了使锚固工程的长期性得到有效的保证，在锚固技术中使用的锚杆在设计时应当保证其具有足够的安全富裕度，并且对锚杆结构整体进行防腐保护措施，与此同时，要选择具有稳定的力学性能的锚杆，对于锚杆的验收试验和完成的岩土锚杆工程进行长期的监测与维护。另外，本文对于岩土锚固工程的安全评价方式进行了简单的分析，通过对锚固工程危险源的正确识别，保证岩土锚固工程的安全性能。

一、岩土锚固工程的长期性能

岩土锚固工程的长期性，指的是岩土锚杆以及被锚杆固定的结构，在经历了较长一段时间的使用之后，其在力学稳定性和化学稳定性方面的真实反映。岩土锚固工程的长期性能是对其工程稳固的安全状态最为直观和真实的反应。在对岩土锚固工程的长期性进行检验时，一般根据锚杆锁定荷载变化量、锚杆现有承载力的降低率、被锚固地层与结构物的变形以及锚杆的腐蚀损伤程度几个指标进行检验。通常情况下，锚杆的设计具有很强的安全性能，而且具有全面和有效的防腐措施，并且经过严格验收的岩土锚固工程，具有很强的长期性能。反之，各项保护措施不全、验收不严格的工程，则锚杆的承载能力会显著的降低，并且导致被锚固底层发生较为严重的变形，甚至产生筋体与锚具的锈蚀，对工程的稳固性造成巨大的安全隐患。

通常情况下，容易造成锚固工程病害的原因主要有：①锚杆的安全度不够，容易造成被锚固的地层受到压力而发生变形，甚至产生裂缝，使锚杆受到水和外界不良环境的侵蚀，导致安全度急剧下降；②锚杆局部发生失效，使得其附近地区的锚杆承受的荷载增加，经常处在超荷载的作用下会导致大面积的锚杆破坏；③锚杆杆体的控制应力超过了其最大的抗拉强度，引起钢绞线应力腐蚀；④锚杆头位置的一定范围内出现钢筋，无法进行有效的封孔灌浆；⑤锚杆长期在海水或者是酸性水的侵蚀环境中工作，没有做好相应的防护措施。

加强岩土锚固工程长期性能的主要措施有：①确保锚杆的设计具有足够的安全度，对锚杆的工作负荷和自由张拉长度进行合理的设置，确保其具有足够杆体抗拉安全系数；②建立科学的锚杆防护体系，永久性锚杆的所有部件都应当做好完善的防腐措施，确保其不会受到外部环境的侵蚀；③不断的加强锚固结构对于土层的化学稳定性和力学稳定性，能够有效的减少应力集中的现象；④对于锚杆验收要进行严格的试验，确保其符合相关的验收规范和标准；⑤建立完整的锚固工程长期监测与维护管理体系，确保岩土锚固工程在整个生命周期内，能够在受到气候、土质等外界因素的影响下不会导致锚杆工作符合的增加，不会影响锚杆的工作性能，确保锚固工程的长期性。

二、岩土锚固工程的安全评价

1.安全评价模式

当前，岩土锚固工程在我国处于一个快速发展的时期，但是对于岩土锚固工程的长期性能缺乏系统、深入的了解，对于锚固工程的长期性的监理力度也不够，因此而导致部分锚固工程在受到一些不良因素的影响下，长期性能受到很大的影响。为了更加有效的对锚固工程的危险源进行识别，增强锚固工程的长期性能， 有必要建立起锚固工程的安全评价模型，其模安全评价模式如图1所示：

图1 岩土锚固工程安全评价模式

2.锚固工程危险源识别

对于锚固工程危险源的识别，主要应当对岩土锚固工程的长期性能的影响因素进行详细的调查和研究，其主要的事项有：①工程的防水和排水设施是否齐全、完好无损，是否能够保持正常工作；②工程施工范围内是否存在可能引起锚杆服饰的介质；③如果处在夏天多雨的地区，是否会由于雨水的深入而对边坡和锚杆产生侵蚀；④周围是否有不利于锚杆安全不利的危险因素；⑤锚杆锚头、传力装置以及工程影响范围内的建筑物与岩土土体是否存在异常现象。

3.锚固长期性能的监测与检测

为了对岩土锚固工程的危险源进行有效的识别，并且对锚固工程的安全状态和危险源的影响度进行科学的分析，必要对能够反映锚固工程长期性的指标进行长期的监测。其中，主要的监测项目有以下几个：

①锚杆现有极限承载力：可选取工程总量的10％的锚杆进行抗拔试验。其要点是采用将锚杆外露钢绞线接长的方法，对工作锚杆实施再张拉，可测得锚杆现有的极限承载力及极限承载力的损失率。同时也可获得锚杆失效时锚固段灌浆体与岩土层间的平均黏结力。

②锚杆初始预应力变化：对于永久性锚杆来说，应当将其10%的工作锚杆初始预应力变化作为主要的监测目标。主要的方法是在锚杆的荷载锁定时，进行测力计的安装，并且对其频率进行设定和定期的校对，这样便能够通过测力计的变化对锚杆初始预应力的变化进行实时的监测。

③锚杆锚头位移及被锚固结构物变位：在通常的锚固工程中，可以选择具有代表性的横断面积作为监测点，对于锚杆锚头的位置变化 以及坡面和坡体的变化进行实时的监测。针对锚杆锚头的监测，一般选择高精度经纬仪，这样能够有效的保证监测结果的准确性。

④锚杆腐蚀状况：根据国际预应力混凝土协会统计的世界各国35项锚杆腐蚀破坏案例，预应力锚杆的腐蚀主要发生在锚头和临近锚头的杆体自由段长度内。因而，锚杆腐蚀状况检查的重点是拆除锚头的混凝土保护层和离锚头1.0 m范围内的灌浆体，检查筋体的腐蚀及直径变化情况，必要时进行金相分析。

4.岩土锚固工程危险度评价

对于岩土锚固工程的危险度评价，首先需要根据国内外的相关技术标准，对锚固工程的安全临界技术指标进行设定，对于一些影响锚杆长期性能的因素进行分析，保证锚固工程的长期性不受影响，保证岩土锚杆工程的有效性。

结束语：

岩土锚固工程是现代工程中常见的形式，其结构设计的安全性与长期性对于工程整理质量有着直接的影响，基于此，本文仅针对其长期性与安全评价的相关问题进行了简单的分析，以期能够为工程实际提供一些可参考的建议。

参考文献：

[1]程良奎,胡建林,张培文.岩土锚固技术新发展[J].工业建筑,2010(01)

[2]白绍苓.岩土锚固工程的现状与发展探究[J].城市建设理论研究（电子版）,2012(03)

[3]程良奎,韩军,张培文.岩土锚固工程的长期性能与安全评价[J].岩石力学与工程学报,2008(05)

[4]程良奎.岩土锚固研究与新进展[J].岩石力学与工程学报,2005(21)

[5]宋茂信.岩土锚固工程锚索张拉力控制的保障体系综述[A].中国岩土锚固工程协会第十五次全国岩土锚固工程学术研讨会[C],2006.

[6]韩军,张智浩,艾凯.影响岩土锚固工程安全性的几个关键问题[J].岩石力学与工程学报,2006(020

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。