岩土预应力锚固技术的进展_陈祖煜VIP免费

岩土预应力锚固技术的进展陈祖煜,杨�健(中国水利水电科学研究院岩土工程研究所,北京�100044)摘�要:总结了岩土预应力锚固技术的发展历程,对岩土锚固机理、长期耐久性以及安全检测技术等预应力锚固关键技术问题目前的研究情况进行了论述;介绍了一种新型的预应力锚固体系���全程防锈分散压缩型预应力锚索体系,阐明其特点和优势,指出研制和开发新型锚索体系是提高岩土锚固工程安全性的根本途径;提出了预应力锚固技术研究发展的核心问题,阐明了岩土锚固技术的发展趋势。关键词:土木建筑结构;岩土锚固技术;新型锚索体系;发展趋势中图分类号:TV554�13���文献标识码:B���文章编号:1007-0133(2004)05-0005-06�1�岩土锚固技术发展历史回顾对于岩土锚固技术的应用和研究,已有100多年的历史。早在1890年,在北威尔士的煤矿加固工程中就开始用钢筋加固岩层;1905年,在美国的矿山中也出现了类似的钢筋加固工程;但预应力锚索真正得到应用始于20世纪30年代。1934年,法国在阿尔及利亚Cheurfas混凝土坝加高和缺陷处理中首次应用了37根10000kN的预应力锚索。此后,岩土锚固技术迅速发展,现在已普及到世界各国的露天矿的边坡加固、地下开采硐室的支护、水利水电工程中坝基的加固、高边坡的稳定的加固、土木建筑中的深基坑的支护等各个领域。据不完全统计,国外的各类岩石锚杆已达600余种,锚杆年使用量超过2�5亿根。从20世纪50年代后期起,中国开始在矿山巷道中使用锚杆支护。1964年在梅山水库连拱坝左、右坝肩加固中,首次使用了预应力锚索。1986年在重庆松澡矿务局金鸡岩滑坡治理中,应用了锚索抗滑桩技术并取得了成功。20世纪90年代以来,锚索框架广泛应用于铁路、公路滑坡及高边坡治理中。大规模的边坡锚固工程,当始于漫湾水电站。漫湾水电站由于左岸滑坡,在1990~1992年对左岸成功布设了2000余根3000kN的预应力锚索。这一工程实践极大地促进了中国岩土锚固技术的发展。随之,锚固技术开始在中国的矿山、冶金、水电、交通及土木建筑等领域内推广使用,其应用范围从坚硬稳定岩石发展到松软破碎岩体,由小巷道发展到大跨度硐室,由静荷条件发展到动荷条件,由基建工程发展到工程抢险和结构补强。近年来,锚索技术在文物加固中也得了较多的应用,取得了可喜的成果。回顾岩土工程预应力锚索发展的历史,大致经过以下几个过程。1�1�第一代有黏结无保护预应力锚索这一类型锚索体系由内锚固段、自由段和外锚固段组成,至今仍在中国绝大多数交通、水利水电等工程中应用。自由段的钢绞线用油脂保护,由于其防锈可靠性较差,几乎所有的工程最后都通过灌浆将自由段封死,因而此类锚索最终变为有黏结无保护型。图1为三峡船闸工程使用的预应力锚索的设计详图。这类锚索体系存在着以下缺陷:(1)由于锚索和内锚固段全部在裸露状态下被回填砂浆充填包裹,一旦回填砂浆体开裂,则在水的浸蚀下锚索极易锈蚀。(2)由于自由段用砂浆灌满,锚索无法随岩体变形,失去了自由调整的能力,降低了对边坡加固的效果。(3)此类锚索因需要形成1个预张拉的内锚头,故难以在向上打的钻孔中布置内锚头;同时,由于内锚头是在无压状态下形成的,故难以保证其注浆的密实性。根据调查,约有10%的锚索内锚头存在或多或少的注浆不密实的质量问题。1�2�第二代无黏结双层保护锚索第二代锚索采用充防锈油脂的聚氯乙稀套管保护钢绞线,内锚固段和自由段一次灌浆;同时内锚固段还用波纹套管保护,以达到全程防水效果。中国在小浪底水电工程第一次大量使用这种形式的锚索(见图2)。此类锚索弥补了第一代锚索的缺点:a.钢绞线在套管内可自由移动,使整个锚索体系�5�第18卷第5期��������������贵州水力发电GUIZHOUWATERPOWER��������������2004年10月�收稿日期:2004-06-16作者简介:陈祖煜(1943-),男,浙江省镇海县人,高级工程师(教授级),工学博士,从事边坡和水工建筑物稳定分析研究工作;杨�健(1970-),男,上海市人,高级工程师,博士,从事地质工程与边坡工程研究工作。随着岩体变形,达到内力调整的目的;b.打上仰孔和保证注浆密实的问题也相应获得解决。近年来,中国水利水电系统逐渐使用了经保护的钢绞线(如小湾、紫坪铺等工程),但是由于中...