一、概述
岩土工程的钻研工具是重大地质体，在简短的地质年月里，因为地质结构行动、人造风化以及人类行动等浸染，组成为了少许诸如断层、层理、节理、薄弱结子夹层、溶沟、溶槽等地质弱点。在未必的光阴以及条件下，岩土体可能处于相对于晃动的失调状态；若条件改动，原有的失调状态就能受到破损，如在岩土工程开挖与施工历程中，其原有应力场重新扩散，从而导致岩土体发生变形，进而产生坍落、塌陷、岩崩、滑坡及地面沉降等地质磨难。
为防御以及打点此类磨难，工程上常将一种受拉杆件埋入岩土体，用以变换以及普及岩土体的自身强度以及自稳能耐，这种受拉杆件称为锚杆或者锚索(如下统称为锚杆)，其所起的浸染即为锚固。运用数学、力学以及工程资料等迷信常识解决岩土工程中的锚固妄想、合计、施工以及监测等方面成果的技术以及工艺称为锚固工程。
二、锚杆规范
边坡工程中运用的锚杆是一种安放在岩土层深处的受拉杆件，其一端与工程修筑物相连，另一端锚固在岩土层中，须要时需对于其施加预应力，以负责岩土压力、水压力或者风荷载等所产生的拉力，再将拉力传递到深部晃动岩土层中，达到实用负责结构荷载及防御边坡变形失稳的指标。
预应力是报答对于锚杆施加的张应力，从而对于边坡施加被动压力。因此，预应力锚杆区别于非预应力锚杆，后者惟独当岩土体产生变形时才负责张力，且张力随位移增大而增大，故这种张力主要只对于变形体起悬吊浸染。以是，预应力锚杆属于被动加固措施，而非预应力锚杆属于被动加固措施。在边坡锚固工程中，前者比后者运用加倍宽泛。
工程上常按如下方式分类：
(1) 按运用工具散漫，包罗岩石锚杆、土层锚杆；(2) 按是否预先施加应力散漫，包罗预应力锚杆、非预应力锚杆；(3) 按锚固机理散漫，包罗黏结式锚杆(水泥砂浆锚杆、树脂锚杆)、磨擦式锚杆(缝管式、水胀式及楔缝式锚杆)、端头锚固式(机械式)锚杆以及搅浑式锚杆；(4) 按锚固体传力方式及荷载扩散条件散漫，包罗压力型锚杆、拉力型锚杆、压力散漫型锚杆以及拉力散漫型锚杆；(5) 按锚固全副巨细散漫，包罗全长锚固式锚杆以及端部锚固式锚杆；(6) 按锚固体形态散漫，包罗圆柱型锚杆、端部扩充型锚杆以及陆续球型锚杆。
圆柱型锚杆
结构重大、制作装置不便，黏结资料个别是水泥砂浆，适用于黏性土、砂土、粉砂土等相对于密度较大且含水量较小、抗剪强度相对于较高的土层或者妄想承载力较低的岩层。
端部扩充型锚杆
在锚杆底部把孔径扩充，形如一倒埋的销钉，其不光可提供黏结力，端头肩部还能削减岩土体对于锚杆抗拔的阻力，从而普及锚杆的锚固力以及极限抗拔力。该类锚杆主要适用于坚贞土层，并要求其具备较高承载力。
陆续球型锚杆
经由火段扩充法或者分段低压注浆法使锚杆锚固段组成陆续串球状体，使之与周围土体有更高的嵌固强度。该类锚杆适用于淤泥、淤泥质土层，并要求较高锚固力的状态。
对于风化岩及土质边坡，拉力散漫型以及压力散漫型锚杆(统称为荷载散漫型锚杆)运用较为宽泛。拉力型锚杆指受力时锚固段注浆体处于受拉状态的锚杆，其主要特色是锚杆受力时锚固段浆体受拉并经由浆体将拉力传递至周围地层，结构重大，当初运用畛域***广。压力型锚杆指受力时锚固段注浆体处于受压状态的锚杆，其主要特色是运用承载体使锚杆受力时锚固段浆体受压，并经由浆体将拉力传递至周围地层，防腐功能较好，但因为注浆体承压面积受到钻孔直径的限度，故不能患上到高承载力的锚杆。
荷载散漫型锚杆也称单孔复合锚杆，指在一个钻孔中，由多少多拉力型或者压力型单元锚杆组合而成的复合锚固系统，其能将锚固力散漫浸染于锚杆总锚固段的区别部位(即各单元锚杆的锚固段)上。主要包罗拉力散漫型锚杆以及压力散漫型锚杆两种，其使命时能短缺运用地层固有强度，其承载力随锚固段长度削减成比例普及。
拉力散漫型锚杆适用于锚杆承载力要求较高的软岩或者土体工程，压力散漫型锚杆适用于锚杆承载力要求较高或者防腐品级要求较高的软岩或者土体工程。
拉力散漫型锚杆
压力散漫型锚杆
三、锚杆结构
工程上所指的锚杆，个别为对于受拉杆件所处的锚固系统的总称。锚杆艰深由锚头、杆体(拉杆)及锚固体(段)三个根基全副组成。
锚头
锚头是修筑物与拉杆的衔接全副，其浸染是未来自修筑物的浸染力实用地传递给拉杆。锚头艰深由台座、承压板以及锚具等部件组成。
杆体
锚杆杆体要求位于锚凝聚构的中间线上，其浸染是未来自锚头的拉力传递给锚固体。杆体个别要负责未必的荷载，故艰深接管抗拉强度较高的钢材制成。
锚固体
锚固体(段)位于锚杆尾部，与岩土层细密相连，其浸染是未来自拉杆的力经由锚固体与周围岩土层间的磨擦阻力(或者支承抵抗力)传递给晃动的地层。
锚索是高承载力的锚杆，其强度、锚固深度、单锚锚固力均较大。锚杆主要处于张拉状态，剪切次之，艰深不能负责笔直浸染，而锚索只存在张拉状态。相似地，锚索结构也可分为三个主要全副，即锚头、锚索体以及锚固体。其中，锚头由垫板、锚环、锚塞以及混凝土墩组成，锚索体由高强度钢丝、钢丝束或者钢绞线制成，锚固体主要包罗定位环、止浆塞、扩充环及导向帽等。
四、锚固浸染机理
边坡锚固的基源头根基理是依靠锚杆周围晃动地层的抗剪强度来传递结构物(被加固物)的拉力，以晃动结构物或者连结边坡开挖面自身的晃动。
悬吊浸染机理
锚杆支护是经由锚杆将薄弱结子、松动、不晃动的岩土体悬吊在深部晃动的岩土体上，以防御其离层滑脱。
组合梁浸染机理
把薄层状岩体视为一种梁(简支梁或者悬臂梁)，在不锚固时，其只是重大地叠合。
挤压加固浸染机理
在弹性体上装置具备预应力的锚杆时，弹性体内组成以锚杆中间为极点的锥形体缩短区，若将锚杆以适量间距部署，可能使相邻锚杆的锥形体缩短区相互重叠，即组成未必厚度的陆续缩短带。
五、锚固因素合成
边坡锚固个别接管水泥砂浆(或者水泥浆、化学浆液、树脂等)将一组杆体(钢筋或者钢丝束等)锚固在边坡地层的钻孔深处，从而达到锚固成果。实际锚固工程中，水泥砂浆锚杆占绝大少数。
锚杆根基力学参数
1) 抗拔力：锚杆在拉拔试验中负责的极限拉力，即锚固力。2) 握裹力：锚杆杆体与黏结资料间的***大抗剪力。3) 黏结力：锚杆黏结资料与孔壁岩土间的***大抗剪力。4) 拉断力：锚杆杆体的极限抗拉能耐。
砂浆锚固传力历程
取锚固段为隔离体，当锚固段受力时，拉力首先由杆体周边砂浆的握裹力传递到砂浆中，而后经由锚固段钻孔周边的黏结力(或者摩阻力)传递到锚固的地层中
若杆体受拉力浸染，除杆体自身需有饶富的截面积负责拉力之外，还必须同时知足如下三个条件，锚杆的抗拔浸染能耐实用发挥：1)锚固段砂浆对于杆体的握裹力需能负责极限应力；2)锚固段砂浆对于地层的黏结力需能负责极限应力；3) 锚固段周围岩土体在***倒楣条件下仍能连结部份晃动性。
典型破损方式
√沿砂浆体与杆体的打仗面破损√沿砂浆与地层的打仗面破损√锚杆杆体受拉断、√锚固段砂浆体剪切破、√锚固段地层(土层或者破碎岩体)剪切破损
锚杆受力时，沿锚固段全长的黏结应力扩散极不屈均：
因此，能实用发挥锚固浸染的黏结应力扩散长度是有未必限度的，随锚固段长度的削减，平均黏结应力逐步减小。
锚固段砂浆对于杆体的握裹力
在较残缺岩层中贯注的水泥砂浆抗压强度，艰深不低于30MPa。若严厉遵照规定的灌浆工艺施工，岩层孔壁的黏结力个别大于砂浆的握裹力。因此，岩层锚杆的抗拔力Tu以及***小锚固长度La min艰深取决于砂浆的握裹力，即：
艰深在岩层中所需的锚固长度仅需1~2m。当接管热轧螺纹钢筋作为锚杆杆体时，在残缺硬质岩层的锚杆中，其黏结(握裹)应力传递深度个别不***过2m。
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可是，运用中必须判明如下状态：锚固段岩体是否晃动、是否可能发生滑坡或者塌方、节理切割的锚固段岩块在受拉条件下是否产生松动等。思考到上述倒楣因素，倡导灌浆锚固段达到岩层外部(不包罗风化层)的长度应不小于4.5m。
锚固段砂浆对于孔壁的黏结力
在强风化岩层以及土层中，锚杆的极限抗拔能耐取决于锚固段砂浆对于地层所能产生的***大黏结力(摩阻力)，即：
六、锚固妄想合计
根基要求
在审核钻研以及岩土工程勘探使命根基上，锚固工程应接管事实合计、工程类比以及监控量测相散漫的妄想方式，公平发挥岩土体的固有强度以及自承能耐。在锚杆妄想前，应依据审核及勘探服从，对于所接管的锚杆牢靠性、经济性妨碍评估，对于施工可行性做出分说。
锚杆按其服务期限可分为临时锚杆以及永远锚杆：运用期限在2年之内的，可按临时锚杆妄想；运用年限***过2年的，应按永远锚杆妄想。妄想永远锚杆时，必须先妨碍锚杆根基试验，并防御锚固段布设在未经解决的如下土层中：
妄想流程
以预应力锚杆为例，锚固工程妄想主要包罗锚固力(斜坡、挡墙、锚拉桩等)合计、锚杆布置及安放角度判断、锚杆杆体资料抉择及判断、锚杆结构妄想、锚头及防腐妄想、部份晃动性验算等内容。
边坡锚固力合计
边坡锚固力合计历程中，首先需遵照规范判断边坡妄想牢靠系数，其次针对于差此外破损方式，合计单元长度边坡所需的锚固力。边坡锚固力合计可接管极限失调法，但对于紧张或者重大边坡的锚固妄想，宜同时接管极限失调法与数值合成法。
1) 单平面破损模式当边坡存在一组出露于坡面的薄弱结子结构面，其走向与坡面走向类似，倾角小于坡面倾角、但大于弱面的内磨擦角，边坡易产生单平面破损，多出如今岩质边坡中，个别分为坡顶有拉裂缝以及无拉裂缝两种状态。但大少数单平面破损边坡在破损前坡顶会泛起区别水平的拉裂缝。
6) 锚杆布设锚杆布设原则上应依据实际地层状态以及锚杆与此外支挡结构散漫运用的具体状态判断，必须短缺清晰边坡的地质状态，判断边坡变形破损的模式后，能耐决定锚杆布设位置。锚杆布设的总体原则是对于边坡滑体产生***佳的抗滑成果，艰深应知足如下根基要求：(1)锚杆间距以及长度，应依据锚固工程周围地层的部份晃动性判断。(2)锚杆间距除必须知足锚杆的受力要求外，还应大于1.5m，以防御因群锚效应而着落锚固力。当所接管的间距小于1.5m时，应将相邻锚杆的倾角调整至相差3°以上。岩土锚杆个别为以群体的方式泛起的，若锚杆布置较密集，地层中受力区的重叠会引起应力叠加以及锚杆位移，从而使锚杆极限抗拔力不能实用发挥，即群锚效应。锚杆极限抗拔力会因群锚效应而减小，群锚效应与锚杆间距、直径、长度及地层形态等因素无关。(3)锚杆与相邻根基或者果然配置装备部署间的距离应大于3.0m。(4)锚杆锚固段应在潜在滑面之外的晃动岩土体内，且上覆土层厚度不宜小于4.5m，防御坡顶重复荷载的影响，同时不会因较高注浆压力而使上覆土层隆起。(5) 依据锚杆的浸染道理，对于区别规范工程，锚杆倾角是差此外，判断锚杆倾角应有利于知足工程抗滑、抗塌、抗倾或者抗浮的要求。但就操作注浆品质而言，若锚杆倾角过小时，注浆料因泌水以及软化而产生的残余浆渣会影响锚杆的承载力，故锚杆倾角宜防御与水平面成-10°~+10°的畛域，10°畛域内锚杆的注浆应接管保障浆液贯注密实的措施。(6) 为使钢绞线间有适宜的间距，保障钢绞线被饶富的水泥浆所包裹，以知足钢绞线与注浆体间黏结强度的要求，锚杆钻孔直径应知足锚杆抗拔承载力以及防腐呵护要求，压力型或者压力散漫型锚杆的钻孔直径尚应知足承载体尺寸的要求。(7)预应力锚杆的布置间距应依据边坡地层性态、所需提供的总锚固力及单锚承载力妄想值判断。艰深条件下，I、II、III类岩体边坡预应力锚杆间距宜为3.0~6.0m，IV类岩体及土质边坡预应力锚杆间距宜为2.5~4.0m。(8) 锚杆的布设角度，对于基坑或者近于挺立的边坡而言，需思考相近状态、锚固地层位置及施工方式。艰深锚杆的倾角不小于13°，也不应大于45°。倾角愈大，抵抗滑体滑动的能耐将响应地削弱，故锚杆布设角以15~35°为宜。对于倾倒破损的边坡，预应力锚杆的妄想布设角度宜与岩体层理面垂直。对于滑动破损的边坡，预应力锚杆的布设角度应发挥锚杆的抗滑浸染，在施工可行条件下，锚杆倾角宜按下式合计：
当边坡失稳模式为滑动破损时，应将锚杆布置在潜在滑动体的中、下部；当边坡失稳模式为倾倒破损时，应将锚杆布置在潜在倾倒体的中、上部；当存在软岩层或者风化带，可能导致边坡变形破损时，锚杆应穿过软岩层或者风化带布置，并接管混凝土锚固墩敞开。
当滑面由繁多不陆续面操作且岩体较残缺时，锚杆间距并不紧张，而当岩体较破碎时，锚杆布置应能使岩体内组成一个陆续的挤压带。锚头与锚固段之间组成一个约90°的压力锥体，锥体畛域内岩石相互挤压，组成一个部份，从而克制岩体变形。
基于挤压加固浸染道理，布置锚杆时应使之在纵横偏差均有未必数目，使每一根锚杆周围组成相互散漫的缩短锥体，并有未必的相互压叠。为使锚杆间边坡外表的岩体不发生脱落，可用钢筋混凝土框架梁及布设在锚头与横梁间的金属网反对于，经由横梁将力传递到锚杆上。
7) 锚杆结构妄想(1) 锚杆杆体截面面积预应力锚杆结构的妄想合计主要包罗三个方面，即：锚杆杆体的抗拉承载力合计、锚杆锚固段注浆体与杆体的抗拔承载力合计、以及注浆体与地层间的抗拔承载力合计。艰深而言，前者用以判断锚杆杆体的截面面积，后两者则用于判断锚杆锚固段长度。此外，对于压力型或者压力散漫型锚杆，还应妨碍锚固段注浆体横截面的受压承载力合计。
(2) 锚杆锚固段长度
锚固段长度可依据合计以及工程类比法判断，对于I、II级边坡应同时接管现场拉拔试验验证。锚杆或者单元锚杆的锚固段长度可由如下判断，并取两者间的较大值：
艰深而言，拉力型与压力型锚杆的锚固段长度宜为3~8m(岩石)以及6~12m(土层)。在软岩或者土层中，当拉力或者压力型锚杆的锚固段长***过8m(软岩)以及12m(土层)仍无奈知足极限抗拔承载力要求或者需要更高的锚杆极限抗拔承载力时，宜接管压力散漫型或者拉力散漫型锚杆。压力散漫型与拉力散漫型锚杆的单元锚杆锚固段长度宜为2~3m(软岩)以及3~6m(土层)。
(3) 锚杆从容段长度锚杆从容段长度应依据锚杆与滑面、边坡坡面的交点间距判断。若锚杆从容段长度过短，对于锚杆施加初始预应力后，锚杆的弹性位移较小，一旦锚头泛起松动等状态，可能会造成较大的预应力损失，因此锚杆从容段长度艰深不应小于5.0m。此外，从容段应穿过潜在滑面至少1.5m，并将锚固段布设于适宜的地层内，以保障锚固系统的部份晃动性。
8) 锚杆杆体对于中器妄想锚杆杆体对于中器的主要浸染包罗两方面：①杆体处于锚固体砂浆中部，当杆体受力时，锚固体能平均受力；②杆体周围砂浆厚度平均且知足防腐要求。
9) 锚杆初始预应力判断
对于地层以及被锚凝聚构位移操作要求较高的工程，锚杆初始预应力值宜为锚杆拉力妄想值；对于地层以及被锚凝聚构位移操作要求较低的工程，锚杆初始预应力值宜为锚杆拉力妄想值的0.70~0.85倍；对于呈现清晰流变特色的高应力低强度岩体中隧洞以及洞室支护工程，初始预应力宜为锚索拉力妄想值的0.5~0.6倍；对于用于非凡地层或者被锚凝聚构有非凡要求的锚杆，其初始预应力可依据妄想要求判断。
10) 锚杆传力结构与锚头妄想表层为土层或者薄弱结子破碎岩体的边坡，宜接管框架梁型钢筋混凝土传力结构；I、II类及残缺性好的III类岩质边坡宜接管墩座或者地梁型钢筋混凝土传力结构；有条件时应优先接管预制的传力结构。配置预制式传力结构可***大限度地削减开挖面的暴出面签字积与披露光阴，有利于呵护开孔后岩土体的固有强度以及自稳能耐，增强边坡的部份晃动性，并可清晰延迟边坡的建树周期。
11) 锚杆防腐呵护结构妄想永远锚杆必须妨碍防腐妄想。侵蚀情景中的永远锚杆应接管I级防腐呵护结构妄想，侵蚀情景中的临时锚杆以及非侵蚀情景中的永远锚杆可接管II级防腐呵护结构妄想；非侵蚀情景中的临时锚杆可接管III级防腐呵护结构妄想。锚杆的I、II、III级防护具体结构可参考《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》(GB 50086-2015)。
12) 锚固系统部份晃动性验算锚固系统有多种破损方式，妄想时必须子细校核种种可能的破损方式。因此，除锚杆抗拉力应知足妄想要求外，还必须验算锚杆以及边坡岩土体组成的锚固系统部份晃动性。锚固系统的外部晃动性可接管圆弧滑动法或者折线滑动法验算；外部晃动性可接管Kranz法验算。
