【摘要】作為經(jīng)濟有效的加固措施，錨桿錨固技術(shù)已大量用于基坑護壁、隧洞、擋土墻、水壩加固和邊坡加固等工程，該技術(shù)的應用可以節(jié)省大量圬工材料和經(jīng)費，本文根據(jù)這一技術(shù)在實際工程應用中的經(jīng)驗作一探討。
一、在灌漿錨桿結(jié)構(gòu)中應注意的問題
1.灌漿錨桿的抗拔力
巖層中錨孔的深度應超過破裂面，并需在穩(wěn)定地層中達到足夠的長度，即有效錨固段。有效錨固段所能承受的最大拉力稱為錨桿的極限抗拔力。
當錨固段受力時，拉力首先通過鋼拉桿邊的砂漿握裹力而傳遞到砂漿中，然后通過錨固段鉆周邊的地層摩陰力而傳遞到錨固地層中，因此，鋼拉桿除了鋼筋本身須在足夠的抗拉截面面積外，錨桿的抗拔作用還必須同時滿足：（1）錨固段的砂漿對鋼拉桿的握裹力需能承受的極限拉力。（2）錨固段地層對砂漿的摩擦力需能承受的極限抗力。（3）錨固段的土體在最不利的條件下仍能保持整體穩(wěn)定性。
2.錨固段砂漿的握裹力
一般在較完整的巖層中的孔壁摩阻力都大于砂漿的握裹應力（水泥砂漿強度≥30MPa），所以巖層錨桿的抗拔力和最小錨固長度一般取決于砂漿的握裹力。
即Tμ≤πdLeμ
式中：Tμ—錨桿的極限抗拔力（KN）
d—鋼拉桿的直徑（m）
Le—錨桿的有效錨固長度（m）
μ—砂漿對鋼筋的平均握應力（KN/m2）
其中，μ值的確定根椐鋼筋混凝土試驗資料的建議：在一般情況下，鋼筋與普通混凝土之間的握裹應力取砂漿標準施度的1/10。
3.錨固段孔壁的抗剪強度
在軟巖或土層中，錨桿孔壁對砂漿的摩擦力一般低于砂漿對鋼拉桿的握裹力。因此，在軟巖或土層中的錨桿極限抗拔力取決于錨固段地層對于錨固段砂漿所能產(chǎn)生的最大摩阻力。
即Tμ≤πDLeτ
式中：D—錨桿鉆孔的直徑（m）
τ—錨固段周邊的抗剪強度（MPa）
其余同前。
τ值除取決于地層特性外，還與施工方法、灌漿質(zhì)量有關(guān)。如果工藝良好，土層錨孔壁對于砂漿的摩阻力應取決于沿接觸面外圍的土層抗剪強度。
τ=C+δtgφ
φ—土的內(nèi)摩擦角
δ—孔壁周邊法向壓應力。
其中，C、φ值取決于錨固區(qū)土層性質(zhì)；δ則受地層壓力和藻漿工藝兩方面因素的影響，一般灌漿錨桿在灌漿過程中未加特銖壓力，其孔壁周圍的結(jié)向壓力與主要取決于地層壓力，所以有？
τ=C+K。rhtgφ
式中h—錨固段以上的地層覆蓋厚度
K。—錨固段孔壁的土壓系敝
R—上覆層容重
一般情況下，土壓系敝K。可能接近1，或略小于1，如在軟巖及土層中往往采用增大D值來提高抗拉拔力的試驗確定
在軟巖和土層中，在計算錨固長度時，關(guān)鍵是決定孔壁抗剪強度值。資料表明，Tμ的計算值當實測值有相當大的離散性，因此，計算值只能作為一種估計，具體數(shù)值必須依靠現(xiàn)場拉拔試驗驗證后，才能成為可靠的依據(jù)。根據(jù)拉拔試驗的極限抗拔力Tμ決定錨桿允許承載力To時，要考慮安全系數(shù)K，即To=KTμ對臨時性錨桿K=1.5∽2.0永久性錨桿K=2.5∽3.0，受長期重復荷載作用時，不應小于3.0。
二、灌漿錨桿的設(shè)計
1.錨桿設(shè)計拉力的確定
單根錨桿的設(shè)計拉力主要應根據(jù)施工技術(shù)方面的可能性、可靠性及其便利與否而定。
設(shè)計拉力過大則拉桿截面大，相應重量也大，插入孔中較困難，施工質(zhì)量不易保證而且萬一拉力試驗和確認試驗發(fā)現(xiàn)有問題時也不好處理；過小，則需用錨桿根數(shù)過多，伎每噸拉力單價過高?，F(xiàn)在二般選擇孔徑在90—120mm之間，設(shè)計拉力限制在600KN以下好。
2.錨桿截面設(shè)計及錨頭聯(lián)結(jié)設(shè)計
設(shè)計單根拉力確定后，根據(jù)受拉鋼筋設(shè)計方法確定錨桿截面，同時還應考慮施工方面的要求也應得到滿足否則應重新調(diào)整；錨頭聯(lián)結(jié)可根據(jù)預應力鉿設(shè)計原理設(shè)計。
3.錨桿位置設(shè)計
錨桿沿墻面或坑壁的配置應能承受墻面或坑壁的土壓力。因此，當土壓力分布和單根錨桿的設(shè)計拉力確定以后即可設(shè)計錨桿的配置和根數(shù)。在考慮錨桿間距時，大孔徑錨桿應不小于3.0m，小孔徑錨桿不小于１.0m，若需要過密地設(shè)置時應考慮組群效果問題。
4.錨桿長度設(shè)計
錨桿長度包括：有效錨固段和非錨固段兩部分。非錨固段的長度按建筑物與穩(wěn)定地層的實際距離而定，有效錨固段長度應根據(jù)錨固段地層的性質(zhì)和極限抗拔力的大小來決定。由前述知，在完整硬質(zhì)巖層中，Tμ＝πdLeμ又含鋼筋的極限拉應力δs：則
(πd×d/4)δs=πdleμ
Lemin=δs•d/4μ
實踐表明：采用熱軋螺紋鋼筋作拉桿，在完整硬質(zhì)巖層的錨孔中，其應力傳遞深度不超過２ｍ，影響巖層錨桿抗拔能力的主要因素是砂漿的握裹力，例如，當完整硬質(zhì)巖層錨固深度超過1m時，采用φ25mm的16Mn鋼筋，往往鋼筋被拉斷而錨固段不會從錨孔中拔出；φ32m的16Ｍn鋼筋被拉到屈服點，巖層都未有較明顯的變化，但是，為保證錨桿的可靠性，首先必須判明錨固區(qū)山體有無塌方的可能及個別節(jié)理分割的巖塊受拉松動的可能。因此，應保證錨桿在巖體內(nèi)的錨固深度大于3.5m為佳。
在軟巖和土層的極限抗撥力數(shù)值差異很大受許多復雜條件和地質(zhì)因素的影響，如地層性質(zhì)，埋藏深度，地下水，灌漿方法等，因此以軟質(zhì)巖、土層作為錨固層時，要求在施工前進行現(xiàn)場拉撥試驗，在未進行拉撥試驗之前，為初步設(shè)計的需要，可根據(jù)前述方法及相關(guān)資料，進行估算其有效錨固長度。最終的錨固長度應要根據(jù)現(xiàn)場拉撥試驗的極限抗撥力進行修正。
5.錨桿和結(jié)構(gòu)物的整體穩(wěn)定性驗算
在灌漿錨桿基本確定之后，還應該對結(jié)構(gòu)物的整體穩(wěn)定性進行驗算，這是必要的。即使錨桿各部設(shè)計都非常合理，也很經(jīng)濟，但整個結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性達不到要求，錨桿設(shè)計也必須重新考慮，加長錨桿，并重新檢算，驗算方法可參閱有關(guān)土體或巖體穩(wěn)定的檢算方法。
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