巖土錨固工程的長期性性能分析與安全評價

盧 遙 姜海峰

（河南省地質礦產勘查開發局 第五地質勘查院，河南 鄭州 450001）

0 前言

巖土錨固是指通過將苗桿埋藏在地層中，使之聯接地層和結構物來加強巖土體的強度，改善巖土體的受力狀況。巖土錨固技術在我國水利工程、土木工程、隧道工程中應用相當廣泛，是一道提高工程安全性能的有效措施。巖土錨固工程的長期性能和安全評價是當前巖土工程界的一個熱點問題，也是影響相關工程安全性的一個關鍵問題。本文簡要闡述了巖土錨固的概念及其發展狀況，并就如何提高巖土錨固技術的長期性和安全評價給出了自己的見解，供大家參考。

1 巖土錨固技術簡介

1.1 苗桿和巖土錨固技術的概念

苗桿是一種桿件類的物體，用來固定在地基和邊坡的巖土層中，另一端與工程物相連，主要用來支撐水、土壓力加載在工程物上的推力。錨固技術是巖土工程中一個重要的分支，在近年來的工程項目中應用十分廣泛。它能有效減少工程上滑坡、坍塌、巖土崩裂等地質災害。與傳統結構材料相比，苗桿有著自身特有的性質：主動控制性能比較強，比傳統材料更加先進，可以利用一些高科技材料來加強苗桿自身的穩定性。

1.2 巖土錨固技術在國內的發展

錨桿起源于美國，一開始作為支護頂板用于礦產開采的隧道中。發展至今，國內外各種類型的錨桿已經達到六百多種。我國從上個世紀五十年代才開始使用巖土錨固技術，技術水平和國外相比，相對落后，尤其是對巖土錨固長期性能研究不足，國家和行業標準對巖土錨固工程長期性能與安全評價的規定也不夠完善。許多永久性巖土錨固工程的長期監測力度還不足，部分巖土錨固工程潛伏著大量安全隱患，一旦出現失穩或破壞，后果不堪設想。

1.3 錨桿安全性問題分析

錨桿的安全問題是錨固技術的核心問題，導致錨桿安全性問題的原因有：第一，錨桿的安全系數。錨桿的安全系數由抗拔安全系數和抗拉安全系數組成。要選擇合理的安全系數，才能保證整個工程的安全性能。第二，腐蝕問題。造成腐蝕的原因有外部自然因素和自身內部構造。錨桿工作環境惡劣，長期受到空氣或雨水中酸性物質的腐蝕作用，容易出現腐蝕破壞。

2 提高巖土錨固長期性能的策略分析

2.1 提高錨桿設計的安全系數

當錨桿受力不均勻時，容易導致鋼絞線斷裂，提高錨桿設計的安全系數是解決此問題的有效手段。在對預應力錨桿進行設計時，要充分考慮錨桿的工作載荷和自由張拉段長度。通常情況下，錨桿的抗拔安全系數要大于2，抗拉安全系數要大于1.8。

2.2 完善錨桿驗收機制和防護體系

錨桿是整個錨固技術的核心，完善的錨桿驗收機制和防護體系是保證工程質量的有效手段。在實際施工工程中，會經常遇到一些試驗不合格或內部腐蝕的錨桿，只有制定完善的驗收機制，才能有效杜絕不合格混入工程施工中。防護體系主要為了防止環境因素對錨桿造成腐蝕。我們應該對錨固工程建立長效維護管理機制，當發現有腐蝕的錨桿，我們應該對其進行鍍膜處理或采取更換部件等措施。

2.3 加大科研投入，開發新型錨桿

為了提高巖土錨固工程的長期性能和安全性，實現其不斷發展，加大科研投入是很有必要的。我們改用新型材料，讓錨桿配套錨固機具更加高效、便捷和耐用。其次，要大力開發新式錨桿，如自鉆式錨桿和讓壓錨桿、高壓灌漿式錨桿和可拆式組合錨桿等等。只有采取這樣的措施，才會促使我國巖土錨固技術更加成熟。

3 如何對巖土錨固工程進行有效的安全評價

隨著錨固工程在我國的廣泛應用，對錨固工程的安全性能評價也越來越受到大家關注。一般情況下，錨桿的使用環境都比較惡劣，隨時可能出現失穩、破壞等不利情況，影響錨桿失效的各種因素長期存在，因此，如何對巖土錨固工程進行有效的安全評價顯得迫在眉睫。

總的來說，對巖土錨固工程的安全評價模式應該包含兩個方面：巖土錨固危險源識別和危險等級評價。對錨固危險源識別時，先要對影響錨固長期性能的一般危險源進行仔細周密的檢查。檢查事項有：工程排水設施是否正常工作，有無局部損傷或破壞；工程范圍內是否存在電流環境或腐蝕介質；雨水滲入坡邊引起錨桿腐蝕程度；錨桿錨頭及傳力裝置是否發生變形跡象等等。關于錨固危險等級的評價，首先要設置安全臨界技術指標，根據國內外錨桿的技術參數，及對一些出現惡化和破壞的巖土錨固工程的研究分析，設置安全臨界技術指標值，作為確定工程是否要進行處治補強的判斷依據，具體步驟，有待在工程實踐中細化和修正。

4 結束語

隨著社會的發展和科技的進步，原有的巖土錨固技術已不能滿足當前工程實踐項目的安全需求。所以，我們必須加強科研投入，注重巖土錨固技術的理論研究，將新材料、新技術、新工藝融入到原有的技術中去。只有這樣，我們才能實現巖土錨固技術的長足發展，保證它能更好的為工程項目服務。

[1]徐湘濤.巖土錨固技術研究現狀及發展趨勢[J].路基工程.2009(02)

[2]李英勇.巖土預應力錨固結構服役壽命研究[J].巖土力學.2012(12)