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［摘要］分析了國內(nèi)外關(guān)于地下工程注漿巖石錨桿施工工藝研究現(xiàn)狀，包括基于錨固體加固效果角度對巖土錨固作用機(jī)理分析、基于注漿體與巖土局部變形理論對全長注漿巖石錨桿錨固施工工藝研究等，結(jié)合地下工程注漿巖石錨桿錨固工程實踐，對地下工程中注漿巖石錨桿錨固施工進(jìn)行了總結(jié)，對提高我國巖石錨桿錨固施工技術(shù)水平具有一定的工程實踐意義。

［關(guān)鍵詞］巖石錨桿；地下工程；加固效果

隨著我國全面基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的推進(jìn)，尤其是地鐵、隧道、礦山等地下工程項目越來越多，地下工程巖石錨桿錨固施工工藝大量應(yīng)用。巖土工程施工現(xiàn)場通過科學(xué)利用巖土錨固技術(shù)，不僅可全面調(diào)動與提高巖土體自身強(qiáng)度以及穩(wěn)定性，同時還可全面改善巖土體應(yīng)力狀態(tài)，達(dá)到良好的減輕結(jié)構(gòu)物自重的效果以及提高施工安全水平的效果。巖土錨固工程復(fù)雜程度較高，需將地下工程注漿巖石錨桿錨固機(jī)理研究與施工實踐相結(jié)合，以提高理論的適用性和巖石錨桿錨固施工技術(shù)的科學(xué)性。目前，國內(nèi)外關(guān)于巖石錨桿錨固施工技術(shù)現(xiàn)狀的研究主要有注漿巖石錨桿中的錨桿與注漿體及圍巖體之間所產(chǎn)生的粘結(jié)應(yīng)力研究、基于錨固體加固效果角度對巖土錨固作用機(jī)理分析、巖石錨桿錨固拉拔試驗物理力學(xué)模型相關(guān)研究、基于注漿體與巖土局部變形理論對全長注漿巖石錨桿錨固機(jī)理問題研究等。但是，這些研究大都以理論分析和論證為主，在工程實踐應(yīng)用方面有所欠缺。以現(xiàn)存的研究及成果為基礎(chǔ)，結(jié)合河南洛陽某地下工程注漿巖石錨桿施工工程，開展了對注漿巖石錨桿錨固施工技術(shù)的應(yīng)用分析，以期為我國地下工程注漿巖石錨桿錨固工程施工提供借鑒與參考。

1地下工程中注漿巖石錨桿錨固施工原理

1.1基于錨固體加固效果分析的巖土錨固施工原理

預(yù)應(yīng)力錨桿所涉及的荷載傳遞機(jī)理主要可以理解為，外部所施加的荷載在注漿體與錨桿之間產(chǎn)生的相互作用力，相當(dāng)于對注漿體施加反作用力。此時，反作用力會全部施加在圍巖體結(jié)構(gòu)中。而對非預(yù)應(yīng)力錨桿而言，研究人員通常會將注漿體與錨桿視作綜合錨固單元體系。在荷載傳遞機(jī)理方面，主要表現(xiàn)為圍巖體與錨固單元之間所產(chǎn)生的相對位移，可產(chǎn)生大量相互作用力。錨固過程中巖土體力學(xué)狀態(tài)變化可以從彈性參數(shù)變化以及強(qiáng)度參數(shù)變化等方面對加固體結(jié)構(gòu)關(guān)系進(jìn)行明確把握。目前，在工程實踐中，將構(gòu)建的簡化條件下的本構(gòu)方程應(yīng)用于錨固巖體流變模型和本構(gòu)方程中，確保工程建設(shè)施工安全。

1.2基于注漿體與巖土體局部變形理論的錨固施工原理

基于注漿體與巖土體局部變形理論研究，主要根據(jù)錨固體所表現(xiàn)出的受力平衡狀態(tài)，對注漿巖石錨桿界面剪切力表現(xiàn)以及軸向荷載表現(xiàn)進(jìn)行了方程構(gòu)建。在此過程中，可分析影響錨桿錨固效果的參數(shù)，并對施工作業(yè)期間可能遇到的風(fēng)險問題進(jìn)行提前識別。從研究情況來看，錨固體端部點(diǎn)附近存在明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象。但是在接近錨桿錨固段底部位置時，錨桿軸向荷載表現(xiàn)為零，界面剪應(yīng)力也幾乎為零。錨桿軸向荷載與界面剪應(yīng)力之間并不是均勻分布關(guān)系。因此，建議現(xiàn)場施工人員可通過增大錨桿直徑方式達(dá)到改善錨桿錨固效果。

2地下工程中注漿巖石錨桿錨固施工工程實例應(yīng)用

以河南某地下工程注漿巖石錨桿錨固施工為工程實例進(jìn)行分析。該工程項目占地面積達(dá)3萬m2，總建筑面積15萬m2。其中，規(guī)劃酒店面積為8萬m2，商場規(guī)劃面積為3萬m2，整體公寓營運(yùn)面積為4萬m2，項目總投資額超過6億元。

3地下工程中注漿巖石錨桿施工工藝

當(dāng)進(jìn)行地下工程施工時，可能存在隧道周圍圍巖承載能力不足情況，此時，就需采取一定的技術(shù)措施提高圍巖自身承載能力。巖石錨桿錨固是控制圍巖變形，提高巖石承載能力最為成熟的技術(shù)，工藝流程如圖1所示。

3.1錨桿施工原材料備制

根據(jù)工程實際需要，準(zhǔn)備錨桿施工相關(guān)的原材料，以保證施工進(jìn)度。本工程中，原材料的種類、規(guī)格要求見表1。

3.2錨桿孔施工

錨桿孔鉆孔施工需用到的儀器設(shè)備主要有鉆機(jī)、發(fā)電機(jī)組、經(jīng)緯儀、振動棒、空壓機(jī)組等，其中，鉆機(jī)是最為關(guān)鍵的設(shè)備。鉆孔的施工流程及技術(shù)要點(diǎn)如下。3.2.1孔位布置。在鉆孔之前，要根據(jù)設(shè)計要求以及圍巖的具體情況，將孔位定位好，并作出標(biāo)記。為保證鉆孔精度，要求孔位定位偏差不得大于±15cm。在鉆孔前，應(yīng)有專職機(jī)手檢查設(shè)備是否安裝牢固。3.2.2錨桿孔徑對。于砂漿錨桿的錨桿孔，在鉆孔時應(yīng)大于錨桿直徑15mm，以便于安裝錨桿，并充填混凝土加以固定。在鉆孔過程中，要根據(jù)巖石硬度的差異選擇合適的鉆頭。鉆孔速度上，要控制好推進(jìn)的速度和回轉(zhuǎn)速度，一般而言，中等硬度巖層推進(jìn)速度為3min/m，開孔良好。3.2.3鉆孔方向。錨桿孔鉆孔方向應(yīng)該垂直于圍巖壁面，以保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。若在鉆孔過程中發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)跑錨現(xiàn)象，要立刻停止鉆孔、檢查修正。3.2.4鉆孔深度。根據(jù)施工設(shè)計方案，鉆孔深度應(yīng)超出錨桿設(shè)計長度的cm，保證錨桿有足夠裸露部分。3.2.5鉆孔精度。砂漿錨桿孔的鉆孔深度應(yīng)盡量保持一致，各個錨桿孔深度相差應(yīng)保持在±5cm，錨桿孔應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求直線布置。3.2.6灌漿前清孔。在完成鉆孔施工后，要移開鉆孔設(shè)備，并將基面周圍的碎石、粉砂、泥水等清理干凈，一般采用高壓水、風(fēng)或人工清理。在清理鉆孔時，要將其他錨孔覆蓋，避免碎石、渣土等進(jìn)入錨孔內(nèi)。對于錨孔中形成的光滑鉆孔巖石基面，要進(jìn)行鑿毛處理，保證錨桿與巖層的粘結(jié)強(qiáng)度。

3.3砂漿錨桿安裝施工

3.3.1驗孔工序。錨孔成型后，應(yīng)由專業(yè)技術(shù)人員專門對錨孔進(jìn)行驗孔，合格后才能開始下一道安裝工序。同時，對錨孔尺寸、錨桿規(guī)格等進(jìn)行校核，對于錨孔超深的部分，要采用細(xì)石混凝土進(jìn)行填充，以保證所有的錨桿、錨孔施工深度一致。3.3.2采用三角吊裝支架安裝錨桿將三角吊裝支架安裝在基礎(chǔ)腿上，使錨桿能垂直下入錨孔，避免錨桿與孔壁接觸，同時也可防止雜物進(jìn)入錨孔內(nèi)。錨筋安裝施工時，要確保錨筋底部圓鋼定位不會受到影響。錨桿安裝施工如圖2所示。3.3.3錨桿找正施工。錨桿吊裝入錨孔后，要利用定位爪進(jìn)行找正。為保證錨桿在錨孔內(nèi)鋼筋保護(hù)層達(dá)到設(shè)計要求，可在必要時在錨桿的中部位置增加1個定位爪，以確保錨桿定位準(zhǔn)確。在錨桿的上端位置，采用拉棒即可找正。當(dāng)確定好錨桿的中心位置后，可使用拉棒將錨桿預(yù)固定，然后采用經(jīng)緯儀對錨桿垂直度、錨桿位置進(jìn)行校核，確認(rèn)錨桿位置無誤后，利用拉棒將錨桿固定牢固。錨桿找正施工如圖3所示。

3.4錨樁澆制施工

錨樁澆制施工影響錨桿錨固的效果，本工程中錨樁澆制施工技術(shù)要求如下。（1）錨樁澆制要采用C30細(xì)石混凝土，要求的細(xì)石粒徑在5~8mm，不可過大或過小。（2）充分考慮澆制過程中錨孔內(nèi)混凝土的流動性，對混凝土坍落度的要求為1~1mm，且混凝土添加的膨脹劑要占水泥重量的6%左右。（3）對錨孔內(nèi)混凝土灌入量進(jìn)行精確的計算，要求每個孔洞的混凝土灌入量須大于設(shè)計理論值。在作業(yè)過程中，要分層采用振動棒或人工鋼釬搗固，每層的高度約為400mm。搗固作業(yè)須嚴(yán)格執(zhí)行，避免在錨固段出現(xiàn)混凝土斷層，否則會嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。

4結(jié)束語

地下工程注漿巖石錨桿錨固施工工程實踐的每一個步驟、每一個工藝要求，均為理論與實踐結(jié)合的產(chǎn)物。依照注漿巖石錨桿錨固施工工藝，完成了河南某地下工程注漿巖石錨桿錨固的施工，取得了良好的施工效果。本研究中，重點(diǎn)側(cè)重于使用混凝土，最大限度地提高錨固體與巖土之間粘結(jié)強(qiáng)度。錨桿錨固施工工程是一個系統(tǒng)工程，需在每一個環(huán)節(jié)中都做好施工質(zhì)量控制，包括原材料質(zhì)量檢測、錨孔施工精度及尺寸、錨桿安裝精度、錨樁澆筑過程中混凝土的搗固等。

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作者:邢上志 單位:河南省建筑科學(xué)研究院有限公司