上篇 地质工程设计理论

第一章 岩石锚杆设计

第一节 概述

锚杆是将拉力传递到稳定岩层或土体的锚固体系，通常包括杆体（钢筋、钢管等材料）、注浆体、锚具、套管和可能使用的连接器等。锚杆支护作为一种岩土体支护方式，与传统的支护方式有着根本的区别，传统的支护方式常常是被动地承受坍塌岩土体产生的荷载，而锚杆可以主动地加固岩土体，有效地控制其变形，防止坍塌的发生。锚固技术在工程中的应用已经有100多年的历史，1872年英国北威尔士露天页岩矿采用钢筋加固边坡岩层，是世界上最早使用锚杆的记载；1911年，美国阿伯施莱辛的弗里煤矿开始使用锚杆支护顶板。由于锚杆支护技术的优越性，我国自20世纪50年代在煤炭系统使用锚杆以来，主要在京西矿务局、河北龙烟铁矿、湖南湘潭锰矿等使用了锚杆支护矿山巷道。目前在矿山、水电、建筑、国防等工程领域中已广泛使用了该项先进技术。现有资料表明，国内外使用的锚杆种类已有数百种，但在地质工程领域应用的锚杆数量并不多。

目前国内外广泛采用锚固技术加固临时和永久性建筑物结构，概括起来主要有以下几个方面的用途。

（1）深基础和地下结构工程支护，主要用在深基坑支挡、高层建筑地下室抗浮、地下结构工程支护与加固，如地下停车场、地下铁道、地下工业厂房等。

（2）边坡稳固工程，主要有边坡加固、斜坡挡土、锚固挡墙和滑坡防治。

（3）结构抗倾覆应用，如防止高塔倾倒、防止高架桥倾倒、防止坝体倾倒、防止挡土墙倾覆。

（4）在加压装置中的应用，如桩的静载荷试验装置、沉箱下沉加重。

（5）井巷及隧道工程支护，主要是防止隧道坍塌和控制隧道围岩变形。

（6）道桥基础加固，如防止桥墩基础滑动、悬臂桥锚固、吊桥桥墩锚固、大跨度拱形结构物稳固。

（7）其他工程方面的应用，如对现有结构物补强于加固、对水坝下游冲击区和排洪隧洞冲击区实施锚固保护等。

锚杆的施工包括钻孔、放杆体、注浆、张拉及防锈蚀等步骤。本章所指的锚杆特指用各类钢筋作为锚杆体材料的锚杆。