锚杆概述与类型

发布于：2022-10-31 10:12:31 来自：建筑结构/岩土工程 [复制转发]

一、概述

岩土工程的研究对象是复杂地质体，在漫长的地质年代里，由于地质构造运动、自然风化和人类活动等作用，形成了大量诸如断层、层理、节理、软弱夹层、溶沟、溶槽等地质缺陷。在一定的时间和条件下，岩土体可能处于相对稳定的平衡状态；若条件改变，原有的平衡状态就可能遭到破坏，如在岩土工程开挖与施工过程中，其原有应力场重新分布，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灾害。

为预防和治理此类灾害，工程上常将一种受拉杆件埋入岩土体，用以调动和提高岩土体的自身强度和自稳能力，这种受拉杆件称为锚杆或锚索(以下统称为锚杆)，其所起的作用即为锚固。运用数学、力学和工程材料等科学知识解决岩土工程中的锚固设计、计算、施工和监测等方面问题的技术和工艺称为锚固工程。

二、锚杆类型

边坡工程中使用的锚杆是一种安设在岩土层深处的受拉杆件，其一端与工程构筑物相连，另一端锚固在岩土层中，必要时需对其施加预应力，以承受岩土压力、水压力或风荷载等所产生的拉力，再将拉力传递到深部稳定岩土层中，达到有效承受结构荷载及防止边坡变形失稳的目的。

预应力是人为对锚杆施加的张应力，从而对边坡施加主动压力。因此，预应力锚杆不同于非预应力锚杆，后者只有当岩土体产生变形时才承受张力，且张力随位移增大而增大，故这种张力主要只对变形体起悬吊作用。所以，预应力锚杆属于主动加固措施，而非预应力锚杆属于被动加固措施。在边坡锚固工程中，前者比后者应用更为广泛。

工程上常按以下方法分类：

(1) 按应用对象划分，包括岩石锚杆、土层锚杆；
(2) 按是否预先施加应力划分，包括预应力锚杆、非预应力锚杆；
(3) 按锚固机理划分，包括黏结式锚杆(水泥砂浆锚杆、树脂锚杆)、摩擦式锚杆(缝管式、水胀式及楔缝式锚杆)、端头锚固式(机械式)锚杆和混合式锚杆；
(4) 按锚固体传力方式及荷载分布条件划分，包括压力型锚杆、拉力型锚杆、压力分散型锚杆和拉力分散型锚杆；
(5) 按锚固部分大小划分，包括全长锚固式锚杆和端部锚固式锚杆；
(6) 按锚固体形态划分，包括圆柱型锚杆、端部扩大型锚杆和连续球型锚杆。

圆柱型锚杆

结构简单、制造安装方便，黏结材料通常为水泥砂浆，适用于黏性土、砂土、粉砂土等相对密度较大且含水量较小、抗剪强度相对较高的土层或设计承载力较低的岩层。

端部扩大型锚杆

在锚杆底部把孔径扩大，形如一倒埋的销钉，其不仅可提供黏结力，端头肩部还能增加岩土体对锚杆抗拔的阻力，从而提高锚杆的锚固力和极限抗拔力。该类锚杆主要适用于松软土层，并要求其具有较高承载力。

连续球型锚杆

通过分段扩张法或分段高压注浆法使锚杆锚固段形成一连串球状体，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情况。

对于风化岩及土质边坡，拉力分散型和压力分散型锚杆(统称为荷载分散型锚杆)应用较为广泛。拉力型锚杆指受力时锚固段注浆体处于受拉状态的锚杆，其主要特点是锚杆受力时锚固段浆体受拉并通过浆体将拉力传递至周围地层，结构简单，目前使用范围最广。
压力型锚杆指受力时锚固段注浆体处于受压状态的锚杆，其主要特点是利用承载体使锚杆受力时锚固段浆体受压，并通过浆体将拉力传递至周围地层，防腐性能较好，但由于注浆体承压面积受到钻孔直径的限制，故不能得到高承载力的锚杆。