第二節(jié) 錨桿的分類及其特點(diǎn)

現(xiàn)有資料表明，國內(nèi)外使用的錨桿種類已有數(shù)百種，但在工程中常見的錨桿種類也是有限的，錨桿類型的劃分也有許多方法，大致分為如下幾類。

一、按錨桿的傳力方式劃分

（1）拉力型錨桿：如圖1-1所示，錨桿受力時(shí)，錨固段注漿體處于受拉狀態(tài)的錨桿。

（2）壓力型錨桿：采用無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力錨桿并通過改變錨固段結(jié)構(gòu)型式的辦法，使內(nèi)錨固段由受拉狀態(tài)變?yōu)槭軌籂顟B(tài)用內(nèi)錨固段的壓縮傳遞張拉力，此類錨桿稱之為壓力型錨桿（圖1-2）。根據(jù)內(nèi)錨固段的結(jié)構(gòu)，可細(xì)分為壓力集中型錨固段、壓力分散型錨固段。

（3）荷載分散型錨桿：在一個(gè)錨桿孔中，由幾個(gè)單元錨桿組成的復(fù)合錨固體系。荷載分散型錨桿可以將錨桿力分散作用于錨桿總錨固段的不同部位上，該類錨桿又稱單孔復(fù)合錨桿（圖1-3）。

二、按有無黏結(jié)材料劃分

（1）有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力錨桿:錨桿鎖定后張拉段與被錨固介質(zhì)無相對滑動的預(yù)應(yīng)力錨桿。

（2）無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力錨桿：錨桿張拉鎖定后張拉段與被錨固介質(zhì)之間能相對移動的預(yù)應(yīng)力錨桿。

三、按錨固形式劃分

（1）全長黏結(jié)式錨桿：整個(gè)錨桿孔全部填充黏結(jié)材料的錨桿。

（2）端頭錨固型錨桿：采用黏結(jié)材料或機(jī)械裝置將錨桿里端錨固的錨桿。

（3）摩擦型錨桿：依靠桿體與錨桿孔孔壁間的摩擦力起錨固作用的錨桿。

四、按錨桿的工作時(shí)間劃分

（1）永久性預(yù)應(yīng)力錨桿：是指用于永久性工程中且使用年限為2年以上的預(yù)應(yīng)力錨桿。

（2）臨時(shí)性預(yù)應(yīng)力錨桿：在臨時(shí)性工程中布置的和在永久性工程中布置的使用年限為2年以內(nèi)的預(yù)應(yīng)力錨桿。

五、按是否存在預(yù)應(yīng)力劃分

（1）非預(yù)應(yīng)力錨桿：以普通螺紋鋼材為桿體在錨桿全孔充填水泥砂漿、快硬水泥砂漿或水泥卷的錨桿，如樹脂錨桿、水泥卷錨桿、砂漿錨桿等。

（2）預(yù)應(yīng)力錨桿：由錨頭、預(yù)應(yīng)力筋、錨固體組成，利用預(yù)應(yīng)力筋自由段（張拉段）的彈性伸長對錨桿施加預(yù)應(yīng)力，以提供所需的主動支護(hù)拉力的錨桿。

六、按錨桿的加固目的劃分

（1）系統(tǒng)錨桿：為使巖體整體穩(wěn)定，在隧洞周邊或邊坡坡面按一定格式布置的錨桿群稱為系統(tǒng)錨桿。

（2）局部錨桿：為加固巖體開挖面上在開挖過程中所揭露的結(jié)構(gòu)面組合形成的塊體，而采用的錨桿，也稱為隨機(jī)錨桿。

七、按錨桿加固的巖土材料劃分

（1）巖石錨桿：用于加固巖石材料的錨桿，稱為巖石錨桿。

（2）土層錨桿：主要用于加固土體的錨桿，如深基坑開挖邊坡、公路開挖土質(zhì)邊坡等采用的錨桿。

八、其他新型錨桿

隨著錨固技術(shù)的發(fā)展和工程建設(shè)的需要，一些適用于特殊工程條件的新型錨桿逐步引起了工程技術(shù)人員的注意，這些錨桿包括屈服錨桿、精軋螺紋鋼錨桿、可拆卸式錨桿和自進(jìn)式錨桿等。

1.屈服錨桿

當(dāng)被加固結(jié)構(gòu)受到如爆炸、地震等強(qiáng)烈的沖擊荷載作用時(shí)，仍能保持一定承載力的情況下產(chǎn)生較大的變形而不致破壞的錨桿稱為屈服錨桿。屈服錨桿通過設(shè)置在錨固段（或外錨頭）的屈服裝置來實(shí)現(xiàn)錨桿的抗破壞性能，這種錨桿特別適用于允許被加固結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定程度變形的工程。例如國防地下工程在受到強(qiáng)烈爆炸沖擊而產(chǎn)生瞬時(shí)超載時(shí)，使用普通錨桿可能承受不了這種強(qiáng)烈沖擊荷載，而使用屈服錨桿的結(jié)果可能會使洞室的斷面積部分減小但不會坍塌。

2.精軋螺紋鋼錨桿

采用強(qiáng)度很高的精軋螺紋鋼作為桿體材料的錨桿稱為精軋螺紋鋼錨桿。精軋螺紋鋼錨桿可根據(jù)需要用特定的接頭接長錨桿（圖1-4），以滿足工程應(yīng)用需要。精軋螺紋鋼焊接或用專用接頭連接成所需長度后，沿全長設(shè)置若干個(gè)對中支架，就制成了所需的精軋螺紋鋼錨桿。精軋螺紋鋼錨桿由于強(qiáng)度高，又可按需要接長，因此被廣泛用于制作大噸位長錨桿。

3.可拆卸式錨桿

可拆卸式錨桿是指在達(dá)到錨桿的設(shè)計(jì)使用期后可拆除的錨桿，一般為無黏結(jié)的壓力型或荷載分散型錨桿。可拆卸錨桿使用經(jīng)過特殊加工過的張拉材料、注漿材料和承載體。中國水利水電科學(xué)研究院已引進(jìn)韓國SAN WOO公司生產(chǎn)線生產(chǎn)該類型錨桿。如按其結(jié)構(gòu)可分為如下三類。

（1）機(jī)構(gòu)式可回收錨桿：將錨桿體與機(jī)械的聯(lián)結(jié)器聯(lián)結(jié)起來，在回收時(shí)施加與緊固方向相反的力矩，使錨桿體與機(jī)械的聯(lián)結(jié)器脫離后拉出。

（2）力學(xué)式可回收錨桿：通過使用特殊工藝處理的鋼絲作為錨桿體，使鋼絲與注漿體隔離，回收時(shí)對每一根鋼絲進(jìn)行張拉，直到鋼絲被一根根抽出。

（3）化學(xué)式可回收錨桿：是先在錨桿的錨固段安裝發(fā)熱裝置或爆破裝置，在回收時(shí)使用點(diǎn)火裝置把錨桿從錨固段與自由段處切斷，然后將其收回。

4.自進(jìn)式錨桿

自進(jìn)式系列錨桿具有造孔功能，將造孔、注漿與錨固結(jié)合為一體的錨桿。自進(jìn)式系列錨桿的種類和特點(diǎn)見表1-1及圖1-5。該類錨桿具有高效、可靠、施工方便等許多特點(diǎn)，且特別適用于風(fēng)化巖、碎石層、回填層、砂礫層和圓卵石層等難以成孔的地層。自進(jìn)式注漿鉆進(jìn)錨桿的技術(shù)參數(shù)見表1-2。自進(jìn)式錨桿一般由合金鉆頭、錨桿體、連接器、止?jié){塞、拱形墊板與螺母等組成（圖1-6）。

5.玻璃纖維錨桿

為了徹底解決鋼筋混凝土加固結(jié)構(gòu)中的鋼筋腐蝕問題，纖維增強(qiáng)塑料（FRP）復(fù)合材料錨桿近年來得到了廣泛使用（圖1-7）。目前主要用于需拆除臨時(shí)性加固的工程，如大斷面洞室的導(dǎo)洞開挖、再擴(kuò)挖方法、永久性錨桿加固工程等，它的特點(diǎn)是承載力高、防腐性能好、重量輕和操作簡單，其性能和規(guī)格見表1-3和表1-4。

6.縫管錨桿

縫管錨桿是將沿開縫的薄壁鋼管強(qiáng)行推入比其外徑小的鉆孔中，借助鋼管與孔壁間的徑向壓力而產(chǎn)生的摩阻力起錨固作用的錨桿。其結(jié)構(gòu)由前端制成錐體的縫鋼管、擋環(huán)和墊板組成（圖1-8）。該類型的錨桿具有錨固可靠迅速、對巖體適應(yīng)性廣、抗動載性能好等特點(diǎn)。

7.楔管錨桿

以普通碳鋼異型鋼管加工而成，前半段為倒楔式錨桿。后半段為縫管錨桿。楔管錨桿錨固性能比縫管錨桿更可靠，錨固力更大，但加工成本也略高一些。

8.中空系列注漿錨桿

中空系列注漿錨桿是自進(jìn)式注漿錨桿的一種類型，錨桿的桿體是中空的，該錨桿是將注漿與錨固合二為一，這種方法比附加注漿管的方法更加方便可靠。中空系列注漿錨桿包括 EX型漲殼式可預(yù)應(yīng)力中空注漿錨桿、RDH型組合式可預(yù)應(yīng)力中空注漿錨桿、SD型自進(jìn)式中空注漿錨桿、SDP型自進(jìn)式預(yù)應(yīng)力中空注漿錨桿、HCB型中空注漿錨桿及 RD型中空注漿錨桿等。

（1）EX型漲殼式可預(yù)應(yīng)力中空注漿錨桿。

1）該錨桿由鋼質(zhì)漲殼錨固件、中空錨桿體、止?jié){塞、墊板、螺母組成。中空錨桿體為全螺紋中空錨桿體（圖1-9）。根據(jù)錨桿安裝方式具注漿和排氣的功能。漲殼錨固件用高強(qiáng)度鋼材制成，通過內(nèi)楔和漲殼夾片組成，是錨桿預(yù)應(yīng)力內(nèi)部承載體，屬于機(jī)械點(diǎn)錨式錨固體系。墊板、螺母是預(yù)應(yīng)力外部鎖定緊固件和傳遞荷載的構(gòu)件。墊板上帶注漿（或排氣）孔。注漿或排氣管是將塑料管一端深入鉆孔，另一端留在洞外。根據(jù)錨桿安裝方式（向上安裝或向下安裝時(shí)）與中空錨桿配合使用，具注漿或排氣道的功能。

2）特點(diǎn)與性能：①通過漲殼與巖壁形成漲壓力，安裝錨桿后能迅速形成支護(hù)錨固力，控制巖體變形；可對錨桿施加預(yù)應(yīng)力控制圍巖變形。②錨桿能360°任意方向安裝及注漿，且施工工藝簡單、注漿可靠，使錨桿具永久支護(hù)力和耐久性；③能通過預(yù)應(yīng)力使錨桿注漿體處于零應(yīng)力或注漿體不出現(xiàn)開裂，使錨桿在長期的工作下不銹蝕。

該類錨桿在彭水水電站地下廠房洞室開挖拱頂系統(tǒng)支護(hù)中得到了應(yīng)用。選用的EX32/65漲殼式中空錨桿（EX32N錨桿）長度為8m和10m兩種規(guī)格，設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力值為90kN，抗拔力為250kN。采用400/600cmφ32錨桿體用連接套連接形成10m錨桿。鉆孔孔徑φ65。

（2）RDH型組合式可預(yù)應(yīng)力中空注漿錨桿。RDH型組合式可預(yù)應(yīng)力中空注漿錨桿，通過中空桿體與實(shí)心桿體的兩段結(jié)合，實(shí)心桿體在鉆孔內(nèi)和早強(qiáng)錨固體共同實(shí)現(xiàn)快速錨固力。以實(shí)心桿體作錨固段，中空桿體作自由段，通過墊板、螺母及墊圈作鎖定部件，可實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)快速支護(hù)力。通過中空桿體及專門的排氣管道及中空桿體與連接套筒的側(cè)向孔道，可實(shí)現(xiàn)后注漿，使注漿體飽滿均勻（圖1-10）。

RDH型分段組合式可預(yù)應(yīng)力中空注漿錨桿系統(tǒng)是杭州圖強(qiáng)工程材料有限公司在2002年開發(fā)成功的一種新型錨桿，其產(chǎn)品已獲國家新型實(shí)用專利，其工藝方法已獲國家發(fā)明專利。

常用中空注漿錨桿的結(jié)構(gòu)參數(shù)和力學(xué)性質(zhì)見表1-5。