影響錨桿支護(hù)效果的試驗(yàn)研究

摘 要：針對(duì)土質(zhì)地層采用錨桿支護(hù)的效果研究，主要是體現(xiàn)在對(duì)錨桿滑移量的控制上。通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，研究錨桿長(zhǎng)度、鉆孔孔徑以及錨固劑作用速度對(duì)錨桿滑移量變化的影響。并通過極差分析方法，對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，最終得到最有利于減少錨桿滑移量的因素組合，保證最佳的錨桿支護(hù)效果。

關(guān)鍵詞：錨桿支護(hù)；滑移量；正交試驗(yàn)；極差分析

引言

錨桿支護(hù)是一種廣泛用于基建、水利、道路橋梁等土木各方向的一種支護(hù)形式。其支護(hù)效果的優(yōu)劣會(huì)直接影響工程質(zhì)量安全。其中，在土質(zhì)地層中使用錨桿支護(hù)，錨桿在土層中的相對(duì)滑移量是評(píng)判其錨固效果的重要指標(biāo)。影響滑移量的因素有很多，主要是與錨桿自身參數(shù)、施工工藝以及錨固劑種類及參數(shù)有關(guān)。結(jié)合前人的研究成果，從不同的方面選取具有代表性的影響因素，研究不同因素變化水平下對(duì)錨桿滑移量的影響。

本文將通過一組正交試驗(yàn)研究，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，分析得出各因素對(duì)錨桿滑移量的影響，并得出最有利于錨桿支護(hù)效果提升的最佳因素組合。

1.試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用正交試驗(yàn)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先先確定本次試驗(yàn)的目的與測(cè)試指標(biāo)。目的是為了得到最有利于錨桿支護(hù)效果提升的最佳因素組合，試驗(yàn)測(cè)試指標(biāo)為錨桿與土層的相對(duì)滑移量。再確定與試驗(yàn)?zāi)康南噙m應(yīng)的因素與水平。經(jīng)研究后確定為三個(gè)因素，分別是錨桿的長(zhǎng)度、鉆孔的孔徑以及錨固劑作用速度。每個(gè)因素包含四個(gè)變化水平，即錨桿長(zhǎng)度取3000mm、4000mm、5000mm、6000mm，鉆孔孔徑取80mm、100mm、120mm、140mm，錨固劑作用速度取超快速、快速、中速、慢速。因素水平表如表1所示：

由上，可知本試驗(yàn)為三因素四水平試驗(yàn)，查閱正交試驗(yàn)表可知，本試驗(yàn)可由L1645正交試驗(yàn)表進(jìn)行，具體的試驗(yàn)組水平組合按表2所示。

2.試驗(yàn)準(zhǔn)備與測(cè)量

試驗(yàn)除錨桿長(zhǎng)度、鉆孔孔徑以及錨固劑作用速度這三個(gè)因素按表2進(jìn)行變化，其他條件均保持一致。錨桿形式均為端承型錨桿，選用同種錨固劑，采用的錨桿體為同一種材質(zhì)且桿徑相同的金屬桿體。在同樣的施工工藝下，將各組錨桿按要求安裝到圍巖地質(zhì)情況一致的位置。鉆孔方向與沿途層豎向呈25°夾角，每次鉆孔后及時(shí)進(jìn)行清理，保證錨固強(qiáng)度發(fā)育完全。

為測(cè)量錨桿與土層的相對(duì)位移，采用磁力位移計(jì)進(jìn)行測(cè)量。將液壓穿心千斤頂置于實(shí)驗(yàn)處巖體層平面，使用磁力位移計(jì)測(cè)量錨桿相對(duì)位移量。

自錨桿植入之后開始進(jìn)行測(cè)量，保證在每天的同一時(shí)間進(jìn)行讀數(shù)，直至位移量穩(wěn)定。經(jīng)過試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，基本上在錨桿植入后60天以內(nèi)，滑移量得以穩(wěn)定。故記錄各組試驗(yàn)在錨桿植入后第60天的位移值作為滑移量。各組所得數(shù)據(jù)按表2所示。

3.數(shù)據(jù)分析

根據(jù)表2中數(shù)據(jù)，為分析其各因素對(duì)滑移量的影響程度，決定采用極差分析方法進(jìn)行處理。極差分析表如表3所示：

通過數(shù)據(jù)處理分析，得以上三個(gè)因素中，存在 ，換言之，即試驗(yàn)中的三種因素對(duì)錨桿滑移量的影響程度從大到小分別為 ，即錨固劑作用速度的影響程度最大，鉆孔孔徑作用次之，對(duì)錨桿滑移量影響最小的是錨桿長(zhǎng)度。

4.結(jié)論

通過極差分析，得到錨桿長(zhǎng)度、鉆孔孔徑以及錨固劑作用速度這三種因素對(duì)錨桿滑移量的影響程度，從大到小排序依次為錨固劑作用速度>鉆孔孔徑>錨桿長(zhǎng)度。

得到這一結(jié)論對(duì)實(shí)際工程的現(xiàn)場(chǎng)施工與設(shè)計(jì)起到重要的指導(dǎo)作用。即在施工設(shè)計(jì)過程中，為保證錨固效果，應(yīng)優(yōu)先保證錨固劑質(zhì)量，其次要求開挖鉆孔符合施工設(shè)計(jì)規(guī)范，同時(shí)滿足設(shè)定錨桿長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

[1]張明義，朱磊，白曉宇，高強(qiáng)，王鵬.鋼筋抗浮錨桿外錨固承載性能試驗(yàn)研究[J].土木建筑與環(huán)境工程，2016，38（S1）：118-124.

[2]方詩圣，寧煒，胡兮.基于正交試驗(yàn)的巖質(zhì)高邊坡錨桿支護(hù)優(yōu)化分析[J].工程與建設(shè)，2016，30（01）：80-82.

[3]張志強(qiáng)，何本國(guó)，李永瓏，張光錦，林永鵬.節(jié)理巖體隧道穩(wěn)定性影響因素正交試驗(yàn)及錨桿作用要點(diǎn)研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，35（02）：90-96.

作者簡(jiǎn)介

胡鈺、男、1985.02-、工程師、中國(guó)水利水電第十二工程局有限公司國(guó)際工程公司（公司注冊(cè)所在地：浙江、杭州）；

（作者單位：中國(guó)水利水電第十二工程局有限公司國(guó)際工程公司）