錨桿作為一種支護(hù)形式用作基坑圍護(hù)工程已近五十年，它一端與圍護(hù)墻連接，另一端錨固在穩(wěn)定地層中，使作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的水土壓力，通過自由段傳遞到錨固段，再由錨固段將錨桿拉力傳遞到穩(wěn)定土層中去。與其他設(shè)置內(nèi)支撐的支護(hù)形式相比，采用錨桿支護(hù)形式，節(jié)省了大量?jī)?nèi)支撐和豎向支承鋼立柱的設(shè)置和拆除，因此經(jīng)濟(jì)性相對(duì)于內(nèi)支撐支護(hù)形式具有較大的優(yōu)勢(shì)，而且由于錨桿設(shè)置在圍護(hù)墻的背后，為基坑工程的土方開挖、地下結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了開闊的空間，有利于提高施工效率和地下工程的質(zhì)量。但錨桿支護(hù)受到地層條件和環(huán)境條件的限制，主要指?jìng)髁Φ貙拥牡刭|(zhì)條件使錨桿力能否有效地傳遞，以及錨桿有可能超越用地紅線對(duì)紅線以外的已建建（構(gòu)）筑物形成不利影響或者形成將來地下空間開發(fā)的障礙。
錨桿結(jié)構(gòu)一般由錨頭、自由段以及錨固段三部分組成，其中錨固段用水泥漿或水泥砂漿將桿體（普通鋼筋或者預(yù)應(yīng)力筋）與土體粘結(jié)在一起形成錨桿的錨固體。錨桿按其使用年限分為臨時(shí)性錨桿（使用時(shí)間<2 年）和永久性錨桿（使用時(shí)間>2 年）。臨時(shí)性錨桿和永久性錨桿的設(shè)計(jì)安全度、防腐處理以及錨頭構(gòu)造都有不同的要求。作為基坑工程使用的錨桿，有效作用時(shí)間通常都在一年左右，因此對(duì)用于基坑支護(hù)的錨桿可按臨時(shí)性錨桿考慮。
錨桿支護(hù)技術(shù)在基坑工程領(lǐng)域經(jīng)過多年的應(yīng)用和發(fā)展，已經(jīng)形成多種成熟的、可供選擇的錨桿形式。錨桿的具體選型需根據(jù)工程水文土層地質(zhì)條件、周邊環(huán)境情況以及基坑工程的面積及開挖深度等特點(diǎn)確定。
一、預(yù)應(yīng)力錨桿與非預(yù)應(yīng)力錨桿
錨桿一般按照是否施工預(yù)應(yīng)力可分為預(yù)應(yīng)力錨桿和非預(yù)應(yīng)力錨桿。預(yù)應(yīng)力錨桿由自由段和錨固段組成，一般采用鋼絞線作為錨桿桿體。施工流程上應(yīng)先成孔，其后放置錨桿桿體，之后進(jìn)行錨桿漿體的施工，漿體施工完畢并達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度之后，對(duì)鋼絞線進(jìn)行張拉施工預(yù)應(yīng)力。由于預(yù)應(yīng)力錨桿需進(jìn)行張拉的程序，錨桿在下層土方開挖之前便可提供支護(hù)錨固力，因此該類型錨桿具有控制變形能力強(qiáng)的特點(diǎn)，而且前期的張拉工序能預(yù)先檢驗(yàn)錨桿的承載力，質(zhì)量更容易得到保證。預(yù)應(yīng)力錨桿施工工藝相對(duì)復(fù)雜、施工造價(jià)相對(duì)較高，但具有承載能力高、控制基坑變形能力強(qiáng)的特點(diǎn)，適用于對(duì)周圍環(huán)境保護(hù)要求較高、開挖深度較深的深基坑工程中。
非預(yù)應(yīng)力錨桿與預(yù)應(yīng)力錨桿不同，沒有自由鍛通長(zhǎng)均為錨固段，采用普通的鋼筋作為錨桿桿體，錨桿成孔后置入鋼筋桿體，進(jìn)行注漿后即完成錨桿的所有工序。該類型錨桿需在基坑開挖下批土方，錨桿產(chǎn)生變形趨勢(shì)之后才發(fā)揮錨固作用，因此控制基坑變形能力相對(duì)于預(yù)應(yīng)力錨桿差，而且缺乏成套行之有效的檢驗(yàn)手段和施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。非預(yù)應(yīng)力錨桿控制基坑變形能力和承載能力一般，但施工工藝簡(jiǎn)單、工序少而且工程造價(jià)相對(duì)較低，一般適用于周圍環(huán)境無特殊保護(hù)要求、開挖深度一般的深基坑工程中。
預(yù)應(yīng)力錨桿與非預(yù)應(yīng)力錨桿結(jié)構(gòu)構(gòu)造的比較
二、拉力型錨桿與壓力型錨桿
拉力型錨桿與壓力型錨桿的共性特點(diǎn)在于工作狀態(tài)時(shí)錨桿桿體均處于受拉狀態(tài)，不同點(diǎn)在于錨桿受荷后其固定段內(nèi)的灌漿體分別處于受拉或者受壓狀態(tài)。
拉力型錨桿工作時(shí)，錨桿灌漿體處于受拉狀態(tài)，由于灌漿體抗拉強(qiáng)度很小，工作狀態(tài)時(shí)漿體容易出現(xiàn)張拉裂縫，地下水極易通過裂縫滲入錨桿內(nèi)部，從而導(dǎo)致錨桿桿體長(zhǎng)期的防腐性差。但拉力型錨桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便以及具有較好的經(jīng)濟(jì)性，因此該類型錨桿在無特殊要求的深基坑工程中得到較為廣泛的應(yīng)用，當(dāng)前基坑工程中的錨桿多采用此類型錨桿。
壓力型錨桿工作狀態(tài)灌漿體受壓，灌漿體不易開裂，錨桿防腐蝕性較好，可用于永久性錨固工程，而且灌漿體受壓性能遠(yuǎn)優(yōu)于其受拉性能，因此壓力型錨桿受力性能優(yōu)于拉力型錨桿，另外由于錨桿芯體與灌漿體之間采取隔離措施，為錨桿使用完畢回收錨桿芯體創(chuàng)造了條件。總的來看，壓力型錨桿施工工藝相對(duì)于拉力型錨桿復(fù)雜，而且造價(jià)也相對(duì)較高，一定程度限制其應(yīng)用發(fā)展，但其防腐蝕性能較好，特別是具有可錨桿芯體可回收、對(duì)周邊地下空間開發(fā)不造成障礙的特點(diǎn)，是今后基坑工程支護(hù)形式的發(fā)展應(yīng)用方向之一。
三、單孔單一錨固和單孔復(fù)合錨固
單孔單一錨固指在一個(gè)鉆孔中只有一根獨(dú)立的錨桿，其預(yù)應(yīng)力僅通過唯一一個(gè)錨固體傳遞至地層，錨固體會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象，而應(yīng)力集中過大將易產(chǎn)生錨固漿體破壞或周圍地層的破壞，從而降低錨桿的承載力。上述的拉力型錨桿及壓力型錨桿均屬于單孔單一錨固型錨桿，由于單孔單一錨固型施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、工藝成熟、具有大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)，因此目前工程中大量使用的是單孔單一錨固型錨桿。
隨著深基坑工程呈深、大方向的發(fā)展，對(duì)錨桿承載力等性能要求更高，由于單孔單一錨固型錨桿難以克服應(yīng)力集中的負(fù)面因素，其承載力難以較大幅度的提升，單孔復(fù)合錨固型錨桿則是一種較為新型的錨桿，其是在同一鉆孔中設(shè)置多個(gè)單元錨桿，以將原本集中的荷載均勻分散至多個(gè)單元錨桿之上，從而大大改善單孔單一錨固型錨桿應(yīng)力集中的現(xiàn)象，使其具有相同長(zhǎng)度下相對(duì)于單孔單一錨固型錨桿具有更高的錨固力，大幅度的提高錨桿的承載力以及其他方面的性能。
單孔復(fù)合錨固體系與單孔單一錨固體系的比較
四、可拆卸回收式錨桿
當(dāng)基坑鄰近建筑物紅線而不允許采用永久式錨桿時(shí)，或者基坑周邊地下空間有開發(fā)的規(guī)劃，不允許設(shè)置永久性錨桿時(shí)，應(yīng)采用可拆卸回收式錨桿，待基坑工程施工結(jié)束，錨桿結(jié)束其服務(wù)期后，便可將其中的鋼絞線從孔中抽出回收，達(dá)到回收錨桿桿體的目的，從而避免對(duì)后續(xù)地下空間的開發(fā)形成障礙。
根據(jù)桿體回收的不同機(jī)理，目前工程中一般有機(jī)械式可回收錨桿、化學(xué)式可回收錨桿以及力學(xué)式可回收錨桿等三種可拆卸回收式錨桿。
五、玻璃纖維錨桿
玻璃纖維錨桿的應(yīng)用與可拆卸回收式錨桿一樣，同樣是為了不影響周圍地下空間的開發(fā)，即錨桿桿體的材料采用玻璃纖維，利用玻璃纖維抗拉強(qiáng)度高，抗剪、抗折強(qiáng)度低、脆性的特點(diǎn)，機(jī)械可斷不會(huì)對(duì)影響范圍的地下空間開發(fā)形成障礙物。
由于玻璃纖維抗剪強(qiáng)度較低，在豎向變形較大的區(qū)域應(yīng)慎重，以避免因豎向變形過大造成桿體剪斷。因此當(dāng)基坑周邊環(huán)境對(duì)變形要求較高，采用玻璃纖維錨桿進(jìn)行支護(hù)時(shí)應(yīng)慎重，若必須采用玻璃纖維錨桿，應(yīng)考慮適當(dāng)增加其截面。
六、自鉆式中空注漿錨桿
自鉆式中空注漿錨桿是一種新型錨桿，其將鉆孔、錨桿安裝、注漿、錨固合而為一，具有施工速度快、錨固力大、防腐性能好、工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。其注漿工藝是在鉆孔后立即從錨桿的中孔向內(nèi)注漿，漿液達(dá)到孔底后，即沿著孔壁與錨桿壁間自底向孔口進(jìn)行充填，因而不僅保證了及時(shí)支護(hù)地層，同時(shí)也保證了鉆孔中注漿的飽滿，并能充填鉆孔周壁的地層縫隙，增大了錨固力。另外，由于孔外錨端的螺母擰緊力作用，可作為預(yù)應(yīng)力錨桿進(jìn)行設(shè)計(jì)。
自鉆式中空注漿錨桿適合在破碎而極易坍孔的地層中應(yīng)用，甚至在砂卵石或淤泥質(zhì)地層中也能采用，從根本上扭轉(zhuǎn)了在松軟、破碎等不良地層中無法安放錨桿或錨桿長(zhǎng)度不能滿足設(shè)計(jì)要求的狀況。
七、全套管跟進(jìn)錨桿
在高地下水位、粉砂土地基中進(jìn)行錨桿施工時(shí)，如不采用輔助措施直接鉆孔，容易產(chǎn)生坍孔、流砂，土顆粒大量流失造成周邊地面沉陷，嚴(yán)重時(shí)將影響到基坑工程的安全。此時(shí)可采用全套管跟進(jìn)錨桿，即在孔口外接套管斜向上一定高度、套管內(nèi)灌水保持水壓平衡后再進(jìn)行鉆孔施工，從而避免鉆孔發(fā)生流砂、坍孔現(xiàn)象。
