地下厂房岩锚梁裂缝成因研究和处理方法

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1、地下厂房岩锚梁裂缝成因研究和处理方法摘要：本文针对西南地区某地下厂房在施工中岩锚梁出现的裂缝问题，根据地质资料，监测结果进行了分析,提出了一些环氧树脂、控制施工过程等处理措施，使其满足稳定性和安全性的要求。关键词：地下厂房；岩锚梁；裂缝；处理1.引言岩锚梁是利用一定深度的注浆长锚杆将钢筋混凝土梁体牢牢地锚固在岩石上，它承受的荷载通过长锚杆和岩石壁面摩擦力传到岩体上。与普通的现浇梁相比,不设立柱，充分利用围岩的承载能力。由于岩锚梁是利用锚杆将钢筋混凝土结构锚固在岩壁上，其受力条件和承载能力不仅与岩体结构、锚杆参数有关，还受围压条件轮压大小和分布，洞室规模，地应力大小和

2、方向等影响。影响因素复杂，会产生许多裂缝，分析较为困难。本文对西南地区某水电站地下厂房岩锚梁的裂缝成因进行了分析并提出了处理办法。2•地下厂房简介地下厂房位于左岸山体内，由主厂房、副厂房、安装间、母线洞、主变洞、引水隧道，尾水隧道等组成，厂房轴线方向N79°E。厂房断面形状采用圆拱直墙型，断面尺寸长X宽X高为140.5mX25.0mX62.5m.。，厂房埋深100〜150m。地层岩性为T2g2-3-3灰色、浅灰色中厚层夹厚层球粒状泥晶灰岩，T2g2-3-2灰色、深灰色中厚层夹厚层、薄层细晶灰岩，晶洞灰岩（该层中上部，厚20m左右），T2g2-3~1灰色、深灰色中厚层

3、夹薄层灰岩，中部夹10m左右晶洞灰岩,顶部以薄层为主。厂区岩层单斜，产状N60°〜75。W,NEZ9°〜12°。地下厂房最大埋深150m,由自重产生的垂直应力约为3.96MPa,相应由自重产生的水平应力约为1.19MPa,二者均小于最大构造主应力o1=15.13MPa,故洞室稳定性易受构造地应力影响。厂房区为新鲜岩体，允许承载力为3〜5.5MPa,能满足厂房基础设计要求；洞室围岩主要属III2类，局部稳定性差，顶拱遇薄层岩体、夹层带等应降为IV类。3.岩锚梁情况岩锚梁全长140.5m,顶拱为T2g2-3-3球粒状泥晶灰岩及T2g2-3-2晶洞灰岩，洞顶发育jpl9-

4、7等层间软弱夹层，顶拱附近边墙为晶洞灰岩，不利于洞顶稳定与岩锚梁基础开挖成型。在岩锚梁浇筑之后，如图1,M代表多点位移计，其上标3表示3点式多点位移计，三个测点分别布置于孔口、埋深5mh和10m处，而R代表锚杆应力计。在混凝土梁中加了三根长锚杆，但是，现场监测资料表明，三根锚杆都为拉应力，表明该梁有围绕着其下部某点转动的趋势。在开挖岩锚梁下部岩层的过程中，垂直于梁长方向的裂缝有逐渐加长、加宽、增多的趋势，最后趋于稳定，就横向裂缝而言，在0.1mm到0.5mm的居多，而小于0.1或大于0.5的少，开槽探的裂缝深度大多在10cm左右；而关于纵向裂缝，大多分布在梁上部靠近

5、边墙的地方，数量较少，最多的是每个剖面3条，延伸最长的有8cm,但裂缝并没有贯穿，且在表面处宽度最大。4•裂缝成因分析4.1•如图2,埋深大的地方，位移量远小于孔口，是由于开挖后，应力变化，向自由面出移动。由于洞室有存在着裂隙而导致变形不均匀，产生裂缝。3.2•如图3,应力总的趋势是趋于稳定，从锚杆1的应力来看，是由于开挖下部时，上部桁车运动对其产生了拉应力，长度方向上的不均匀受力使岩锚梁产生了纵向裂缝。3.3•开挖下部是，爆破对边墙振动而影响到上部岩锚梁的质量，因而爆破振动使梁产生了裂缝。4.4•岩锚梁本身是一个超静定体，由于高强度锚杆的作用，是岩锚梁发生了不协调

6、变形，从而产生了裂缝。4.5,岩锚梁开始的温度较高，由于其自身的冷凝收缩以及水分散失而产生的裂缝。5•裂缝处理措施岩锚梁存在裂缝是正常的，但是要想办法使裂缝较少或对裂缝进行处理。如果裂缝不进行处理，会引起钢筋的腐蚀,将会降低混凝土耐久性和抗疲劳能力，从而降低其整体性，对结构安全不利。横向裂缝对结构安全没有太大的影响，但是裂缝的存在会使钢精锈蚀，影响其强度；纵向裂缝则应进行重视，选择合理的预防及处理措施。现拟定处理措施如下：4.1•岩锚梁施工过程中，注意温度的控制，以及水泥，沙石，水分的比例。经对比试验确定的重量比为：水泥：细砂：水二1：1.0：(0.40〜0.42)

7、。细砂用细度模数小于2.0的天然砂，使用前要过筛，不宜使用机制砂。3.2.对宽度小于0.2HUH的一般浅表性裂缝，利用混凝土表层微细独立裂缝或网状裂缝的毛细作用吸收具有良好渗透性改性环氧树脂，进行表面封闭。3.3•对宽度大于0.2mm的浅表性裂缝及所有贯穿性裂缝，采用潮湿型改性环氧树脂进行压力注浆处理。5.4•在洞室开挖第三层时，岩锚梁已经施工完成，为了减少爆破振动的影响，应进行预裂爆破，可以减少扰动。6.结束语对于岩锚梁的施工，开挖每一层都要注意，第一层要预留保护层，第三层及以后要减少扰动为主，第二层当然是重中之重。施工时注意材料的选取控制，施工后及时处理产生