①课题来源与背景

深基坑、高边坡工程越来越多，支护工程面临的岩土工程问题以及同周围环境的协调发展问题越来越复杂。我院已有的专利技术《一种高压旋喷扩大头锚杆及其施工方法》在部分现场试验中已经被证明能够较好地解决支护工程中面临的技术难题，但有待进一步研究推广。2014年我院承担的《边坡支护扩大头锚杆技术研究及设备研发和推广》正式立项为陕西省陕西省科技统筹创新工程计划-重大科技成果转化引导专项项目。

②研究目的与意义

深入研究扩大头锚杆技术，明确抗拔承载力机理，改进施工设备和工艺，不断推广应用该技术对提高锚杆抗拔承载力，降低工程造价，保护环境，特别是确保复杂环境条件下的边坡工程安全，具有重要意义。

③主要创见与创新

本项目通过收集资料，结合已有的专利技术，重点对底部扩大头锚杆技术进行了现场试验及推广应用，编制了该工艺的设计和施工规程，并基于底部扩大头锚杆承载力提高原理，创新提出了多段扩大头锚杆技术，发明了专门的室内模型试验设备，完成了该工艺的室内模型试验和数值计算分析，得出了承载力影响因素及规律，承载特性和破坏模型，主要研究成果包括：

（1）通过查阅文献，结合理论分析，总结介绍了锚固技术的发展历程、现有锚固技术的特点和存在问题并阐述了扩大头锚杆的理论研究现状、施工技术和锚固机理。

（2）通过开展底部扩大头锚杆技术的现场试验，分析了抗拔承载力试验结果，对比普通型锚杆技术，发现底部扩大头锚杆的承载特性得到极大提高，并在西安等多处示范基地进行技术推广应用，编制了该工艺的设计规程和施工规程。

（3）依据扩大头锚杆技术的承载力提高原理，提出了多段扩大头锚杆技术，研制了专门的室内模型试验设备，开展了系统的室内模型试验，研究了多段扩大头锚杆在黄土、砂土中的竖向和斜向的拉拔承载力特性和破坏模型，总结了锚杆极限抗拔承载力的影响因素。

（4）在多段扩大头锚杆模型试验的基础上进行数值模拟，进一步研究了多段扩大头锚杆的承载特性、破坏模式、群锚效应。

④社会经济效益，存在的问题

（1）经济效益

项目成果创新驱动效益显著，2014至2017年，我院与锚杆技术相关的新增项目合同额11158.5万元，累计效益约2300万元；在提供相同的承载力条件下，高压旋喷扩大头锚杆技术可节约用料约37%，泥浆排放可减少40%以上，在节能减排、绿色环保方面效果显著。

（2）社会效益

通过现场试验和工程应用推广，高压旋喷扩大头锚杆工艺得到了不断的创新和完善，推动了基坑和边坡的防护加固技术的进步，编制的设计、施工规程极大地推动了该技术的规范化使用；该技术的研发应用不仅能够节约了工期、人力、机械的投入成本，而且为对锚杆设计长度有极大限制的基坑防护工程的设计施工提供可行的技术保证。

（3）存在的问题

项目提出的多段型扩大头锚杆技术的研究还处于初级阶段，研究成果主要集中在室内模型试验和数值计算方面，有待进一步开展现场试验研究，不断总结实际工程应用经验。