玻璃纤维增强聚合物锚杆在地下结构抗浮工程中的研究进展

郑晨¹，白晓宇^1,2，张明义^1,2，王海刚¹

1. 青岛理工大学土木工程学院2. 山东省高等学校蓝色经济区工程建设与安全协同创新中心

摘 要：随着地下空间的不断开发利用,地下结构的埋深越来越大,对岩土体进行锚固已成为工程中至关重要的一环。由于全球环境污染造成极端气候频发,许多城市经常出现地下水位暴涨,从而产生较大的浮力,威胁到建筑结构整体的稳定性。抗浮锚杆因具有施工便捷、成本低、工期短、分散应力、抗浮效果好等优势,成为目前广泛推广的抗浮措施。钢筋锚杆即使采取涂覆防锈层或在注浆中掺加防腐剂等防锈措施,在复杂的地下环境中也极易发生锈蚀,无法作为永久性锚固结构使用,严重影响建筑物的使用寿命,因此选用耐久性较好的锚杆是现阶段抗浮工程中的研究热点。玻璃纤维增强聚合物(Glass fiber reinforced polymer,GFRP)抗浮锚杆与传统钢筋抗浮锚杆相比具有更高的抗拉强度、优异的耐腐蚀性能及良好的绝缘性能,与芳纶纤维增强聚合物(AFRP)锚杆、碳纤维增强聚合物(CFRP)、玄武岩纤维增强聚合物(BFRP)锚杆相比价格更低、性价比更高,近年来在地下结构抗浮工程中备受推崇和青睐。虽然GFRP材料用作锚杆的年限较短,且GFRP锚杆用于地下结构抗浮工程中的相关试验研究较少,未有较为完善的锚固系统应力传递机制及有关GFRP材料与混凝土间黏结性能的研究,有关部门未制定适用于GFRP材料的抗浮锚杆技术规程,但其取代钢筋锚杆用于岩土工程中的研究趋势逐年增长。本文简要介绍了GFRP抗浮锚杆的主要组成部分及工作原理,并对GFRP锚杆在地下结构工程中的抗浮设计相关的试验研究以及在试验基础上进行数值模拟分析的研究现状进行介绍,分析讨论GFRP锚杆在抗浮工程应用中存在的不足,并对GFRP锚杆在抗浮工程领域的未来发展提出建议。

关键词：GFRP锚杆;抗浮锚杆;纤维增强材料;地下工程;锚固特性;数值模拟;