玻璃鋼螺旋錨的設計和試制
摘 要：試制了一種新型玻璃鋼螺旋錨，該種螺旋錨采用漸開不等徑螺旋葉片，能逐漸排開土層中的碎礫，對土層的擾動較小。采用強質比很高的玻璃鋼代替金屬制成的錨桿具有一定的柔韌性，不易腐蝕，能延長使用壽命。還給出錨的結構和設計以及錨桿的拉伸和蠕變特性，并詳細描述了下錨的工具和方法。
1 引 言
螺旋錨作為一種錨固技術在20世紀50年代就用于巖土工程施工或原位測試的臨時錨固措施，到了70年代，加拿大等國將螺旋錨用于超高壓輸電線路桿塔的基礎和拉線地錨?？拱卧囼灡砻?，直徑為35cm螺旋錨進入黏土層深度為3.7m時的抗拔力達145kN，像木螺絲那樣，可旋轉自進到較深土層，鉆進過程擾動的圓柱形土體，經過一段時間靜置后其強度將有很大程度的恢復，故能承受較大的拉拔力，因不需灌漿，施工速度快、無環境污染。螺旋錨的另一優點是，根據錨桿在坡面的鎖緊扭矩計算抗拔力P：
T=0.2Pd （1）
式中：T為鎖緊據矩(kN?m)；P為螺紋鎖緊力(kN);d為錨桿螺紋的直徑(m)。
曾在孝感商場等基坑支護中采用螺旋錨，錨片由薄鋼板制成，焊接在鋼管錨桿上，鋼管另一端焊有鎖緊護坡面板的螺釘，用測力板手鎖緊螺母可檢測錨桿的抗拔力，但為了承擔大的入土扭矩需較大截面鋼管，而錨能承擔的抗拔力所需截面很小，引起材料的浪費，且鋼材易生銹。
從80年代開始，國內外積極探索采用新型材料代替鋼錨桿，高分子復合材料，特別是樹脂基體復合材料被廣泛應用于錨桿試驗研究，并取得進展。FRP(fibers reinforced plastic)為纖維增強塑料，其中用玻璃纖維增強的俗稱玻璃鋼。玻璃鋼具有質量輕、強度高、蠕變小、較好的切割性能、較強的抗腐蝕能力，但玻璃鋼構件的抗剪切能力差、延性小，易發生脆性破壞、不易制成形狀復雜的構件。90年代初，前蘇聯以玻璃纖維為增強材料的絞合式聚合材料試制成功，并應用于井下工業試驗。瑞士研制出全螺紋錨桿、注漿錨桿和全螺紋錨索，并在礦山、隧道等工程中得到應用。法國研制、生產出簡單實用的玻璃鋼錨桿。加拿大研制成功玻璃鋼纖維錨索等。[-page-]
本文介紹了螺旋錨玻璃鋼的基本特性、螺旋錨的結構、錨桿的拉伸和蠕變特性、下錨工具，以及與護坡結構的連接方法。
2 玻璃鋼螺旋錨材料的性質
2.1 物理力學特性
FRP螺旋錨由錨頭、錨桿和錨尾組成。材料基體為不飽和聚酯樹脂，增強體為玻璃纖維。材料的物理力學特性由江蘇九鼎新材料股份有限公司自然科學基金項目合作單提供。
錨頭采用片狀模塑料(SMC)制作，纖維含量約為30%，纖維無方向性。錨桿為拉擠單向復合材料，纖維含量約為70%。錨頭和錨桿照片見圖1。
SMC制作工藝是一種纖維增強熱固性樹脂的模壓料，其成型工藝操作簡間，并且能適應自動化、機械化生產的要求，可以改善勞動條件，適且于高效率的生產玻璃鋼產品。拉擠成型工藝是將浸漬過樹脂膠液的連續玻璃纖維束模塑成型，并且在熱模中進行固化，在牽引拉力作用下連續引拔出無限長度的玻璃鋼型材，這種工藝適宜于成型各種斷面形狀的玻璃鋼型材。錨頭和錨桿材料的物理力學特性，分別見表1和表2。[-page-]
錨頭結構比較復雜，材料的纖維含量較低，其拉伸強度和壓縮強度與錨桿相比要低得多(分別為16%和40%),可見纖維含量對玻璃鋼的強度值影響極大。目前，國外工程中采用的碳纖維加筋塑料的極限拉伸強度一般能達到2000MPa，有的甚至超過2500MPa，玻璃纖維加筋的玻璃鋼極限拉伸強度也超過1000MPa，可見國內生產出的產品力學性能還較低。
2.2 材料的安全系數
玻璃鋼材料安全系數的確定比較復雜，它涉及到產品原材料、工藝和應用的各個環節，需要從試驗研究和實踐中不斷完善，例如，在英國BS標準中，總安全系數由6個分系數組成：
Km=K0K1K2K3K4K5 （2）
式中：K0為極限強度安全系數，一般取2.0；K1為制造工藝影響系數，機械操作取1.4，手糊取1.6，噴身取3.0；K2為長期特性影響系數，取值1.2~2.0；K3為溫度影響系數，取決于樹脂的熱變形溫度和工作溫度，按相關圖查取(略)，取值1.0~1.25；K4為交變荷載影響系數，按相關圖查取(略)，聚值1.0~2.0；K5為固化過程影響系數，取值1.1~1.5。一般規定材料總安全系數不得小于6.0，手糊工藝取16.0左右。[-page-]
在FRP螺旋錨的設計中，因錨桿是用機械操作工藝生產，取K0=2.0，K1=1.4，K2=1.2，K3=1.0，K4=1.0，K5=1.1，則材料安全系數Km=3.70，取4.0，這與英國BS標準規定的一般總安全系數不得小于6.0相違背，但是國外玻璃鋼材料極限度普遍比國內要高，如果國內材料取較大的安全系數，所得材料強度設計值較小，實用價值不大?？紤]到螺旋錨使用的重要性不高， 同時考慮到實際測得的FRP錨桿蠕變應變極小，認為6個分系數按要求取值后，后得到安全系數是有效的。
2.3 設計抗拔力的確定
材料的允許抗拔力：
式中：Tam為材料的允許抗拔力(MN)：σm為材料的拉伸強度(MPa)；A為錨桿的橫截面積(m2)。
拉拔試驗的允許抗拔力：
式中：Tap為拉拔試驗的允許抗拔力(MN)；Tup為拉拔試驗的極限抗拔力(MN)；Fs為抗拔力安全系數；FRP螺旋錨用于邊坡淺層錨固，取2.0。取Tam和Tap中的較小者作為錨桿的設計抗拔力Ta。
3 玻璃鋼螺旋錨的結構
玻璃鋼螺旋錨的錨頭、錨桿和錨尾三部分通過一定方式連接，形成一個承受拉拔力的整體構件。
3.1 錨頭部分
與常鋼制螺旋錨不同，玻璃鋼螺旋錨的螺旋葉片錨頭設在一起，而不是設在錨桿上。為了在下錨過程中排開土層中的砂礫和減小對土層的擾動，螺旋葉片設計成漸開線型。為了與錨桿連接，錨頭分成兩部分，錨頭根部和錨頭端部。
螺旋葉片整體成型在錨頭根部的圓筒上，圓筒一端設兩道嚙合口與下錨鋼管嚙合，以備下錨，另一端設咬合口，與錨頭端部通過銷釘連接。圓筒的內徑漸變(形成3。錐度)，以便與錨桿通過圓臺形楔塊鎖緊(圖2)。楔塊也是由玻璃鋼制成。[-page-]
螺旋葉片的直徑由要求的抗拔力確定，設計時，將螺旋形葉片視為剛性圓形平面板，要求處于常見土基中該面積的承載力特征值不小于材料的允許抗拔力Tam。批試制的螺旋葉片直徑為200mm。葉片的厚度按均布荷載下的抗彎和抗剪要求計算，在靠近圓筒部位較厚。
3.2 錨桿
錨桿橫截面為空心圓環，由6股等弧瓣狀組成，錨桿截面尺寸由錨桿的設計抗拔力確定。錨桿插入內徑漸變的錨頭根部圓筒內，然后用楔塊鎖接，后通過銷釘連接錨頭端部。
采用6股等弧瓣狀組成的錨桿原因如下：(1)增加桿體柔性。充分發揮玻璃鋼抗拉強度高的特點，盡可能使桿體發生軸向拉伸破壞；(2)便于生產和運輸。一瓣桿件易于制模生產，且在運輸途中可形成卷材。在現現施工時，桿體可以根據設計下錨深度截取，甚至可由4瓣組成，以滿足不同的錨固要求；(3)利于排水加速土體固結，提高土體抗剪強度。批試制的6瓣錨桿構成的空心圓環，其外徑為12mm，內徑為8mm。
3.3 錨尾部分[-page-]
錨屬處的等弧瓣狀玻璃鋼桿被插入一定長度的鋼套管，鋼套管內表面形成3。錐度，用同樣的圓臺形楔塊鎖緊。鋼套管外表面設置螺紋，通過墊板、螺母與預制框架護坡連接(圖3)。大量的拉拔試驗表明，在合理的楔塊長度和錐度條件下，錨尾都是因為錨桿材料達到極限強度而破壞，不會產生拉脫破壞。
4 玻璃鋼錨桿的拉伸蠕變特性
4.1 錨桿的拉伸試驗
拉伸試驗在TZY-1型土工合成材料綜合測儀上進行，該儀器能自動記錄拉力和伸長量。由于玻璃鋼瓣狀錨桿拉伸時極易滑移或夾裂，根據錨桿內外半徑尺寸，在兩塊夾具的中間分別開了凹凸槽，選取10組試樣測定抗拉強度和延伸率。試樣計量長度即夾具間距取100mm，拉伸速率為20mm/min。[-page-]
由測試的10組數據平均得到單瓣玻璃鋼錨桿的抗拉強度為5.34kN，延伸率為5.08%?？估瓘姸鹊木讲顬?.576kN、變異系數為10.8%，伸長率的均方差和變異系數分別為0.1%和19.33%。按單瓣錨桿的截面積和表2的材料拉伸強度計算得抗拉強度為5.18kN，可見實測的抗拉強度稍大。
4.2 蠕變試驗
(1)試樣尺寸及應變測量。試樣尺寸選取與拉伸試驗相同，計量長度取100mm，伸長應變采用不銹鋼直尺人工測量，觀測時間間隔按國際標準化組織ISO的要求：當整個拉伸蠕變荷載施加完畢起，在下列時刻測量試樣長度的變化：1，2，4，8，15，30min和60min，2，4，8h和24h以及3，7，14，21d和42d等。
(2)試樣夾持方法。試樣夾具和拉伸夾具同，每組夾具由兩塊小鋁板組成，鋁板分別刻有玻璃鋼錨桿內外半徑的凹凸槽，保證了長期夾持而不滑移。
(3)試樣加載。采用恒定重量的砝碼加載，選用了3種不同的蠕變試驗拉伸荷載，為抗拉強度T的10%，20%，40%。將試樣和夾具鉛直懸吊，拉力用砝碼一次施加。
(4)試驗環境。試驗在室溫下進行，沒有調濕。
(5)試驗結果和分析，從2004年11月29日起，到2005年3月29日止，試驗歷時4個月。除加載初期的瞬時變形外，沒有觀測到蠕變應變，試驗曲線如圖4所示。
從以上試驗結果可知，玻璃鋼作為一種新型的土工合成材料，其拉伸和蠕變性能優良。
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5 玻璃鋼螺旋錨的下錨工藝
5.1 下錨鋼管和副錨片
下錨鋼管為熱軋無縫鋼管φ50×8mm。玻璃鋼螺旋錨按設計要求能廣泛應用于膨脹土等特殊土的護坡工程中。我國標準《膨脹土地區建筑技術規范》中列出大氣影響深度一般不超過5.0m，其中大氣影響急劇層深度一般不超過2.3m，可見下錨長度至少應該達到2.3m，才能得到較好的錨固效果，好能達到5.0m。按入土長度的要求，下錨鋼管每段長度為1.2m，共5節，相互之間通過螺紋連結。
為了和錨頭根部圓筒一端的兩道嚙合口嚙合，在靠近錨頭的下錨鋼管上，設一帶有副錨片的連接件，連接件的一端與鋼管羅紋連接，另一端為嚙合口和錨頭嚙合，副螺旋錨片的直徑為150mm。
5.2 下錨工藝
下錨扭矩通過下錨鋼管和連接件傳遞到錨頭，將錨頭和錨桿組件(圖1)擰到設計深度后，反旋松開嚙合口，并借助副螺旋葉片退出，該裝置還可在退出過程中借助下錨鋼管實施灌漿。
下錨過程如遇到較大的礫石可用帶副錨片的鋼制引錨工具引錨，以防玻璃鋼錨片破壞。引錨和下錨扭矩的設計值為1000N?m。圖5為手動下錨過程。
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6 結 語
玻璃鋼螺旋錨可自旋進放較深土層，在無灌漿的條件下，因撓動土的觸變性，靜置一段時間后就具有一定的抗拔力，如對撓動圓樁土體實施灌漿可望進一步提高抗拔力。玻璃鋼螺旋錨有如下幾個特點：
(1)錨頭端部采用漸開不等徑螺旋葉片，在下錨過程中砂礫等能逐漸從葉片邊緣排開，容易達到設計下錨長度，并且這種螺旋葉片的型式對土層的擾動較小。
(2)采用強質比很高的玻璃鋼代替金屬制成的錨桿，材料的抗拉強度大、無蠕變變形，具有一定的柔韌性，可以成卷運輸，同時，錨桿的長度和瓣數可根據實際下錨情況錄活截取，能滿足不同土質邊坡的錨固需要，此外，在不灌漿的情況下，空心錨桿可排除坡內水分。
(3)玻璃鋼錨桿不易產生電腐蝕和化學腐蝕，后期維護費用低，且不易老化，能用于永久工程。
(4)玻璃鋼螺旋錨可以根據設計抗拔力的大小確定是否采用灌漿，故單根螺旋錨抗拔力的取值變化區間較大，能適應不同錨固需要。
(5)下錨鋼管可兼作灌漿管使用，使下錨和灌漿一次完成。玻璃鋼螺旋錨及護坡結構采用裝配式，能實行生產工業化和施工機械化(需研制下錨機械)，從而減少施工工序，加快施工速度。
1 引 言
螺旋錨作為一種錨固技術在20世紀50年代就用于巖土工程施工或原位測試的臨時錨固措施，到了70年代，加拿大等國將螺旋錨用于超高壓輸電線路桿塔的基礎和拉線地錨?？拱卧囼灡砻?，直徑為35cm螺旋錨進入黏土層深度為3.7m時的抗拔力達145kN，像木螺絲那樣，可旋轉自進到較深土層，鉆進過程擾動的圓柱形土體，經過一段時間靜置后其強度將有很大程度的恢復，故能承受較大的拉拔力，因不需灌漿，施工速度快、無環境污染。螺旋錨的另一優點是，根據錨桿在坡面的鎖緊扭矩計算抗拔力P：
T=0.2Pd （1）
式中：T為鎖緊據矩(kN?m)；P為螺紋鎖緊力(kN);d為錨桿螺紋的直徑(m)。
曾在孝感商場等基坑支護中采用螺旋錨，錨片由薄鋼板制成，焊接在鋼管錨桿上，鋼管另一端焊有鎖緊護坡面板的螺釘，用測力板手鎖緊螺母可檢測錨桿的抗拔力，但為了承擔大的入土扭矩需較大截面鋼管，而錨能承擔的抗拔力所需截面很小，引起材料的浪費，且鋼材易生銹。
從80年代開始，國內外積極探索采用新型材料代替鋼錨桿，高分子復合材料，特別是樹脂基體復合材料被廣泛應用于錨桿試驗研究，并取得進展。FRP(fibers reinforced plastic)為纖維增強塑料，其中用玻璃纖維增強的俗稱玻璃鋼。玻璃鋼具有質量輕、強度高、蠕變小、較好的切割性能、較強的抗腐蝕能力，但玻璃鋼構件的抗剪切能力差、延性小，易發生脆性破壞、不易制成形狀復雜的構件。90年代初，前蘇聯以玻璃纖維為增強材料的絞合式聚合材料試制成功，并應用于井下工業試驗。瑞士研制出全螺紋錨桿、注漿錨桿和全螺紋錨索，并在礦山、隧道等工程中得到應用。法國研制、生產出簡單實用的玻璃鋼錨桿。加拿大研制成功玻璃鋼纖維錨索等。[-page-]
本文介紹了螺旋錨玻璃鋼的基本特性、螺旋錨的結構、錨桿的拉伸和蠕變特性、下錨工具，以及與護坡結構的連接方法。
2 玻璃鋼螺旋錨材料的性質
2.1 物理力學特性
FRP螺旋錨由錨頭、錨桿和錨尾組成。材料基體為不飽和聚酯樹脂，增強體為玻璃纖維。材料的物理力學特性由江蘇九鼎新材料股份有限公司自然科學基金項目合作單提供。
錨頭采用片狀模塑料(SMC)制作，纖維含量約為30%，纖維無方向性。錨桿為拉擠單向復合材料，纖維含量約為70%。錨頭和錨桿照片見圖1。
SMC制作工藝是一種纖維增強熱固性樹脂的模壓料，其成型工藝操作簡間，并且能適應自動化、機械化生產的要求，可以改善勞動條件，適且于高效率的生產玻璃鋼產品。拉擠成型工藝是將浸漬過樹脂膠液的連續玻璃纖維束模塑成型，并且在熱模中進行固化，在牽引拉力作用下連續引拔出無限長度的玻璃鋼型材，這種工藝適宜于成型各種斷面形狀的玻璃鋼型材。錨頭和錨桿材料的物理力學特性，分別見表1和表2。[-page-]
錨頭結構比較復雜，材料的纖維含量較低，其拉伸強度和壓縮強度與錨桿相比要低得多(分別為16%和40%),可見纖維含量對玻璃鋼的強度值影響極大。目前，國外工程中采用的碳纖維加筋塑料的極限拉伸強度一般能達到2000MPa，有的甚至超過2500MPa，玻璃纖維加筋的玻璃鋼極限拉伸強度也超過1000MPa，可見國內生產出的產品力學性能還較低。
2.2 材料的安全系數
玻璃鋼材料安全系數的確定比較復雜，它涉及到產品原材料、工藝和應用的各個環節，需要從試驗研究和實踐中不斷完善，例如，在英國BS標準中，總安全系數由6個分系數組成：
Km=K0K1K2K3K4K5 （2）
式中：K0為極限強度安全系數，一般取2.0；K1為制造工藝影響系數，機械操作取1.4，手糊取1.6，噴身取3.0；K2為長期特性影響系數，取值1.2~2.0；K3為溫度影響系數，取決于樹脂的熱變形溫度和工作溫度，按相關圖查取(略)，取值1.0~1.25；K4為交變荷載影響系數，按相關圖查取(略)，聚值1.0~2.0；K5為固化過程影響系數，取值1.1~1.5。一般規定材料總安全系數不得小于6.0，手糊工藝取16.0左右。[-page-]
在FRP螺旋錨的設計中，因錨桿是用機械操作工藝生產，取K0=2.0，K1=1.4，K2=1.2，K3=1.0，K4=1.0，K5=1.1，則材料安全系數Km=3.70，取4.0，這與英國BS標準規定的一般總安全系數不得小于6.0相違背，但是國外玻璃鋼材料極限度普遍比國內要高，如果國內材料取較大的安全系數，所得材料強度設計值較小，實用價值不大?？紤]到螺旋錨使用的重要性不高， 同時考慮到實際測得的FRP錨桿蠕變應變極小，認為6個分系數按要求取值后，后得到安全系數是有效的。
2.3 設計抗拔力的確定
材料的允許抗拔力：
式中：Tam為材料的允許抗拔力(MN)：σm為材料的拉伸強度(MPa)；A為錨桿的橫截面積(m2)。
拉拔試驗的允許抗拔力：
式中：Tap為拉拔試驗的允許抗拔力(MN)；Tup為拉拔試驗的極限抗拔力(MN)；Fs為抗拔力安全系數；FRP螺旋錨用于邊坡淺層錨固，取2.0。取Tam和Tap中的較小者作為錨桿的設計抗拔力Ta。
3 玻璃鋼螺旋錨的結構
玻璃鋼螺旋錨的錨頭、錨桿和錨尾三部分通過一定方式連接，形成一個承受拉拔力的整體構件。
3.1 錨頭部分
與常鋼制螺旋錨不同，玻璃鋼螺旋錨的螺旋葉片錨頭設在一起，而不是設在錨桿上。為了在下錨過程中排開土層中的砂礫和減小對土層的擾動，螺旋葉片設計成漸開線型。為了與錨桿連接，錨頭分成兩部分，錨頭根部和錨頭端部。
螺旋葉片整體成型在錨頭根部的圓筒上，圓筒一端設兩道嚙合口與下錨鋼管嚙合，以備下錨，另一端設咬合口，與錨頭端部通過銷釘連接。圓筒的內徑漸變(形成3。錐度)，以便與錨桿通過圓臺形楔塊鎖緊(圖2)。楔塊也是由玻璃鋼制成。[-page-]
螺旋葉片的直徑由要求的抗拔力確定，設計時，將螺旋形葉片視為剛性圓形平面板，要求處于常見土基中該面積的承載力特征值不小于材料的允許抗拔力Tam。批試制的螺旋葉片直徑為200mm。葉片的厚度按均布荷載下的抗彎和抗剪要求計算，在靠近圓筒部位較厚。
3.2 錨桿
錨桿橫截面為空心圓環，由6股等弧瓣狀組成，錨桿截面尺寸由錨桿的設計抗拔力確定。錨桿插入內徑漸變的錨頭根部圓筒內，然后用楔塊鎖接，后通過銷釘連接錨頭端部。
采用6股等弧瓣狀組成的錨桿原因如下：(1)增加桿體柔性。充分發揮玻璃鋼抗拉強度高的特點，盡可能使桿體發生軸向拉伸破壞；(2)便于生產和運輸。一瓣桿件易于制模生產，且在運輸途中可形成卷材。在現現施工時，桿體可以根據設計下錨深度截取，甚至可由4瓣組成，以滿足不同的錨固要求；(3)利于排水加速土體固結，提高土體抗剪強度。批試制的6瓣錨桿構成的空心圓環，其外徑為12mm，內徑為8mm。
3.3 錨尾部分[-page-]
錨屬處的等弧瓣狀玻璃鋼桿被插入一定長度的鋼套管，鋼套管內表面形成3。錐度，用同樣的圓臺形楔塊鎖緊。鋼套管外表面設置螺紋，通過墊板、螺母與預制框架護坡連接(圖3)。大量的拉拔試驗表明，在合理的楔塊長度和錐度條件下，錨尾都是因為錨桿材料達到極限強度而破壞，不會產生拉脫破壞。
4 玻璃鋼錨桿的拉伸蠕變特性
4.1 錨桿的拉伸試驗
拉伸試驗在TZY-1型土工合成材料綜合測儀上進行，該儀器能自動記錄拉力和伸長量。由于玻璃鋼瓣狀錨桿拉伸時極易滑移或夾裂，根據錨桿內外半徑尺寸，在兩塊夾具的中間分別開了凹凸槽，選取10組試樣測定抗拉強度和延伸率。試樣計量長度即夾具間距取100mm，拉伸速率為20mm/min。[-page-]
由測試的10組數據平均得到單瓣玻璃鋼錨桿的抗拉強度為5.34kN，延伸率為5.08%?？估瓘姸鹊木讲顬?.576kN、變異系數為10.8%，伸長率的均方差和變異系數分別為0.1%和19.33%。按單瓣錨桿的截面積和表2的材料拉伸強度計算得抗拉強度為5.18kN，可見實測的抗拉強度稍大。
4.2 蠕變試驗
(1)試樣尺寸及應變測量。試樣尺寸選取與拉伸試驗相同，計量長度取100mm，伸長應變采用不銹鋼直尺人工測量，觀測時間間隔按國際標準化組織ISO的要求：當整個拉伸蠕變荷載施加完畢起，在下列時刻測量試樣長度的變化：1，2，4，8，15，30min和60min，2，4，8h和24h以及3，7，14，21d和42d等。
(2)試樣夾持方法。試樣夾具和拉伸夾具同，每組夾具由兩塊小鋁板組成，鋁板分別刻有玻璃鋼錨桿內外半徑的凹凸槽，保證了長期夾持而不滑移。
(3)試樣加載。采用恒定重量的砝碼加載，選用了3種不同的蠕變試驗拉伸荷載，為抗拉強度T的10%，20%，40%。將試樣和夾具鉛直懸吊，拉力用砝碼一次施加。
(4)試驗環境。試驗在室溫下進行，沒有調濕。
(5)試驗結果和分析，從2004年11月29日起，到2005年3月29日止，試驗歷時4個月。除加載初期的瞬時變形外，沒有觀測到蠕變應變，試驗曲線如圖4所示。
從以上試驗結果可知，玻璃鋼作為一種新型的土工合成材料，其拉伸和蠕變性能優良。
[-page-] 5 玻璃鋼螺旋錨的下錨工藝
5.1 下錨鋼管和副錨片
下錨鋼管為熱軋無縫鋼管φ50×8mm。玻璃鋼螺旋錨按設計要求能廣泛應用于膨脹土等特殊土的護坡工程中。我國標準《膨脹土地區建筑技術規范》中列出大氣影響深度一般不超過5.0m，其中大氣影響急劇層深度一般不超過2.3m，可見下錨長度至少應該達到2.3m，才能得到較好的錨固效果，好能達到5.0m。按入土長度的要求，下錨鋼管每段長度為1.2m，共5節，相互之間通過螺紋連結。
為了和錨頭根部圓筒一端的兩道嚙合口嚙合，在靠近錨頭的下錨鋼管上，設一帶有副錨片的連接件，連接件的一端與鋼管羅紋連接，另一端為嚙合口和錨頭嚙合，副螺旋錨片的直徑為150mm。
5.2 下錨工藝
下錨扭矩通過下錨鋼管和連接件傳遞到錨頭，將錨頭和錨桿組件(圖1)擰到設計深度后，反旋松開嚙合口，并借助副螺旋葉片退出，該裝置還可在退出過程中借助下錨鋼管實施灌漿。
下錨過程如遇到較大的礫石可用帶副錨片的鋼制引錨工具引錨，以防玻璃鋼錨片破壞。引錨和下錨扭矩的設計值為1000N?m。圖5為手動下錨過程。
[-page-] 6 結 語
玻璃鋼螺旋錨可自旋進放較深土層，在無灌漿的條件下，因撓動土的觸變性，靜置一段時間后就具有一定的抗拔力，如對撓動圓樁土體實施灌漿可望進一步提高抗拔力。玻璃鋼螺旋錨有如下幾個特點：
(1)錨頭端部采用漸開不等徑螺旋葉片，在下錨過程中砂礫等能逐漸從葉片邊緣排開，容易達到設計下錨長度，并且這種螺旋葉片的型式對土層的擾動較小。
(2)采用強質比很高的玻璃鋼代替金屬制成的錨桿，材料的抗拉強度大、無蠕變變形，具有一定的柔韌性，可以成卷運輸，同時，錨桿的長度和瓣數可根據實際下錨情況錄活截取，能滿足不同土質邊坡的錨固需要，此外，在不灌漿的情況下，空心錨桿可排除坡內水分。
(3)玻璃鋼錨桿不易產生電腐蝕和化學腐蝕，后期維護費用低，且不易老化，能用于永久工程。
(4)玻璃鋼螺旋錨可以根據設計抗拔力的大小確定是否采用灌漿，故單根螺旋錨抗拔力的取值變化區間較大，能適應不同錨固需要。
(5)下錨鋼管可兼作灌漿管使用，使下錨和灌漿一次完成。玻璃鋼螺旋錨及護坡結構采用裝配式，能實行生產工業化和施工機械化(需研制下錨機械)，從而減少施工工序，加快施工速度。
