岩土工程 锚固工程

6锚固工程4/29/202316.1概述6.1.1锚固技术的分类利用粘结介质或某种锁紧机构将金属杆件（高抗拉性能材料）一端固定在较稳定的岩土层中，另一端与工程构筑物相连，以承担构筑物的荷载，维护建筑物的稳定，控制住围岩的变形。1、胶结式锚杆：水泥砂浆、树脂、快硬水泥卷；2、机械内锚头锚杆：楔缝式、楔头式、胀壳式；3、机械摩擦式锚杆：缝管式、楔管式；4、土钉（喷锚支护）：钻孔注浆型、打入型、射入型等；5、树根桩（抗滑桩）6、人工填土中的锚杆：加筋土、锚定板；7、其它：普通/预应力；金属/木头/土工聚合物；临时/永久；岩石/土层等。6.1概述

6.1.2锚固技术的发展与应用1、锚固技术的发展1911年，美国首次采用岩石锚杆用于矿山巷道支护；1957年，德国首次采用土层锚杆用于深基坑支护；1972年，法国首次采用土钉墙用于铁路边坡支护；我国改革开放以后，锚固技术突飞猛进发展，与时俱进。2、锚固技术的应用领域（1）基坑支护工程；（2）岩石边坡治理；（3）桥台、铁塔加固；（4）挡土墙、重力坝加固（5）隧道衬砌加固；（6）船坞加固；（7）纠偏工程；（8）锚杆静压桩施工法。6.1概述

6.1.3锚固技术的特点（1）充分利用岩土体自身条件，增加自稳能力；（2）锚固地层范围广；（3）作业空间占用少；（4）节约钢支撑等大量材料，改善施工条件；（5）施加预应力，控制锚头变位量在0.2%以内；（6）施工时噪音小，对环境无污染；（7）灌浆质量对锚杆极限抗拔力影响大；（8）拉杆长期受力下的蠕变、松弛问题不可忽略。6.2水泥砂浆锚杆技术

6.2.1锚杆的构造

6.2.2锚杆的受力分析

1、锚杆的受力分析灌浆式锚杆承受极限荷载时，锚固体内有握固力、岩土与锚固体的摩擦阻力、岩土体的抗剪强度等。（1）土层锚杆：因锚固的土体抗剪强度确比岩石小得多，并且比锚固体与拉杆之间的握固力还小，故进行土层锚杆承载力确定时，主要考虑锚固体与土体之间的摩擦阻力及土体的抗剪强度，要求灌注的砂浆结石体标准抗压强度不低于20MPa。即土层锚杆常常因土的抗剪强度不足而发生破坏。（2）岩石锚杆：岩层锚杆往往因混凝土对拉杆的握固力不足而发生破坏的；要求水泥砂浆结石体标准抗压强度不低于30MPa。6.2.2锚杆的受力分析2、锚固作用实现四个条件（1）拉杆的抗拉强度足够；（2）锚固体对拉杆筋的握固力足够；（3）岩、土体的抗剪强度或摩阻力足够；（4）锚杆整体稳定性有保证。

6.2.3锚杆的设计

1、锚杆的布置

2、锚杆的承载能力

2、锚杆的承载能力

6.2.3锚杆的设计6.2.3锚杆的设计6.2.蔬4锚杆孩的施工锚杆施准工工艺测流程：凡（1）源锚孔钻魄进；（壁2）拉哗杆的组拾装与安墨放；（俯3）灌赠注浆液含（一次圾灌浆或晨二次高的压灌浆巴）；（披4）张飘拉与锁晓定等。1、锚陈杆成孔罚方法（1）疲长螺旋标钻进：胜可在钻昼具提出挨前或后犬下拉杆肃灌浆；也可用设土层自叛钻式钻跨具施工感。（2）厅回转钻伯进：需葡有水循厉环，现挣场泥泞午大。（3）冲百击回转钻蛇进：岩层涨体积碎岩决;土层冲讲击挤密成黑孔。（4）潜思钻钻进：普凿岩机成扛孔，主要驶为隧道锚烤杆施工。2、拉劝杆的组撤装与安厘放一次注海浆锚拉跟杆的组恒装；二次高成压注浆耻锚拉杆秒的组装私；钢铰线与洒高强钢丝胶锚拉杆的步组装；扩大头构注浆锚两拉杆的欢组装（感倒刺状卡）；拉杆组装似注意事项勒：（1）按乌设计要求网制作锚杆蚊，为使锚绑杆处于钻援孔中心，宵应在锚杆怜杆件上安风设定中架滋或隔离架饲（粗钢筋雅杆体沿轴牲线方向每雪隔1.0唤～2.0跨m设置一哗个定中架掠，钢绞线烛或钢丝束练每隔1.识0～1.术5m设置现一个隔离厦架）。（2）鹿锚杆钢岭筋或钢依丝平直麻、顺直耐、除油苹除绣。日杆体自滨由段应乎用塑料府布或塑乓料管包手扎，与诵锚固体师连接处荷用铅丝苍绑扎。（3）私安放锚更杆杆体滔时，应厚防止杆婚体扭曲告、压弯法，注浆砖管宜随尘锚杆一荒同放入余孔内，瓜管端距阻孔底为股50～梁100睛mm，提杆体放啦入角度踩与钻孔误倾角保梳持一致场，安好俩后使杆济体始终肠处于钻傍孔中心（4）若燥孔壁坍塌策，应重新辈透孔、清门孔，直至崖顺利送入锡锚杆为止眯。3、注僻浆方法一次注浆锤：常压，嘉可灌注水运泥浆或水痒泥砂浆。二次高娃压注浆芳：分二眉次灌浆耳，第一蚀次常压盏；第二粘次高压抚灌浆（凝纯水泥丑浆，且陪在第一皮次灌浆门初凝之落前进行婚，至少阅2小时抗以后实孔施灌浆泰。注浆注意撑事项：（1）转浆液选潜用水泥燃：砂=唇1：1取或1：肯2，水体灰比0城.38番～0.涨45的撒水泥砂稳浆或纯肾水泥浆抄，必要勒时可加抗入一定严量的外颜加剂或茧掺合料付。（2）浆鲜液应搅拌出均匀，过跨筛，随搅烤随用，浆苹液应在初谢凝前用完班。（3）常搜压注浆采喊用浆泵将拿浆液经压获浆管输送铃至孔底，蜘再由孔底座返出孔口懂，待孔口歼溢出浆液狱或排气管婶停止排气年时，可停慨止注浆。（4）浆登液硬化后匙不能充满皂锚固体时踢，应进行成补浆，注悬浆量不得养小于计算形量，其充货盈系数为幻玉1.1～级1.3。（5）且注浆时叶，宜边浇灌注边励拔出注径浆管。兔但应注达意管口妈应始终武处于浆墓面以下突2m，狐注浆时热应随时锄活动注肚浆管，苦待浆液扇溢出孔米口时全础部拔出敲。（6）注弹浆完毕应问将外露钢杂筋清洗干携净，并保羊护好。4、锚掩杆防腐（1）锚冲杆锚固段妖的防腐①一般腐鸦蚀环境中朋的永久锚皮杆，其锚寒固段内杆晓体可采用甘水泥浆或宗砂浆封闭梯防腐，但狡杆体周围帝必须有2叶0mm厚偿的保护层浅。②严重腐液蚀环境永谁久锚杆，绿其锚固段田内杆体宜旁用波纹管免外套，管塞内孔隙用诸环氧树脂森或水泥浆摸充填，套腿管周围保简护层厚度删不得小于嘱10mm羡。③临时择性锚杆察锚固段耽杆体应哲采用水缝泥浆封燃闭防腐颠，杆体食周围保康护层厚仓度不得娃小于1悄0mm呀。（2）盗锚杆自由畜段的防腐①永久驶性锚杆下自由段捐内杆体生表面涂尸润滑油滑或防腐在漆，再惹包裹塑携料布，供在塑料企布面再章涂润滑伟油，最朗后装入幸塑料套扔管中，臭形成双感层防腐虎。②临时性汇锚杆的自查由段杆体榜可采用涂吗润滑油或毛防腐漆，牧再包裹塑搞料布等简高易防腐措井施。（3）反外露锚辞杆部分炮的防腐肌处理①永久椒性锚杆采朽用外露头临时，必须运涂以沥青餐等防腐材婆料，再采刺用混凝土级密封，外帽露钢板和晨锚具的保女护层厚度现不得小于纯25mm凳。②永谊久性锚可杆采用死盒具密守封时，熟必须用各润滑油背填充盒德具的空迁隙。③临桐时性锚截杆的锚爸头宜采斯用沥青祸防腐。5、张拉采与锁定，苗采用穿心火千斤顶进吸行。（1）按援设计和工巨艺要求安缩慧装好腰梁顿，并保证忌各段平直义，腰梁与拦挡墙之间卖的空隙要允紧贴密实赔，并安装穷好支承平亮台。（2）锚纪杆张拉前榆至少先施缺加一级荷酿载（即1哑/10的甲锚拉力）拔，使各部脱紧固伏贴铺和杆体完胖全平直，俘保证张拉垫数据准确费。（3）锚慕固体与台疗座砼强度庙均大于1降5MPa熔时（或注镰浆后至少喝有7天的嘱养护时间阻），方可薪进行张拉捐。（4）锚葱杆张拉至偷（1.1票～1.2柔）Nt，依土质为砂围土时保持新10mi铅n，为粘劳性土时保孩持15m择in，然润后卸荷至哥锁定荷载尚进行锁定酬。（6）锚援杆锁定后酬，若发现雪有明显预冰应力损失辜时，应进夏行补偿串张拉厚。锚杆张肾拉荷载适分级观锡测时间兆遵守规绕范规定贷要求。1、锚杆次基本试验（1）试特验目的：为了伟确定锚雹固体与理其周围钱岩土层班粘结强箭度，验雕证锚杆挂设计参脉数及施姥工工艺森合理性斧。确定甲锚杆极凑限承载拜力的现哪场试验负。（2）时石间及数量：在工秀程锚杆霜施工前骡进行，胳试验根辈数2～赌3根；茶当锚固惰体强度走达到时恩，方可矩加载张涉拉。（3）建加荷方车法：循环加固载分级扶进行，山直到锚睛杆破坏为止。（4）设坡坏判关定标准辣：①后艇一级荷五载位移悦是前一等级2倍遍以上；②2坑小时后急锚头位置移不收害敛，即撒大于2争mm；③拉杆堡总位移超难过规定要须求。（5）赛试验结图果分析：可作出耳各种分析秀曲线。6.2.寨5锚杆臂现场试试币验2、锚杆验收核试验（1）土偏层锚杆施桌工后，应命进行验收偏试验，验腾收试验的菊锚杆数量证不应少于粒锚杆总数贼的5%，略且不应少放于3根，由试验不能夜强行将锚越杆拉坏。（2）匠进行土躺层锚杆术验收试筹验时，缘瑞加载宜乎按设计口荷载的汤25%翠、50炭%、7悠5%、最100遍%、1膝20%在依次进芬行，分侍级加载东，到最组大值后龟卸荷至服锁定值梦锁紧。3、特殊遍试验（1）锚麻杆群的张斩拉试验：确定群锚熊效应影响羊；（2）腰多循环近张拉试天验：在承受倒交变应力斩状态下作匪；（3）抖蠕变试习验：在软土喷地基条贺件下作评。6.3晨树脂拴锚杆6.3猴.1树圣脂锚杆观的工作渠特性树脂锚效杆：是责以高分棉子合成逢树脂为谋锚固剂李，把锚士杆杆体长与孔壁赛岩石粘税结在一温起的一讽种岩石勿锚杆。跟按其锚择固方式都分为端索头锚固计（内锚胡头锚杆想）和全架长锚固降两类。6.3.绑2树脂锚千杆的构造走组成树脂锚杆交由拉杆、死锚固剂、芬锁紧装置请等组成。树脂锚固册剂金属杆办体垫板挡圈6.3法.3树询脂锚杆钢的基本仔参数设务计6.3白.4稻树脂锚厌杆的施赏工工艺树脂锚翁杆施工箱工艺主筒要包括钻孔、更放置药级卷、搅诉拌药卷罩、非锚岛固段注舱浆、施桌加预应度力等五个必方面。6.4印土钉泥加固技苏术6.4.慎1概述土钉是锤将拉筋踩（常用渣钢筋做吉拉筋）利插入土印体内部连，使其驻全长度厅与土粘题结，并碗在坡面咸上喷射梯混凝土馆，从而贵形成土罗体加固展区带，市其结构等类似于腐重力式拼挡土墙伏，用以感提高整简个边坡应的稳定患性。适太用于基坑开挖语支护和边甘坡加固，是一项不实用的原位岩土献加筋技术。一、土钉琴的类型按施工方毅法不同，救土钉可分份为钻孔注史浆型土泄钉、打妻入型土蹄钉和射央入型土舱钉三类：（１）钻孔注浆尊型土钉：先在土坡古上钻直径荡１００～址２００m露m有一定欢深度的横愧孔，然后论插入钢筋哀、钢杆或堪钢绞索等坑小直径杆该件，再用菠压力注浆友充实孔穴堡，形成与凡周围土体错密实粘合晃的土钉，驱最后在土挖坡坡面设魔置与土钉装端部联结锁的联系构排件，并用恼喷射混凝吴土组成面概层结构，虫从而构成历一个具有闷自撑能力钱且能够支野挡其后来械加固体的抛加筋域。煮这是土钉庭中应用最锤多的形式蜂，可用于咬永久性或孕临时性的颈支挡工程场。（２）打入型勿土钉：采用Z以STD嫌-15善0土钉副机（气宵动冲击粒锚杆机源）将钢朴杆直接臭打入土贩中。长跪度一般低不超过浴６m。讲用气动熔土钉机斤每小时弓可打入喷１５根饱。其提定供的摩俱阻力较撇低，因俩而要求攻的钉杆餐表面积找和设置役密度均余大于钻沈孔注浆产型土钉标。但由东于防腐鞭问题难厌以解决报，因此波，多用妹于临时怪性支挡冠工程。（３）射入型土著钉：由采用压倚缩空气的淹射钉机依败任意选定浅的角度将妨直径２５症～３８m挽m，长３晓～６m的商光直钢杆索（或空心爸钢管）射喜入土中。晃土钉可采棚用镀锌或钱环氧防腐丙套，土钉宣头通常配巩有螺纹，唯以附设面像板。这种首形式施工赔快速、经璃济，适用乓于多种土溪层，具有识很大的发框展潜力。（１）适条用于地下叔水位低于将土坡开挖虑段或经过掀降水使地弃下水位低浑于开挖层鱼的情况；（２）旺适用于尊有一定扛粘结性紧的杂填湾土、粘难性土、另粉性土握、黄土卡类土及秆弱胶结篇的砂土搅边坡；（３）对苹标准贯入苗击数低于荐１０击或衬相对密实暂低于０.牢３的砂土火边坡与不衔均匀系数谁小于２的仙级配不良灿砂土，土忍钉法不经氧济；（４）对辩塑性指数银Ⅰ犘＞２踩０的粘性美土，必须隐仔细评价尤其徐变特忌性后，方印可将土钉困用作永久丙性支挡结蚂构；（５）本土钉法瓜不适用巷于软土方边坡，串也不适奸用于侵艳蚀性土述（如煤狠渣、矿膀渣、炉泊渣、酸趋性矿物炉废料等塌）中作多为永久晒性支挡恩结构。二、土钉令适用范围（１）对场地邻胞近建筑物拉影响小。由于土挣钉施工采咏用小台阶斤逐段开挖高，且在开株挖成型后世及时设置匀土钉与面炮层结构，货使面层与净挖方坡面炸紧密结合刑，土钉与创周围土体羞牢固粘合疗，对土坡藏的土体扰插动较少，脉对相邻建秘筑物的影呢响小。（２）施工机具伙简单，施户工灵活。设置称土钉采砖用的机停具及喷罗射混凝餐土设备蒙都属可汉移动的寨小型机莫械，移痛动灵活追，所需暑场地也模小。此渠类机械久的振动田小、噪纲声低，湿在城市凶地区施金工具有吐明显的俱优越性沃。土钉短施工速招度快，少在开挖脖过程中太较易适订应不同匠的土层邻条件和提施工程知序。（３）经济效厨益好。据西欧诵统计资料芽，土钉支内护比锚杆珠墙支护方或案可节约雹投资１０承％～３０推％。在美快国，按其荒土钉开挖台专利报告伯（犈犖犚绪１９７６驰）所指示奖的可节约柴的投资３碎０％左右轧。国内据态９项土钉写工程的经世济分析统赔计，认为迁可节省投精资３０％蛇～５０％桌。三、土尺钉的特备点土体的瓣抗剪强盾度较低爪抗拉强摊度几乎嗓可以忽煤略，但似土体具容有一定子的结构闷整体性摊。在土死体内放驼置一定莲长度和絮密度的惜土钉后万，土钉搅与土共挨同工作候，弥补土兴体自身耻强度的枕不足，责构成复港合土体。土钉在嚼复合土体努内的作用杂主要有：（１）箍束骨捷架作用。这是羽由土钉出本身的蹦刚度、宰强度以啄及它在颠土体内煮分布的术空间组狼合方式置所决定针的。它些具有约请束土体铲变形的宜作用，禁并使复堡合土体棒构成一省个整体滚。（２）分担作用。在复合芝土体内，吩土钉与土渴体共同承高担外荷载雾和土体自知重应力，毁土钉起着渣分担作用倚。土钉分挠担的比例图取决于土径钉与土体鞠的相对刚垮度比、土它钉所处的灾空间位置耀及复合土脖体的应力想水平。（３）应力传通递与扩乏散作用。在相同眨荷载作用流下，土钉去墙土体部础分的应变填水平比素倍土边坡低粪，从而推志迟了开裂燥域的形成庭和发展（４）坡面变杠形的约概束作用。在坡迷面上设忍置与土吗钉连在丢一起的石钢筋网赛喷射混校凝土面当板，是享发挥土钢钉有效举作用的前重要组粱成部分音。三、土灯钉的作攻用机理四、土访钉与锚倚杆的主已要区别虽然土条钉可视驻为小尺松寸的被免动式锚蚕杆，但靠是它与虹土层锚菊杆相比盟是有区府别的，释主要表定现在：（1）土线钉一般不施加或笨施加很小赚的预应力，当土赞坡发生隔很小位樱移后，轻土钉的调摩阻力蜘才得以扁充分发侦挥出来煤。（2）土索钉长度小，一般须4~1报2m，全长与土嫁体粘结；土钉设醒置密度也比楼锚杆高，一般土封钉间距（今水平Sx阵、竖直S锐y）为1膝.0~1氧.4m。（3）单根土钉坐承载能力扛不高，一般蛋在10撑0kN鲁以下，岩这样一腰来既即姥使单根绵土钉作套用失效怀，对土航坡的整寄体稳定捉性影响库也不大价。（4）土赞钉墙按构展造进行编稼网钢筋（φ6@20运0×20贫0）、面公层喷射混响凝土厚度倍为100什mm左垦右，其钢筋混凝位土总用量论将比排桩乔墙锚杆少幸得多。（5）土捏钉的安装精遭度要求兽不高，它们采主要靠考与土体邻相互作殖用的方迅式形成州一个整节体的。对于土换钉墙工叔程设计众，要选伙定土钉浊几何尺阔寸、土替钉内部弯稳定性拘计算、凶土钉外吊部稳定鼻性验算胀，以及诉面层混镇凝土设选计等。1、土钉幅结构尺寸抹确定（1）土钉长度：钻孔趣注浆型弓土钉，伞土钉长案度与基喘坑深度围有一定店比例关较系。赔其长芦高比为迅：6.4.句2土钉天设计2、土钉夏墙内部稳壁定性计算6.4衔.3勤土钉施黑工技术一、工班作面开税挖土钉施工藏是随着工擦作面开挖扭分层施工谁的，每层闲开挖的最泪大高度取裤决于该土怠体可以站领立而不破倾坏的能力坐，在砂性演土中每次股开挖的高铲度为０.肠５～２.撑０m。开桌挖高度一余般与土钉饶竖向间距粘匹配，便距于搭设脚迈手架及土灵钉施工。二、庸土钉施棕工土钉施迷工包括毁成孔、丢清孔、耀置筋、迟注浆等头工序。（１）成孔：根据设难计要求的梯平面位置紧、孔深、蚁下倾角、业孔径，选嘴择合理的舅钻孔设备祖。目前常框采用多节烂螺纹钻头剖干法成孔铁。钻机可墓采用XJ超－１００杏型钻机，丹也可采用绩YTN－镜８７型土闯层锚杆钻慢机。成孔刮质量标准闷：孔位偏尝差±５m洒m，倾斜闻度偏差±乏２°，孔盏深偏差±绵１００m绕m。（２）清孔：采用０松.５～０盘．６MP亚a空气压功力将孔内悼残留及松绵动的废土零清除干净嫂。当孔内镇土层的湿着度较低时陪，需采用虫润孔花管仿由孔底向势孔口方向采逐步湿润鞭孔壁，润尺孔在管内腐喷出的水堤压不宜超敏过０.１恶５MPa塞。（３）置筋：钢筋使鞠用前应平经直、除锈升、涂油。仰为确保钢用筋置中，疗在钢筋上泻每隔３m晕焊置一个熊托架作为席定位器。（４）注浆：土钉注颂浆采用注碗浆泵或砂欧浆泵灌注著，浆液可晴为纯水泥色浆也可为那水泥砂浆霜。纯水泥殊浆采用４缸２５号普嫌通硅酸盐赌水泥用搅催拌装置按猜水灰比０洋.４５左亿右搅拌，赵水泥砂浆赠采用１∶扯２～１∶时1.３的芹配合比用堤砂浆搅拌段机搅拌；役采用注浆衔泵或灰浆歇泵进行灌绪注时，先亦将注浆管到插到距孔钢底0.２比m左右的菊地方，进樱行常压注锣浆。当第嗽一次注浆骆浆液终凝渗后及时进填行孔口补案浆，直至烟浆体充满领钻孔与垫错板连成一聚体。三、面患层施工一般情疾况下，炊为了防滨止土体后松动及下局部塌际方，必助须尽快宽做第一榴层面层待。根据愉地层的升性质，县可以在依安设土钩钉之前担做，也桨可在放断置土钉棍之后做础。每次盛施作５捞０～８坡０mm赌。当采主用喷射凶混凝土半做面层徒时，混粒凝土中达水泥含赖量不应岁低于４训００k蛮g／m挺３集料拉，采用脑中粗砂弄和粒径予不大于签１０m限m的卵芹石或碎猴石，两凑次喷射雹作业应巡寿留有一班定的时破间间隔鸽。采用