锚固技术几个关键问题图文丰富

叶四桥博士/教授注册岩土工程师

2013年12月锚固技术几个关键问题1岩土锚固技术概述一、岩土锚固技术概述什么是岩土锚固技术锚固是指通过可确定力的方向和大小的锚固受拉杆件（钢筋或钢绞线等），将被加固的岩土体或建筑结构体与相对稳定的岩土体“锚”在一起，以达到限制被加固岩土体有害变形的发展，保护围岩、边坡、建筑结构体等的稳定。锚杆、稻草土砖、加筋土锚固技术的特点充分发挥岩土体自身能量，调用和提高岩土的自身强度和自稳能力大大减轻结构物自重，节约工程造价主动制约机制随机补强深层控制一、岩土锚固技术概述锚固技术的分类按应用对象分类岩石锚固土层锚固海洋锚固按施加预应力分类预应力锚固非预应力锚固巨型锚固：锚固力大于800t大型锚固：锚固力300~800t小型锚固：锚固力100t中型锚固：锚固力100~300t按锚固机理分类粘结型锚固摩擦型锚固混合型端头锚固型一、岩土锚固技术概述按锚固体传力形式压力型锚固拉力型锚固剪力型锚固按锚固体形态圆柱型端头扩大型连续球体型一、岩土锚固技术概述锚固技术的分类锚固技术的应用领域1）深基础工程基坑支护地下停车场地下室抗浮地下铁道或地下街一、岩土锚固技术概述2）边坡稳定边坡加固斜坡挡土滑坡防治锚固挡墙一、岩土锚固技术概述3）结构抗倾防止高塔倾倒防止高架桥倾倒防止高坝倾倒防止挡土墙倾倒一、岩土锚固技术概述4）加压装置5）洞室加固桩荷载试验沉箱下沉加压洞室变形控制一、岩土锚固技术概述6）冲击区的抗浮及防护坝下游冲击区防护排洪洞冲击区防护一、岩土锚固技术概述7）各种构筑物的稳定与锚固桥墩基础加固悬臂桥锚固吊桥桥墩锚固大跨度结构物稳定一、岩土锚固技术概述锚杆2锚杆（索）类型与特点2.1预应力锚杆与非预应力锚杆预应力锚杆与非预应力锚杆结构构造比较（a）预应力锚杆(anchor)（b）非预应力锚杆(bolt)预应力锚杆与非预应力锚杆受力特性比较2.1预应力锚杆与非预应力锚杆预应力锚杆非预应力锚杆1、安装后能及时提供支护抗力，使岩体处于三轴应力状态1、安装后地层移动锚杆才能被动地发挥作用2、控制地层与结构物变形能力强2、控制地层与结构物变形能力差3、按一定密度布置锚杆，施加预应力后能在地层内形成压缩区，有利于地层稳定3、难于在地层内形成压缩区4、预加应力后，能明显地提高潜在滑移面或岩石软弱结构面的抗剪强度4、仅靠杆体自身强度发挥其抗拉抗剪作用5、张拉工序能检验锚杆的承载能力5、尚缺乏检验此类锚杆施工质量与承载力的有效方法6、结构构造与施工工艺比较复杂6、结构简单，施工方便2.1预应力锚杆与非预应力锚杆2.2拉力型与压力型锚杆拉力型锚杆和压力型锚杆结构示意图(a)拉力型锚杆(b)压力型锚杆拉力型锚索结构示意图图3压力型锚索的结构图拉力糖型与甩压力先型锚幅杆的哪荷载茎分布2.害3荷载集傅中型与鼠荷载分活散型锚犬杆荷载集腿中型荷载分巴散型荷载凯集中互型与妄荷载河分散盒型锚饶杆工辫作特喜性比脊较荷载集她中型锚握杆粘结己应力分坚布特征单孔桨复合吹锚固武；荷载分捎散；灌浆体宝由受拉班变为受欣压。压力姐分散絮型结父构构却造图压力分叙散型锚冬杆(单孔蚊复合腐锚固垄）粘炉结应邮力分先布特顺征荷载烧分散虫型锚冷杆承庙载体甲的构农造拉力集郊中型压力时分散首型简单防依腐灌浆渴体受确拉易驳开裂多层溜防腐灌浆体领受压不周易开裂压力庙分散吩型锚及固的思耐久乌性显贩著提帖高拉力模分散霉型锚杠索结眼构图2.春4可重复剧高压灌鸣浆型锚爹杆锚杆可结构饮图注浆套劣管工作挂原理密封性均匀洗性重复红性预埋伯二次头劈裂深灌浆忘管密封装描置重复高马压灌浆手型锚固熔技术的执优越性抗拔鸭力提盟高60~富120备%；蠕变窑量减朗小1/螺2~如2/开3；节约循造价1/3左右。一次昼常压忍灌浆谷体与叛二次高压灌同浆体的互比较2.5扩体小型锚绍杆锚杆荷尿载传递敏方式的浴比较(a评)摩擦型(b)摩擦谱－支旋承复排合型（1）底睁端扩乞体型抽锚杆爆炸摄成型培的底屑端扩弃体锚颤杆用旋转晋叶片形处成的扩俭体锚杆固定申地层批砂固定都长度报：6～10眉m极限承狮载力900～140孙0k筒N比Φ=织12贺cm的圆柱升体锚固碧体承载天力提高2～3倍。（2）多婶段扩址体型惜锚杆扩体通型锚险杆承里载力睁计算砂性镇土黏性土3锚头及哲锚杆构嗓件锚头设虚计锚头解是均榨衡地贿向锚帝杆体观传递牙外力封的主特要部饮件。锚头通阵常由锚拿具、承摘压板和域台座组播成。锚头张一般洲形式纲有：4锚杆敞防腐锚杆的搞防腐设词计1.一般豪要求旨：应按滨锚杆回的使蜓用年临限、膜锚杆雪所处呢环境井的腐求蚀程该度及阿锚杆川破坏毅后果矩等因哲素确定榨防腐绪类型恩与标他准。锚杆防腐丙的有遭效期应当惕等于岗锚杆乔的有茫效期昂。锚杆杀在其哥全部灯自由蝇长度欣上必言须能渗够自由担移动，锚猎杆试缴验与展加荷暖时所吵有荷话载都钥能由久自由扒段传轧到锚粗固段汗。锚杆奔的防存护设橡施必足须具有足椒够的强伟度和韧元性，在临锚杆眉加荷旅时不增致破端坏。锚杆杨及其切防护监系统朋在制奔作、挺运输全和安副装过教程中不应受丛到破坏。防护中系统旁的材原料在由预料复的工棒作环鞠境内保持不宴开裂、筑不变脆蜻或成为须流体；具有化军学稳定跃性，不与培相邻材斩料发生访反应，碗并保持极其抗没渗性。2.环境侵余蚀性：PH<泼4.泄5电阻率<范20道00Ω.cm出现硫偏化物出现复咬杂电流维或造成筒对其他僚地下混剖凝土结增构的化妻学侵蚀3.锚杆衔的防督护类别型与任等级一级防的护：双层旋防腐可保护咱，预淋应力萄筋全茅长均米有套鞋管二级防额护：单层泥防腐属保护混，锚气固段葵预应霜力筋食仅用周灌浆扛防腐锚杆的这防腐设球计锚杆妈的防魄腐保辟护决米策图锚杆使用寿命临时（<24月）永久（>24月）地层侵蚀性有侵蚀无侵蚀二级防护无防护地层侵蚀性未知或有侵蚀无侵蚀一级防护严重破坏后果一级防护不严重地方价格增量便宜昂贵一级防护二级防护锚杆肯的防宿腐保爱护要衰求防护等级锚杆类型锚头自由段锚固段拉力型压力型拉力型一级二级过度管若暴露在空气中需加锚具罩注入油脂的护套

外套注入水泥浆的光滑塑料管注入水泥浆的波纹管无粘结钢绞线与灌浆灌浆无粘结钢绞线或外套注入水泥浆的光滑塑料管注入油脂的护套过度管若暴露在空气中需加锚具罩过度管若暴露在空气中需加锚具罩拉力型较锚杆一恒级防护孝构造拉力型吩锚杆二冰级防护祝构造可重复洋张拉锚懒杆的锚庸头防护栗构造5锚杆的彻张拉与辣锁定锚杆索的张架拉锁漂定影响指锚杆绒初始同张拉沙力的船因素地层席徐变钢质灵杆体祖的松析弛套管与阵杆体钢法材的摩符擦地层劝内部饿粘性嫌土层夹的压爬密预应力铺筋材锚寸固时的驰定位锚杆的括变形锚杆变乒形组成师：杆体喝自由段葵的弹性能伸长、肃锚固体慌与地层酒间的剪站切变形锚杆变村形一般织由试验虹确定，揪摩擦型裁可按下深式估算弃：摩擦型老锚杆的柴变形量浪估算——施加于华锚杆上搭的拉力——锚固某体直放径——变形量——地层闷抗剪停切系叮数——锚固喂自由址段长霜度——锚固段极长度——锚固体索横截面纳积——锚杆亦杆体峡横截保面积——锚固体符弹性模胁量——锚杆惰杆体楼弹性鸽模量——锚杆灌旦浆体弹扮性模量——锚杆灌区浆体横宇截面积锚杆初绘始张拉演力（锁葬定荷载干）值：岩体加固与显边坡抗然滑锚固仰，因岩体井松散而专施加的菜预应力厚或加固劳地基和且抵抗下塑滑力而择设置的碎锚杆，再以拉力真设计晓值（工作酱荷载）榜作为锁挂定荷载粒。结构物散背面地文层为松散检土层，一般酷情况锁点定荷载旗为设计毯拉力设鼓计值的0.蹦6～0.椅8倍。对允许吗变形的结毫构物晌的锚惊固，踢被锚颗固的金结构涛物采献用铰世接构刺造，再允许徒其变主位时战锚杆亏不必吩按设储计拉谷力锁担定，苦可根驰据设近计条药件决饰定锁映定荷虾载，摆一般漆取设爽计拉找力值呈的0.5～0.7倍。预计地贞层有明显徐猫变的情混况，飞可先懒将锚通杆张侵拉到待设计娃拉力慨值的1.2～1.传3倍，然府后退窗回到兼设计坝拉力钥值锁史定。锚杆洒的张烘拉锁药定6锚杆现片场检验主要有基本坐试验赖，验碍收试筋验和择蠕变树试验。基本试堪验（锚杆的生性能试友验、破股坏性试犹验）任何乏一种池新型绵锚杆际或已贯有锚盾杆品统种用终于未纽奉曾用琴过的犬地层痒时，盾均应起进行坐基本往试验辈。锚杆基礼本试验惕是锚杆宽工程施兼工前，粱在现场必进行的嚼锚杆极怒限抗拔巧承载力关试验。采用分疯级加荷起、卸荷呈的增量条试验法乐，记录艺起始荷召载下和暖每次加他荷、卸倡荷时锚历杆的位滴移。其目冈的是恶确定掀锚杆计的极围限承废载力填和锚僵杆设成计参灶数尸的合仔理性置，为赵锚杆羊设计庭、施洽工提鼓供依疏据。1．锚杆显基本试衔验的最若大试验络荷载不蒜宜超过果锚杆承科载力标胀准值的0.9倍；2．锚糖杆基汤本试耀验应针采用坝分级毕循环葱加卸踩载法域，加娇荷等谨级和料锚头香位移鼓测读闻时间辩间隔碗应符锄合下恶表的糠规定祝。检测出数量（1）同一发工程在签同一条轮件（锚终杆参数五及所处月地层条未件、施隶工工艺有相同）测下进行订锚杆极扬限抗拔碎试验，弦基本试健验和蠕榴变试验害的数量华不少于3根。（2）验收园试验的衣锚杆数怪量不得次少于锚挺杆总数俊的5%，且坦不得鞭少于3根，对仙有特殊丢要求的摸工程，旗可按设节计要求改增加验猪收检测卷锚杆的汗数量。（3）对阶任何米一种荷本地技区未页做过泼的新弱型锚灰杆，爷应事鉴先通然过试技验确细定其泼可行机性，弃并选俩择锚仙杆设锋计参烫数。检测拔条件醒控制锚杆抗仗拔试验重应满足必以下条竟件：（1）锚杆难极限抗灵拔试验难采用的甜地层条修件、杆动体材料斤、锚杆炕参数和筑施工工洒艺必须袋与工程赢锚杆相射同；（2）锚出杆锚茎固段解的浆理体强况度达漆到15选MP惜a或达闲到设别计强歌度等尿级的75壶%时，方贯可进行装锚杆试间验。注：1、在每但级加荷裹等级观瓶测时间横内，测评读锚头殊位移不威应少于3次；2、预堂估破耐坏荷专载可谜以根控据拉若杆标盘准强割度计亏算即勉为As屿fp相tk，式原中As－锚杆鲁杆体（孕筋体）狡的截面纷面积；fp罪tk－锚碑杆杆档体（怪筋体洋）抗有拉强澡度标拐准值（二）县锚肃杆（索佳）的验休收试验锚杆离验收斧试验喊是在港锚固侮工程泼完工宜后为歪了检所验所遍施工尊的锚钟杆是盖否达框到设勿计的饰要求刻而进龟行的萄检验碗性抗叙拔试迟验，远该试兄验起蚕到鉴榆别工植程是凤否符陵合要糟求的跑目的通。锚掉杆验西收试盏验满竟足以坚下条翅件，举即为抛合格挂：（1）验骡收试要验所天得的乓总弹瓦性位滔移超受过自煤由段贷长度敏理论眉弹性滨伸长尸的80％，但子小于自值由段长间度与1／2锚固段望长度之津和的理想论弹性稀伸长。（2）在最永大试验庆荷载作善用下，胞锚头位它移趋于氏稳定。验收试枯验验收柴试验旨在快姜速经济惯地确定醒锚杆是套否具有留足够的谎承载力凡、锚杆绒自由段椅长度是神否满足陈要求和捆锚杆蠕伟变在规具定的范仔围内是巨否稳定谎。1．最载大试念验荷颤载应题取锚乖杆轴雕向拉座力设近计值联的1.0倍；2．加荷租等级及彼锚头位创移测读范时间间独隔应符杨合下列秒规定；①初程始荷载驱宜取锚摄杆轴向收拉力设体计值Nt的0.副1倍；②餐加荷搜等级冻及观考测时鸭间按表3-宿2规定裂进行走；③树每级滤荷载引应稳口定5~妈10姑mi铜n，在每舞级加荷丝式等级观瓣测时间昨内，测再读锚头锈位移不织应少于3次，并纷记录荷语载施加草后1mi鸣n、6mi颗n、10蒜mi抹n时的位慎移量。政如在1~难10貌mi败n内锚头鸭位移增赵量超过1mm，则兆该级骄荷载剂应再熔维持50欣mi址n，并在终荷载施刑加后15m睬in、20m染in、25m关in、30m没in、45m待in和60泉mi厨n时记录庙锚头位疗移增量筋。④棉加荷仪至最挎大试认验荷纠载并芦观测15m思in，待位抗移稳定井后即卸炮荷至0.1胡Nt，并测顽读锚头冻位移。恩然后加奶荷至锁掉定荷载愈锁定。⑤坏试验健结果朝宜按看每级膨荷载手对应准的锚煤头位别移列窝表整碍理，箭并绘姓制荷戴载—位移炼（Q-外s）曲造线。（三）陷锚乐杆（索局）的蠕沈变试验在软芹粘土妙中设栋置的新锚杆仇，在停较大伸荷载抄作用批下会肝产生详很大瞎的蠕于变变渔形，却为了炎掌握虏软粘东土中陆的锚征杆的档工作竭特性问，国区内外片的有划关标埋准都峰对锚拆杆的拣蠕变脚试验秃作了参相应慌的规话定。袖我国砖有关零锚杆读标准抖规定胡，凡敌塑性英指数大于20的土层劈燕中的锚未杆，均宪应进行印蠕变试夏验，且钩试验的庆根数不糟应少于3根。蠕变经试验塑性件指数涉大于17的软贱土层碑和蠕棉变变册形明价显的和岩体孝中的摆锚杆降应进糠行蠕长变试就验，木用作彼蠕变免试验丘的锚僵杆不挨应少仓于3根。锚弟杆蠕变有试验加散荷等级圣与观测纠时间见表3-沾3，在与观测近时间岗内荷非载必府须保冲持恒敲定，烛锚头啄位移势趋于族稳定都。每祖级荷做载作杀用下伸按时捎间间扁隔(m昌in习)1，2，3，4，5，10，15，20，30，45，60，75，90记录羊锚头团蠕变幻玉量。蠕变宾试验鼻的加冈荷等恒级和旅观测身时间乌应满熟足表6.蚀13的要求馋，在观隆测时间活内，荷宾载必须短保持恒销定，每爆级荷载扮下观测蹦蠕变量谦随时间熄的变化皂。最后杰将每级远荷载下景的锚杆虹蠕变量垦一时间袭对数曲奶线在s～lgt坐标娘系中倡绘出鼠。定拖义S～lgt曲线的猫斜率值(s～lg梳t曲线为彼直线)为蠕驳变系联数。式中：Ks——某一扮级荷示载下仰的蠕虽变系肌数；s1——t1时刻的训蠕变量诉；s2——t2时刻房诚的蠕扬变量店。锚杆蠕凤变试验瓜所测得洒的最后户一级荷红载下的存最终一该段观测旷时间内苍的蠕变手系数不