《锚固工程》PPT课件.ppt
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1、6锚固工程锚固工程1/14/202316.1概述概述6.1.1锚固技术的分类锚固技术的分类 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概述概述6.1.2锚固技术的发展
2、与应用锚固技术的发展与应用1、锚固技术的发展锚固技术的发展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概述概述6.1.3锚固技术的特点锚固技术的特点 (1)充分利用岩土体自身条件,增加自稳能力;)充分利用岩土体自身条件,增加自稳能力;(2)
3、锚固地层范围广;)锚固地层范围广;(3)作业空间占用少;)作业空间占用少;(4)节约钢支撑等大量材料,改善施工条件;)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)施加预应力,控制锚头变位量在0.2%以内;以内;(6)施工时噪音小,对环境无污染;)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;)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。)拉杆长期受力下的蠕变、松弛问题不可忽略。6.2水泥砂浆锚杆技术水泥砂浆锚杆技术6.2.1锚杆的构造锚杆的构造6.2.2锚杆的受力分析锚杆的受力分析1、锚杆的受力分析锚杆的受力分析
4、灌灌浆浆式式锚锚杆杆承承受受极极限限荷荷载载时时,锚锚固固体体内内有有握握固固力力、岩岩土与锚固体的摩擦阻力、岩土体的抗剪强度等。土与锚固体的摩擦阻力、岩土体的抗剪强度等。(1)土土层层锚锚杆杆:因因锚锚固固的的土土体体抗抗剪剪强强度度确确比比岩岩石石小小得得多多,并并且且比比锚锚固固体体与与拉拉杆杆之之间间的的握握固固力力还还小小,故故进进行行土土层层锚锚杆杆承承载载力力确确定定时时,主主要要考考虑虑锚锚固固体体与与土土体体之之间间的的摩摩擦擦阻阻力力及及土土体体的的抗抗剪剪强强度度,要要求求灌灌注注的的砂浆结石体标准抗压强度不低于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
5、抗剪强度不足而发生破坏。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:)岩石锚杆:岩层锚杆往往因混凝土对拉杆的握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抗压强度不低于30MPa。6.2.2锚杆的受力分析锚杆的受力分析2、锚固作用实现四个条件、锚固作用实现四个条件(1)拉杆的抗拉强度足够;)拉杆的抗拉强度足够;(2)锚固体对拉杆筋的握固力足够;)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;)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。)锚杆整体稳定性有保
6、证。6.2.3锚杆的设计锚杆的设计1、锚杆的布置、锚杆的布置 2、锚杆的承载能力、锚杆的承载能力2、锚杆的承载能力、锚杆的承载能力6.2.3 6.2.3 锚杆的设计锚杆的设计6.2.3 6.2.3 锚杆的设计锚杆的设计6.2.4锚杆的施工锚杆的施工 锚锚杆杆施施工工工工艺艺流流程程:(1 1)锚锚孔孔钻钻进进;(2 2)拉拉杆杆的的组组装装与与安安放放;(3 3)灌灌注注浆浆液液(一一次次灌灌浆浆或或二二次次高高压压灌灌浆);(浆);(4 4)张拉与锁定等。)张拉与锁定等。1 1、锚杆成孔方法、锚杆成孔方法(1 1)长螺旋钻进:可在钻具提出前或后下拉杆灌浆;)长螺旋钻进:可在钻具提出前或后下拉
7、杆灌浆;也可用土层自钻式钻具施工。也可用土层自钻式钻具施工。(2 2)回转钻进:需有水循环,现场泥泞大。)回转钻进:需有水循环,现场泥泞大。(3 3)冲击回转钻进:岩层体积碎岩)冲击回转钻进:岩层体积碎岩;土层冲击挤密成孔。土层冲击挤密成孔。(4 4)潜钻钻进:凿岩机成孔,主要为隧道锚杆施工。)潜钻钻进:凿岩机成孔,主要为隧道锚杆施工。2、拉杆的组装与安放、拉杆的组装与安放一次注浆锚拉杆的组装;一次注浆锚拉杆的组装;二次高压注浆锚拉杆的组装;二次高压注浆锚拉杆的组装;钢铰线与高强钢丝锚拉杆的组装;钢铰线与高强钢丝锚拉杆的组装;扩大头注浆锚拉杆的组装(倒刺状);扩大头注浆锚拉杆的组装(倒刺状);
8、拉杆组装注意事项:拉杆组装注意事项:(1)按按设设计计要要求求制制作作锚锚杆杆,为为使使锚锚杆杆处处于于钻钻孔孔中中心心,应应在在锚锚杆杆杆杆件件上上安安设设定定中中架架或或隔隔离离架架(粗粗钢钢筋筋杆杆体体沿沿轴轴线线方方向向每每隔隔1.02.0m设设置置一一个个定定中中架架,钢钢绞绞线线或或钢钢丝丝束束每每隔隔1.01.5m设置一个隔离架)。设置一个隔离架)。(2)锚锚杆杆钢钢筋筋或或钢钢丝丝平平直直、顺顺直直、除除油油除除绣绣。杆杆体体自自由由段段应应用塑料布或塑料管包扎,与锚固体连接处用铅丝绑扎。用塑料布或塑料管包扎,与锚固体连接处用铅丝绑扎。(3)安安放放锚锚杆杆杆杆体体时时,应应防
9、防止止杆杆体体扭扭曲曲、压压弯弯,注注浆浆管管宜宜随随锚锚杆杆一一同同放放入入孔孔内内,管管端端距距孔孔底底为为50100mm,杆杆体体放放入入角度与钻孔倾角保持一致,安好后使杆体始终处于钻孔中心角度与钻孔倾角保持一致,安好后使杆体始终处于钻孔中心(4)若若孔孔壁壁坍坍塌塌,应应重重新新透透孔孔、清清孔孔,直直至至顺顺利利送送入入锚锚杆杆为为止。止。3 3、注浆方法、注浆方法 一次注浆:常压,可灌注水泥浆或水泥砂浆。一次注浆:常压,可灌注水泥浆或水泥砂浆。二二次次高高压压注注浆浆:分分二二次次灌灌浆浆,第第一一次次常常压压;第第二二次次高高压压灌灌浆浆(纯纯水水泥泥浆浆,且且在在第第一一次次灌
10、灌浆浆初初凝凝之之前前进进行行,至至少少2 2小小时时以以后后实实施灌浆。施灌浆。注浆注意事项:注浆注意事项:(1 1)浆浆液液选选用用水水泥泥:砂砂=1=1:1 1或或1 1:2 2,水水灰灰比比0.380.380.450.45的的水水泥泥砂浆或纯水泥浆,必要时可加入一定量的外加剂或掺合料。砂浆或纯水泥浆,必要时可加入一定量的外加剂或掺合料。(2 2)浆液应搅拌均匀,过筛,随搅随用,浆液应在初凝前用完。)浆液应搅拌均匀,过筛,随搅随用,浆液应在初凝前用完。(3 3)常常压压注注浆浆采采用用浆浆泵泵将将浆浆液液经经压压浆浆管管输输送送至至孔孔底底,再再由由孔孔底底返返出孔口,待孔口溢出浆液或排
11、气管停止排气时,可停止注浆。出孔口,待孔口溢出浆液或排气管停止排气时,可停止注浆。(4 4)浆浆液液硬硬化化后后不不能能充充满满锚锚固固体体时时,应应进进行行补补浆浆,注注浆浆量量不不得得小小于计算量,其充盈系数为于计算量,其充盈系数为1.11.11.31.3。(5)注注浆浆时时,宜宜边边灌灌注注边边拔拔出出注注浆浆管管。但但应应注注意意管管口口应应始始终终处处于于浆浆面面以以下下2m,注注浆浆时时应应随随时时活活动动注注浆管,待浆液溢出孔口时全部拔出。浆管,待浆液溢出孔口时全部拔出。(6)注浆完毕应将外露钢筋清洗干净,并保护好。)注浆完毕应将外露钢筋清洗干净,并保护好。4、锚杆防腐、锚杆防腐
12、(1)锚杆锚固段的防腐)锚杆锚固段的防腐一一般般腐腐蚀蚀环环境境中中的的永永久久锚锚杆杆,其其锚锚固固段段内内杆杆体体可可采采用用水水泥泥浆浆或或砂砂浆浆封封闭闭防防腐腐,但但杆杆体体周周围围必必须须有有20mm厚的保护层。厚的保护层。严严重重腐腐蚀蚀环环境境永永久久锚锚杆杆,其其锚锚固固段段内内杆杆体体宜宜用用波波纹纹管管外外套套,管管内内孔孔隙隙用用环环氧氧树树脂脂或或水水泥泥浆浆充充填填,套套管管周围保护层厚度不得小于周围保护层厚度不得小于10mm。临临时时性性锚锚杆杆锚锚固固段段杆杆体体应应采采用用水水泥泥浆浆封封闭闭防防腐腐,杆杆体周围保护层厚度不得小于体周围保护层厚度不得小于10m
13、m。(2)锚杆自由段的防腐锚杆自由段的防腐永永久久性性锚锚杆杆自自由由段段内内杆杆体体表表面面涂涂润润滑滑油油或或防防腐腐漆漆,再再包包裹裹塑塑料料布布,在在塑塑料料布布面面再再涂涂润润滑滑油油,最最后后装装入入塑料套管中,形成双层防腐。塑料套管中,形成双层防腐。临临时时性性锚锚杆杆的的自自由由段段杆杆体体可可采采用用涂涂润润滑滑油油或或防防腐腐漆漆,再包裹塑料布等简易防腐措施。再包裹塑料布等简易防腐措施。(3)外露锚杆部分的防腐处理)外露锚杆部分的防腐处理永永久久性性锚锚杆杆采采用用外外露露头头时时,必必须须涂涂以以沥沥青青等等防防腐腐材材料料,再再采采用用混混凝凝土土密密封封,外外露露钢钢
14、板板和和锚锚具具的的保保护护层层厚度不得小于厚度不得小于25mm。永永久久性性锚锚杆杆采采用用盒盒具具密密封封时时,必必须须用用润润滑滑油油填填充充盒盒具的空隙。具的空隙。临时性锚杆的锚头宜采用沥青防腐。临时性锚杆的锚头宜采用沥青防腐。5、张拉与锁定,采用穿心千斤顶进行。、张拉与锁定,采用穿心千斤顶进行。(1)按按设设计计和和工工艺艺要要求求安安装装好好腰腰梁梁,并并保保证证各各段段平平直直,腰腰梁梁与与挡墙之间的空隙要紧贴密实,并安装好支承平台。挡墙之间的空隙要紧贴密实,并安装好支承平台。(2)锚锚杆杆张张拉拉前前至至少少先先施施加加一一级级荷荷载载(即即1/10的的锚锚拉拉力力),使各部紧
15、固伏贴和杆体完全平直,保证张拉数据准确。使各部紧固伏贴和杆体完全平直,保证张拉数据准确。(3)锚锚固固体体与与台台座座砼砼强强度度均均大大于于15MPa时时(或或注注浆浆后后至至少少有有7天的养护时间),方可进行张拉。天的养护时间),方可进行张拉。(4)锚锚杆杆张张拉拉至至(1.11.2)Nt,土土质质为为砂砂土土时时保保持持10min,为粘性土时保持,为粘性土时保持15min,然后卸荷至锁定荷载进行锁定。,然后卸荷至锁定荷载进行锁定。(6)锚锚杆杆锁锁定定后后,若若发发现现有有明明显显预预应应力力损损失失时时,应应进进行行补补偿偿张拉。张拉。锚杆张拉荷载分级观测时间遵守规范规定要求。锚杆张拉
16、荷载分级观测时间遵守规范规定要求。1、锚杆基本试验、锚杆基本试验(1)试试验验目目的的:为为了了确确定定锚锚固固体体与与其其周周围围岩岩土土层层粘粘结结强强度度,验验证证锚锚杆杆设设计计参参数数及及施施工工工工艺艺合合理理性性。确确定定锚锚杆极限承载力的现场试验。杆极限承载力的现场试验。(2)时时间间及及数数量量:在在工工程程锚锚杆杆施施工工前前进进行行,试试验验根根数数23根;当锚固体强度达到时,方可加载张拉。根;当锚固体强度达到时,方可加载张拉。(3)加荷方法:)加荷方法:循环加载分级进行,直到锚杆破坏循环加载分级进行,直到锚杆破坏为止。为止。(4)坡坏判定标准:)坡坏判定标准:后一级荷载
17、位移是前一级后一级荷载位移是前一级2倍以上;倍以上;2小时后锚头位移不收敛,即大于小时后锚头位移不收敛,即大于2mm;拉杆总位移超过规定要求。拉杆总位移超过规定要求。(5)试验结果分析)试验结果分析:可作出各种分析曲线。:可作出各种分析曲线。6.2.5 锚杆现场试试验锚杆现场试试验2、锚杆验收试验锚杆验收试验(1)土土层层锚锚杆杆施施工工后后,应应进进行行验验收收试试验验,验验收收试试验验的的锚锚杆杆数数量量不不应应少少于于锚锚杆杆总总数数的的5%,且且不不应应少少于于3根,试验不能强行将锚杆拉坏。根,试验不能强行将锚杆拉坏。(2)进进行行土土层层锚锚杆杆验验收收试试验验时时,加加载载宜宜按按
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