邊坡工程--錨桿課件

1、第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工國內(nèi)：在20世紀(jì)50年代開始應(yīng)用瞄桿，60年代開始大量采用 錨固技術(shù)發(fā)展概況發(fā)展概況國際：1911年美國礦山巷道支護中利用巖石錨桿邊坡基坑隧道壩體碼頭船閘橋梁礦山巷道鐵路隧道公路隧道第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工2 錨桿(索)的結(jié)構(gòu)與分類結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)錨頭：錨桿外端用于錨固或鎖定錨桿拉力的部件，由墊墩、 墊板、錨具、保護帽和外端錨筋錨固段：錨桿遠(yuǎn)端將拉力傳遞給穩(wěn)定

2、地層的部分，錨固深度和長度應(yīng)按照實際情況計算，要求能夠承受最大設(shè)計拉力自由段：將錨頭拉力傳至錨固段的中間區(qū)段，由錨拉筋、防腐構(gòu)錨桿配件：為了保證錨桿受力合理、施工方便而設(shè)置的部件，造和注漿體組成。如定位支架、導(dǎo)向帽、架線環(huán)、注漿塞第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工分類分類應(yīng)用對象預(yù)先施加應(yīng)力錨固形態(tài)巖石錨桿(索)土層錨桿(索)預(yù)應(yīng)力錨桿(索)非預(yù)應(yīng)力錨桿(索)圓柱型錨桿(索)端部擴大型錨桿(索)連續(xù)球型錨桿(索)錨固機理粘結(jié)型錨桿(索)摩擦型錨桿(索)斷頭固結(jié)型錨桿(索)混合型錨桿(索)第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工

3、錨桿（索）設(shè)計與施工第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工3 錨桿(索)在邊坡處治中的應(yīng)用第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工TniiiniiNniisPTLcPNfF111)(第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿在邊坡處治中通常與其他支擋聯(lián)合使用錨桿+鋼筋混凝土抗滑樁第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿+鋼筋混凝土格架第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿+鋼筋混凝土板肋第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿+鋼筋混凝土板肋+錨定板第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）

4、設(shè)計與施工6 62 2 錨桿錨桿( (索索) )的設(shè)計與計算的設(shè)計與計算前期： 調(diào)查邊坡工程的地質(zhì)條件 工程地質(zhì)勘察 巖土物理力學(xué)性能實驗錨固工程的安全性經(jīng)濟性施工的可行性巖土性狀抗剪強度地下水地震資料等1 設(shè)計原則注意事項第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工設(shè)計錨桿的使用壽命：應(yīng)不小于公路或被服務(wù)建筑物的正常使用年限，一般使用期限在兩年以內(nèi)的工程錨桿應(yīng)按臨時錨桿設(shè)計，使用期限在兩年以上的錨桿應(yīng)按永久性錨桿進行設(shè)計。錨固段：永久性錨桿的錨固段不應(yīng)設(shè)在有機質(zhì)土 腐蝕液限大于50高塑性 徐變相對密度小于03 松散 錨固力不夠第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工支

5、護結(jié)構(gòu)變形量容許值要求較高巖層邊坡施工期穩(wěn)定性較差土層錨固性能較差采用預(yù)應(yīng)力錨桿選材：進行材性試驗設(shè)計的錨桿必須達到所設(shè)計的錨固力要求防止邊坡滑動剪斷錨桿錨桿選用的鋼筋或鋼絞線必須滿足有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)鋼筋或鋼絞線有效防腐，避免銹蝕導(dǎo)致材料強度降低第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工布置：（1）非預(yù)應(yīng)力錨桿長度一般不要超過16m，單錨設(shè)計噸位一般為100-400kN，最大設(shè)計荷載一般不超過450kN。（2）預(yù)應(yīng)力錨桿(索)長度一般不要超過50m，單束錨索設(shè)計噸位一般為500-2500kN，最大設(shè)計荷載一般不超過3000kN預(yù)應(yīng)力錨索的間距一般為4-10m。(3)錨桿上覆地層厚度應(yīng)不

6、小于40m，以避開車輛反復(fù)荷載的影響，也避免由于采用高壓注漿使上覆土層隆起。(4)錨桿水平與垂直間距宜大于25m，以避免應(yīng)力集中，同時不得小于15m，以免群錨效應(yīng)發(fā)生而降低錨固力。 第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工后續(xù)：（1）錨桿施工完畢后必須對錨桿進行抗拔試驗，驗證錨桿是否達到設(shè)計承載力的要求（2）大型滑坡在采用預(yù)應(yīng)力錨索加固后必須進行位移監(jiān)測(5）錨桿的安設(shè)角度，需要考慮鄰近狀況、錨固地層位置和施工方法。一般錨桿的俯角不小于15，不大于45；俯角愈大，有利于抵抗側(cè)壓力的水平分力，但同時由于垂直分力加大，會引起護壁樁向下壓力增大的不利影響。（6）最優(yōu)錨固角)2/45(第

7、第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工2 錨桿(索)的設(shè)計程序第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工3 錨桿(索)錨固設(shè)計荷載的確定邊坡的推力大小支護結(jié)構(gòu)的類型4 錨桿(索)錨筋的設(shè)計(1) 錨筋的截面積計算ptkgfkNA第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工錨固工程的作用錨桿承載力錨桿的長度數(shù)量現(xiàn)場提供的施加應(yīng)力鎖定設(shè)備等綜合考慮選用錨筋(2) 錨筋選用ggAA 第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工NkfANptkgg(3) 實際錨筋承載力5 錨桿(索)錨固力計算與錨固體設(shè)計錨桿(索)的錨固力錨桿(索)承載力/容許承載力 極限

8、錨固力(極限承載力)/安全系數(shù)（2.0-2.5）錨桿極限錨固力(極限承載力) ：錨筋沿握裹砂漿或砂漿沿孔壁產(chǎn)生滑移破壞時所能承受的最大臨界拉拔力，它可以通過破壞拉拔試驗確定。 錨固體表面與周圍地層的摩擦力第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工(1)圓柱型錨桿(索)的錨固力及錨固長度極限錨固力：kLdqkPPsusuLdqP L：錨固體長度 d：錨固體直徑 qs：錨固體表面與周圍巖土體之間的極限粘結(jié)強度錨固力：第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工（2）端頭擴大型錨桿的錨固力P=NgsgmdqkNL最小錨固長度：第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施

9、工擴座端的面承力周圍地層摩擦力直段圓柱周圍地層摩擦力擴大段圓柱周圍地層摩擦力hdDDqLdqLPcssu)(412221極限錨固力：砂土ucssucdDDqLdqLP)(412221粘土 c：錨固力因素 h：擴大頭覆土層厚度 cu：土體不排水抗剪強度強度第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工kPPu錨固力：hdDDqLdqLkNcssg)(412221砂土ucssgcdDDqLdqLkN)(412221粘土第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工（3）錨筋與錨固砂漿間的最小握裹長度gguqLndP極限錨固力：P=NgggggqndkNL最小錨固長度：堅硬巖石，錨固

10、體與巖層的極限模阻力大于錨固與砂漿之間的握裹力，錨桿從鋼筋與砂漿之間產(chǎn)生剪切破壞第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工6 錨桿彈性變形計算(1) 非預(yù)應(yīng)力土層錨桿彈性變形的計算gccasfcNAELAELS)3(自由段錨固段一般由試驗確定近似估算式：第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工mmmscAAEAAEE錨固體組合彈性模量：(3) 預(yù)應(yīng)力錨桿彈性變形的計算預(yù)應(yīng)力錨桿受到的軸向拉力小于小于預(yù)應(yīng)力實際保留值：剛體預(yù)應(yīng)力錨桿受到的軸向拉力大于大于預(yù)應(yīng)力實際保留值：變形體（軸向拉力-預(yù)應(yīng)力實際保留值） Ng ，同（1） 、（2）(2) 非預(yù)應(yīng)力巖石錨桿彈性變形的計

11、算gsfcNAELS 近似估算式：第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工7 錨桿(索)的鎖定荷載和錨頭設(shè)計一般：按錨桿設(shè)計軸向力(工作荷載)作為預(yù)應(yīng)力值加以鎖定，但鎖定荷載應(yīng)視錨桿的使用目的和地層性狀而加以調(diào)整1)邊坡坡體結(jié)構(gòu)完整性較好時，可將設(shè)計錨固力的100作為鎖定荷載。2)邊坡坡體有明顯蠕變且預(yù)應(yīng)力錨桿與抗滑樁相結(jié)合，或因坡體地層松散引起的變形過大時，應(yīng)由張拉試驗確定鎖定荷載。通常這種情況下將鎖定荷載取為設(shè)計錨固力的50-80。3)當(dāng)邊坡具有崩滑性時，鎖定荷載可取為設(shè)計錨固力的30-704)如果設(shè)計的支擋結(jié)構(gòu)容許變位時，鎖定荷載應(yīng)根據(jù)設(shè)計條件確定，有時按容許變形的大小可取

12、設(shè)計錨固力的5070。第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工5)當(dāng)錨固地層有明顯的徐變時，可將錨桿張拉到設(shè)計拉力值的1.2-1.3倍，然后再退到設(shè)計錨固力進行鎖定，這樣可以減少地層的徐變量引起的預(yù)應(yīng)力損失。8 錨桿(索)的防腐設(shè)計 對錨桿進行防腐設(shè)計時，應(yīng)充分調(diào)查腐蝕環(huán)境，并選擇適宜的防腐方法。防腐方法應(yīng)適應(yīng)巖土錨固的使用目的，即不能影響錨桿各部件(包錨固體、自由段和錨頭)的功能，因此對錨桿的不同部位要作不同的防腐結(jié)構(gòu)設(shè)計。永久性錨桿應(yīng)采用雙層防腐，臨時性錨桿可采用簡單防腐，但當(dāng)腐蝕環(huán)境嚴(yán)重時，也必須采用雙層防腐。 第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工1)錨固

13、體防腐 錨固于無腐蝕條件地層內(nèi)的錨固段，經(jīng)除銹后可不再作特殊處理，直接由水泥砂漿密封防腐，但鋼桿(索)必須居中，一般使用定位器，使水泥砂漿保護層厚度不小于20mm。對于錨固于具有腐蝕條件地層內(nèi)的錨固段應(yīng)作特殊防腐處理，一般可用環(huán)氧樹脂涂刷鋼筋的方法。2)自由段防腐 防腐構(gòu)造必須不影響張拉鋼材的自由伸長，對于非預(yù)應(yīng)力錨桿自由段防腐采用、級鋼筋制作錨桿的非錨固段(位于土層區(qū)段)仿佛處理可采用除銹、刷瀝青船底漆二度，瀝青玻纖布纏裹二層。對于預(yù)應(yīng)力錨桿自由段防腐：采用鋼絞線、精軋螺紋鋼筋制作的預(yù)應(yīng)力錨桿(索)非錨固段防腐宜采用桿體表面除銹、刷瀝青船底漆二度后繞扎塑料布，在塑科布上再涂潤滑油，最后裝第第

14、六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工入塑料套管中，形成雙層防腐，自由段套管兩端100-200mm范圍內(nèi)用黃油充填，外繞扎工程膠布固定。3)錨頭防腐 永久性錨桿的承壓板一般應(yīng)刷瀝青。一次灌漿硬化后承壓板下部殘留空隙，應(yīng)再次充填水泥漿和潤滑油，經(jīng)防腐處理后的非錨段外端應(yīng)伸人鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)50mm以上。如錨桿不須再次張拉，則錨頭的錨具涂以潤滑油、瀝青后用內(nèi)配鋼筋網(wǎng)的混凝土罩封閉，混凝土標(biāo)號不低于C30，厚度不小于lOOmm，混凝土保護層不小于30mm。如錨桿需要重新張拉，則可采用盒具密封，但盒具的空腔內(nèi)必須有潤滑油充填。第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工4)臨時性

15、錨桿的防腐 對于臨時性錨桿重點對外錨頭和自由段作防腐處理，錨固段一般可依靠注漿材料達到防腐效果。非預(yù)應(yīng)力錨桿非錨固段可用除銹后刷瀝青防銹漆處理。預(yù)應(yīng)力錨桿自由段可采用除銹后刷瀝青防銹漆或加套管方案。外錨頭防腐可采用外涂防腐材料或外包混凝土方案解決。部位錨桿的級別第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工6 63 3 錨桿錨桿( (索索) )的構(gòu)造設(shè)計的構(gòu)造設(shè)計1 錨桿的一般構(gòu)造要求1)錨桿總長度為錨固段長、自由段長和外錨段之和。錨桿自由段長度按外錨頭到潛在滑裂面的長度計算，但予應(yīng)力錨桿自由段長度不小于5.0m；錨桿錨固段長度按計算確定，同時土層錨桿錨固段長度宜大于4.0m、小于14

16、.0m，巖石錨桿錨固段長度宜大于3.0m、小于10.0m；如果巖石錨桿承載力設(shè)計250kN，且錨固區(qū)段為結(jié)構(gòu)完整無明顯裂隙的硬質(zhì)巖石時，錨固段長度可用2.03.0m。2)錨桿對中支架(架線環(huán))應(yīng)沿錨桿軸錢方向每隔1.02.0m設(shè)置一個，對于巖石錨桿支架間距可適當(dāng)增大至2.02.5m。3)在無特殊要求的條件下，錨桿漿體一般采用水泥砂漿，其強度設(shè)計值不宜低于M20。4)錨桿外錨頭、臺座、腰梁及輔助件應(yīng)按公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范進行設(shè)計。第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工2 錨桿擋墻的構(gòu)造3 錨板支護結(jié)構(gòu)的構(gòu)造4 錨釘邊坡的構(gòu)造第第六章六章 錨桿（

17、索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工6.4 6.4 錨桿錨桿( (索索) )的施工的施工施工質(zhì)量錨桿的承載力 邊坡穩(wěn)定性施工準(zhǔn)備造孔錨桿制作與安裝注漿錨桿鎖定與張拉第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工1 施工前的準(zhǔn)備工作施工前的準(zhǔn)備施工前的調(diào)查錨固工程計劃、設(shè)計圖、邊坡巖土形狀施工場地調(diào)查、施工對交通的影響施工用水、用電條件調(diào)查邊坡工程周邊可能對施工造成影響的各種狀態(tài)調(diào)查對于城區(qū)公路邊坡，考慮施工噪音、排污的影響掌握作業(yè)限制、環(huán)保法規(guī)或地方法令對施工造成的影響其他條件的調(diào)查，如施工用便道、氣象、安全等條件第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工確定施工方法施工程序

18、使用機械工程進度質(zhì)量管理安全管理等施工組織設(shè)計第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工1 造孔1) 按照施工設(shè)計圖采用經(jīng)緯儀進行測量放線確定孔位以及錨孔方位角。要求錨孔人口點水平方向誤差及垂直方向誤差2) 根據(jù)實際地層及鉆孔方向選取適當(dāng)?shù)你@孔機，確定機座水平定位和立軸傾角(即錨孔傾角)，開孔后，盡量保持良好的鉆進導(dǎo)向。在錨過程中根據(jù)實際地層變化情況，隨時調(diào)整鉆進參數(shù)，以防止造成孔斜偏差。3)在邊坡錨固的鉆孔過程中應(yīng)注意巖芯的拾取，以求不斷地準(zhǔn)確地劃分地層、確定不穩(wěn)定巖土體厚度，判斷斷裂破碎帶、滑移面、軟弱結(jié)構(gòu)面的位置和厚度，而驗證設(shè)計所依據(jù)的地勘資料，必要時修改設(shè)計。第第六章六章

19、 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工3 錨桿制作與安裝1)嚴(yán)格按照設(shè)計進行鋼筋(或鋼絞線)選材，對進場的鋼筋或鋼絞線必須驗明其產(chǎn)地、生產(chǎn)日期、出廠日期、型號，并核實生產(chǎn)廠家的資質(zhì)證書及其各項力學(xué)性能指標(biāo)2)嚴(yán)格按照設(shè)計長度進行下料。對進場鋼筋經(jīng)檢驗達到上述技術(shù)要求后，即可進行校直、除銹處理，然后，按照施工設(shè)計長度進行斷料，其長度誤差不應(yīng)大于50mm。一般實際長度應(yīng)大于計算長度的0.30.5m，但不可下得過短，以致無法鎖定或者給后續(xù)施工帶來不便。3)錨桿組裝在嚴(yán)格管理下由熟練人員在工地制作。對于、級鋼筋連接時宜采用對接焊或雙面搭接焊，焊接長度不應(yīng)小于8倍鋼筋直徑，精軋螺紋鋼筋定型套筒連接。

20、錨桿自由段必須按照設(shè)計作防腐處理和定位處理。第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工4)錨束放人鉆孔之前，應(yīng)檢查孔道是否阻塞，查看孔道是否清理干凈，并檢查錨索體的質(zhì)量，確保錨束組裝滿足設(shè)計要求。安放錨束時，應(yīng)防止錨束扭壓、彎曲，注漿管宜隨錨體一同放人鉆孔，注漿管端部距管底宜為50100mm，錨束放人角度應(yīng)與鉆孔角度保持一致，在人孔過程中，注意避免移動對中器，避免自由長度段無粘結(jié)護套或防腐體系出現(xiàn)損傷。錨束插入孔內(nèi)深度不應(yīng)小于錨束長度的95。第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工4 4 注漿注漿1)按規(guī)定選擇水泥漿體材料。2)錨束漿液在28天齡期后要求抗壓強度達到設(shè)

21、計標(biāo)號強度3)注漿作業(yè)應(yīng)連續(xù)緊湊，中途不得中斷，使注漿工作在初始注入的漿液仍具塑性的時間內(nèi)完成；4)二次高壓注漿形成連續(xù)球型錨桿的注漿還應(yīng)注意：一次常壓注漿作業(yè)應(yīng)從孔底開始，直至孔口溢出漿液；對錨固體的二次高壓注漿應(yīng)在一次注漿形成的水泥結(jié)石體強度達到5MPa時進行，注漿壓力和注漿時間可根據(jù)錨固體的體積確定，并分段依次由下至上進行。第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨桿（索）設(shè)計與施工5 錨桿的張拉與鎖定1)張拉設(shè)備要根據(jù)錨桿體的材料和鎖定力的大小進行選擇。選擇時應(yīng)考慮它的通用性能，從而使得它具備除可能張拉配套錨具外，還能張拉盡可能多的其他系列錨具的通用性能，做到一項多用。同時張拉設(shè)備應(yīng)能使預(yù)應(yīng)力筋的拉力既能從已有荷載上增加或降低，又能在中間荷載下錨固，最后張拉設(shè)備還應(yīng)能拉錨以確定預(yù)應(yīng)力荷載的大小。2)張拉前對張拉設(shè)備進行標(biāo)定。對于1000kN以下的千斤頂，可用2000kN的壓力機標(biāo)定，標(biāo)定的數(shù)據(jù)與理論出力誤差應(yīng)小于2。3)安裝錨夾具前，要對錨具進行逐個嚴(yán)格檢查。錨具安裝必須與孔道對中，夾片安裝要整齊，裂縫要均勻。第第六章六章 錨桿（索）設(shè)計與施工錨