錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)類型及質(zhì)量控制演示文稿

錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)類型及質(zhì)量控制演示文稿第一頁(yè)，共三十五頁(yè)。錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)類型錨桿支護(hù)，噴射混凝土支護(hù)，錨桿噴射混凝土支護(hù)，鋼筋網(wǎng)噴射混凝土支護(hù)，錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼拱架噴射混凝土支護(hù)，錨桿、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土支護(hù)，預(yù)應(yīng)力錨桿、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土支護(hù)。第二頁(yè)，共三十五頁(yè)。錨桿類型1、全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿：用水泥砂漿或樹(shù)脂作填充粘結(jié)劑，使錨桿和孔壁巖石粘結(jié)牢固，提供摩擦阻力，阻止巖體位移，并通過(guò)安裝在孔口的托板、螺母對(duì)巖壁的約束力來(lái)抑制圍巖變形和承受圍巖松弛荷載。普通水泥砂漿錨桿、早強(qiáng)水泥砂漿砂漿錨桿、中空注漿錨桿、自鉆式注漿錨桿2、端頭錨固型錨桿：通過(guò)錨桿的機(jī)械式錨固或粘結(jié)式錨固，將錨桿前端錨固于錨桿孔底部巖體，通過(guò)孔口托板及螺母使錨桿受拉，對(duì)孔口附近圍巖施加徑向約束力。錨桿受力大小取決于錨頭的錨固強(qiáng)度。按結(jié)構(gòu)形式又可分為（1）機(jī)械式內(nèi)錨頭：如楔縫式錨桿、倒楔式錨桿、脹殼式錨桿（2）粘結(jié)式內(nèi)錨頭：水泥砂漿內(nèi)錨頭，快硬水泥卷內(nèi)錨頭，樹(shù)脂藥包內(nèi)錨頭。第三頁(yè)，共三十五頁(yè)。錨桿類型3、摩擦型錨桿：將錨桿強(qiáng)行壓入比其直徑略小的鉆孔后，管體受圍巖約束而產(chǎn)生徑向張力，使孔壁產(chǎn)生壓力，擠壓巖體，從而使孔壁與錨桿間產(chǎn)生靜摩擦力（即錨固力），阻止巖體位移，同時(shí)，錨桿末端托板在安裝時(shí)緊壓孔口巖面，對(duì)圍巖產(chǎn)生壓力，使錨桿周圍巖體處于三向應(yīng)力狀態(tài)，形成梨形壓力球，增加圍巖的穩(wěn)定性?？p管式錨桿，楔管式錨桿、水脹錨桿4、預(yù)應(yīng)力錨桿應(yīng)用端頭錨桿，在錨孔口部對(duì)錨桿施加拉力，并用墊板和螺栓鎖口，緊壓孔口巖面，使圍巖產(chǎn)生徑向壓力，約束圍巖變形，對(duì)改善圍巖的力學(xué)性能，特別是提高巖體結(jié)構(gòu)面的摩擦力很有幫助。按內(nèi)錨頭結(jié)構(gòu)形式有機(jī)械式內(nèi)錨頭和膠結(jié)式內(nèi)錨頭；按錨固段的應(yīng)力分布有集中型和分散型；按巖層的受力性質(zhì)有拉力型、壓力型、剪力型和混合型。第四頁(yè)，共三十五頁(yè)。①全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿類型

主要有普通水泥砂漿錨桿、樹(shù)脂錨固錨桿、早強(qiáng)水泥砂漿錨桿、樹(shù)脂錨桿、水泥卷錨桿、中空注漿錨桿和自鉆式注漿錨桿等。第五頁(yè)，共三十五頁(yè)。②端頭錨固型錨桿類型

主要有機(jī)械錨固錨桿、樹(shù)脂錨固錨桿、快硬水泥卷端頭錨桿等。第六頁(yè)，共三十五頁(yè)。②端頭錨固型

錨桿類型第七頁(yè)，共三十五頁(yè)。②端頭錨固型

錨桿類型第八頁(yè)，共三十五頁(yè)。③摩擦型錨桿類型主要有縫管錨桿、楔管錨桿和水脹錨桿等第九頁(yè)，共三十五頁(yè)。③摩擦型錨桿類型第十頁(yè)，共三十五頁(yè)。隧道及邊坡工程中常用錨桿水泥砂漿錨桿1、構(gòu)造：由水泥砂漿、桿體、墊板和螺母組成；桿體可采用帶肋鋼筋或高強(qiáng)度玻纖樹(shù)脂實(shí)心或空心管。墊板可用金屬材料，也可以用工程塑料。2、特點(diǎn)（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工安裝方便，價(jià)格便宜，對(duì)圍巖適用性強(qiáng)，具有一定的錨固力。（2）安裝后有一個(gè)養(yǎng)護(hù)過(guò)程不能承載（3）被動(dòng)支護(hù)，提供的支護(hù)反力依賴圍巖變形，如果安裝過(guò)晚，錨桿抗力小，作用有限。（4）注漿不宜密實(shí)。3、墊板作用（1）增強(qiáng)并擴(kuò)大錨桿對(duì)巖體的錨固范圍，特別是能使表層圍巖處于三向受力狀態(tài)，極大增強(qiáng)了圍巖穩(wěn)定性。第十一頁(yè)，共三十五頁(yè)。隧道及邊坡工程中常用錨桿（2）墊板能顯著提高錨桿的系統(tǒng)剛度，使錨桿在軟巖中不至于太軟而無(wú)法與圍巖特征線相交，喪失承載圍巖壓力的條件。（3）通過(guò)墊板將噴網(wǎng)與錨桿連成整體，從而形成噴錨網(wǎng)與圍巖的聯(lián)合體，共同承擔(dān)地層壓力的作用，這里墊板的傳遞起著重要的作用。（4）墊板能改變錨桿的受力分布，使錨桿的軸力分布比較均勻，提高錨桿效果。第十二頁(yè)，共三十五頁(yè)。隧道及邊坡工程中常用錨桿早強(qiáng)水泥砂漿錨桿與水泥砂漿錨桿的唯一區(qū)別就是注漿材料（粘結(jié)劑）不同。一般在2~4h就具有50KN左右的錨固力，彌補(bǔ)了普通水泥砂漿早期不能承載和強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢的特點(diǎn)，因而在軟弱、破碎、自穩(wěn)時(shí)間短的圍巖中顯示出一定的優(yōu)越性?？煊菜嗑韮?nèi)錨頭錨桿構(gòu)造：快硬水泥卷（錨固劑）、桿體、墊板、螺母、排氣管組成桿體內(nèi)端要求設(shè)計(jì)成左旋麻花狀結(jié)構(gòu)，其上端焊有擋圈，擋圈至麻花狀頂部的長(zhǎng)度即為錨頭長(zhǎng)度，擋圈具有防止攪碎的水泥從孔內(nèi)滑出的作用。快硬水泥卷內(nèi)錨頭錨桿具有早強(qiáng)水泥砂漿錨桿能早起承載的特點(diǎn)，但是存在以下缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)中要主要控制使用，一般不能用于永久性工程，特別是重要工程。缺點(diǎn)：（1）錨固質(zhì)量受操作工藝影響，波動(dòng)較大；（2）包裝皮攪碎后混入錨固劑，嚴(yán)重影響內(nèi)錨頭的防腐耐久性；（3）注漿和排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不完善，難以保證注漿飽滿，尤其是向上安裝的錨桿。第十三頁(yè)，共三十五頁(yè)。隧道及邊坡工程中常用錨桿早強(qiáng)水泥砂漿內(nèi)錨頭錨桿適用于在有嚴(yán)重化學(xué)腐蝕地層的搶修工程。中空注漿錨桿采用冷軋左旋螺紋桿體，為空心管。注漿可分為無(wú)壓注漿和有壓注漿兩種，注漿時(shí)采用封堵技術(shù)的為壓力注漿，否則為無(wú)壓注漿。中空注漿錨桿的最大特點(diǎn)是利用桿體中中空管道進(jìn)行注漿，漿液直達(dá)孔底，能保證注漿飽滿。如果是向上安裝的錨桿還設(shè)有排氣管，孔底的塑料錨固頭是用來(lái)懸掛桿體的重量，以免向上安裝時(shí)桿體下滑。凡永久性錨桿均要求壓力注漿。在我國(guó)沿海地區(qū)得到了普遍使用。自鉆式注漿錨桿這種錨桿將鉆孔、注漿及錨固等功能一體化，適于鉆孔過(guò)程易塌孔，而且必須采用套管跟進(jìn)的復(fù)雜地層。第十四頁(yè)，共三十五頁(yè)。隧道及邊坡工程中常用錨桿楔管式錨桿由開(kāi)口異徑管，上、下楔，定位銷，擋環(huán)和墊板組成。優(yōu)點(diǎn)為：效應(yīng)快，安裝后即能發(fā)揮錨固作用；對(duì)圍巖能主動(dòng)提供軸向和環(huán)向壓應(yīng)力，錨固效果比被動(dòng)式錨桿要好；適應(yīng)巖層范圍較大，地下水對(duì)它的錨固效果影響很?。徊僮鞣奖?，作業(yè)安全，勞動(dòng)強(qiáng)度低，安裝一根約4分鐘。極限錨固力約為120KN，適于中、小斷面工程的臨時(shí)支護(hù)和搶險(xiǎn)工程。第十五頁(yè)，共三十五頁(yè)。一般規(guī)定1、永久支護(hù)的錨桿應(yīng)為全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿或預(yù)應(yīng)力注漿錨桿。其他類型的錨桿不能作為永久支護(hù)，當(dāng)需作永久支護(hù)時(shí)，錨孔內(nèi)必須注滿砂漿或樹(shù)脂。2、自穩(wěn)時(shí)間短的圍巖，宜采用全長(zhǎng)粘結(jié)式錨桿或早強(qiáng)水泥砂漿錨桿。3、在Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖條件下，錨桿應(yīng)按系統(tǒng)錨桿設(shè)計(jì)，并符合下列規(guī)定：（1）錨桿一般應(yīng)沿隧道周邊徑向布置，當(dāng)結(jié)構(gòu)面或巖層層面明顯時(shí)，錨桿應(yīng)與巖體主結(jié)構(gòu)面或巖層層面呈大角度布置。第十六頁(yè)，共三十五頁(yè)。一般規(guī)定（2）錨桿應(yīng)按矩形排列或梅花形排列（3）錨桿間距不得大于1.5m。間距較小時(shí)，可采用長(zhǎng)短錨桿交錯(cuò)布置。（4）兩車道隧道系統(tǒng)錨桿長(zhǎng)度一般不小于2.0m，三車道隧道系統(tǒng)錨桿一般不小于2.5m。4、局部不穩(wěn)定的巖塊宜設(shè)置局部錨桿，可采用全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿、端頭錨固型錨桿、預(yù)應(yīng)力錨桿，錨固端應(yīng)置于穩(wěn)定巖體內(nèi)，錨桿參數(shù)應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定。第十七頁(yè)，共三十五頁(yè)。一般規(guī)定5、軟巖、收斂變形較大的圍巖地段，可采用預(yù)應(yīng)力錨桿，預(yù)應(yīng)力錨桿的預(yù)應(yīng)力應(yīng)不小于100kPa。預(yù)應(yīng)力錨桿的錨固端必須錨固在穩(wěn)定巖層內(nèi)。6、巖體破碎、成孔困難的圍巖，宜采用自進(jìn)式錨桿。第十八頁(yè)，共三十五頁(yè)。預(yù)應(yīng)力錨桿（索）一、預(yù)應(yīng)力錨桿（索）組成由外錨頭、錨桿體和內(nèi)錨固段組成，統(tǒng)稱預(yù)應(yīng)力錨固體系。外錨頭視錨桿張拉噸位的不同，繁簡(jiǎn)差異很大，實(shí)現(xiàn)張拉和鎖定的裝置。錨桿體（錨索體）也稱自由段或張拉段，是形成預(yù)應(yīng)力的主要構(gòu)件。錨固段又稱為內(nèi)錨頭或內(nèi)錨固段，是預(yù)應(yīng)力錨桿孔內(nèi)鎖定端，現(xiàn)場(chǎng)也稱為錨根。二、外錨頭的結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)型式有錐筒墊板式結(jié)構(gòu)外錨頭和錨板式結(jié)構(gòu)外錨頭，前者用于螺紋鋼筋錨固體系，后者用于鐓頭錨固體系和夾片式錨固體系。三、內(nèi)錨頭的結(jié)構(gòu)類型內(nèi)錨頭是預(yù)應(yīng)力錨桿得以實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力張拉的重要部件，并且對(duì)預(yù)應(yīng)力的長(zhǎng)期保存有重要意義。第十九頁(yè)，共三十五頁(yè)。預(yù)應(yīng)力錨桿（索）內(nèi)錨頭按其結(jié)構(gòu)形式分：機(jī)械式內(nèi)錨頭與膠結(jié)式內(nèi)錨頭；按內(nèi)錨固段圍巖受力狀態(tài)分：拉力型、壓力型、剪力型以及荷載集中型與荷載分散型。1、機(jī)械式內(nèi)錨頭：由工程塑料或金屬材料制成。2、膠結(jié)式內(nèi)錨頭：依靠膠結(jié)材料，如水泥砂漿或樹(shù)脂將錨桿體（鋼絲或鋼絞線）和孔壁巖體粘成一個(gè)整體的內(nèi)錨頭型式。（1）按膠結(jié)材料同鋼絲或鋼絞線粘結(jié)力決定內(nèi)錨固段長(zhǎng)度其中，Td錨索的設(shè)計(jì)張拉荷載(KN)；d單根鋼筋或鋼絞線的直徑(mm)；n鋼絞線或鋼筋根數(shù)；K-安全系數(shù)；qs水泥結(jié)石與鋼絞線的設(shè)計(jì)粘結(jié)強(qiáng)度（KPa），取0.8倍標(biāo)準(zhǔn)值；ξ采用兩根及以上鋼筋或鋼絞線時(shí)，界面粘結(jié)降低系數(shù)，取0.65~0.85。試驗(yàn)證明握裹力在鋼筋上的分布是不均勻的，呈棗形分布。第二十頁(yè)，共三十五頁(yè)。預(yù)應(yīng)力錨桿（索）（2）按膠結(jié)材料同巖石孔壁的粘結(jié)力決定內(nèi)錨固段長(zhǎng)度其中，D錨固體直徑（mm）；qr水泥結(jié)石體與巖石孔壁間的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（KPa），取0.8倍標(biāo)準(zhǔn)值。內(nèi)錨頭錨固力并非隨錨固長(zhǎng)度成比例增加，實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)錨固長(zhǎng)度超過(guò)8~10m時(shí)，錨固力增加很少。因此粘結(jié)式內(nèi)錨頭的最大長(zhǎng)度不要超過(guò)10m，如果不夠可采取以下措施：對(duì)破碎軟弱巖層進(jìn)行固結(jié)灌漿；擴(kuò)大內(nèi)錨固段孔徑；采用分散型內(nèi)錨頭。第二十一頁(yè)，共三十五頁(yè)。預(yù)應(yīng)力錨桿（索）3、分散型內(nèi)錨頭：將錨固段分散。在同一鉆孔中安裝幾個(gè)單元錨桿，每個(gè)單元錨桿都有自己的桿體、自己的錨固長(zhǎng)度，而且張拉荷載也是分別施加的。由于這種組合錨桿的各單元錨桿錨固長(zhǎng)度小，所承受的荷載也小，內(nèi)錨固段上的軸力和粘結(jié)應(yīng)力分布比較均勻，不會(huì)產(chǎn)生逐步脫膠現(xiàn)象，從而能最大限度地調(diào)動(dòng)地層強(qiáng)度。從理論上講，這類分散型錨桿的錨固長(zhǎng)度不受限制，故特別適于軟巖和土體工程。根據(jù)起受力特征，又可分為拉力分散型、壓力分散型、剪力分散型和拉壓分散型。第二十二頁(yè)，共三十五頁(yè)。預(yù)應(yīng)力錨桿（索）四、預(yù)應(yīng)力錨桿力學(xué)特征和應(yīng)用領(lǐng)域1、預(yù)應(yīng)力錨桿力學(xué)特征（1）支護(hù)受力特征方面：預(yù)應(yīng)力錨桿的初始錨固力來(lái)源于張拉荷載屬于主動(dòng)支護(hù)；砂漿錨桿的錨固力依賴于圍巖的松弛變形，是以損失被錨固體位移為代價(jià)的，屬于被動(dòng)支護(hù)。（2）支護(hù)所承擔(dān)的荷載方面：預(yù)應(yīng)力錨桿承擔(dān)的荷載為：預(yù)應(yīng)力張拉荷載PR與變形荷載PW兩部分。砂漿錨桿只承擔(dān)變形荷載PW（3）支護(hù)剛度方面：拉力型預(yù)應(yīng)力錨桿的支護(hù)剛度由桿體剛度KM和由張拉荷載所產(chǎn)生的支護(hù)剛度兩部分組成。普通砂漿錨桿屬于柔性支護(hù)（4）支護(hù)反力強(qiáng)度方面：預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)反力強(qiáng)度可達(dá)到0.2~2MPa，完全可以和任何剛性支護(hù)媲美。表8-26第二十三頁(yè)，共三十五頁(yè)。預(yù)應(yīng)力錨桿（索）五、預(yù)應(yīng)力錨桿質(zhì)量控制1、預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)計(jì)一般原則（1）硬巖錨固可采用拉力型錨桿；軟巖錨固宜采用壓力分散型或拉力分散型錨桿。（2）確定錨桿傾角應(yīng)避開(kāi)錨桿與水平面的夾角為-100~100這一范圍。（3）預(yù)應(yīng)力錨桿桿體材料宜用鋼絞線、高強(qiáng)度鋼絲或高強(qiáng)度精軋螺紋鋼筋。（4）預(yù)應(yīng)力筋的截面尺寸按如下公式計(jì)算：Td設(shè)計(jì)張拉荷載；fptk預(yù)應(yīng)力筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；K預(yù)應(yīng)力截面設(shè)計(jì)安全系數(shù)，臨時(shí)錨桿取1.6，預(yù)應(yīng)力錨桿取1.8第二十四頁(yè)，共三十五頁(yè)。噴射混凝土支護(hù)設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制噴射混凝土利用高壓氣，將摻有速凝劑的混凝土拌合料通過(guò)混凝土噴射機(jī)，高速噴射到巖面上，形成混凝土層。噴射混凝土的施工工藝有三種：干噴、濕噴和潮噴。干噴和濕噴的施工工藝如圖所示。潮噴工藝與干噴相近，在干噴的拌合料中適量加水即為潮噴。第二十五頁(yè)，共三十五頁(yè)。噴射混凝土支護(hù)設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制第二十六頁(yè)，共三十五頁(yè)。噴射混凝土支護(hù)設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制一、噴射混凝土設(shè)計(jì)參數(shù)的基本要求噴射混凝土最重要的兩個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)是強(qiáng)度指標(biāo)和厚度指標(biāo)。1、噴射混凝土強(qiáng)度指標(biāo):噴射混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15；對(duì)于豎井及重要隧道和斜井工程，噴射混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度不應(yīng)低于低于C20；噴射混凝土1d齡期的抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于5MPa。鋼纖維噴射混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20，其抗拉強(qiáng)度不應(yīng)低于2MPa，抗彎強(qiáng)度不應(yīng)低于6MPa。2、噴射混凝土支護(hù)厚度第二十七頁(yè)，共三十五頁(yè)。一般規(guī)定1、噴射混凝土厚度不應(yīng)小于50mm，不宜大于300mm。2、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定（1）鋼筋網(wǎng)網(wǎng)格應(yīng)按矩形布置，鋼筋間距宜為150～300mm。（2）鋼筋網(wǎng)鋼筋的搭接長(zhǎng)度應(yīng)不小于30d（d為鋼筋直徑）（3）鋼筋網(wǎng)噴射混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)不小于20mm，當(dāng)采用雙層鋼筋網(wǎng)時(shí)，兩層鋼筋網(wǎng)之間的間隔距離應(yīng)不小于60mm。（4）單層鋼筋網(wǎng)噴射混凝土厚度不得小于80mm，雙層鋼筋網(wǎng)噴射混凝土厚度不得小于150mm。（5）鋼筋網(wǎng)應(yīng)配合錨桿一起使用第二十八頁(yè)，共三十五頁(yè)。一般規(guī)定3、鋼纖維噴射混凝土設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）鋼纖維摻量宜為干混合料質(zhì)量的1.5%～4%（2）鋼纖維噴射混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C254、為提高噴射混凝土的抗裂性能，可采用合成纖維噴射混凝土，合成纖維噴射混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20，合成纖維噴射混凝土應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定其摻量。當(dāng)防水要求較高時(shí)，可采用強(qiáng)度等級(jí)大于C30的高性能噴射混凝土。第二十九頁(yè)，共三十五頁(yè)。鋼筋網(wǎng)與鋼拱架一、鋼筋網(wǎng)第三十頁(yè)，共三十五頁(yè)。鋼筋網(wǎng)與鋼拱架一、鋼筋網(wǎng)為提高噴射混凝土的整體性，防止收縮開(kāi)裂，使混凝土受力均勻，并提供一定的抗剪強(qiáng)度，有利于抵抗巖石塌落和承受沖擊荷載，在噴射混凝土中有時(shí)要配置鋼筋網(wǎng)。二、鋼拱架鋼拱架包括鋼筋格柵鋼架、工字型鋼拱架、U形型鋼鋼架、H型型鋼鋼架格柵鋼架可現(xiàn)場(chǎng)加工制作，不需要特殊設(shè)備，安裝方便，能與噴射混凝土緊密結(jié)合，形成有一定剛度與強(qiáng)度的鋼拱肋支護(hù)，用鋼量比型鋼鋼架要省，應(yīng)優(yōu)先選用鋼筋格柵