錨桿施工技術(shù)的概述

1、錨桿施工技術(shù)的概述,5.1 概述,5.1.1 錨桿定義： 將受拉桿件的一端固定在邊坡或地基的巖層或土層中，另一端與工程建筑物相連接，用以承受由于土壓力、水壓力或風(fēng)壓力等所施加于建筑物的推力，從而利用地層的錨固力以維持建筑物（或巖土層）的穩(wěn)定。,第5章 錨桿施工技術(shù),錨桿施工技術(shù)的概述,5.1.2 錨桿技術(shù)應(yīng)用,（1）邊坡工程應(yīng)用,錨桿施工技術(shù)的概述,（2）山體加固,（3）抗浮工程應(yīng)用,首都國際機(jī)場地下室抗浮錨固工程,（4）深基坑錨固工程,（5）抗傾覆的結(jié)構(gòu)工程,（6）隧洞與地下工程應(yīng)用,錨桿施工技術(shù)的概述,用預(yù)應(yīng)力錨桿加固邊坡以支承橋基,（7）特種結(jié)構(gòu)物的錨固與穩(wěn)定,錨桿施工技術(shù)的概述,5.1

2、.3 錨桿的類型（1）預(yù)應(yīng)力錨桿與非預(yù)應(yīng)力錨桿,預(yù)應(yīng)力錨桿與非預(yù)應(yīng)力錨桿結(jié)構(gòu)構(gòu)造比較 （a）預(yù)應(yīng)力錨桿 (anchor) （b）非預(yù)應(yīng)力錨桿(bolt),預(yù)應(yīng)力錨桿,非預(yù)應(yīng)力錨桿,拉力,錨桿位移,錨桿施工技術(shù)的概述,（2）拉力型錨桿與壓力型錨桿,拉力型錨桿和壓力型錨桿結(jié)構(gòu)示意圖 (a)拉力型錨桿 (b)壓力型錨桿,錨桿施工技術(shù)的概述,拉力型與壓力型錨桿的荷載分布 （77年Mastrantuono與Tomiolo報(bào)導(dǎo)）,錨桿施工技術(shù)的概述,（3）荷載集中型與荷載分散型錨桿,荷載集中型,荷載分散型,錨桿施工技術(shù)的概述,荷載集中型錨桿粘結(jié)應(yīng)力分布特征,壓力分散型錨桿(單孔復(fù)合錨固）粘結(jié)應(yīng)力分布特征,

3、錨桿施工技術(shù)的概述,(4) 機(jī)械固定型和膠結(jié)固定型錨桿,機(jī)械固定型楔縫式錨桿,錨桿施工技術(shù)的概述,機(jī)械固定型漲殼式錨桿,南非貝爾公司漲殼錨桿,法國生產(chǎn)的漲殼錨桿,錨桿施工技術(shù)的概述,膠結(jié)固定型樹脂膠結(jié)錨桿,(a)樹脂固定的張拉錨桿 (b)全長用速凝和緩凝樹脂的張拉錨桿 (c)全長用樹脂錨固的非張拉錨桿,緩凝樹脂,速凝樹脂,錨桿施工技術(shù)的概述,膠結(jié)固定型水泥漿膠結(jié)錨桿,錨桿施工技術(shù)的概述,機(jī)械固定與膠結(jié)料固定相結(jié)合的錨桿,漲殼式中空灌漿錨桿,錨桿施工技術(shù)的概述,Williams公司的漲殼式中空錨桿的細(xì)部構(gòu)造及工作原理 (a)細(xì)部構(gòu)造； (b)漲殼工作時(shí)形成的抗力,錨桿施工技術(shù)的概述,威廉姆斯巖石

4、錨桿注漿漿液流動(dòng)圖,錨桿施工技術(shù)的概述,（5）擴(kuò)體型錨桿,錨桿荷載傳遞方式的比較 (a)摩擦型 (b)摩擦支承復(fù)合型,錨桿施工技術(shù)的概述,底端擴(kuò)體型錨桿,用旋轉(zhuǎn)葉片形成的擴(kuò)體錨桿 （固定地層：砂； 固定長度：610m； 極限承載力：9001400 kN 比=12cm錨桿承載力提高23倍）。,錨桿施工技術(shù)的概述,多段擴(kuò)體型錨桿,錨桿施工技術(shù)的概述,（6）縫管錨桿與水脹式錨桿 全長摩擦型錨桿,縫管錨桿結(jié)構(gòu)構(gòu)造 1開縫鋼管；2擋環(huán)；3托板,錨桿施工技術(shù)的概述,水脹式錨桿是利用高壓水使鋼管膨脹，將其全長固定在鉆孔中。,將41mm鋼管 機(jī)械整形成 28mm桿體 高壓水膨脹 水脹式錨桿,錨桿施工技術(shù)的概述

5、,5.1.4 錨桿的構(gòu)造,錨桿的構(gòu)造包含錨固體（內(nèi)錨頭）、拉桿及錨頭（外錨頭）三個(gè)基本部分組成。,錨桿施工技術(shù)的概述,5.2 錨桿材料,錨體材料,鋼筋,鋼管,鋼絞線,無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線,水泥系灌漿材料,水 水泥 細(xì)骨料 外加劑,承載體 鋼板承載體 高分子聚酯纖維增強(qiáng)塑料,錨頭材料 OVM錨具 YGM精軋螺紋鋼錨具 LM錨具,承壓板、臺(tái)座,防腐材料及其他材料 防腐油脂 錨桿桿體護(hù)管 隔離架,錨桿施工技術(shù)的概述,5.3 錨桿施工,5.3.1 錨桿施工工序 施工準(zhǔn)備 錨桿孔鉆鑿 錨桿的制作與安放 錨桿注漿 錨桿的張拉與鎖定 錨頭封頭,錨桿施工技術(shù)的概述,5.3 錨桿施工,5.3.2 施工準(zhǔn)備工作 施

6、工前調(diào)查； 施工組織設(shè)計(jì)； 鉆機(jī)作業(yè)空間及場地的平整； 鉆孔機(jī)械、張拉機(jī)具、注漿設(shè)備等機(jī)械設(shè)備選定； 材料的準(zhǔn)備； 電力供應(yīng)以及給排水條件。,錨桿施工技術(shù)的概述,5.3 錨桿施工,5.3.3 錨桿成孔工藝 應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求的孔徑、長度和傾角。 （1）一般要求 對(duì)錨固區(qū)段的位置和巖土分層厚度進(jìn)行驗(yàn)證； 不同的巖土條件，應(yīng)選用不同的鉆機(jī)和鉆孔方法； 優(yōu)先采用無水鉆孔法，其次采用清水鉆孔法，最后采用泥漿護(hù)壁鉆孔法； 清水鉆孔法和泥漿護(hù)壁鉆孔法要求用清水充分清洗孔壁； 若地下水從鉆孔內(nèi)流出，可采取注漿堵水，防止錨固段漿液流失； 判斷地層的透水強(qiáng)度 對(duì)于滑坡整治和斜坡穩(wěn)定的工程，采用固結(jié)灌漿改良地層或無水

7、鉆孔法。,錨桿施工技術(shù)的概述,5.3 錨桿施工,（2）鉆孔精度 鉆孔精度視結(jié)構(gòu)物的重要程度和使用目的有所不同。 土層錨桿設(shè)計(jì)與施工規(guī)范CECS2290規(guī)定： 鉆孔水平方向孔距誤差50mm； 垂直方向孔距誤差100mm； 鉆孔底部的偏斜尺度錨桿長度的3。,錨桿施工技術(shù)的概述,5.3 錨桿施工,（3）鉆孔機(jī)械和鉆孔方法 小直徑短錨桿的鉆孔： 45mm，L4.0m 氣動(dòng)沖擊鉆機(jī) 高效移動(dòng)式單臂或多臂鑿巖臺(tái)車,錨桿施工技術(shù)的概述,大直徑長錨桿的鉆孔： 60168mm，L550m 采用沖擊鉆、潛孔鉆、回旋鉆 、螺旋鉆等。,錨桿施工技術(shù)的概述,5.3 錨桿施工,鉆機(jī)選擇：巖土類型、鉆孔直徑、鉆孔長度、接近

8、錨固工作面的條件、所用沖洗介質(zhì)的種類、錨桿類型、鉆進(jìn)速度等。,鉆進(jìn)方法：螺旋式、沖擊式、回旋式、沖擊回旋式、回旋沖擊反循環(huán)、潛孔錘。,錨桿施工技術(shù)的概述,5.3 錨桿施工,5.3.4 桿體制作和安放 (1) 桿體制作 粗鋼筋或精軋螺紋鋼筋: 外端加工成螺紋，每隔23m安放 隔離件，可用套筒連接。預(yù)應(yīng)力錨桿自由段除涂防腐涂料 外，還應(yīng)套上塑料管或包裹塑料布進(jìn)行防腐和隔離。 多股鋼絞線：呈波浪形，通過夾緊環(huán)和擴(kuò)張環(huán)（隔離環(huán)）的 交替設(shè)置而成。,錨桿施工技術(shù)的概述,粗鋼筋桿體制作,錨桿施工技術(shù)的概述,粗鋼筋連接閃光對(duì)焊,錨桿施工技術(shù)的概述,粗鋼筋連接冷擠壓套筒連接,錨桿施工技術(shù)的概述,錨桿施工技術(shù)的

9、概述,臨時(shí)性錨索桿體構(gòu)造,錨桿施工技術(shù)的概述,5.3 錨桿施工,(2) 桿體安放 桿體與注漿管同時(shí)插入鉆孔底部； 對(duì)于土層錨桿，要求鉆孔完后立即插入桿體； 錨桿有支架一面向下； 若鉆孔使用套管，則在插入桿體灌漿后再拔出套管； 小口徑錨桿孔，要求灌漿后再插入桿體。 兩根以上桿體，應(yīng)間隔23m點(diǎn)焊成束；,錨桿施工技術(shù)的概述,5.3 錨桿施工,5.3.5 注漿 （1）注漿目的：將錨桿與地層固定，并對(duì)錨桿加以保護(hù)。 （2）注漿設(shè)備：磅秤、攪拌機(jī)、壓漿泵 （3）注漿材料：水泥漿或水泥砂漿；漿體強(qiáng)度30MPa；水灰比0.40.5；灰砂比1:1或1:0.5；可摻入外加劑。,錨桿施工技術(shù)的概述,錨桿施工技術(shù)的

10、概述,（4）注漿方法 一次注漿法：無壓灌漿 封口 補(bǔ)壓灌漿 二次注漿法：錨固段灌漿 養(yǎng)護(hù)、張拉 自由段灌漿 注漿壓力：壓力越大，承載力越高； 每米厚度注漿壓力可取2.2MPa。,5.3 錨桿施工,錨桿施工技術(shù)的概述,錨桿施工技術(shù)的概述,5.3 錨桿施工,5.3.6 錨桿張拉、鎖定 （1）設(shè)備,張拉油泵,2）錨桿張拉要求 通過張拉設(shè)備使錨桿桿體的自由段產(chǎn)生彈性變形，從而對(duì)錨固結(jié)構(gòu)產(chǎn)生所要求的預(yù)應(yīng)力值。 錨固體和臺(tái)座的混凝土強(qiáng)度達(dá)到15MPa后方可進(jìn)行張拉。 正式張拉前應(yīng)進(jìn)行預(yù)張拉，預(yù)張拉力取設(shè)計(jì)軸向拉力值的1015%。 永久錨桿張拉控制應(yīng)力0.6fptk，臨時(shí)錨桿張拉控制應(yīng)力0.65fptk。

11、錨桿宜超張拉1020%，再卸荷至設(shè)計(jì)拉力值后鎖定。,錨桿施工技術(shù)的概述,（3）錨桿鎖定,可用扳手?jǐn)Q緊螺母鎖定,錨索OVM錨具鎖定,錨桿施工技術(shù)的概述,5.4 錨桿防腐保護(hù),5.4.1 基本防護(hù)措施 （1）桿體自身質(zhì)量要有保證，自身沒有質(zhì)量缺陷。 （2）在錨索周圍一定范圍內(nèi)，建立區(qū)域性的高堿環(huán)境，使預(yù)應(yīng)力筋鈍化，而不被腐蝕。水泥漿體防護(hù)是錨索永久防護(hù)的基礎(chǔ)手段。 （3）用高分子材料，在預(yù)應(yīng)力筋表面（或之外）一定區(qū)域，建立非金屬覆蓋層、防護(hù)套等。 （4）控制材料強(qiáng)度的使用系數(shù)。 （5）采用可以減少內(nèi)錨段應(yīng)力集中狀況的錨索結(jié)構(gòu)、增大內(nèi)錨段安全系數(shù)辦法，防止內(nèi)錨段漿體開裂，提高防護(hù)效果。,錨桿施工技術(shù)

12、的概述,5.4 錨桿防腐保護(hù),5.4.2 常用防護(hù)方法 （1）錨頭防護(hù),錨桿施工技術(shù)的概述,（3）錨固段的防護(hù),錨桿級(jí)防護(hù)構(gòu)造,錨桿施工技術(shù)的概述,錨桿級(jí)防護(hù)構(gòu)造,（3）錨固段的防護(hù),錨桿施工技術(shù)的概述,5.5.1 錨桿試驗(yàn) 錨桿試驗(yàn)一般分為:基本試驗(yàn)、驗(yàn)收試驗(yàn)、蠕變?cè)囼?yàn)和特殊 試驗(yàn)。 （1）基本試驗(yàn)：用于確定設(shè)計(jì)參數(shù)和提供設(shè)計(jì)依據(jù)。任何 一種新型錨桿或已有錨桿用于未曾用過的地層時(shí)，均應(yīng)進(jìn) 行基本試驗(yàn)。試驗(yàn)必須在場地進(jìn)行。試驗(yàn)錨桿數(shù)量一般取3 根。最大試驗(yàn)荷載不應(yīng)超過鋼絲、鋼絞線、鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn) 值的0.8倍。試驗(yàn)裝置如下圖。,5.5 錨桿試驗(yàn),錨桿施工技術(shù)的概述,基本試驗(yàn)裝置,錨桿施工技術(shù)的概

13、述,錨桿破壞標(biāo)準(zhǔn)： （1）后一級(jí)荷載產(chǎn)生錨頭位移量達(dá)到或超過前一級(jí)荷載產(chǎn)生位移量的兩倍； （2）錨頭位移不收斂； （3）錨頭總位移超過允許位移值。,錨桿施工技術(shù)的概述,錨桿荷載位移（Q-S）曲線,錨桿荷載彈性位移（Q-S）曲線,錨桿荷載塑性位移（Q-S）曲線,錨桿施工技術(shù)的概述,（2）驗(yàn)收試驗(yàn)： 目的：檢驗(yàn)錨桿工作性能；及時(shí)發(fā)現(xiàn)錨桿設(shè)計(jì)施工中的缺陷；鑒別工程錨桿是否符合設(shè)計(jì)要求。 試驗(yàn)數(shù)量：試驗(yàn)錨桿數(shù)量取錨桿總數(shù)的5%，且不少于3根。 試驗(yàn)荷載：最大荷載值不應(yīng)超過錨桿預(yù)應(yīng)力筋的Afpth值的0.8倍。永久性錨桿的最大試驗(yàn)荷載為錨桿設(shè)計(jì)拉力值的1.5倍。臨時(shí)性錨桿的最大試驗(yàn)荷載為錨桿設(shè)計(jì)拉力值的1.2倍。,錨桿施工技術(shù)的概述,驗(yàn)收合格標(biāo)準(zhǔn)：錨桿的總彈性位移超過桿體自由段長度理論彈性伸長的80%，且小于桿體自由段長度與1/2錨固體長度之和的理論彈性伸長。同時(shí)錨桿在最大試驗(yàn)荷載作用下錨頭位移要達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。,錨桿施工技術(shù)的概述,（3）蠕變?cè)囼?yàn) 對(duì)象：塑性指數(shù)大于17的淤泥及淤泥質(zhì)土土層中的錨桿，應(yīng)進(jìn)行蠕變?cè)囼?yàn)