預(yù)應(yīng)力錨桿與錨索支護(hù)技術(shù)

1、5 預(yù)應(yīng)力錨桿與錨索支護(hù)技術(shù)預(yù)應(yīng)力錨桿與錨索支護(hù)技術(shù)5 預(yù)應(yīng)力錨桿與錨索支護(hù)技術(shù)預(yù)應(yīng)力錨桿與錨索支護(hù)技術(shù)v5.1 概述概述5.1.1 預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索的概念預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索的概念5.1.2 預(yù)應(yīng)力錨索的分類與錨索基本結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力錨索的分類與錨索基本結(jié)構(gòu)v5.2 預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索結(jié)構(gòu)與材料預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索結(jié)構(gòu)與材料5.2.1 預(yù)應(yīng)力錨索與普通錨桿的區(qū)別預(yù)應(yīng)力錨索與普通錨桿的區(qū)別5.2.2 索體材料與結(jié)構(gòu)索體材料與結(jié)構(gòu)5.2.3 其它構(gòu)配件其它構(gòu)配件v5.3 預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)參數(shù)設(shè)計預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)參數(shù)設(shè)計5.3.1 錨索作用的基本原理及其破壞形式錨索作用的基本原理及其破壞形式 5.3.2 錨索設(shè)計錨索

2、設(shè)計v5.4 預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索施工及其施工機具預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索施工及其施工機具5.4.1 預(yù)應(yīng)力錨索施工程序預(yù)應(yīng)力錨索施工程序5.4.2 預(yù)應(yīng)力錨索施工中的一些技術(shù)問題預(yù)應(yīng)力錨索施工中的一些技術(shù)問題5.4.3 預(yù)應(yīng)力錨索施工機具預(yù)應(yīng)力錨索施工機具5.1.1 預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索的概念預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索的概念v（1 1）基本概念）基本概念預(yù)應(yīng)力錨桿預(yù)應(yīng)力錨桿就是施加有預(yù)應(yīng)力的錨桿。如采用鋼絞線、鋼絲等線材作就是施加有預(yù)應(yīng)力的錨桿。如采用鋼絞線、鋼絲等線材作錨桿材料，并施加預(yù)應(yīng)力，則被稱為錨桿材料，并施加預(yù)應(yīng)力，則被稱為錨索錨索。預(yù)應(yīng)力錨固預(yù)應(yīng)力錨固是預(yù)應(yīng)力巖錨與混凝土預(yù)應(yīng)力拉錨的總稱，是在預(yù)應(yīng)力混是預(yù)

3、應(yīng)力巖錨與混凝土預(yù)應(yīng)力拉錨的總稱，是在預(yù)應(yīng)力混凝土基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項錨固技術(shù)。它可以按照設(shè)計要求的方向、凝土基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項錨固技術(shù)。它可以按照設(shè)計要求的方向、大小及錨固深度，預(yù)先對基巖或建筑物施加主動的預(yù)壓應(yīng)力，從而達(dá)大小及錨固深度，預(yù)先對基巖或建筑物施加主動的預(yù)壓應(yīng)力，從而達(dá)到加固或改善其受力條件的目的。到加固或改善其受力條件的目的。所謂所謂主動的預(yù)應(yīng)力主動的預(yù)應(yīng)力，就是在基巖或建筑物產(chǎn)生變形之前，就已在發(fā)揮，就是在基巖或建筑物產(chǎn)生變形之前，就已在發(fā)揮作用的錨固力。作用的錨固力。預(yù)應(yīng)力錨固的預(yù)應(yīng)力錨固的結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)型式各異，但均由各異，但均由錨孔錨孔、錨束錨束兩個部分兩個部分組成組成

4、。錨孔錨孔是設(shè)置錨束的鉆孔，是設(shè)置錨束的鉆孔，錨束錨束是施加預(yù)應(yīng)力的主體。是施加預(yù)應(yīng)力的主體。v錨束錨束由錨頭（又稱外錨頭）、錨束體（即錨束的自由段）及錨固段（又稱由錨頭（又稱外錨頭）、錨束體（即錨束的自由段）及錨固段（又稱錨根或內(nèi)錨頭錨根或內(nèi)錨頭) )等三個部分組成。等三個部分組成。v錨固段錨固段是預(yù)應(yīng)力錨索的根基，是錨固在錨孔底部的非張拉段；是預(yù)應(yīng)力錨索的根基，是錨固在錨孔底部的非張拉段；v錨頭錨頭位于錨孔孔口以外，是張拉與鎖定預(yù)應(yīng)力的支撐部分，屬非張拉段；位于錨孔孔口以外，是張拉與鎖定預(yù)應(yīng)力的支撐部分，屬非張拉段；v自由段自由段是聯(lián)接錨頭與錨固段的部分，承受預(yù)應(yīng)力張拉所施加的全部荷載。是

5、聯(lián)接錨頭與錨固段的部分，承受預(yù)應(yīng)力張拉所施加的全部荷載。5.1.1 預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索的概念預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索的概念v（2 2）錨索技術(shù)的歷史）錨索技術(shù)的歷史最早是在最早是在20世紀(jì)世紀(jì)初期（初期（1918年）用于西里西安礦山。年）用于西里西安礦山。30年代年代（1934年）年）阿爾及利亞工程師將預(yù)應(yīng)力巖石錨桿技術(shù)用于舍爾法水壩。阿爾及利亞工程師將預(yù)應(yīng)力巖石錨桿技術(shù)用于舍爾法水壩。70年代年代，預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍，有了專門的理論、設(shè)計方法和預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍，有了專門的理論、設(shè)計方法和施工設(shè)備機具。施工設(shè)備機具。應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍：在工業(yè)與民用建筑、橋梁、礦山、高陡邊坡、

6、地下洞室、：在工業(yè)與民用建筑、橋梁、礦山、高陡邊坡、地下洞室、壩基、水閘墩基工程以及建筑物的維護(hù)與補強等方面已成為一種常用壩基、水閘墩基工程以及建筑物的維護(hù)與補強等方面已成為一種常用的經(jīng)濟有效的手段，其理論與技術(shù)、工程規(guī)模都相對成熟。的經(jīng)濟有效的手段，其理論與技術(shù)、工程規(guī)模都相對成熟。我國我國起始于起始于20世紀(jì)世紀(jì)60年代，年代，70年代后被廣泛推廣應(yīng)用。當(dāng)前，隨巖土年代后被廣泛推廣應(yīng)用。當(dāng)前，隨巖土工程規(guī)模的越來越大，國內(nèi)的預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)也達(dá)到了較高水平。工程規(guī)模的越來越大，國內(nèi)的預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)也達(dá)到了較高水平。5.1.1 預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索的概念預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索的概念v（3 3）預(yù)應(yīng)力錨索

7、的特點）預(yù)應(yīng)力錨索的特點1）在高邊坡基礎(chǔ)開挖與隧洞洞臉開挖中，可增加邊坡穩(wěn)定，減少開挖工程量，）在高邊坡基礎(chǔ)開挖與隧洞洞臉開挖中，可增加邊坡穩(wěn)定，減少開挖工程量，提前進(jìn)洞，大大縮短開挖工期。提前進(jìn)洞，大大縮短開挖工期。2）在壩基、岸坡抗滑穩(wěn)定加固中，可在不擾動基巖，不影響水庫運行的前提）在壩基、岸坡抗滑穩(wěn)定加固中，可在不擾動基巖，不影響水庫運行的前提下，提供可靠的抗滑力。下，提供可靠的抗滑力。3）在大壩加高、加固中，可在不放空水庫、不影響壩區(qū)已有布置及水電站運）在大壩加高、加固中，可在不放空水庫、不影響壩區(qū)已有布置及水電站運行的情況下，達(dá)到加高、加固壩體，改善壩體應(yīng)力的目的。行的情況下，達(dá)到加

8、高、加固壩體，改善壩體應(yīng)力的目的。4）可較好地修補混凝土的裂縫或缺陷，可將過大的集中荷載分散到較大的范）可較好地修補混凝土的裂縫或缺陷，可將過大的集中荷載分散到較大的范圍內(nèi)。圍內(nèi)。5）可不增加自重而提高壩體或其他建筑物的抗震、抗沖擊性能。預(yù)應(yīng)力壩還）可不增加自重而提高壩體或其他建筑物的抗震、抗沖擊性能。預(yù)應(yīng)力壩還可以用預(yù)應(yīng)力錨索代替部分混凝土壓重，減少混凝土數(shù)量，改善壩體結(jié)構(gòu)型可以用預(yù)應(yīng)力錨索代替部分混凝土壓重，減少混凝土數(shù)量，改善壩體結(jié)構(gòu)型式及施工條件，從而縮短工期、降低造價，使設(shè)計斷面更加合理。式及施工條件，從而縮短工期、降低造價，使設(shè)計斷面更加合理。6）在大型洞室的支護(hù)中，既可以改善洞室

9、圍巖的受力條件，又能加固洞室、）在大型洞室的支護(hù)中，既可以改善洞室圍巖的受力條件，又能加固洞室、治理邊坡、處理坍方、優(yōu)化設(shè)計、方便施工，因此，在大型洞室噴錨支護(hù)中治理邊坡、處理坍方、優(yōu)化設(shè)計、方便施工，因此，在大型洞室噴錨支護(hù)中占有越來越重要的位置。占有越來越重要的位置?？傊A(yù)應(yīng)力錨索具有設(shè)計合理、施工簡便、效益顯著、經(jīng)濟可行等優(yōu)點，總之，預(yù)應(yīng)力錨索具有設(shè)計合理、施工簡便、效益顯著、經(jīng)濟可行等優(yōu)點，這些獨特的優(yōu)點，使其在國內(nèi)外都得到廣泛的應(yīng)用。這些獨特的優(yōu)點，使其在國內(nèi)外都得到廣泛的應(yīng)用。5.1.2 預(yù)應(yīng)力錨索的分類與錨索基本結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力錨索的分類與錨索基本結(jié)構(gòu)v可根據(jù)錨索錨固部分的受力狀態(tài)將

10、預(yù)應(yīng)力錨索分為：張拉型（拉力型）、可根據(jù)錨索錨固部分的受力狀態(tài)將預(yù)應(yīng)力錨索分為：張拉型（拉力型）、壓力型、載荷分散型等壓力型、載荷分散型等3類。類。v（1）張拉型錨索）張拉型錨索張拉型錨索的錨固類似于普通端頭錨固錨桿。它有兩種錨固形式，即張拉型錨索的錨固類似于普通端頭錨固錨桿。它有兩種錨固形式，即水泥漿液、水泥砂漿或樹脂的水泥漿液、水泥砂漿或樹脂的粘結(jié)式錨固粘結(jié)式錨固與與機械式錨固機械式錨固。所謂所謂張拉型錨索張拉型錨索，就是錨索體所施，就是錨索體所施 加的預(yù)應(yīng)力對砂漿、水泥漿或樹脂加的預(yù)應(yīng)力對砂漿、水泥漿或樹脂 固結(jié)體產(chǎn)生張拉力作用，從而對圍固結(jié)體產(chǎn)生張拉力作用，從而對圍 巖實施主動支護(hù)作用

11、。巖實施主動支護(hù)作用。張拉型錨索根據(jù)張拉段是否粘結(jié)分張拉型錨索根據(jù)張拉段是否粘結(jié)分 為全長粘結(jié)式和自由式。但全長錨為全長粘結(jié)式和自由式。但全長錨 結(jié)是經(jīng)過端頭錨固、張拉和二次注結(jié)是經(jīng)過端頭錨固、張拉和二次注 漿的過程。漿的過程。張拉型錨索結(jié)構(gòu)簡單，造價低。張拉型錨索結(jié)構(gòu)簡單，造價低。1 2 3 4 5 6 7 8 錨頭錨頭 張拉段張拉段 錨固段錨固段圖圖5-1 張拉型錨索結(jié)構(gòu)張拉型錨索結(jié)構(gòu)1-1-錨具；錨具；2-2-墊墩；墊墩；3-3-面層結(jié)構(gòu)；面層結(jié)構(gòu)；4-4-油脂；油脂；5-5-套管；套管；6-6-錨索體；錨索體；7-7-注漿體；注漿體；8-8-對中架對中架5.1.2 預(yù)應(yīng)力錨索的分類與錨

12、索基本結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力錨索的分類與錨索基本結(jié)構(gòu)張拉型錨索靠錨索體對固結(jié)體的張拉作用實現(xiàn)錨固，因此，容易在自張拉型錨索靠錨索體對固結(jié)體的張拉作用實現(xiàn)錨固，因此，容易在自由段與粘結(jié)段界面出現(xiàn)應(yīng)力集中使錨索與固結(jié)材料發(fā)生開裂（剪裂縫由段與粘結(jié)段界面出現(xiàn)應(yīng)力集中使錨索與固結(jié)材料發(fā)生開裂（剪裂縫一般在粘結(jié)段一般在粘結(jié)段1m范圍內(nèi)出現(xiàn)，張拉裂縫會在范圍內(nèi)出現(xiàn)，張拉裂縫會在13m的范圍出現(xiàn)），甚的范圍出現(xiàn)），甚至?xí)纱硕鴮?dǎo)致整體錨索失效。至?xí)纱硕鴮?dǎo)致整體錨索失效。v（2）壓力型錨索）壓力型錨索壓力型與拉力型錨索在結(jié)構(gòu)上存在明顯的壓力型與拉力型錨索在結(jié)構(gòu)上存在明顯的區(qū)別區(qū)別，一方面壓力型錨索的，一方面壓力型錨索的

13、拉力是通過錨索底部的端部壓板對漿液固結(jié)體的壓力實現(xiàn)預(yù)應(yīng)力，從拉力是通過錨索底部的端部壓板對漿液固結(jié)體的壓力實現(xiàn)預(yù)應(yīng)力，從而產(chǎn)生對圍巖的約束作用；另一方面，壓力型錨索的自由段套管一直而產(chǎn)生對圍巖的約束作用；另一方面，壓力型錨索的自由段套管一直沿伸到端部壓板附近。沿伸到端部壓板附近。由于漿液固結(jié)體的抗壓性能要比抗拉和由于漿液固結(jié)體的抗壓性能要比抗拉和 抗剪性能好得多，且受力范圍也更大，抗剪性能好得多，且受力范圍也更大， 因此壓力型錨索的受力狀況要比拉力型因此壓力型錨索的受力狀況要比拉力型 更好，工作更可靠。同時，這種結(jié)構(gòu)可更好，工作更可靠。同時，這種結(jié)構(gòu)可 以一次完成全部長度的灌漿工作。以一次完成

14、全部長度的灌漿工作。 1 2 3 4 5圖圖5-2 5-2 壓力型錨索結(jié)構(gòu)壓力型錨索結(jié)構(gòu)1-對中架，對中架，2-注漿體，注漿體，3-套管，套管，4-端部壓板，端部壓板，5-錨索體錨索體5.1.2 預(yù)應(yīng)力錨索的分類與錨索基本結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力錨索的分類與錨索基本結(jié)構(gòu)v（3）載荷分散型錨索）載荷分散型錨索預(yù)應(yīng)力作用的過分集中對固結(jié)體以及巖土體受力不利，采用在錨索孔預(yù)應(yīng)力作用的過分集中對固結(jié)體以及巖土體受力不利，采用在錨索孔長度上將錨索預(yù)應(yīng)力分散，這樣就形成了長度上將錨索預(yù)應(yīng)力分散，這樣就形成了荷載分散型荷載分散型錨索結(jié)構(gòu)。錨索結(jié)構(gòu)。該法對裂隙發(fā)育或土質(zhì)松軟的地層非常有利，可避免固結(jié)體及巖土體該法對裂隙發(fā)育

15、或土質(zhì)松軟的地層非常有利，可避免固結(jié)體及巖土體強度不足而造成的破裂，同時，可減小加固范圍內(nèi)的巖土體因受預(yù)應(yīng)強度不足而造成的破裂，同時，可減小加固范圍內(nèi)的巖土體因受預(yù)應(yīng)力作用而引起的不均勻變形。力作用而引起的不均勻變形。荷載分散型錨索可分為壓力分散和拉力分散與拉壓分散型等幾種。荷載分散型錨索可分為壓力分散和拉力分散與拉壓分散型等幾種。v拉力分散型拉力分散型錨索只是將幾根長短不等的錨索體，采用和拉力型錨索的結(jié)構(gòu)錨索只是將幾根長短不等的錨索體，采用和拉力型錨索的結(jié)構(gòu)一樣，錨固在錨孔中的不同長度位置上，使預(yù)應(yīng)力分散作用于不同深度的一樣，錨固在錨孔中的不同長度位置上，使預(yù)應(yīng)力分散作用于不同深度的巖土體上

16、。巖土體上。v壓力分散型壓力分散型錨索有相同的概念，將錨索的端部壓板固定在長度不同的錨索錨索有相同的概念，將錨索的端部壓板固定在長度不同的錨索體上，在實現(xiàn)壓力傳遞預(yù)應(yīng)力過程中起分散載荷的作用。體上，在實現(xiàn)壓力傳遞預(yù)應(yīng)力過程中起分散載荷的作用。v剪力分散型剪力分散型錨索結(jié)構(gòu)是在無粘結(jié)鋼絞線末端用環(huán)氧樹脂粘結(jié)，然后固結(jié)在錨索結(jié)構(gòu)是在無粘結(jié)鋼絞線末端用環(huán)氧樹脂粘結(jié)，然后固結(jié)在水泥砂漿或水泥漿中。水泥砂漿或水泥漿中。v拉壓交叉分散型拉壓交叉分散型錨索是在一根鋼絞線的端部，做成拉力式錨固結(jié)構(gòu)，而在錨索是在一根鋼絞線的端部，做成拉力式錨固結(jié)構(gòu)，而在其余部分設(shè)置套管，并在套管端部位置安設(shè)承壓板。錨索孔中長短

17、不同的其余部分設(shè)置套管，并在套管端部位置安設(shè)承壓板。錨索孔中長短不同的錨索體采用相同結(jié)構(gòu)，形成拉壓分散型結(jié)構(gòu)。錨索體采用相同結(jié)構(gòu)，形成拉壓分散型結(jié)構(gòu)。5.1.2 預(yù)應(yīng)力錨索的分類與錨索基本結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力錨索的分類與錨索基本結(jié)構(gòu)（b）（a）（a） 不同結(jié)構(gòu)錨索長度上的應(yīng)力分布是不不同結(jié)構(gòu)錨索長度上的應(yīng)力分布是不同的。其中同的。其中拉力式錨索拉力式錨索在受到預(yù)應(yīng)力時在受到預(yù)應(yīng)力時的應(yīng)力集中最為不利；的應(yīng)力集中最為不利；壓力式錨索壓力式錨索的最的最大載荷與其比值約為大載荷與其比值約為2/3，分散式錨索的，分散式錨索的內(nèi)部載荷分布較之更有所改善。內(nèi)部載荷分布較之更有所改善。 5.2.1 預(yù)應(yīng)力錨索與普通錨

18、桿的區(qū)別預(yù)應(yīng)力錨索與普通錨桿的區(qū)別v1）錨索要施加）錨索要施加高預(yù)應(yīng)力高預(yù)應(yīng)力，在全長范圍內(nèi)要區(qū)分錨固段和自由段。錨固段，在全長范圍內(nèi)要區(qū)分錨固段和自由段。錨固段是錨索受力的根基，同時也是能承受預(yù)應(yīng)力的基本條件；自由段是預(yù)應(yīng)是錨索受力的根基，同時也是能承受預(yù)應(yīng)力的基本條件；自由段是預(yù)應(yīng)力作用的工作段。力作用的工作段。v2）錨索承受更大的）錨索承受更大的載荷載荷，錨索體通常采用高強高性能材料；對錨固力的，錨索體通常采用高強高性能材料；對錨固力的要求也高，一般錨固段較長，且通常是全長灌漿。要求也高，一般錨固段較長，且通常是全長灌漿。v3）錨索加固工程一般規(guī)模相對較大，服務(wù)壽命也相對較長，因此要求考

19、）錨索加固工程一般規(guī)模相對較大，服務(wù)壽命也相對較長，因此要求考慮錨索的慮錨索的防腐蝕防腐蝕問題。問題。v4）為了向巖土體內(nèi)傳遞比較高的載荷作用，在錨頭部位一般設(shè)有專門的）為了向巖土體內(nèi)傳遞比較高的載荷作用，在錨頭部位一般設(shè)有專門的墩座墩座。v5）為保證錨索或預(yù)應(yīng)力錨桿在錨孔中受力合理，要使其在長度范圍內(nèi)能）為保證錨索或預(yù)應(yīng)力錨桿在錨孔中受力合理，要使其在長度范圍內(nèi)能對中就位，因此在錨索上設(shè)有對中就位，因此在錨索上設(shè)有對中支架對中支架。v6）由于錨索的施工規(guī)模相對較大，預(yù)應(yīng)力和承載能力高，預(yù)應(yīng)力施加要）由于錨索的施工規(guī)模相對較大，預(yù)應(yīng)力和承載能力高，預(yù)應(yīng)力施加要求嚴(yán)格，因此求嚴(yán)格，因此施工機具和

20、施工質(zhì)量施工機具和施工質(zhì)量都要求有比較可靠的保證。都要求有比較可靠的保證。5.2.2 索體材料與結(jié)構(gòu)索體材料與結(jié)構(gòu)v（1）對索體材料一般要求）對索體材料一般要求 應(yīng)根據(jù)材料自身特點、載荷大小和特性、加固規(guī)模、施工場地等因素選應(yīng)根據(jù)材料自身特點、載荷大小和特性、加固規(guī)模、施工場地等因素選擇。常用的索體材料有高強預(yù)應(yīng)力鋼絞線、高強預(yù)應(yīng)力鋼絲、精軋螺紋鋼擇。常用的索體材料有高強預(yù)應(yīng)力鋼絞線、高強預(yù)應(yīng)力鋼絲、精軋螺紋鋼筋和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋等，要求具有強度高、柔性好、延伸率低等特性。筋和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋等，要求具有強度高、柔性好、延伸率低等特性。精軋螺紋鋼筋精軋螺紋鋼筋屬剛性預(yù)應(yīng)力錨桿，由屬剛性預(yù)應(yīng)力錨桿，

21、由40Si2MnV或或45SiMnV高強度鋼材制作，高強度鋼材制作，鋼筋全長軋有完整的外螺紋，可用聯(lián)接套管接長，端部用墊板和螺母鎖定，鋼筋全長軋有完整的外螺紋，可用聯(lián)接套管接長，端部用墊板和螺母鎖定，施工方便。一般在設(shè)計錨固力施工方便。一般在設(shè)計錨固力600kN以下，桿長小于以下，桿長小于20m的工程中使用。的工程中使用。預(yù)應(yīng)力錨索預(yù)應(yīng)力錨索常用鋼鉸線的規(guī)格是常用鋼鉸線的規(guī)格是12.70mm和和15.24mm。高強預(yù)應(yīng)力鋼絲高強預(yù)應(yīng)力鋼絲一般在混凝土工程中應(yīng)用較多，它是以優(yōu)質(zhì)高碳鋼園盤條經(jīng)一般在混凝土工程中應(yīng)用較多，它是以優(yōu)質(zhì)高碳鋼園盤條經(jīng)等溫淬火并拔制而成。等溫淬火并拔制而成。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋

22、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋由預(yù)應(yīng)力鋼絞線、防腐油脂涂料層和聚乙烯或聚丙烯外包層由預(yù)應(yīng)力鋼絞線、防腐油脂涂料層和聚乙烯或聚丙烯外包層組成，具有優(yōu)異的防腐、抗震和錨固性能，適用于各種先張和后張錨固。組成，具有優(yōu)異的防腐、抗震和錨固性能，適用于各種先張和后張錨固。v錨索材料及其施工質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到錨索加固工程的質(zhì)量、效果和壽錨索材料及其施工質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到錨索加固工程的質(zhì)量、效果和壽命。因此，錨索材料不僅要合理選擇，而且從開始進(jìn)場就應(yīng)該有嚴(yán)格的管命。因此，錨索材料不僅要合理選擇，而且從開始進(jìn)場就應(yīng)該有嚴(yán)格的管理和驗收制度，并確保合理維護(hù)和正確施工。理和驗收制度，并確保合理維護(hù)和正確施工。5.2.2 索體

23、材料與結(jié)構(gòu)索體材料與結(jié)構(gòu)v（2）常用索體材料性能參數(shù)）常用索體材料性能參數(shù)高強精軋螺紋鋼筋的力學(xué)指標(biāo)見表高強精軋螺紋鋼筋的力學(xué)指標(biāo)見表5-1；普通預(yù)應(yīng)力鋼絞線規(guī)格和力學(xué)指標(biāo)參數(shù)見表普通預(yù)應(yīng)力鋼絞線規(guī)格和力學(xué)指標(biāo)參數(shù)見表5-2；低松弛預(yù)應(yīng)力鋼鉸線規(guī)格和力學(xué)指標(biāo)參數(shù)見表低松弛預(yù)應(yīng)力鋼鉸線規(guī)格和力學(xué)指標(biāo)參數(shù)見表5-3；預(yù)應(yīng)力鋼絲規(guī)格和力學(xué)指標(biāo)參數(shù)見表預(yù)應(yīng)力鋼絲規(guī)格和力學(xué)指標(biāo)參數(shù)見表5-4和表和表5-5。表表5-3 低松弛預(yù)應(yīng)力鋼鉸線技術(shù)參數(shù)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼鉸線技術(shù)參數(shù)級級別別公稱直徑公稱直徑（mm）允許誤差（允許誤差（mm）截面積截面積（mm2）每理論重量每理論重量（kN/1000m）破斷力破斷力（k

24、N）1%伸長最小伸長最小荷載（荷載（kN）伸長率伸長率（%）松弛值松弛值70802509.530.4151.6140589.080.13.52.53.511.110.4169.68548120.1108.13.52.53.512.700.4192.90730160.1144.13.52.53.515.240.41139.351094240.2216.23.52.53.52709.53+0.66，-0.1554.84432102.392.13.52.53.511.11+0.66，-0.1574.19582137.9124.13.52.53.512.70+0.66，-0.1598.71775183

25、.7165.33.52.53.515.24+0.66，-0.15140.001102260.7234.63.52.53.55.2.2 索體材料與結(jié)構(gòu)索體材料與結(jié)構(gòu)v（3）索體的制作）索體的制作鋼絞線或鋼筋鋼絞線或鋼筋的的制作內(nèi)容制作內(nèi)容主要是根據(jù)長度要求截斷，然后在自由段套主要是根據(jù)長度要求截斷，然后在自由段套上套管，并在其內(nèi)注入油脂。如是用廠家提供的帶套管鋼絞線時，則上套管，并在其內(nèi)注入油脂。如是用廠家提供的帶套管鋼絞線時，則要求在錨固段和錨頭長度范圍內(nèi)剝除套管，以便于注漿固結(jié)。對錨固要求在錨固段和錨頭長度范圍內(nèi)剝除套管，以便于注漿固結(jié)。對錨固段需根據(jù)設(shè)計安裝和固定好隔離支架，以形成串狀糖葫

26、蘆結(jié)構(gòu)，可有段需根據(jù)設(shè)計安裝和固定好隔離支架，以形成串狀糖葫蘆結(jié)構(gòu)，可有助于提高錨固強度和錨固力。在張拉段可設(shè)置對中支架，保證鋼絞線助于提高錨固強度和錨固力。在張拉段可設(shè)置對中支架，保證鋼絞線沿全長在一條線上。沿全長在一條線上。高強鋼絲高強鋼絲的制作多一道編制的工序。即在下料后需要將設(shè)計的若干鋼的制作多一道編制的工序。即在下料后需要將設(shè)計的若干鋼絲分別穿過帶孔（槽）的金屬板（隔離架）使其定位。然后每隔絲分別穿過帶孔（槽）的金屬板（隔離架）使其定位。然后每隔1m左左右用鐵絲或束線環(huán)將鋼絲綁扎固定在一起；在張拉段要設(shè)置對中支架，右用鐵絲或束線環(huán)將鋼絲綁扎固定在一起；在張拉段要設(shè)置對中支架，且要求綁

27、扎在一起的鋼絲長度應(yīng)彼此一致，否則會造成受力不均勻，且要求綁扎在一起的鋼絲長度應(yīng)彼此一致，否則會造成受力不均勻，從而降低整個錨索的支護(hù)效果。從而降低整個錨索的支護(hù)效果。5.2.2 索體材料與結(jié)構(gòu)索體材料與結(jié)構(gòu)v（4）張拉與鎖定）張拉與鎖定準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備工作：為張拉需要，在墊墩和外錨頭底面間留置千斤頂空間，并：為張拉需要，在墊墩和外錨頭底面間留置千斤頂空間，并用臨時支座支撐。支撐外安置墊平鋼板和注漿套管以及外錨頭。用臨時支座支撐。支撐外安置墊平鋼板和注漿套管以及外錨頭。張拉與鎖定工作張拉與鎖定工作：應(yīng)在孔內(nèi)膠結(jié)材料和墊墩混凝土有足夠強度以后再：應(yīng)在孔內(nèi)膠結(jié)材料和墊墩混凝土有足夠強度以后再進(jìn)行。因為

28、張拉力一般為極限錨固力的進(jìn)行。因為張拉力一般為極限錨固力的4070%，而混凝土中加入早強，而混凝土中加入早強劑以后可以在劑以后可以在10天左右達(dá)到天左右達(dá)到80%設(shè)計強度，因此，通常在注漿后設(shè)計強度，因此，通常在注漿后810天可以進(jìn)行張拉。天可以進(jìn)行張拉。正式張拉正式張拉前應(yīng)先用前應(yīng)先用1020%的張拉力進(jìn)行兩次預(yù)張拉。使錨索各部件緊的張拉力進(jìn)行兩次預(yù)張拉。使錨索各部件緊密接觸、桿體平直，消除隱蔽的變形量。密接觸、桿體平直，消除隱蔽的變形量。張拉應(yīng)按規(guī)定張拉應(yīng)按規(guī)定分級分級進(jìn)行。荷載加到最終值時（進(jìn)行。荷載加到最終值時（1.11.2倍的設(shè)計值），倍的設(shè)計值），保持規(guī)定時間間隔，壓力無變化、位移

29、不超量，方可鎖定。保持規(guī)定時間間隔，壓力無變化、位移不超量，方可鎖定。5.2.3 其它構(gòu)配件其它構(gòu)配件v（1）導(dǎo)向帽、隔離支架、束線環(huán)、對中架）導(dǎo)向帽、隔離支架、束線環(huán)、對中架導(dǎo)向帽導(dǎo)向帽用于鋼絞線、高強鋼絲錨索錨固端的頂部，將鋼絞線或鋼絲與用于鋼絞線、高強鋼絲錨索錨固端的頂部，將鋼絞線或鋼絲與導(dǎo)向帽組合在一起并有一定剛度，可便于將錨索送入錨孔底部。一般導(dǎo)向帽組合在一起并有一定剛度，可便于將錨索送入錨孔底部。一般采用鋼板或鋼管制作。采用鋼板或鋼管制作。隔離支架隔離支架用于鋼絞線的相互分離，使鋼絞線分布均勻，并有混凝土包用于鋼絞線的相互分離，使鋼絞線分布均勻，并有混凝土包裹。注意隔離支架不能影響

30、注漿時漿液流通。裹。注意隔離支架不能影響注漿時漿液流通。束線環(huán)束線環(huán)配合隔離支架使用，用束線環(huán)將鋼絞線束成環(huán)，可避免隔離架配合隔離支架使用，用束線環(huán)將鋼絞線束成環(huán)，可避免隔離架和鋼絞線的脫落。和鋼絞線的脫落。對中架對中架用于錨索的張拉段，套在錨索上支撐在孔壁上使索體對中，并用于錨索的張拉段，套在錨索上支撐在孔壁上使索體對中，并保證有一定漿液包裹。對中架應(yīng)根據(jù)錨索自身的剛度來設(shè)置，一般間保證有一定漿液包裹。對中架應(yīng)根據(jù)錨索自身的剛度來設(shè)置，一般間隔為隔為13m。5.2.3 其它構(gòu)配件其它構(gòu)配件v（2）錨具）錨具包括夾具、錨鎖等。預(yù)應(yīng)力錨索采用的錨夾具以夾片式為主，常用的包括夾具、錨鎖等。預(yù)應(yīng)力錨

31、索采用的錨夾具以夾片式為主，常用的錨具為錨具為OVM型、型、QM型、型、XM型等。因錨具規(guī)格要按鋼絞線來選取，型等。因錨具規(guī)格要按鋼絞線來選取，因此，在使用中應(yīng)按所用鋼絞線規(guī)格選取相應(yīng)的錨具，以保證錨具夾因此，在使用中應(yīng)按所用鋼絞線規(guī)格選取相應(yīng)的錨具，以保證錨具夾片與鋼絞線之間有良好的匹配關(guān)系。片與鋼絞線之間有良好的匹配關(guān)系。v（3）混凝土墊墩）混凝土墊墩錨索頭部一般有臺座、承壓板、緊固器組成。錨索頭部一般有臺座、承壓板、緊固器組成。墊墩臺座通常由鋼筋混凝土或加鋼板構(gòu)成，臺座放置承壓板的表面應(yīng)墊墩臺座通常由鋼筋混凝土或加鋼板構(gòu)成，臺座放置承壓板的表面應(yīng)平整并與錨索（桿）垂直。承壓板要求有足夠的

32、剛度。平整并與錨索（桿）垂直。承壓板要求有足夠的剛度。因此，墊墩混凝土強度等級一般在因此，墊墩混凝土強度等級一般在C30以上，混凝土墊墩的最小厚度以上，混凝土墊墩的最小厚度不少于不少于10cm，墊墩表層鋼墊板厚度不少于，墊墩表層鋼墊板厚度不少于25mm。錨索張拉和鎖定前后應(yīng)用油脂充填錨孔墊板上下部位（錨孔與防護(hù)帽錨索張拉和鎖定前后應(yīng)用油脂充填錨孔墊板上下部位（錨孔與防護(hù)帽的空隙），以起防止鋼絞線等金屬材料的銹蝕作用。的空隙），以起防止鋼絞線等金屬材料的銹蝕作用。5.3.1 錨索作用的基本原理及其破壞形式錨索作用的基本原理及其破壞形式v（1）預(yù)應(yīng)力錨索作用的基本原理）預(yù)應(yīng)力錨索作用的基本原理預(yù)應(yīng)

33、力錨索的基本作用原理和其它預(yù)應(yīng)力構(gòu)件一樣，是通過對錨索體預(yù)應(yīng)力錨索的基本作用原理和其它預(yù)應(yīng)力構(gòu)件一樣，是通過對錨索體的張拉，形成對周圍材料的壓力作用以提高巖土體抗破壞能力；同時，的張拉，形成對周圍材料的壓力作用以提高巖土體抗破壞能力；同時，當(dāng)巖土體有可能出現(xiàn)拉應(yīng)力時被這部分壓力作用所抵消，可以減少巖當(dāng)巖土體有可能出現(xiàn)拉應(yīng)力時被這部分壓力作用所抵消，可以減少巖土體內(nèi)的拉應(yīng)力。因此，巖土體處于預(yù)應(yīng)力作用狀態(tài)將大大提高巖土土體內(nèi)的拉應(yīng)力。因此，巖土體處于預(yù)應(yīng)力作用狀態(tài)將大大提高巖土體的強度值。體的強度值。預(yù)應(yīng)力錨索和普通錨桿支護(hù)的主要區(qū)別：預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)與加固的是預(yù)應(yīng)力錨索和普通錨桿支護(hù)的主要區(qū)別：

34、預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)與加固的是一種真正意義上的主動作用，它靠預(yù)應(yīng)力提供的高抗滑動阻力以實現(xiàn)一種真正意義上的主動作用，它靠預(yù)應(yīng)力提供的高抗滑動阻力以實現(xiàn)巖土體的穩(wěn)定；而普通錨桿支護(hù)主要是由巖土體變形而被動地引起錨巖土體的穩(wěn)定；而普通錨桿支護(hù)主要是由巖土體變形而被動地引起錨桿的約束作用實現(xiàn)巖土體穩(wěn)定。因此，預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)性能明顯優(yōu)于桿的約束作用實現(xiàn)巖土體穩(wěn)定。因此，預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)性能明顯優(yōu)于普通錨桿支護(hù)。普通錨桿支護(hù)。預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)的基本原理還是通過錨索使巖土體發(fā)揮出更高的承載預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)的基本原理還是通過錨索使巖土體發(fā)揮出更高的承載能力，因此錨索也是一種通過巖土內(nèi)部來實現(xiàn)加固巖土體的手段。巖能力，因

35、此錨索也是一種通過巖土內(nèi)部來實現(xiàn)加固巖土體的手段。巖土體自身的強度和性態(tài)還是決定于錨索支護(hù)與加固功能的根本因素，土體自身的強度和性態(tài)還是決定于錨索支護(hù)與加固功能的根本因素，性質(zhì)惡劣的地層就難以實現(xiàn)錨索支護(hù)或不能取得較好的效果。性質(zhì)惡劣的地層就難以實現(xiàn)錨索支護(hù)或不能取得較好的效果。5.3.1 錨索作用的基本原理及其破壞形式錨索作用的基本原理及其破壞形式v（2）預(yù)應(yīng)力錨索的破壞形式）預(yù)應(yīng)力錨索的破壞形式預(yù)應(yīng)力錨索的破壞形式主要有下列幾種：預(yù)應(yīng)力錨索的破壞形式主要有下列幾種：1）錨索體與注漿固結(jié)體之間的剪切或拉伸破壞。）錨索體與注漿固結(jié)體之間的剪切或拉伸破壞。2）注漿固結(jié)體與巖土界面之間的剪切破壞。

36、）注漿固結(jié)體與巖土界面之間的剪切破壞。3）地層在預(yù)應(yīng)力或地層載荷作用下的剪切破壞。）地層在預(yù)應(yīng)力或地層載荷作用下的剪切破壞。4）索體材料的斷裂破壞。索體斷裂情況比較復(fù)雜。大致可能分為兩種）索體材料的斷裂破壞。索體斷裂情況比較復(fù)雜。大致可能分為兩種情況，一種是錨索材料強度不足造成的；另一種可能是預(yù)應(yīng)力過高造情況，一種是錨索材料強度不足造成的；另一種可能是預(yù)應(yīng)力過高造成的。成的。5）固結(jié)漿體在錨索的拉力或壓力作用下破壞。）固結(jié)漿體在錨索的拉力或壓力作用下破壞。6）巖土體的整體破壞。）巖土體的整體破壞。由此可見，錨索支護(hù)在設(shè)計中要考慮的因素比較多，同時，錨索支護(hù)由此可見，錨索支護(hù)在設(shè)計中要考慮的因素

37、比較多，同時，錨索支護(hù)設(shè)計過程還是一個比較復(fù)雜的問題。由于目前地層壓力問題等沒有很設(shè)計過程還是一個比較復(fù)雜的問題。由于目前地層壓力問題等沒有很好解決，因此，進(jìn)行錨索支護(hù)還不能象地面預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)那樣，有一個好解決，因此，進(jìn)行錨索支護(hù)還不能象地面預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)那樣，有一個比較可靠的理論依據(jù)和明確的設(shè)計方法。比較可靠的理論依據(jù)和明確的設(shè)計方法。 5.3.2 錨索設(shè)計錨索設(shè)計v（1）錨索設(shè)計的基本內(nèi)容）錨索設(shè)計的基本內(nèi)容錨索設(shè)計的基本內(nèi)容有：錨固力大小和預(yù)應(yīng)力值、固結(jié)長度和錨索整錨索設(shè)計的基本內(nèi)容有：錨固力大小和預(yù)應(yīng)力值、固結(jié)長度和錨索整體長度（錨固深度與錨索自由段長度）、索體材料的確定及其構(gòu)成和體長度（錨

38、固深度與錨索自由段長度）、索體材料的確定及其構(gòu)成和相應(yīng)的截面積、錨頭設(shè)計等。相應(yīng)的截面積、錨頭設(shè)計等。v（2）錨固力大小設(shè)計）錨固力大小設(shè)計要求錨索具有的錨固力大小可以由要求錨索具有的錨固力大小可以由兩種方法兩種方法來確定：一種是類似土釘來確定：一種是類似土釘?shù)脑O(shè)計方法，根據(jù)地層滑動的最小穩(wěn)定性系數(shù)，比較所需要的穩(wěn)定性的設(shè)計方法，根據(jù)地層滑動的最小穩(wěn)定性系數(shù)，比較所需要的穩(wěn)定性系數(shù)，通過錨索的錨固力來實現(xiàn)地層穩(wěn)定并滿足設(shè)計要求所需要的穩(wěn)系數(shù)，通過錨索的錨固力來實現(xiàn)地層穩(wěn)定并滿足設(shè)計要求所需要的穩(wěn)定性系數(shù)。另外一種是采用工程類比法確定。根據(jù)穩(wěn)定需要的錨固力，定性系數(shù)。另外一種是采用工程類比法確定

39、。根據(jù)穩(wěn)定需要的錨固力，可稱工作錨固力（可稱工作錨固力（ ）。）。實際設(shè)計錨索其他尺寸時，都需要考慮實際設(shè)計錨索其他尺寸時，都需要考慮安全系數(shù)安全系數(shù)（ ）。所以通常用）。所以通常用（ ）來計算錨索的各部分尺寸參數(shù)。）來計算錨索的各部分尺寸參數(shù)。wTfSfwST 表表5-6 安全系數(shù)表安全系數(shù)表分分 類類安全系數(shù)安全系數(shù)錨索體錨索體注漿體與注漿體與地層界面地層界面注漿體與錨索注漿體與錨索體或套管體或套管錐體破壞錐體破壞 服務(wù)年限小于服務(wù)年限小于6個月，破壞后個月，破壞后不會產(chǎn)生嚴(yán)重后果，且不會增不會產(chǎn)生嚴(yán)重后果，且不會增加公共安全危害加公共安全危害1.42.02.02.0 服務(wù)年限小于服務(wù)年限

40、小于2年，破壞后盡年，破壞后盡管會產(chǎn)生嚴(yán)重，但沒有事先預(yù)管會產(chǎn)生嚴(yán)重，但沒有事先預(yù)報也產(chǎn)生公共安全危害報也產(chǎn)生公共安全危害1.62.5*2.53.0 永久錨索、高腐蝕地層的錨永久錨索、高腐蝕地層的錨索、破壞后果相當(dāng)嚴(yán)重的錨索索、破壞后果相當(dāng)嚴(yán)重的錨索2.03.0*3.04.0*：有現(xiàn)場試驗結(jié)果可以?。河鞋F(xiàn)場試驗結(jié)果可以取2.0；*：在粘性土中應(yīng)?。涸谡承酝林袘?yīng)取4.0 5.3.2 錨索設(shè)計錨索設(shè)計v（3）錨固段長度設(shè)計）錨固段長度設(shè)計 錨固結(jié)構(gòu)不同，其錨固段長度設(shè)計也不同。可以分為以下幾種：錨固結(jié)構(gòu)不同，其錨固段長度設(shè)計也不同?？梢苑譃橐韵聨追N：1）完整巖體或硬質(zhì)粘土層，采用低壓力（）完整巖體

41、或硬質(zhì)粘土層，采用低壓力（2MPa）注漿造成漿液固結(jié)部位形成劈裂注漿形成樹根狀固結(jié)）注漿造成漿液固結(jié)部位形成劈裂注漿形成樹根狀固結(jié)目前這類計算公式更不成熟，主要通過試驗確定。目前這類計算公式更不成熟，主要通過試驗確定。部分資料表明：當(dāng)注漿壓力小于部分資料表明：當(dāng)注漿壓力小于3MPa前，固結(jié)段強度隨注漿壓力線前，固結(jié)段強度隨注漿壓力線性上升；性上升；3MPa以后，注漿壓力就幾乎沒有影響。以后，注漿壓力就幾乎沒有影響。對中到高塑性粘土注漿壓力達(dá)對中到高塑性粘土注漿壓力達(dá)3MPa，其粘結(jié)強度為，其粘結(jié)強度為300350kN/m2。v4）在錨固段采用一系列啞鈴狀擴孔法鉆孔的注漿錨索）在錨固段采用一系列

42、啞鈴狀擴孔法鉆孔的注漿錨索擴孔后的直徑約為鉆孔直徑的擴孔后的直徑約為鉆孔直徑的24倍，因此其錨固力取決于周邊的剪倍，因此其錨固力取決于周邊的剪切力和端部的抗拔力。這類方法要求擴孔時鉆孔不出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，適切力和端部的抗拔力。這類方法要求擴孔時鉆孔不出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，適用于不排水強度用于不排水強度 大于大于90kPa的粘性土。的粘性土。錨固段長度可以按下式計算：錨固段長度可以按下式計算：由公式可以看出，這類錨索的粘結(jié)強度由三部分組成，即直線鉆孔段由公式可以看出，這類錨索的粘結(jié)強度由三部分組成，即直線鉆孔段周邊抗剪強度（分子中的后一項）、端部作用承載能力（中間項）、周邊抗剪強度（分子中的后一項）、端部作

43、用承載能力（中間項）、以及漿液粘結(jié)強度。以及漿液粘結(jié)強度。USUbCWfDCdlCNdDTSL)(422 5.3.2 錨索設(shè)計錨索設(shè)計v5）錨索體與注漿固結(jié)體界面強度計算）錨索體與注漿固結(jié)體界面強度計算沿錨固體長度上的剪應(yīng)力分布是不均勻的。菲里普斯將拉力型錨索應(yīng)沿錨固體長度上的剪應(yīng)力分布是不均勻的。菲里普斯將拉力型錨索應(yīng)力分布表示成指數(shù)形式。從拉力作用點開始計的剪應(yīng)力為：力分布表示成指數(shù)形式。從拉力作用點開始計的剪應(yīng)力為：對應(yīng)力沿長度積分，有對應(yīng)力沿長度積分，有因為計算不方便，設(shè)計時就采用均勻分布的假設(shè)，即因為計算不方便，設(shè)計時就采用均勻分布的假設(shè)，即極限剪應(yīng)力和固結(jié)體的抗剪強度與其抗壓強度有

44、關(guān)。要求固結(jié)體的強極限剪應(yīng)力和固結(jié)體的抗剪強度與其抗壓強度有關(guān)。要求固結(jié)體的強度不小于度不小于30MPa。dXAxe001dATUUWfdnTSL 5.3.2 錨索設(shè)計錨索設(shè)計v6）錨固段長度設(shè)計的一般要求）錨固段長度設(shè)計的一般要求要將要將4）、）、5）兩種錨固長度的計算結(jié)果進(jìn)行比較，并取其大值。）兩種錨固長度的計算結(jié)果進(jìn)行比較，并取其大值。v對于硬巖石一般是后者控制，對于軟弱地層則常是前者控制。對于硬巖石一般是后者控制，對于軟弱地層則常是前者控制。v在硬巖石中，錨固力小于在硬巖石中，錨固力小于200kN時，錨固長度不宜小于時，錨固長度不宜小于2m；錨固；錨固力大于力大于200kN時，不宜小于

45、時，不宜小于3m。因為過小，可靠性太低。因為過小，可靠性太低。v在土中錨固，最短也不應(yīng)小于在土中錨固，最短也不應(yīng)小于3m，但最長也不宜超過，但最長也不宜超過10m。試驗。試驗表明，長度超過臨界值對錨固力并沒有顯著影響。一般最佳長度表明，長度超過臨界值對錨固力并沒有顯著影響。一般最佳長度為為67m。 5.3.2 錨索設(shè)計錨索設(shè)計v（4）錨固段的深度（自由段長度）錨固段的深度（自由段長度）1）概述）概述錨索錨固在巖土體內(nèi)部一定深度，淺部是張拉的自由段。因此，錨固段深度錨索錨固在巖土體內(nèi)部一定深度，淺部是張拉的自由段。因此，錨固段深度（h）基本上就是自由段（）基本上就是自由段（l）的長度，也是錨索控

46、制巖土體的（深度）范圍。）的長度，也是錨索控制巖土體的（深度）范圍。錨索在巖土中的總長為固結(jié)段與自由段長度之錨索在巖土中的總長為固結(jié)段與自由段長度之 和，即和，即預(yù)應(yīng)力錨桿或錨索既有錨桿和土釘?shù)淖饔?，又有預(yù)應(yīng)力錨桿或錨索既有錨桿和土釘?shù)淖饔?，又?較高的預(yù)應(yīng)力作用。因此，考慮預(yù)應(yīng)力錨桿或錨較高的預(yù)應(yīng)力作用。因此，考慮預(yù)應(yīng)力錨桿或錨 索的錨固深度，既要考慮加固范圍，又要考慮在索的錨固深度，既要考慮加固范圍，又要考慮在 高預(yù)應(yīng)力下，錨桿或錨索作用范圍的巖土體不被高預(yù)應(yīng)力下，錨桿或錨索作用范圍的巖土體不被 拔出，即巖土體不發(fā)生剪應(yīng)力破壞。拔出，即巖土體不發(fā)生剪應(yīng)力破壞。巖土體在預(yù)應(yīng)力拉拔作用下將呈喇

47、叭斗式破壞。巖土體在預(yù)應(yīng)力拉拔作用下將呈喇叭斗式破壞。 此喇叭斗的錐角從固結(jié)段中點開始；根據(jù)巖土性此喇叭斗的錐角從固結(jié)段中點開始；根據(jù)巖土性 質(zhì)不同，角度約在質(zhì)不同，角度約在6090之間。之間。hlL h 3045 L/2 L圖圖5-8 預(yù)應(yīng)力作用的破壞錐預(yù)應(yīng)力作用的破壞錐 5.3.2 錨索設(shè)計錨索設(shè)計v2）在巖石中的錨固段深度）在巖石中的錨固段深度均質(zhì)巖體單根錨索的錨固段深度：均質(zhì)巖體單根錨索的錨固段深度：均質(zhì)巖體錨索群的錨固段深度：均質(zhì)巖體錨索群的錨固段深度：斷裂巖體單根錨索的錨固段深度：斷裂巖體單根錨索的錨固段深度：斷裂巖體錨索群的錨固段深度：斷裂巖體錨索群的錨固段深度：如果有地下水，則

48、式中容重應(yīng)改為浮容重，即如果有地下水，則式中容重應(yīng)改為浮容重，即44. 4WfTSh aTShWf83, 22tan33WfTShtanaTShWfw 5.3.2 錨索設(shè)計錨索設(shè)計v3）非粘性土中的錨固段深度）非粘性土中的錨固段深度干燥砂土干燥砂土: 錨索間距錨索間距 其它情況其它情況飽和砂土飽和砂土另當(dāng)錨索處于水平狀態(tài)時，可用上式進(jìn)行簡化；而當(dāng)錨索處于垂直狀另當(dāng)錨索處于水平狀態(tài)時，可用上式進(jìn)行簡化；而當(dāng)錨索處于垂直狀態(tài)時，可用另外的計算公式。態(tài)時，可用另外的計算公式。vWTa121tan32vfWSTh12tan/tan22242vvaaBBah)12(cos2tan222vfWvaSTaB

49、)tan(tancos) 1(vWfhdTSh 5.3.2 錨索設(shè)計錨索設(shè)計v4）粘性土）粘性土單根錨索或單根錨索或 的錨索群的錨索群錨索群，且錨索群，且v5）結(jié)構(gòu)要求）結(jié)構(gòu)要求錨索的的錨固段深度不應(yīng)小于錨索的的錨固段深度不應(yīng)小于5m。tanLa )sin3(tancos3vWfCTShtanLa )tan2(cosvWfCaTSh 5.3.2 錨索設(shè)計錨索設(shè)計v（5）錨索的截面尺寸）錨索的截面尺寸v以錨索截面面積為設(shè)計參數(shù)，即以錨索截面面積為設(shè)計參數(shù)，即（6）錨索間排距）錨索間排距錨索單獨使用時，可根據(jù)巖土體荷載大小，計算錨索的布置；群體錨索中的錨索單獨使用時，可根據(jù)巖土體荷載大小，計算錨索

50、的布置；群體錨索中的單根錨索作用要較單獨的錨索效果低。因此，群體錨索設(shè)計的錨固力要考慮單根錨索作用要較單獨的錨索效果低。因此，群體錨索設(shè)計的錨固力要考慮對單根錨索的錨固作用的折減。對單根錨索的錨固作用的折減。根據(jù)經(jīng)驗，錨索間排距應(yīng)大于根據(jù)經(jīng)驗，錨索間排距應(yīng)大于4倍錨孔直徑，或大于倍錨孔直徑，或大于1.5m。由于錨索經(jīng)常與錨。由于錨索經(jīng)常與錨桿或土釘聯(lián)合使用，此時錨索設(shè)計要根據(jù)荷載分?jǐn)偟脑瓌t進(jìn)行。且因為錨固桿或土釘聯(lián)合使用，此時錨索設(shè)計要根據(jù)荷載分?jǐn)偟脑瓌t進(jìn)行。且因為錨固段預(yù)應(yīng)力荷載相對較大，如錨索周圍有受力結(jié)構(gòu)物，則應(yīng)相距段預(yù)應(yīng)力荷載相對較大，如錨索周圍有受力結(jié)構(gòu)物，則應(yīng)相距5m以上。以上。v

51、（7）張拉預(yù)應(yīng)力設(shè)計）張拉預(yù)應(yīng)力設(shè)計預(yù)應(yīng)力錨索的張拉預(yù)應(yīng)力大小需根據(jù)錨索材料的極限強度確定。預(yù)應(yīng)力錨索的張拉預(yù)應(yīng)力大小需根據(jù)錨索材料的極限強度確定。v臨時錨索：不超過錨索材料強度的臨時錨索：不超過錨索材料強度的65%；v永久錨索：一般不超過永久錨索：一般不超過60%，地下工程一般為，地下工程一般為4060%。ptkWfFTSA 5.4.1 預(yù)應(yīng)力錨索施工程序預(yù)應(yīng)力錨索施工程序v預(yù)應(yīng)力錨索施工的基本程序包括：預(yù)應(yīng)力錨索施工的基本程序包括：造孔、編束、錨索安裝、注漿固結(jié)、張拉、錨頭固結(jié)和防護(hù)等。造孔、編束、錨索安裝、注漿固結(jié)、張拉、錨頭固結(jié)和防護(hù)等。 5.4.1 預(yù)應(yīng)力錨索施工程序預(yù)應(yīng)力錨索施工程

52、序v（1）造孔）造孔預(yù)應(yīng)力錨索可以用于巖石或土層中的加固，介質(zhì)的性質(zhì)有較大的差異。預(yù)應(yīng)力錨索可以用于巖石或土層中的加固，介質(zhì)的性質(zhì)有較大的差異。因此鉆孔前應(yīng)根據(jù)加固工程所處巖土層的不同性質(zhì)，選擇合適的鉆機。因此鉆孔前應(yīng)根據(jù)加固工程所處巖土層的不同性質(zhì)，選擇合適的鉆機。v在巖石中，應(yīng)優(yōu)先選用在巖石中，應(yīng)優(yōu)先選用潛孔沖擊式鉆機潛孔沖擊式鉆機，比較經(jīng)濟有效。，比較經(jīng)濟有效。v在破碎巖層，可以使用在破碎巖層，可以使用旋轉(zhuǎn)式鉆機旋轉(zhuǎn)式鉆機或帶或帶套管套管的鉆機，可以避免因為碎石塌的鉆機，可以避免因為碎石塌孔使鉆孔報廢，保證一次成孔；孔使鉆孔報廢，保證一次成孔；v在卵石層鉆孔，塌孔現(xiàn)象比較嚴(yán)重，則采用錨桿

53、鉆機將鉆桿直接打入巖層在卵石層鉆孔，塌孔現(xiàn)象比較嚴(yán)重，則采用錨桿鉆機將鉆桿直接打入巖層中的方法（然后注漿）；中的方法（然后注漿）；v在粘性土層中，可以采用帶在粘性土層中，可以采用帶麻花鉆桿麻花鉆桿的的旋轉(zhuǎn)鉆機旋轉(zhuǎn)鉆機。v鉆孔施工要求鉆機的位置應(yīng)不隨鉆機在鉆進(jìn)過程的振動而移動，避免給安鉆孔施工要求鉆機的位置應(yīng)不隨鉆機在鉆進(jìn)過程的振動而移動，避免給安設(shè)錨索造成困難。設(shè)錨索造成困難。錨索的鉆孔錨索的鉆孔孔徑孔徑一般大于一般大于80mm，長度在，長度在10m左右或者更長。對鉆孔的左右或者更長。對鉆孔的質(zhì)量要求主要是保證長度、孔徑、孔的角度和軸線的偏差?？變?nèi)的碎質(zhì)量要求主要是保證長度、孔徑、孔的角度和軸

54、線的偏差?？變?nèi)的碎屑會影響注漿效果和占居一定孔深，因此，鉆孔中碎石要盡量清除，屑會影響注漿效果和占居一定孔深，因此，鉆孔中碎石要盡量清除，鉆孔深度要有適當(dāng)?shù)难娱L（一般不超過鉆孔深度要有適當(dāng)?shù)难娱L（一般不超過1m）。）。 5.4.1 預(yù)應(yīng)力錨索施工程序預(yù)應(yīng)力錨索施工程序造孔造孔包括鉆孔、測孔、擴孔、固結(jié)灌漿及掃孔等工序，目的是鉆一個包括鉆孔、測孔、擴孔、固結(jié)灌漿及掃孔等工序，目的是鉆一個較為理想的錨孔，以提高錨固效果。對小型預(yù)應(yīng)力錨索；一般只要求較為理想的錨孔，以提高錨固效果。對小型預(yù)應(yīng)力錨索；一般只要求一個孔放束即可；對滲水不大或采用爆破擴孔的錨孔，其工藝順序就一個孔放束即可；對滲水不大或采用

55、爆破擴孔的錨孔，其工藝順序就可以改為鉆孔、固結(jié)、掃孔、擴孔；對大型粘結(jié)式錨索，為了減少錨可以改為鉆孔、固結(jié)、掃孔、擴孔；對大型粘結(jié)式錨索，為了減少錨固段的滲漏，就要先擴孔，再固結(jié)、掃孔；對中、小型錨索的機械式固段的滲漏，就要先擴孔，再固結(jié)、掃孔；對中、小型錨索的機械式錨固段，孔底段宜改用金剛石鉆頭鉆進(jìn)，以提高鉆孔孔徑的均勻性，錨固段，孔底段宜改用金剛石鉆頭鉆進(jìn)，以提高鉆孔孔徑的均勻性，更好地與錨具直徑配套。更好地與錨具直徑配套。v由于造孔的造價約占預(yù)應(yīng)力錨固工程總造價的一半，如何更好地改進(jìn)造孔由于造孔的造價約占預(yù)應(yīng)力錨固工程總造價的一半，如何更好地改進(jìn)造孔工藝，提高造孔工效，降低造孔部分的造價

56、，將是造孔工藝設(shè)計與施工應(yīng)工藝，提高造孔工效，降低造孔部分的造價，將是造孔工藝設(shè)計與施工應(yīng)該認(rèn)真研究的重要課題。該認(rèn)真研究的重要課題。 5.4.1 預(yù)應(yīng)力錨索施工程序預(yù)應(yīng)力錨索施工程序v（2）編束）編束該工序可與造孔同時或提前進(jìn)行。其內(nèi)容包括編束的前期準(zhǔn)備、編束該工序可與造孔同時或提前進(jìn)行。其內(nèi)容包括編束的前期準(zhǔn)備、編束及錨頭的制作等。鋼絲調(diào)直及防護(hù)處理等前期準(zhǔn)備工作，可以根據(jù)各及錨頭的制作等。鋼絲調(diào)直及防護(hù)處理等前期準(zhǔn)備工作，可以根據(jù)各工程不同的錨索類型的具體情況酌定。工程不同的錨索類型的具體情況酌定。編束的方法，則隨錨束斷面的型式不同而各異；錨固段與錨頭的制作，編束的方法，則隨錨束斷面的型

57、式不同而各異；錨固段與錨頭的制作，更是隨錨束的不同類型而各不相同。更是隨錨束的不同類型而各不相同。 5.4.1 預(yù)應(yīng)力錨索施工程序預(yù)應(yīng)力錨索施工程序v（3）放束與錨固）放束與錨固v兩工序往往是同時或連續(xù)完成的。一般情況下，放束、錨固是在完成運輸、兩工序往往是同時或連續(xù)完成的。一般情況下，放束、錨固是在完成運輸、吊裝、孔內(nèi)注漿后連續(xù)進(jìn)行的。對某些類型的錨索在錨固后還應(yīng)該繼續(xù)完吊裝、孔內(nèi)注漿后連續(xù)進(jìn)行的。對某些類型的錨索在錨固后還應(yīng)該繼續(xù)完成錨頭與墊塊的制作。例如混凝土柱狀錨頭，就是在完成放束、錨固之后成錨頭與墊塊的制作。例如混凝土柱狀錨頭，就是在完成放束、錨固之后才開始錨頭制作的，同時還應(yīng)完成鋼

58、筋混凝土墊柱或墊塊的制作。才開始錨頭制作的，同時還應(yīng)完成鋼筋混凝土墊柱或墊塊的制作。v錨索安設(shè)的主要質(zhì)量問題是應(yīng)保持錨索在錨孔中的平直、均勻，特別是在錨索安設(shè)的主要質(zhì)量問題是應(yīng)保持錨索在錨孔中的平直、均勻，特別是在自由段和固結(jié)段之間不應(yīng)有嚴(yán)重的彎曲。自由段和固結(jié)段之間不應(yīng)有嚴(yán)重的彎曲。v錨索注漿有錨索注漿有3個目的：形成與巖土層的固結(jié)段，提供基本錨固力和預(yù)應(yīng)力個目的：形成與巖土層的固結(jié)段，提供基本錨固力和預(yù)應(yīng)力的作用基點，提高錨固承載作用和加固效果，以及防腐。因此，對注漿漿的作用基點，提高錨固承載作用和加固效果，以及防腐。因此，對注漿漿液性質(zhì)的基本要求是漿液的強度和稠度，即水灰比。注漿漿液的水

59、灰比一液性質(zhì)的基本要求是漿液的強度和稠度，即水灰比。注漿漿液的水灰比一般在般在0.40.45，有時可到，有時可到0.5。漿液固結(jié)體的強度一般在。漿液固結(jié)體的強度一般在30MPa以上。以上。v下傾式鉆孔注漿，要和安設(shè)錨索的同時下入注漿管。上傾式鉆孔注漿要安下傾式鉆孔注漿，要和安設(shè)錨索的同時下入注漿管。上傾式鉆孔注漿要安設(shè)排氣管。注漿充滿鉆孔即可以結(jié)束注漿工作。設(shè)排氣管。注漿充滿鉆孔即可以結(jié)束注漿工作。 5.4.1 預(yù)應(yīng)力錨索施工程序預(yù)應(yīng)力錨索施工程序v（4）錨索張拉）錨索張拉v錨索張拉是實現(xiàn)預(yù)應(yīng)力加固的一個關(guān)鍵程序。它包括機具儀表的校驗、超錨索張拉是實現(xiàn)預(yù)應(yīng)力加固的一個關(guān)鍵程序。它包括機具儀表的

60、校驗、超張拉、張拉、安裝等工序。預(yù)應(yīng)力張拉工具主要有千斤頂、油泵以及油壓張拉、張拉、安裝等工序。預(yù)應(yīng)力張拉工具主要有千斤頂、油泵以及油壓表、高壓油管等。低預(yù)應(yīng)力錨桿也可以采用扭力扳手。表、高壓油管等。低預(yù)應(yīng)力錨桿也可以采用扭力扳手。v預(yù)應(yīng)力張拉要在注漿固結(jié)體具有足夠強度后才可進(jìn)行。張拉施工應(yīng)盡量采預(yù)應(yīng)力張拉要在注漿固結(jié)體具有足夠強度后才可進(jìn)行。張拉施工應(yīng)盡量采用單根對稱、分級逐步施加、慢加載的方法。所謂用單根對稱、分級逐步施加、慢加載的方法。所謂單根對稱單根對稱是指有幾根鋼是指有幾根鋼絞線的錨索，要先單根拉和對稱拉，然后整體張拉；所謂絞線的錨索，要先單根拉和對稱拉，然后整體張拉；所謂分級拉分級