6-新奧法與噴錨支護(hù)的監(jiān)控設(shè)計(jì)講解材料

地基處理第六章新奧法與噴錨支護(hù)的監(jiān)控設(shè)計(jì)一、新奧法的發(fā)展與基本原則

總的來(lái)說(shuō)，噴錨與護(hù)主要的工作特征中及時(shí)性、粘結(jié)性、柔性、深入性、靈活性和密封性。這些特征構(gòu)成最大限度利用圍巖強(qiáng)度和自與承能的基本要素。新奧法是新奧地利隧道設(shè)計(jì)施工方法的簡(jiǎn)稱(chēng)。它不是一般的噴射錨桿支護(hù)方法，而是一種設(shè)計(jì)施工，監(jiān)測(cè)相結(jié)合的科學(xué)的隧洞建造方法。因此、噴射混泥土、錨桿和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)被認(rèn)為是新奧法的三大支柱。至今，新奧法制世界各地的隧洞和地下工程建設(shè)中得來(lái)迅速的發(fā)展。特別是及困難地層條件下修建隧洞，以及控制圍巖的高擠壓變形方側(cè)，顯示了很大的優(yōu)越性。新奧法，由創(chuàng)始人希臘希希維茲教授（LRabcewiez）在1963年正式命名的。新奧法是在勞納1938年提出的“對(duì)經(jīng)向變形和所需支護(hù)抗力之間的相互關(guān)系研究的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。整個(gè)理論內(nèi)容在50年代便以形成，在1963年少正式命名為新奧法。是一種較為科學(xué)的研究了噴錨的三階段（三支柱）。其理論原則上最大限度地發(fā)揮了巖石的子承能力。一、新奧法的發(fā)展與基本原則經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，運(yùn)用和完善，此理論有了很好的發(fā)展，基于發(fā)展標(biāo)志表現(xiàn)在：①奧地利的陶恩隧洞：高初始應(yīng)力，使破碎的抗剪強(qiáng)度只有0.1Mpa(千牧巖)故產(chǎn)生強(qiáng)烈變形，采用縱向變形縫的噴射砼和較長(zhǎng)的灌漿錨桿獲得明顯的穩(wěn)定。②巴基斯坦的塔貝拉閘門(mén)水道工程：巖土條件為不均勻的砂，頁(yè)巖地層夾灰?guī)r地層，用錨桿穿過(guò)多種不良巖層斷面，效果明顯。一、新奧法的發(fā)展與基本原則經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，運(yùn)用和完善，此理論有了很好的發(fā)展，基于發(fā)展標(biāo)志表現(xiàn)在：③歐洲一些國(guó)家在軟土層和無(wú)粘聚力的躒石地帶，修建地下鐵路，而埋深僅3~4m用新奧法加固，使下沉量控制在10㎜以下。④我國(guó)的下坑鐵路，穿過(guò)層現(xiàn)陡傾的千牧巖，巖塊強(qiáng)度大部分在10MPa以下，隧洞埋深不足20m。金川礦山巷道：石墨片巖，黑云母片麻巖軟弱地層，巷道埋深大于500m，并有很高的水平構(gòu)造應(yīng)力，巷道開(kāi)挖后具有明顯的流變特征，用新奧法“設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)”一體化的基本思想，成功地控制了圍巖的變形。一、新奧法的發(fā)展與基本原則總之，新奧法是與其必須遵循的原則緊密地聯(lián)系在一起的新奧法的特征就在于充分發(fā)揮圍巖的自承作用。當(dāng)圍巖變形超過(guò)允許值時(shí)（△r’），圍巖出現(xiàn)破壞，形成作用在支護(hù)上的“松散壓力”，反而支護(hù)結(jié)構(gòu)上受的荷載增大了，新奧法的成功之處就在于它能通過(guò)合理采用噴射錨桿方法與支護(hù)時(shí)機(jī)。二、噴錨支護(hù)的監(jiān)控量測(cè)

工程量測(cè)是新奧法的大支柱之一。1.監(jiān)控量測(cè)的目的及時(shí)掌握圍巖變化動(dòng)態(tài)及支護(hù)受力情況為修改設(shè)計(jì)提供信息。監(jiān)視施工過(guò)程的安全程度，正確指導(dǎo)施工。檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)隧洞的最終穩(wěn)定性，作為安全使用的依據(jù)。二、噴錨支護(hù)的監(jiān)控量測(cè)2.監(jiān)控量測(cè)的主要內(nèi)容和元件隧洞收斂量測(cè)：收斂量測(cè)是測(cè)量隧洞周邊相對(duì)應(yīng)兩類(lèi)間距離的變化，便于及時(shí)掌握開(kāi)挖后的收斂變化趨勢(shì)，洞室開(kāi)挖應(yīng)緊跟工作而迅速安設(shè)收斂測(cè)點(diǎn)。收斂量測(cè)裝置常使用機(jī)械式收斂計(jì)，伸縮測(cè)桿和帶鋼尺。目前，收斂計(jì)有三種：鋼尺重錘型，彈簧張力型和鋼絲扭矩平衡型。

二、噴錨支護(hù)的監(jiān)控量測(cè)2.監(jiān)控量測(cè)的主要內(nèi)容和元件隧洞圍巖位移量測(cè)：一般分表面位移量測(cè)（單點(diǎn)）及內(nèi)部位移量測(cè)（多點(diǎn)）?；驹恚菏菍鷰r內(nèi)部某點(diǎn)的位移通過(guò)一定的傳遞介質(zhì)（桿、弦）引到圍巖表面，便于進(jìn)行量測(cè)。量測(cè)儀有機(jī)械式，電阻式和鉆孔位移計(jì)。目前較為常用的是單點(diǎn)位移計(jì)。二、噴錨支護(hù)的監(jiān)控量測(cè)2.監(jiān)控量測(cè)的主要內(nèi)容和元件噴層應(yīng)力量測(cè)：指噴層發(fā)向應(yīng)力和圍巖與噴層間的徑向壓力量測(cè)。量測(cè)儀國(guó)外為壓力盒（格魯茲爾）；國(guó)內(nèi)則為DI-10型應(yīng)變計(jì)。相背滑動(dòng)時(shí)1.伸長(zhǎng)，2.縮短；相向滑動(dòng)時(shí):1.縮短，2.伸長(zhǎng)；據(jù)工程比例電橋可測(cè)得電阻比的變化值，算出應(yīng)變值。二、噴錨支護(hù)的監(jiān)控量測(cè)2.監(jiān)控量測(cè)的主要內(nèi)容和元件錨桿內(nèi)力的量測(cè)：為了解錨桿內(nèi)力的大小及分布情況，通常采用在錨桿體上貼電阻片的方法測(cè)得。（應(yīng)注意防潮處理）3.測(cè)量數(shù)據(jù)處理和利用三、噴錨桿的支護(hù)作用

1.懸吊作用即把欲崩落的巖塊或軟弱圍巖，懸吊于深部完整堅(jiān)硬的圍巖上。三、噴錨桿的支護(hù)作用2.組合梁的作用即指層狀巖體連在一起，使層理間的摩擦阻力增大形成組合梁，以支承空洞上部的巖石荷載。

三、噴錨桿的支護(hù)作用3.加固拱作用對(duì)于塊狀結(jié)構(gòu)或破裂狀結(jié)構(gòu)的圍巖，巖體被縱橫交錯(cuò)的結(jié)構(gòu)面所切割，但巖塊卻具有一定的強(qiáng)度，采用系統(tǒng)布置的錨桿加固，可提高結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度使巷道表面一定范圍的巖體形成加筋結(jié)構(gòu)保持巖塊間的咬合，連鎖效應(yīng)。此法既能維持自由面穩(wěn)定，又能阻止加固體上部圍巖的松動(dòng)和變形。三、噴錨桿的支護(hù)作用4.噴射支護(hù)的基本結(jié)構(gòu)

實(shí)例北京地下鐵道西直門(mén)車(chē)站的基坑錨桿護(hù)壁工程

1.工程基本概況：

北京地下鐵道西直門(mén)車(chē)站在1975—1976年的施工期間需要開(kāi)挖16m深，32m寬的基坑均地土層情況是：表層1~2m：雜填土，其下為夾有粉砂層。砂粘土:10m以下有2~3m厚的砂卵石層，再下為砂粘土；砂粘土的天然含水量為：20~25%，液限29.2%，塑限14.9%，濕比重19.0KN/M3，有效內(nèi)摩擦角為33.6°，有效粘聚力C'=0.01MPa，基坑周?chē)捎弥悬c(diǎn)將地下水位抽降至基坑底以下?；颖眰?cè)4m之處有一食品廠?；娱_(kāi)挖過(guò)程中采用錨桿護(hù)壁，1975年秋季開(kāi)挖坑底，在施工期間對(duì)錨桿抗力，坑壁側(cè)向力及北側(cè)工廠建筑物進(jìn)行監(jiān)測(cè)達(dá)一年半之久，至1976年竣工。實(shí)例2.護(hù)壁設(shè)計(jì)D=280KN實(shí)例3.錨桿施工錨桿鉆孔使用外徑為127mm的環(huán)形鉆頭，鉆進(jìn)使用清水沖洗液。錨桿采用兩根并排直徑32mm的16#錳螺紋鋼筋。500#水泥，中砂配合制成砂漿，灰砂比：1：0.5，水灰比：1：2，并摻有水泥重量0.3%的食鹽和0.03%三乙醇胺作早強(qiáng)劑，施工中檢查砂漿的平均強(qiáng)度為47600KN/m2,錨桿錨固度的平均極限錨固力為100KN/m。實(shí)際錨桿的錨固長(zhǎng)度為11.0m，錨頭與立柱聯(lián)結(jié)后，對(duì)每根錨桿預(yù)加250KN拉力，然后鎖定。

實(shí)例4.實(shí)測(cè)結(jié)果在基坑開(kāi)挖到坑底并經(jīng)過(guò)半年后，錨桿拉力并未增加，反而預(yù)加的250KN略有減少，坑壁的側(cè)向位移只有1cm，北側(cè)工廠房屋和地面均無(wú)任何開(kāi)裂現(xiàn)象。5.經(jīng)驗(yàn)啟示砂粘土有一定的結(jié)構(gòu)性的強(qiáng)度性能；計(jì)算壓力時(shí)可以