锚杆知识简介.doc

锚杆及混凝土喷护知识简介喷射混凝土支护借助于喷射机械，利用压缩空气或其他动力，将按一定比例配制的拌合科，通过管道输送，并以高速喷射到受喷面（岩土表面、模板、旧建筑物）上凝结硬化而形成的一种混凝土支护。由其单独受力而成的称素喷混凝土支护。由其他材料或结构共同受力的支护称复合式喷射混凝土支护。 素喷混凝土支护又称纯喷混凝土支护。将一定配合比的水泥、砂、石的拌合料，通过混凝土喷射机，用压缩空气作动力，将拌合料输送到喷枪出口处，以较高的速度分层喷射到岩土表面迅速凝结而成，起到加固、防渗漏、防掉块作用的支护结构。根据拌合料与水接触的时间和位置不同，可分为干式喷射混凝土和湿式喷射混凝土。初次喷射混凝土在分层喷射混凝土施工中，最先喷射的一层混凝土。初凝后才可施工复喷层。一般为毫米厚。喷射前应对岩石表面用高压风、水进行冲洗。复喷混凝土在分层喷射混凝土施工中，在初次喷射混凝土层上，再进行后续喷射的混凝土层。每层的厚度一般为毫米。后一层的喷射施工应在前一层混凝土终凝后进行。若终凝小时后再进行喷射时，应先用风、水清洗喷层表面。复合式喷射混凝土支护在素喷混凝土中加入其他材料，或是喷射到受喷面的同时，裹住其他支撑结构而形成的复合支护。比素喷混凝土支护有更好的受力特性，更适用于围岩分类等级低、洞室跨度大的埸合。常见形式有钢纤维喷混凝土支护、钢架喷射混凝土支护、喷（网）混凝土支护、锚喷（网）联合支护等。喷（网）混凝土支护喷射混凝土之前或初次喷射混凝土后，在其表面布设钢筋网，使而后喷射到岩土表面的混凝土裹住钢筋网，形成的复合支护结构。钢筋网具有使混凝土应力分布均匀、加强整体工作性能的作用。钢筋网的网格尺寸和与壁面的间距要适当。采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层被混凝土覆盖后再铺设。钢纤维喷混凝土支护将钢纤维加入普通喷射混凝土中，从而形成的强度高、韧性好的复合材料支护结构。喷射工艺参数与素喷混凝土相同，钢纤维的掺量按混凝土体积的百分率计算。其物理力学性能、抗震性、耐磨性都比素喷混凝土支护优越。由于成本较高、施工工艺复杂等原因，使用范围受到一定的限制。钢架喷射混凝土支护喷射混凝土与钢架形成一体的复合支护。钢架与壁面之间，必须用喷射混凝土充填密实；钢架除可缩部位外，被喷射混凝土覆盖；施工时先喷射钢架与壁面之间的混凝土，后喷射钢架之间的混凝土。适用于受到地质构造破坏、断裂严重的地区，或是岩性松软、有膨胀性岩层的地下工程中。喷（网）混凝土支护喷射混凝土之前或初次喷射混凝土后，在其表面布设钢筋网，使而后喷射到岩土表面的混凝土裹住钢筋网，形成的复合支护结构。钢筋网具有使混凝土应力分布均匀、加强整体工作性能的作用。钢筋网的网格尺寸和与壁面的间距要适当。采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层被混凝土覆盖后再铺设。锚喷（网）联合支护喷射混凝土与锚杆（或加入钢筋网）形成一体的复合支护。不仅具有喷射混凝土的特点，而且也具有锚杆支护的组合梁作用、悬吊作用和挤压加固作用等特点，大大增强了围岩的整体性和坚固性，提高了围岩的自身承载能力。配置金属网还具有使混凝土应力分布均匀、加强整体工作性能的作用。锚杆悬吊作用锚杆穿过软弱、松动、不稳定的岩土体，锚固在深尽稳定的岩土体上，提供足够的拉力，克服滑落岩土体的自重和下滑力，防止洞壁滑移、塌落。挤压加固作用锚杆受力后，在周围一定范围内形成压缩区。将锚杆片适当的方式排列，使相邻锚杆各自形成的压缩区相互重叠形成压缩带。压缩带内的松动地层通过锚杆加固，整体性增强，承载能力提高。组合梁（拱）作用锚杆插入地层内一定深度后，在锚固力作用下的地层间相互挤压，层间摩阻力增大，内应力和挠度大为减小，相当于将简单叠合的数层梁（拱）变成组合梁（拱）。组合梁（拱）的抗弯刚度和强度大为提高，从而增强了地层的承载能力。锚杆提供的锚固力愈大，作用愈明显。锚杆长度锚杆按照设计、能有效发挥其作用时所需的总长度。按悬吊作用计算时，是锚固长度、加固长度和外露长度之和。按组合梁（拱）作用计算时，是倍组合梁（拱）的高度和外露长度之和。实际取值时，还应考虑开挖轮廓线不平整而增加的附加长度。锚固长度锚杆锚入稳定地层中的长度，可按经验选取或按计算选取。按经验选取时，考虑锚固方式和锚杆直径。按计算选取时，考虑砂浆与锚杆的粘结力和砂浆与孔壁的粘结力。加固长度按沿锚杆方向所悬吊的危岩的高度，或围岩荷载高度，也可用声波等测试技术测量的松动圈厚度的方法来确定。锚杆拉拨试验检验锚杆施工质量、测定锚杆抗拔力的方法之一。在锚杆未被喷射混凝土覆盖之前，用锚杆拉力计或扭力矩扳手直接进行测定。夹住锚杆后，缓慢均匀加压，直至压力表读数达到与设计值相对应的数值为止，或使锚杆松动为止，一般不做破坏性试验。在锚杆被喷射混凝土覆盖后，用锚杆探测仪探明后，将锚杆刨出再进行测定。检测数量按洞室每长一米或每根锚杆取样一组，每组不得少于根，应在检查点同一断面内的一排锚杆中均匀选取。预应力锚索利用高强度钢丝束作为杆体，施工时对其施加预应力，可提供高达万的锚固力，最大锚固深度可达米。具有：承载拱作用对大跨度地下工程的顶拱提供均匀的压应力区，以形成较大范围的承载圈；悬吊作用加固可能塌落的不稳定块体，防止被节理、裂隙切割的大体积危岩塌落；对离边墙被切割岩块的软弱面提供附加正应力，以增强其抗滑力。常见形式有涨壳式钢绞线预应力锚索和砂浆粘结式内锚头预应力锚索。涨壳式钢绞线预应力锚索主要由机械涨壳式内锚头、锚杆体（钢绞线索）、星形锚具外锚头以及灌注的粘结材料组成。利用涨壳内锚头对钻孔岩壁自行锚固、愈拉愈紧的特性，采用千斤顶对钢绞线提供设计的预拉力，然而锁定外锚头，从而向围岩提供法向预应力。具有施工工序紧凑、安装方便迅速、能立即发挥作用的特点。适用于类围岩，尤其是大跨度、高边墙、高边坡的抢修和加固。砂浆粘结式内锚头预应力锚索内锚头采用粘结式水泥砂浆制成，利用第一次灌浆形成的水泥砂浆内锚头与孔壁的粘结力，采用千斤顶对钢绞线提供的设计预拉应力，然后锁定外锚头，从而向围岩提供法向预应力。施工工艺较复杂、工期长，不能立即对围岩产生支护力。锚杆支护用固定在岩层中的锚杆来加固和支护围岩的一种支护形式。在岩土体中安装锚杆，使岩土体受到补强作用，防止松动、塌落，临时或永久地保持洞室稳定的支护方法。目前被广泛应用于矿山井巷、交通隧道、水工隧洞和各类岩土洞室、基坑、边坡以及建筑物加工补强等施工领域。锚杆又称锚栓。加固、稳定围岩的杆系构件。按锚杆的受力方式可分为机械型锚杆和胶结型锚杆；根据材料的不同可分为金属锚杆和木锚杆；按照作用方式不同可分为局部锚杆和系统锚杆。通常和喷射混凝土结合在一起，形成更有效的支护结构。机械型锚杆通过锚头材料与围岩之间的机械摩阻力产生锚固作用。包括锚固体（内锚头）、拉杆及锚头三个基本组成部分。基本形式有楔缝式锚杆、涨壳式锚杆和爆固式锚杆。楔缝式锚杆在锚杆头部的楔缝中插入楔子，通过岩石的反力及岩石同锚头材料的摩阻力获取锚固力。主要应用于施工期间或使用年限较短的洞室中加固危岩，防止塌落。其特点是施工快，但锚固力较小，且会随时间的增长而降低。涨壳式锚杆把带有楔梢的插头或锥形螺母放入锚杆头部的涨壳内，同锚杆一起插入锚杆孔内，使涨壳向外扩张，压紧岩层，从而获得锚固力。爆固式锚杆用装有火药的钢管在插入钻孔后使之爆炸。由于钢管的扩张与岩层压紧使之产生锚固力。这种形式的优点是在锚杆插入钻孔后，能瞬间同时完成许多锚杆的安装。且适用于较软弱的岩层。胶结型锚杆在锚杆与钻孔壁之间的空隙中放入胶结材料（如水泥砂浆、环氧树脂等），胶结材料凝固后产生锚固力。特点是锚杆在胶结材料中不易锈蚀，但安装后不能立即受力，也不能施加预应力。砂浆锚杆锚杆插入钻后，在杆体和孔壁之间灌入水泥砂浆，把锚杆杆体和孔壁岩石胶结为一体，以起到加固岩石的作用。常见的类型有普通钢筋砂浆锚杆、螺纹钢筋砂浆锚杆和楔缝式砂浆锚杆。普通钢筋砂浆锚杆锚杆杆体采用圆钢筋制成，天锚锁结构，不能施加预应力，且需侍灌入的砂浆凝固后才起作用。通常这种锚杆杆体较短，灌浆后打入钢筋较为方便。为了增加钢筋与砂浆间的抗滑力，可将钢筋弯曲。螺纹钢筋砂浆锚杆通常用直径毫米的螺纹钢筋制成杆体，在钻孔中先灌入水泥砂浆，然后将一定长度和直径的螺纹钢筋打入，并在钻孔的口部用石碴楔牢钢筋，避免其因自重而掉落，以利砂浆粘结。其特点是螺纹钢筋与砂浆的粘结力强。楔缝式砂浆锚杆利用楔缝式锚杆灌入水泥砂浆而制成。安装完毕后能立即起作用，也能施加预应力，效果较好。一般先打入锚杆，然后进行灌浆。它不仅能起永久性锚杆的作用，也能起临时支护的作用。树脂锚杆以高分子合成树脂为粘结材