第1章 概述-2011春.ppt

2011 02 24 岩土锚固与支挡工程 张彬土木工程教研室 2011 02 24 锚固技术概述基坑工程概述本课程的特点和学习要求 第一章概述 2011 02 24 一 锚固技术概述 1 锚固技术的含义 锚固是指通过可确定力的方向和大小的锚固受拉杆件 钢筋或钢绞线等 将被加固的岩土体或建筑结构体与相对稳定的岩土体 锚 在一起 以达到限制被加固岩土体有害变形的发展 保护围岩 边坡 建筑结构体等的稳定 换言之 锚固技术就是一种把受拉杆件 锚杆 埋入地层的技术 2 锚固技术特点 充分发挥岩土体自身能量 调用和提高岩土的自身强度和自稳能力大大减轻结构物自重 节约工程造价主动制约机制随机补强深层控制 2011 02 24 3 锚固技术的发展与现状 锚杆发明于十八世纪中叶 为一英国采矿专家发明在1890年 美国首先将岩石锚杆应用于矿山巷道在1918年 西利西安矿山开采中使用锚索支护在1934年 阿尔及利亚的舍尔法大坝加高工程使用预应力锚在1957年 西德Bauer公司在深基坑中首次使用土层锚杆 国内锚固技术应用起始于上世纪50年代 主要用于矿山巷道支护上世纪60年代 矿山巷道 铁路隧道及边坡加固工程大量使用普通砂浆锚杆1964年 梅山水库的坝基加固采用了预应力锚索上世纪70年 北京国际信托大厦等基坑工程中采用土层锚杆支护 一 锚固技术概述 2011 02 24 近20年来我国锚固技术发展迅速 锚杆支护 主要表现在结构 材料与施工工艺上进行改进 缝管锚杆 向围岩施加压应力 Scott博士设计 Ingrsoll Rand公司生产水胀式锚杆 Swellex锚杆 Atlas公司开发屈服锚杆 产生柔性卸压作用对围岩出现大变形和受动压作用的巷道提供有效的支护精轧螺纹钢锚杆 提高锚杆承载力 可进行套接 锚杆长度加长自钻式锚管 适用于难成孔地层中空注浆锚杆 一 锚固技术概述 2011 02 24 一 锚固技术概述 涨壳式内锚头 粘结式内锚头 拉式预应力锚索 压式预应力锚索 高强钢丝 高强 低松弛钢绞线 减少材料的蠕变 两次高压灌浆预应力锚索 分散型压式预应力锚索 分散型拉压式预应力锚索 锚索设计承载力 600KN 预应力锚索 扩孔预应力锚索 6000KN 2011 02 24 一 锚固技术概述 1984年7月 总参谋部颁发的国家军事标准GJB317 87 国防工程锚喷支护技术暂行规定 1985年12月 国家计划委员会颁发的国家标准GBJ86 85 锚杆喷射混凝土支护技术规范 1990年11月 中国工程建设标准化协会批准的中国工程建设标准化协会标准CECS22 90 土层锚杆设计与施工规范 1994年 水利部批准的部颁标准SL46 94 水工预应力锚固施工规范 1998年 水利部批准的部颁标准SL212 98 水工预应力锚固设计规范 规定 规范 2011 02 24 一 锚固技术概述 4 锚固技术的分类 按应用对象分类 岩石锚固 土层锚固 海洋锚固 按施加预应力分类 预应力锚固 非预应力锚固 巨型锚固 锚固力大于800t 大型锚固 锚固力300 800t 小型锚固 锚固力100t 中型锚固 锚固力100 300t 按锚固机理分类 粘结型锚固 摩擦型锚固 混合型 端头锚固型 2011 02 24 按锚固体传力形式 压力型锚固 拉力型锚固 剪力型锚固 按锚固体形态 圆柱型 端头扩大型 连续球体型 4 锚固在岩土工程中的力学功用 锚固一般应用于受拉基础 主要功用有 抵抗竖向位移 抵抗倾倒力 控制地下洞室围岩变形和防止脱落 阻止地层的剪切破坏 抵抗结构物基底水平位移 一 锚固技术概述 2011 02 24 1 抵抗竖向位移 坑 洼 箱式结构 水库 地下车库 船坞等 当地下水位较高时存在结构抗浮问题 传统抗浮措施 配重 加大结构 抗浮桩 锚杆抗浮 减小结构体积 主动控制位移 造价低 一 锚固技术概述 2011 02 24 2 抵抗倾倒 坝体受力矩 护坡桩受力矩 结构物的倾倒主要是受外载作用产生正弯距 传统方法 增加自重或刚度 锚固技术 一 锚固技术概述 2011 02 24 一 锚固技术概述 3 控制地下洞室围岩变形和防止塌落 传统方法 木 钢支撑或混凝土衬砌 锚固技术 主动加固 提高围岩强度 保证三轴应力状态 锚固技术是新奥法的三大支柱技术之一 4 阻止地层的剪切破坏 均部锚杆加固围岩 2011 02 24 5 抵抗结构物基底的水平位移 6 预加固地基 锚固压缩地基差异变形 一 锚固技术概述 2011 02 24 一 锚固技术概述 5 锚固技术的实际应用 1 深基础工程 2011 02 24 一 锚固技术概述 2 边坡稳定 滑坡防治 2011 02 24 3 结构抗倾 一 锚固技术概述 2011 02 24 一 锚固技术概述 4 加压装置 5 洞室加固 2011 02 24 一 锚固技术概述 6 冲击区的抗浮及防护 2011 02 24 一 锚固技术概述 7 各种构筑物的稳定与锚固 大跨度结构物稳定 2011 02 24 2011 02 24 2011 02 24 2011 02 24 2011 02 24 1 基坑工程的概念 基坑工程是指建筑物 构筑物 基础工程或其他地下工程 地铁车站等 施工中进行的基坑开挖 降 挡 水 支护和土体加固以及监测等综合性工程 基坑工程是一个综合性的岩土工程问题 涉及到问题有 土力学典型的强度 稳定与变形问题结构工程问题土与支护结构共同作用工程地质与水文地质问题计算与测试技术施工技术安全与环保问题 二 基坑支护概述 2011 02 24 二 基坑支护概述 2 基坑工程的特点 3 基坑工程设计与施工的特殊性 一般为临时性工程 安全储备相对较低 风险性较大具有很强的地区性和个案性是一项综合性很强的系统工程具有较强的时空效应对周边环境影响较大 外力的不确定性变形的不确定性土层的不确定性偶然因素理论落后实践 更强调信息化施工 2011 02 24 二 基坑支护概述 4 基坑支护结构的类型 通常分 挡土墙 桩结构和桩墙式按作用原理分 重力式 非重力式和类重力式按受力特点分 被动受力和主动受力 5 基坑工程现状 向深大基坑发展对基坑变形要求严格施工与协调难度增大新技术的应用与支护方法的综合应用 2011 02 24 1 本课程特点 综合性理论性实践性 2 学习要求 必须有先修课程的基础注意理论联系实际注意基本理论 基本方法注意工程设计能力的训练和提高 三 本课程的特点和学习要求 2011 02 24 3 课程学习目的 通过本课程的学习掌握锚固技术与基坑支护的基本原理和基本设计计算方法和相关计算机设计软件的使用 可以运用所学知识解决实际工程问题 例如基坑开挖的支护方案选择及其工程设计计算等 4 课程内容 锚固技术与基坑支护的基本原理 基本概念和基本设计原则锚固技术与基坑支护的基本设计计算方法和工程设计实例相关支护软件的使用 2011 02 24 第一章概述第二章岩土锚杆类型与工作特性第三章岩土锚杆的工程设计计算第四章岩土锚杆的试验与施工第五章工程降水与基坑开挖第六章基坑支护结构类型与优化设计第七章作用荷载及其计算第八章排桩支护结构形式与破坏模式第九章深层搅拌桩与地下连续墙支护结构第十章土钉墙支护体系 5 课