岩土锚固与喷射混凝土支护工程技术规范GB500862011.doc

1 UDC 中华人民共和国国家标准中华人民共和国国家标准 P GB 50086 2011 岩土锚固与喷射混凝土支护工程技术规范岩土锚固与喷射混凝土支护工程技术规范 Technical code for engineering of ground anchoring and shotcrete support 规范修编组 2011 07 GB 2 1 总则总则 6 2 术语 符号术语 符号 7 2 1 术 语 7 2 2 符 号 10 3 工程勘察与调查工程勘察与调查 14 3 1 一般规定 14 3 2 环境地质调查 14 3 3 工程勘察 15 4 预应力锚杆预应力锚杆 17 4 1 一般规定 17 4 2 锚杆类型与构造 17 拉力型与压力型预应力锚杆 17 压力分散与拉力分散型锚杆 18 可拆芯式锚杆 20 树脂卷锚杆与快硬水泥卷锚杆 20 涨壳中空注浆锚杆 20 摩擦型锚杆 20 4 3 预应力锚杆类型的选择 20 4 4 材料 22 4 5 防腐保护 25 4 6 设计 27 锚杆设置 27 锚杆的安全系数 27 锚杆杆体设计 28 注浆体和传力结构 31 初始预应力的确定 31 4 7 施工 32 一般规定 32 钻孔 32 杆体制作 存储及安放 33 注 浆 33 张拉与锁定 34 施工质量控制与检验 35 5 非预应力锚杆非预应力锚杆 36 5 1 一般规定 36 5 2 类型与适用条件 36 5 3 材料 37 5 4 锚杆设计 37 5 5 锚杆施工 38 3 5 6 施工质量控制与检验 39 6 喷射混凝土喷射混凝土 40 6 1 一般规定 40 6 2 原材料 40 6 3 设计 42 6 4 施工 44 施工设备 44 混合料 45 喷射作业 46 6 5 喷射混凝土质量控制与检验 49 6 6 施工安全与粉尘控制 49 7 隧道与地下工程锚喷支护隧道与地下工程锚喷支护 51 7 1 一般规定 51 7 2 围岩分级 52 7 3 一般条件下的锚喷支护设计 55 工程类比法设计 55 监控量测法 57 理论验算法 59 抵抗局部危岩的锚杆与喷射混凝土支护设计 60 7 4 特殊条件下的锚喷支护设计 61 浅埋土质隧道的锚喷支护设计 61 塑性流变岩体中隧洞锚喷支护设计 62 水工隧洞锚喷支护设计 62 受采动影响的锚喷支护设计 63 易发生岩爆的高地应力岩体中隧洞的锚喷支护设计 64 7 5 施工 64 8 边坡锚固边坡锚固 66 8 1 一般规定 66 8 2 边坡锚固设计 66 8 3 边坡浅层加固与面层防护 72 8 4 边坡锚固工程施工 73 一般规定 73 边坡爆破施工 73 边坡锚杆施工 74 8 5 边坡锚固工程的试验与监测 74 9 基坑锚拉桩 墙 支护基坑锚拉桩 墙 支护 75 9 1 一般规定 75 9 2 设 计 76 9 3 施工及验收 79 10 基坑土钉支护基坑土钉支护 80 4 10 1 一般规定 80 10 2 土钉支护设计 81 10 3 喷射混凝土面层与坡体排水 84 10 4 施工与检验 85 11 基础与混凝土坝的锚固基础与混凝土坝的锚固 87 11 1 基础锚固设计 87 承受切向力的基础锚固 87 承受倾覆力矩的基础 88 承受拉力的基础锚固 89 基础锚杆设计 90 11 2 混凝土坝锚杆设计 90 11 3 基础与混凝土坝锚杆的施工 试验与监测 93 12 抗浮锚固抗浮锚固 94 12 1 一般规定 94 12 2 抗浮锚杆设计 94 12 3 抗浮锚杆施工 96 13 试验试验 97 13 1 预应力锚杆试验 97 一般规定 97 基本试验 97 蠕变试验 98 验收试验 99 13 2 喷射混凝土试验 101 一般规定 101 抗压强度试验 101 粘结强度试验 102 14 工程监测与维护管理工程监测与维护管理 104 14 1 一般规定 104 14 2 监测项目 104 14 3 预应力锚杆拉力的长期监测 104 14 4 锚杆腐蚀状况检查分析 105 14 5 工程安全状态的预警值 105 14 6 监测信息反馈和处理 106 15 工程质量检验与验收工程质量检验与验收 107 15 1 一般规定 107 15 2 质量检验 107 15 3 不合格锚杆的处理 108 15 4 验收 109 附录附录 A 预应力锚杆结构图预应力锚杆结构图 110 附录附录 B 预应力锚杆的杆体材料性能预应力锚杆的杆体材料性能 115 5 附录附录 C 岩土锚固与喷射混凝土支护工程施工记录岩土锚固与喷射混凝土支护工程施工记录 117 附录附录 D 荷载分散型锚杆的张拉锁定方法荷载分散型锚杆的张拉锁定方法 119 附录附录 E 中空注浆锚杆结构参数与力学性能中空注浆锚杆结构参数与力学性能 121 附录附录 F 隧洞洞室各级围岩物理力学参数与岩体结构面抗剪峰值强度隧洞洞室各级围岩物理力学参数与岩体结构面抗剪峰值强度 122 附录附录 G 基坑支护经典法设计基坑支护经典法设计 123 附录附录 H 预应力锚杆极限抗拔力试验预应力锚杆极限抗拔力试验 126 附录附录 I 锚杆蠕变量锚杆蠕变量 时间关系曲线时间关系曲线 127 附录附录 J 锚杆验收试验锚杆验收试验 128 附录附录 K 喷射混凝土抗压强度标准试块制作方法喷射混凝土抗压强度标准试块制作方法 130 附录附录 L 喷射混凝土粘结强度试验喷射混凝土粘结强度试验 130 附录附录 M 土钉抗拔试验方法土钉抗拔试验方法 131 6 1 总则总则 1 0 1为使岩土锚固与喷射混凝土支护工程的设计 施工符合安全适用 技术 先进 经济合理 确保质量和保护环境的要求 制定本规范 1 0 2本规范适用于隧道 洞室 边坡 基坑 结构物抗浮 抗倾和受拉基础 等工程的岩土锚固与喷射混凝土支护的设计 施工 试验 监测及验收 1 0 3岩土锚固与喷射混凝土支护工程的设计与施工 必须做好工程的地质勘 察工作 因地制宜 正确有效地利用岩土体的自身强度和自稳能力 1 0 4岩土锚固与喷射混凝土支护工程的设计与施工 除应遵守本规范外 尚 应符合现行国家工程建设标准的有关规定 7 2 术语 符号术语 符号 2 1 术术 语语 2 1 1 预应力锚杆 anchor anchorage 能将张拉力传递到稳定的或适宜的岩土体中的一种受拉杆件 体系 一 般由锚头 杆体自由段和杆体锚固段组成 当采用钢绞线或钢丝束作杆体材料 时 可称预应力锚索 2 1 2 锚杆杆体 anchor tendon 由筋材 防腐保护体 隔离架和对中支架等组装而成的锚杆受力杆件 2 1 3 锚杆自由段 free anchor length 不与周围浆体或地层粘结的杆体长度 2 1 4 锚杆锚固段 fixed anchor length 借助灌浆体或机械装置 能将拉力传递到周围地层的杆体长度 2 1 5 锚头 anchor head 能将拉力由杆体传递到地层面和支承结构面的装置 2 1 6 永久性锚杆 permanent anchorage 永久留在构筑物内并能保持其应有功能的锚杆 其设计使用期超过 2 年 2 1 7 临时性锚杆 temporary anchorage 设计使用期不超过 2 年的锚杆 2 1 8 非预应力锚杆 non tensiled bolt 安设于地层中的全长粘结型锚杆 2 1 9 土钉 soil nailing 安设于土中的全长粘结或摩擦型锚杆 2 1 10 压力型锚杆 compression anchorage 能将拉力直接传递到杆体锚固段末端的锚杆 2 1 11 荷载分散型锚杆 load dispensive anchorage 在锚杆孔内 安设几个独立的单元锚杆所组成的复合锚固体系 每个单元 锚杆均有其独立的自由段和锚固段 能使锚杆的张拉力均匀分散地分布于各单 8 元锚杆的锚固段上 又称单孔复合锚固体系 2 1 12 可拆芯式锚杆 removable anchorage 当使用功能完成后须拆除筋体的锚杆 一般采用压力型或压力分散型锚杆 2 1 13 套管 polyrohylense sheath 预应力筋材的保护外套 用以充分发挥锚杆自由段的功能 并提供防腐保 护 2 1 14 过渡管 trumpet 在锚具到自由段的过渡区段中起防腐保护作用的管子 2 1 15 一次注浆 first fill grouting 为形成锚杆的锚固段而进行的注浆 注浆料有水泥系及合成树脂系两种 2 1 16 二次注浆 post fill grouting 在锚杆张拉锁定后 向杆体护套与钻孔之间的空隙内进行注浆 2 1 17 二次高压注浆 post high pressure grouting 对锚固段注浆体周边地层进行的高压劈裂注浆 用以提高锚杆承载力 2 1 18 固结注浆 consolidated grouting 为减小钻孔周围岩体的渗透性或改善地层的力学性能 向钻孔内灌注水泥 浆液 2 1 19 基本试验 basic test 工程锚杆正式施工前 为确定锚杆设计参数 在现场进行的锚杆极限抗拔 力试验 该试验应采用多循环的分级加荷 持荷和卸荷的试验方法 2 1 20 验收试验 acceptance test 为检验工程锚杆质量和性能是否符合设计承载力要求的试验 该试验应采 用单循环与多循环的分级加荷 持荷和卸荷相结合的试验方法 并在锚杆施工 中进行 2 1 21 蠕变试验 creep test 检验在恒定荷载作用下锚杆位移随时间变化的试验 2 1 22 承载力 拉力 设计值 design anchorage force 锚杆抵抗设计荷载应具有的设计抗力 9 2 1 23 锁定荷载 lock off load 在锚杆张拉作业完成时 立即传递于锚头的荷载 2 1 24 弹性位移 elastic displacement 锚杆试验时测得的可恢复位移 2 1 25 塑性位移 plastic displacement 锚杆试验时测得的不可恢复位移 2 1 26 设计荷载 design load 预期作用于锚杆上的最终最大的有效荷载 2 1 27 安全系数 用于锚杆或其他部件设计的极限承载力与设计荷载之比 2 1 28 喷射混凝土 shotcrete sprayed concrete 将水泥 骨料和水按一定比例拌制的混合料装入喷射机 借助压缩空气 从喷嘴喷出至受喷面所形成的致密均质的一种混凝土 喷射混凝土中一般加入 外加剂 并可加入外掺料和 或纤维 2 1 29 干拌法喷射混凝土 dry mix shotcrete 将水泥 骨料按一定比例拌制的混合料装入喷射机 用压缩空气输送至喷 嘴 与压力水混合后喷射至受喷面所形成的混凝土 混合料中可加入外加剂 外掺料 水泥以外的其它胶结料 或纤维 2 1 30 湿拌法喷射混凝土 wet mix shotcrete 将水泥 骨料和水按一定比例拌制的混合料装入喷射机 并输送至喷嘴处 用压缩空气将混合料喷射至受喷面上所形成的混凝土 混合料中可加入外加剂 外掺料或纤维 2 1 31 回弹物 rebond losses 通过喷嘴喷出的混合物 与受喷面撞击后未粘结在上面的溅落材料 2 1 32 喷嘴 noggte 位于输料管前端用以喷出混合物的装置 采用干拌法喷射 在喷嘴处加入 水和液态外加剂 采用湿拌法喷射 在喷嘴处加入液态外加剂和压缩空气 2 1 33 胶凝料 binder 喷射混凝土中水泥和其它具有胶凝作用的外掺料的总称 10 2 1 34 喷射纤维混凝土 fibres reinforced shotcret 混合料由水泥 骨料和纤维 钢纤维或合成纤维 组成的喷射混凝土 混 合料中加入钢纤维 则称为喷射钢纤维混凝土 2 1 35 糙率 coefficient of roughness 综合反映隧洞壁面粗糙程度并影响过水断面水头损失的系数 通常用n表示 2 1 36 初期支护 primary support 隧洞开挖后及时施作的锚喷支护 用以维持隧洞的总体稳定性 2 1 37 后期支护 final support 根据初期支护后隧洞变形情况和工程使用要求 须进行的二次加强支护 该加强支护可采用锚喷支护或混凝土衬砌 2 2 符符 号号 2 2 1 抗力和材料性能 岩土体滑动面上的粘结力 边坡岩体结构面的粘聚力C 坝体混凝土与坝基接触面的抗剪断粘聚力 C Dr 相对密度 Es 锚杆杆体弹性模量 Ec 锚杆锚固体组合弹性模量 Em 锚杆注浆体弹性模量 f 岩土体滑动面上的摩擦系数 坝体混凝土与坝基接触面的抗剪摩擦 系数 fc 锚固段灌浆体 喷射混凝土抗压强度设计值 ft 喷射混凝土抗拉强度设计值 锚杆钢筋 钢绞线强度标准值 ykptk ff fyv 锚杆钢筋抗剪强度设计值 11 fmg 锚固段灌浆体与地层间粘结强度极限值 fms 锚固段灌浆体与筋体间粘结强度极限值 fr 岩石单轴饱和抗压强度 坝体混凝土与坝基接触面的抗剪断摩擦系数 f KT 锚杆水平刚度系数 Vpm 隧洞岩体纵波速度 Vpr 隧洞岩石纵波速度 WL 液限 边坡岩体结构面的内摩擦角 岩石重力密度 w 水的重度 土钉与土间的极限摩阻力标准值 2 2 2 作用和作用效应 作用在基础顶面的竖向压力值F Ff 地下水浮力 不稳定岩石块体重量 基础自重及其上的土重 结构自重及其他永G 久荷载标准值之和 不稳定岩石块体平行或垂直作用于滑动面上的分力 t G 不稳定岩石块体垂直作用于滑动面上的分力 n G 作用于第i条滑动面上的岩土重量 其垂直分力 其G n G t G 切向分力 作用在基础底面形心的力矩值 xy MM 分别表示锚固力作用前坝体上的正弯矩 倾覆力矩 或负 M M 12 弯矩 抗倾覆力矩 之和 N 作用于基础上的拉力标准值 P 喷射混凝土试件极限荷载 Q 拱形结构作用于基础上的荷载 S 锚杆位移 锚杆蠕变量 Se 锚杆弹性位移 Sp 锚杆塑性位移 隧洞岩体强度应力比 m S 锚杆轴向拉力设计值T Tk 锚杆或单元锚杆的拉力标准值 作用于不稳定岩块上的单根预应力锚杆轴向力设计值在抗滑方 t T n T 向和垂直于滑动方向的分值 锚杆力作用方向与坝基面呈角度时 混凝土坝抗倾覆所需的锚杆 T 力设计值 W 基础下抗浮锚杆范围内总的土体重量 垂直于隧洞轴线平面的较大主应力 1 2 2 3 几何参数 岩体边坡滑动面面积 边坡岩体结构面面积 基础底面积A 锚杆预应力筋 土钉杆体的截面积 s A 单元锚杆承载体与锚固段灌浆体横截面净接触面积 为受压面积中 p A 扣除孔道部分的面积 锚固段灌浆体横截面积 m A 与冲切破坏椎体斜截面相交的全部钢筋截面积 svu A 13 隧洞毛跨度B 锚杆锚固段钻孔直径 竖井毛洞洞径 喷射混凝土试件直径 D 钢筋或钢绞线直径 排桩的直径或地下连续墙的厚度d 隧洞洞顶覆盖岩层厚度H h 抗浮设防水位标高与建筑物基础底标高之差 喷射混凝土层有效厚度 0 h 锚杆锚固段长度 a L 锚杆的非锚固段长度 锚杆的自由段长度 f L 锚杆力的力矩 m p t 不稳定岩块出露面的周边长度 m u 结构面与水平面夹角 预应力锚杆的倾角 锚杆直径 2 2 4 计算系数 锚杆锚固体抗拔安全系数 边坡稳定安全系数 抗隆起安全系数 K 基底面抗剪切安全系数 抗倾覆安全系数 抗滑稳定安全系数 结 构抗浮稳定安全系数 锚杆杆体抗拉安全系数 t K 单元锚杆锚固灌浆体局部抗压安全系数 p K 岩体完整性系数 v K 坝体混凝土与坝基接触面之间按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系 K 数 节理条数 v J 14 隧洞壁综合糙率系数 锚杆根数 试块组数n 粘结强度降低系数 锚固长度对粘结强度的影响系数 有侧限锚固段灌浆体抗压强度增大系数 15 3 工程勘察与调查工程勘察与调查 3 1 一般规定一般规定 3 1 1岩土锚固与喷射混凝土支护工程设计和施工前均应进行工程勘察与调查 实施过程中还应通过试验和监测 及时反馈 对工程勘察资料和参数进 行验证和调整 3 1 2岩土锚固与喷射混凝土支护工程勘察根据工程的不同阶段分为可行性研 究勘察 初步勘查和详细勘察 主要内容包括一般调查 工程地质与水 文地质勘察 必要时还应进行专项技术研究 3 1 3岩土锚固与喷射混凝土支护工程勘察除应符合本规范的规定外 尚应满 足主体建 构 筑物相关的国家现行标准 规范的规定 3 2 环境地质调查环境地质调查 3 2 1一般调查应包括 搜集区域环境条件与气候条件 水文及地质资料 周 围土地利用与规划情况 以往的挖方或填方记录 以及与工程相关的法 规等 现场探勘和调查工程地形地貌 交通及施工条件 工程影响区域 内的临近建筑物 地下埋设物的状况等 3 2 2对边坡锚固工程 还应收集和分析工程区域的工程地质 水文地质和地 震等资料 对边坡的历史进行调查 分析人类活动对边坡稳定的影响 3 2 3对基坑锚固工程 还应调查基坑及锚杆影响范围内的建 构 筑物 各 类地下设施及道路的位置及状况 荷载及变形控制要求等 3 2 4对抗浮锚固工程 还应调查区域水文地质条件 地质构造及地下水连通 和补给规律 地下水与区域性水文地质条件的关系 地下水的变化规律 各层水的变化趋势及相关条件 季节性变化情况 近 3 5 年最高水位 历史最高水位 以及今后流域的水位变化预测 16 3 3 工程勘察工程勘察 3 3 1工程地质勘察应正确反映工程地质条件 查明不良地质作用和地质灾害 提出岩土锚固设计 施工参数 并应包括下列内容 1场地地层分布及岩土物理力学指标 2场地地下水分布 地下水位及其变化情况 3场地地质构造及整体稳定性 4场地岩土及地下水的腐蚀性 5具有传力结构时 地基的反力系数 6岩土锚固与喷射混凝土 结构体系的设计 监测及施工工艺等方面的 建议 3 3 2隧道和地下工程设计阶段的工程地质勘察应在充分搜集和分析已有的地 质资料的基础上 采用地面工程地质测绘 钻探 地球物理勘探和测试 手段 基本查明该区的地形地貌性态分布和水文地质条件 主要包括 1地层岩性及其分布 岩组划分 风化程度 岩石物理力学指标 2断裂构造和破碎带位置 规模 产状和力学属性 划分岩体结构类型 3不良地质作用的类型 性质 分布 4主要含水层的分布 厚度 埋深 地下水的类型 水位 补给排泄条 件 渗透系数 水质的腐蚀性 5岩体初始应力场 6提出隧道及地下洞室围岩分级 以及锚固设计所需的围岩力学参数 3 3 3隧道和地下工程施工阶段工程地质勘察应以设计阶段工程地质勘察资料 和结论为基础 采用工作面跟踪地质编录 素描 摄像 量测等手段验 证已有的地质资料 结合超前钻孔 平行导坑 试验坑道和地球物理等 手段的超前探测 及时预报可能发生的塌方 滑动 挤压 岩爆 突然 涌水 流砂及瓦斯溢出等不良地质现象 修正围岩分类 指导动态优化 设计 3 3 4对于结构形态复杂 高地应力 高地温 高水压 高挤压 大变形等特 17 殊条件下的隧道与地下工程 应根据工程结构形态 特殊地质问题布置 变形 应力 声发射 温度及地下水等专门监测 及时为支护设计提供 地质依据 当洞室可能产生偏压 膨胀压力 岩爆和其它特殊情况时 应进行专项研究 3 3 5岩质边坡勘察内容尚应包括边坡工程地质分类 边坡岩体质量分级 边 坡变形破坏机理分析与稳定性评价等 应进行边坡岩体物理力学特性测 试 重点研究对边坡稳定性有影响的软弱夹层 带 的变形特性和不同 条件下的抗剪强度 3 3 6土质边坡勘察内容尚应包括边坡工程土层特性与土体物理力学性质 边 坡破坏形式和稳定性评价 应进行边坡土体物理力学特性 土体的成因 和颗粒组成分析 进行渗透稳定性分析 振动液化 膨胀性 耐崩解性 湿陷性等专门性研究 3 3 7地质环境条件复杂 稳定性较差的边坡宜在勘察期间进行变形和地下水 位动态监测 3 3 8基坑锚固工程勘察应查明以下内容 1开挖范围及邻近场地地下水含水层和隔水层的层位 埋深和分布情况 各含水层的补给条件和水力联系 各含水层的渗透系数和渗透影响半 径 2岩土工程测试参数 包含 土的常规物理试验指标 土的抗剪强度指 标 特殊条件下应根据实际情况选择其它适宜的试验方法测试设计所 需参数 3 3 9抗浮锚固工程勘察尚应提出抗浮设防水位 应结合区域自然条件 地质 特点 历史记录 现场实测水位 使用期内地下水位的预测以及建筑物 埋置深度综合确定 必要时应进行专项技术研究 3 3 10 基础与混凝土坝锚固工程勘察除应查明一般基础与混凝土坝工程设计要 求的工程地质与水文地质条件外 尚应勘察查明锚杆锚固地层的岩土性 状与地质构造 18 19 4 预应力锚杆预应力锚杆 4 1 一般规定一般规定 4 1 1预应力锚杆宜用于将结构物的拉力传递给深部稳定的岩土体或加固岩土 体的局部不稳定块体 4 1 2锚固工程设计前 应依据工程岩土勘察报告及工程条件与要求 对采用 预应力锚杆的工程安全性 经济性及施工可行性作出评估和判断 4 1 3永久性锚杆的设计使用期限应不低于工程结构的设计使用年限 4 1 4永久性锚杆的锚固段不应设置在下列未经处理的地层中 1有机质土 2液限 WL 50 的土层 3相对密实度 Dr 0 3 的土层 4 1 5在特殊条件下为特殊目的而采用的锚杆 必须在充分的调查研究和必要 的试验基础上进行设计 4 1 6在锚杆承受反复变动荷载时 反复荷载变动幅度应不大于锚杆承载力设 计值的 20 4 1 7采用锚杆锚固结构物时 除锚杆抗拉力应满足设计要求外 还必须验算 结构物 锚杆和地层组成的锚固结构体系的整体稳定性 4 2 锚杆类型与构造锚杆类型与构造 拉力型与压力型预应力锚杆 拉力型与压力型预应力锚杆 4 2 1拉力型预应力锚杆应由与注浆体直接粘结的杆体锚固段 自由段与锚头 组成 其结构原理及在钻孔内的分布应符合图 4 2 1 的要求 永久性拉力 型预应力锚杆的结构构造应符合附录 A 图 A 0 1 的要求 20 4 2 2压力型预应力锚杆应由不与灌浆体相互粘结的带隔离防护层的杆体和位 于杆体底端的承载体及锚头组成 其结构原理及在钻孔内的分布应符合 图 4 2 2 的要求 压力分散与拉力分散型锚杆 压力分散与拉力分散型锚杆 4 2 3拉力分散型锚杆应由两个以上拉力型单元锚杆复合而成 各拉力型单元 锚杆的锚固段应位于锚杆总锚固段的不同部位 其结构原理及在钻孔内 的分布应符合图 4 2 3 的要求 4 2 4压力分散型锚杆应由两个以上压力型单元锚杆复合而成 各压力型单元 锚杆的锚固段应位于锚杆总锚固段的不同部位 其结构原理及在钻孔内 的分布构造应符合图 4 2 4 的要求 4 2 5永久性压力分散型锚杆与永久性拉力分散型锚杆的结构构造应符合附录 图 A 0 2 和图 A 0 3 的要求 图 4 2 1 拉力型预应力锚杆结构简图 21 图 4 2 2 压力型预应力锚杆结构简图 图 4 2 3 拉力分散型预应力锚杆结构简图 图 4 2 4 压力分散型预应力锚杆结构简图 22 可拆芯式锚杆 可拆芯式锚杆 4 2 6可拆芯式锚杆适用于锚杆使用功能完成后 不容许将钢绞线滞留于地层 内的工程 4 2 7可拆芯式锚杆宜采用压力分散型锚杆结构 其压力型单元锚杆宜由绕承 载体弯曲成 U 型的一对无粘结钢绞线组成 树脂卷锚杆与快硬水泥卷锚杆 树脂卷锚杆与快硬水泥卷锚杆 4 2 8树脂卷锚杆应由不饱和树脂卷锚固剂 钢质杆体 垫板和螺母组成 4 2 9快硬水泥卷锚杆应由快硬水泥锚固剂 钢质杆体 垫板和螺母组成 涨壳中空注浆锚杆 涨壳中空注浆锚杆 4 2 10 涨壳中空注浆锚杆由中空杆体 钢质涨壳锚固件 止浆塞 垫板和螺母 组成 其结构构造应符合附录图 A 0 4 的要求 摩擦型锚杆 摩擦型锚杆 4 2 11 缝管锚杆应由纵向开缝的钢管杆体与垫板组成 钢管杆体的外径应大于 钻孔直径 2 3mm 并在外露端焊有挡环 缝管锚杆的结构构造应符合附 录图 A 0 5 的要求 4 2 12 水胀式锚杆应由两端带套管的异型空心钢管杆体与垫板组成 其中与垫 板相连的套管应开有小孔 能将高压水注入管内 水胀式锚杆的结构构 造应符合附录图 A 0 6 的要求 4 3 预应力锚杆类型的选择预应力锚杆类型的选择 4 3 1工程锚固设计中 预应力锚杆的类型应根据工程要求 锚固地层性态 锚杆承载力设计值 不同类型锚杆的工作特征 现场条件及施工方法等 综合因素选定 23 4 3 2在软岩或土层中 当拉力或压力型锚杆的锚固段长已超过 8m 软岩 和 12m 土层 仍无法满足设计承载力要求或需要更高的锚杆承载力时 宜 采用压力分散型或拉力分散型锚杆 4 3 3预应力锚杆类型可按表 4 3 3 进行选择 表4 3 3 锚杆类型的选择 序号锚杆类型锚杆工作特性与适用条件 1 拉力型锚杆 预应力 锚固地层为硬岩 中硬岩或非软土层 单锚的承载力设计值为 200 10000kN 当锚固段长大于 8m 岩层 和 12m 土层 时 锚杆承载力 的提高极为有限或不再提高 锚杆长度可达 50m 或更大 2 压力型锚杆 预应力 锚固地层为腐蚀性较高的岩土层 单锚的承载力设计值不大于 300kN 土层 和 1000kN 岩石 当锚固段长大于 8m 岩层 和 12m 土层 时 锚杆承载力 的提高极为有限或不再提高 锚杆长度可达 50m 或更大 3 拉力分散型锚杆 预应力 锚固地层为软岩或土层 锚杆的承载力可随锚固段长度增大按比例增加 单位长度锚固段承载力高 且蠕变量小 锚杆长度可达 50m 或更大 4 压力分散型锚杆 预应力 锚固地层为软岩土层或腐蚀性较高的地层 锚杆的承载力可随锚固段长度增大按比例增加 单位长度锚固段承载力高 且蠕变量小 锚杆长度可达 50m 或更大 5 可拆芯式锚杆 预应力 锚固于软岩或土层中的临时性锚杆 锚杆预应力筋需拆除的工程 6 涨壳中空锚杆 低预应力 锚固地层为硬岩 中硬岩的支护工程 易发生岩爆的高应力岩层中的地下工程 24 可在开挖后立即提供主动支护抗力 单锚承载力设计值 150kN 锚杆长度可达 20m 或更大 7 树脂卷与快硬水泥 卷锚杆 低预应力 可用于各类岩体的锚固工程 可在开挖后尽快提供主动支护抗力的岩石工程 单锚承载 力设计值 150kN 锚杆长度一般 12m 8 摩擦型锚杆 低预应力 塑性流变岩体或承受爆破震动影响的矿山巷道支护 易发生岩爆的高应力岩石隧道工程 隧道或地下工程的临时支护或初期支护 单锚承载力设计 值小于 80kN 锚杆长度一般为 1 2m 3 0m 水涨式摩擦型锚杆可适当增 长 9 普通水泥砂浆锚杆 非预应力 对地层开挖后位移控制要求不严的岩土体加固工程 锚杆长度一般为 1 5 12m 10 自钻式中空锚杆 非预应力 软弱围岩 断层破碎带 砂卵石 等钻孔后极易塌孔的地层支 护 锚杆长度 12m 能有效控制锚杆注浆的饱满度 可在狭小空间施作较长锚杆 11 普通中空锚杆 非预应力 可用于对地层开挖后位移控制要求不严的岩体加固工程 锚杆长度一般为 3 0m 12m 能有效控制锚杆注浆的饱满度 保护层厚度均匀 可在狭小空间施作较长锚杆 4 4 材料材料 4 4 1 锚杆材料和部件应满足锚杆设计和稳定性要求 不同材料间不能产生不 良的影响 4 4 2锚杆材料和部件的质量标准及验收标准除专门提出特殊要求外 均应符 25 合相应的国家标准 4 4 3锚杆采用的钢绞线应符合下列规定 1用于制作预应力锚杆杆体的钢绞线 环氧涂层钢绞线 无粘结钢绞线 应符合国家标准 预应力混凝土用钢绞线 GB T 5224 预应力钢绞 线抗拉强度标准值 fptk按附录 B 表 B 0 1 采用 2对拉锚杆及压力分散型锚杆应采用无粘结钢绞线 无粘结钢绞线技术 参数按附录 B 表 B 0 2 采用 3预应力钢绞线不得连接 除非是修复的情况 4 4 4锚杆采用的钢筋应符合下列规定 1预应力钢筋宜采用高强度精轧螺纹钢筋 高强度精轧螺纹钢筋的力学 性能应符合附录 B 表 B 0 3 的规定 2当预应力值较小及长度小于 20 米的锚杆 预应力筋也可采用 HRB400 级或 HRB335 级钢筋 钢筋强度标准值 fyk按附录 B 表 B 0 4 采用 3锚杆联接构件均应能承受 100 的杆体极限抗拉力 4 4 5涨壳中空注浆锚杆的材料应符合下列规定 1涨壳中空注浆锚杆杆体应采用厚壁无缝钢管制作 材料为合金钢 外 表全长应具有标准的连接螺纹 并能现场切割和用套筒联接加长 2用于锚杆加长的联接套筒应与锚杆杆体具有同等强度 4 4 6缝管锚杆 锚杆杆体应用不低于 20MnSi 力学性能的带钢轧制而成 4 4 7注浆用水泥应符合下列规定 1水泥宜使用普通硅酸盐水泥 水泥质量应符合国家标准 硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 GB175 必要时可采用抗硫酸盐水泥 不宜采用 高铝水泥 2水泥强度应不低于 42 5Mpa 压力型锚杆用水泥强度不低于 52 5MPa 4 4 8注浆料用的拌合水水质应符合 混凝土拌和用水标准 JGJ63 的规定 拌合水中酸 有机物和盐类等对水泥浆体和钢拉杆有害的物质不得超标 不得影响水泥正常凝结和硬化 26 4 4 9注浆料用的细骨料应符合下列规定 1水泥砂浆只能用于一次注浆 细骨料应选用小于 2 0mm 的砂 2砂的含泥量按重量计不得大于 3 砂中含云母 有机质 硫化物及硫 酸盐等有害物质的含量 按重量计不得大于 1 4 4 10 注浆料中使用的外加剂应符合下列规定 1必要时水泥灌浆材料中可使用用于控制浆液泌水 改善流动性 减少 用水量和调整凝结时间 或提高早期强度的外加剂 2外加剂必须符合有关产品标准 且不得影响浆体与岩土体的粘结性能 和对锚杆杆体产生腐蚀 并应通过试验验证方可使用 3对锚杆保护套管内二次充填灌浆时 也可使用膨胀剂 4水泥浆中氯化物含量不得超过水泥重量的 0 1 4 4 11 合成树脂系注浆材料应符合以下规定 1合成树脂系注浆料应满足锚固体强度和耐久性的要求 2合成树脂系灌浆料应具有良好的施工性能 包括胶凝时间 养护时间 粘度及储存期要求 4 4 12 用于压力型及压力分散型锚杆的承载体材料应符合以下规定 1高分子聚酯纤维增强塑料承载体应具有与锚杆承载力相适应的力学性 能 2钢板承载体外表应涂刷防腐材料 4 4 13 预应力锚杆用锚具应符合下列规定 1预应力筋用锚具 夹具和连接器的性能均应符合现行国家标准 预应 力筋用锚具 夹具和连接器 GB T14370 的规定 2依锚杆的使用目的 可采用可以调节锚杆预应力的锚头 3锚具罩应采用钢材或塑料材料制作加工 需完全罩住锚杆头和预应力 筋的尾端 与支承面的接缝应为水密性接缝 4 4 14 承压板和台座应符合下列规定 1承压板和台座的强度和构造必须满足锚杆极限抗拉能力 以及锚具和 结构物的连接构造要求 27 2承压板及过渡管宜由钢板和钢管制成 材料质量应符合国家有关标准 要求 过渡钢管壁厚不宜小于 5mm 4 4 15 用于锚杆防护的材料应满足 4 5 条规定 4 4 16 锚杆杆体隔离架材料应符合下列规定 1隔离架应由钢 塑料或其它对杆体与灌浆体无害的材料组成 2隔离架不得影响锚杆灌浆浆体的自由流动 4 4 17 锚杆杆体的保护套管材料应符合下列规定 1具有足够的强度和柔韧性 保证其在加工和安装过程中不被损坏 2具有防水性和化学稳定性 对预应力筋无不良影响 3具有耐腐蚀性 与锚杆浆体和防腐剂无不良反应 4能够抗紫外线引起的老化 5不影响预应力筋的弹性伸缩变形 4 4 18 注浆管应符合下列要求 1灌浆管应有足够的内径 能使浆体压至钻孔的底部 灌浆管应能承受 不小于 1MPa 的压力 2重复高压灌浆管耐压能力应不小于最大注浆压力的 1 2 倍 4 5防腐保护防腐保护 4 5 1锚杆的防腐保护等级与措施应根据锚杆的设计使用年限及所处地层有无 腐蚀性确定 4 5 2当对地层的检测与调查中 出现下列一种或多种情况时应判定该地层具有 腐蚀性 1PH 值小于 4 5 2电阻率小于 2000 cm 3出现硫化物 4出现杂散电流或可造成对水泥浆体与杆体的化学腐蚀 4 5 3腐蚀环境中的永久性锚杆应采用 级防腐保护构造 非腐蚀环境中的永 久性锚杆及腐蚀环境中的临时性锚杆应采用 级防护构造 非腐蚀环境 28 中的临时性锚杆可采用 级防腐保护构造 锚杆 级防护构造 应符合表 4 5 3 的要求和附录 A 图 A 0 1 A 0 2 A 0 3 的要求 表 4 5 3 锚杆 级防腐保护要求 预应力锚杆及锚具防护要求 防腐保 护等级 锚杆类型 锚头自由段粘结段 拉力型 拉力分散型 采用过渡管 锚 具用混凝土封闭 或用钢罩保护 采用注入油脂的护管或无粘结 钢绞线 并在护管或无粘结钢 绞线束外再套有光滑管 采用注入水泥 浆的波形管 级 压力型 压力分散型 采用过渡管 锚 具用混凝土封闭 或用钢罩保护 采用无粘结钢绞线 并在无粘 结钢绞线束外再套有光滑管 采用无粘结钢 绞线 拉力型 拉力分散型 采用过渡管 锚 具用混凝土封闭 或用钢罩保护 采用注入油脂的护管或无粘结 钢绞线 采用注入水泥 浆的波形管 级 压力型 压力分散型 采用过渡管 锚 具用混凝土封闭 或用钢罩保护 采用无粘结钢绞线 采用无粘结钢 绞线 级 拉力型 拉力分散型 采用过渡管 锚 具涂防腐油脂 采用注入油脂的护管或无粘结 钢绞线 注浆 4 5 4锚杆各部件的防腐材料与构造应在锚杆施工及使用期内不发生损坏并不 影响锚杆使用功能 4 5 5锚杆锚固段防腐保护尚应遵守下列规定 1采用 级防护构造的锚杆杆体 水泥浆保护层厚度应不小于 20mm 2采用 级防护构造的锚杆杆体 水泥浆保护层厚度应不小于 10mm 4 5 6锚杆锚头的防腐保护尚应遵守下列规定 1永久锚杆在预应力筋的张拉作业完成后 应及时对锚具和承压板进行 防腐保护 2需调整预应力的永久性锚杆的锚具与承压板宜装设钢质防护罩 其内 29 应充满防腐油脂 3不需调整拉力的永久性锚杆的锚具 承压板及端头筋体可用混凝土防 护 混凝土保护层厚不应小于 50mm 4 6 设计设计 锚杆设置 锚杆设置 4 6 1锚杆的间距与长度应根据锚杆所锚固的结构物及其周边地层整体稳定性 确定 4 6 2锚杆的间距应不小于 1 5m 如需锚杆间距更小时 应将锚杆锚固段错开 布置 或将相邻锚杆的倾角调整至相差 3o以上 4 6 3锚杆的设置应避免对相邻建 构 筑物基础产生不利影响 4 6 4锚杆的钻孔直径除必须满足锚杆的拉力设计值外 钻孔内的预应力钢绞 线面积应不超过钻孔面积的 15 4 6 5锚杆锚固段上覆土层厚度不宜小于 5m 锚杆的倾角宜避开与水平向成 10 10 的范围 10 范围内锚杆的注浆应采取保证浆液灌注密实 的措施 锚杆的安全系数 锚杆的安全系数 4 6 6用作将结构物拉力传递至深部稳定地层的预应力锚杆 其筋体与锚固段 灌浆体及地层与锚固段灌浆体间的粘结抗拔安全系数 应根据锚杆破坏 后的危害程度和锚杆的服务年限按表 4 6 6 确定 表4 6 6 岩土锚杆锚固体抗拔安全系数 最小安全系数 临时锚杆永久锚杆 安全等级 锚杆损坏后 危害程度 6 个月 2 年 2 年 危害大 会构成公共安全问题1 62 02 2 危害较大 但不致出现 公共安全问题 1 41 82 0 30 危害较轻 不构成公共安全问题1 31 62 0 注 蠕变明显地层中永久锚杆锚固体的最小抗拔安全系数宜取 3 0 4 6 7设计预应力锚杆筋体截面时 筋体抗拉安全系数应按表 4 6 7 确定 表 4 6 7 预应力锚杆杆体抗拉安全系数 最小安全系数 筋体截面筋体抗拉强度标准值 锚杆拉力设计值 临时锚杆永久锚杆 筋体材料 6 个月2 年 钢绞线1 61 82 0 钢筋1 41 61 6 4 6 8永久锚杆抗震验算时其安全系数应按 0 8 折减 锚杆杆体设计 锚杆杆体设计 4 6 9锚杆或单元锚杆的杆体截面面积应按公式 4 6 9 1 和公式 4 6 9 2 确定 4 6 9 1 td s ptk K T A f 4 6 9 2 td s yk K T A f 式中 Kt 锚杆杆体抗拉安全系数 按表 4 6 7 选取 T 锚杆或单元锚杆的拉力设计值 kPa fyk fptk 钢筋 钢绞线抗拉强度标准值 kPa 4 6 10 压力及压力分散型锚杆锚固段灌浆体承压面积应按公式 4 6 10 验算 4 6 10 p K d T c p m P f A A A 35 1 5 0 式中 单元锚杆锚固灌浆体局部抗压安全系数 取 2 0 p K 单元锚杆轴向拉力设计值 T 单元锚杆承载体与锚固段灌浆体横截面净接触面积 为受压面 P A 31 积中扣除孔道部分的面积 锚固段灌浆体横截面积 m A 有侧限锚固段灌浆体强度增大系数 由试验确定 锚固段灌浆体轴心抗压强度设计值 c f 4 6 11 锚杆及单元锚杆的锚固段长度可按公式 4 6 11 1 和公式 4 6 11 2 估算 并取其中的较大值 4 6 11 1 a mg KT L D f 4 6 11 2 a ms KT L ndf 式中 K 锚杆锚固体抗拔安全系数 按表 4 6 6 选取 T 锚杆或单元锚杆拉力设计值 KN La 锚固段长度 m fmg 锚固段灌浆体与地层间粘结强度极限值 MPa 或 kPa 应通过试 验确定 当无试验资料时 可按表 4 6 11 1 取值 fms 锚固段灌浆体与筋体间粘结强度极限值 kPa 应通过试验确定 当无试验资料时 可按表 4 6 11 2 取值 D 锚杆锚固段钻孔直径 mm d 钢筋或钢绞线直径 mm 采用 2 根或 2 根以上钢筋或钢绞线时 界面粘结强度降低系数 取 0 7 0 85 锚固长度对粘结强度的影响系数 n 钢筋或钢绞线根数 表 4 6 11 1 锚杆锚固段灌浆体与周边地层间的极限粘结强度标准值 岩土类别极限粘结强度标准值 Mpa 32 硬岩1 5 2 5 中硬岩1 0 1 5 软岩0 6 1 2 岩石 强风化岩0 6 1 0 100 1 0 2 200 15 0 25 300 25 0 30 砂砾N 值 400 30 0 40 100 10 0 15 200 15 0 20 300 20 0 27 400 28 0 32 砂N 值 500 3 0 4 软塑0 02 0 04 可塑0 04 0 06 硬塑0 05 0 07 粘性土 坚硬0 08 0 12 注 1 表中数值为锚杆粘结段长 10m 土层 或 6m 岩石 的灌浆体与岩土层间的平均极限粘结强度经 验值 灌浆体采用一次重力灌浆 2 当采用二次简易型压力灌浆 其平均极限粘结强度值可提高 30 40 采用有密封袋和袖阀管装置 的二次高压灌浆 其平均极限粘结强度值可提高 50 70 表 4 6 11 2 锚杆锚固段灌浆体与筋体间的极限粘结强度标准值 拉杆材料极限粘结强度标准值 MPa 螺纹钢筋2 0 3 0 钢绞线3 0 4 0 注 1 表中数值为粘结段长为 6m 时锚杆锚固段灌浆体与筋体间的极限粘结强度经验值 2 本表适用于水泥砂浆或水泥浆结石体的强度等级为 M25 M40 M25 取表中下限值 M40 取表中 上限值 4 6 12 锚固段长度对粘结强度的影响系数 应由试验确定 无试验资料时 可 按表 4 6 12 取值 表 4 6 12 锚固长度对粘结强度的影响系数 建议值 33 锚固地层土层软岩或极软岩 锚固段长 度 m 13 1610 131010 66 39 126 966 44 2 取值 0 8 0 6 1 0 0 8 1 01 0 1 31 3 1 60 8 0 61 0 0 81 01 0 1 31 3 1 6 4 6 13 拉力型或压力型锚杆的锚固段长宜为 3 8m 岩石 和 6 12m 土层 4 6 14 压力分散与拉力分散型锚杆的锚固段设计尚应符合以下规定 1单元锚杆锚固段长宜为 2 3m 软岩 和 3 6m 土层 2锚杆锚固段总长度宜不小于 12m 软岩 和 18m 土层 3锚固体直径不宜小于 130mm 4 6 15 锚杆的自由段穿过潜在滑裂面的长度不应小于 1 5m 4 6 16 锚杆自由段长度不应小于 5 0m 且应能保证锚杆和被锚固结构体系的整 体稳定 注浆体和传力结构 注浆体和传力结构 4 6 17 预应力锚杆锚固段灌浆体的抗压强度 应根据锚杆的结构类型与锚固地 层按表 4 6 17 确定 表 4 6 17 预应力锚杆锚固段灌浆体的抗压强度 锚固地层锚杆类型抗压强度标准值 MPa 拉力型及拉力分散型 20 土层 压力型及压力分散型 30 拉力型及拉力分散型 30 岩石 压力型及压力分散型 35 4 6 18 传递锚杆拉力的格梁 腰梁 台座的截面尺寸与配筋 应根据锚杆拉力 设计值 地层承载力及锚杆工作条件由计算确定 4 6 19 传力结构应具有足够的强度和刚度 传力结构混凝土强度等级不应低于 C25 34 初始预应力 初始预应力的确定的确定 4 6 20 锚杆初始预应力 锁定拉力 值的确定应符合下列要求 1对地层及被锚固结构位移控制要求较高的工程 预应力锚杆的初始预 应力 锁定荷载 值宜为锚杆拉力设计值 2对地层及被锚固结构位移控制要求较低的工程 预应力锚杆的初始预 应力 锁定荷载 值宜为锚杆拉力设计值的 0 70 0 85 倍 3对显现明显流变特征的高应力低强度岩体中隧洞和洞室支护工程 预 应力锚杆的初始预应力宜为拉力设计值的 0 5 0 6 倍 4对用於特殊地层或被锚固结构有特殊要求的锚杆 其初始预应力值可 根据经验确定 4 7 施工施工 一般规定 一般规定 4 7 1锚杆工程施工前 应根据锚固工程的设计条件 现场地层条件和环境条 件 编制出能确保安全及有利于环保的施工组织设计 4 7 2施工前应认真检查原材料和施工设备的主要技术性能是否符合设计要求 4 7 3在裂隙发育以及富含地下水的岩层中进行锚杆施工时 应对钻孔周边孔 壁进行渗水试验 当向钻孔内注入 0 2 0 4MPa 压力水 10min 后 锚固段 钻孔周边渗水率超过 0 01m3 min 时 则应采用固结注浆或其他方法处理 钻孔 钻孔 4 7 4锚杆钻孔应符合下列规定 1钻孔应按设计图所示位置 孔径 长度和方向进行 并应特别注意不 破坏周边地层 35 2钻孔应保持直线和设定的方位 3向钻孔安放锚杆杆体前 应将孔内岩粉和土屑清洗干净 4 7 5在不稳定地层中 或地层受扰动导致水土流失会危及邻近建筑物或公用 设施的稳定时 宜采用套管护壁钻孔 4 7 6压力分散型锚杆和可重复高压灌浆型锚杆施工宜采用套管护壁钻孔工艺 杆体制作 存储及安放 杆体制作 存储及安放 4 7 7杆体的组装和保管应符合下列规定 1杆体组装宜在工厂或施工现场专门作业棚内的台架上进行 2杆体组装应按设计图所示的形状 尺寸 和构造要求进行组装 3压力分散型或拉力分散型锚杆杆体结构组装时 必须对各单元锚杆的 外露端作出明显的标记 4在杆体的组装 存放 搬运过程中 应防止筋体锈蚀 防护体系损伤 泥土或油渍的附着和过大的残余变形 4 7 8杆体的安放应符合下列要求 1根据设计要求的杆体设计长度向钻孔内插入杆体 2杆体正确安放就位至注浆料硬化前 不得被晃动 注 注 浆浆 4 7 9注浆设备与注浆工艺应符合以下规定 1搅拌机和注浆泵应有足够的生产能力 注浆管应有足够的尺寸 以保 证能在 1h 内完成单根锚杆的连续注浆 2对下