锚杆支护结构类型内容丰富

第八章锚杆支护结构类型及质量控制1、掌握主要的锚喷支护结构类型2、熟悉锚喷支护各种支护手段设计的一般规定与质量控制锚喷支护结构类型锚杆支护，喷射混凝土支护，锚杆喷射混凝土支护，钢筋网喷射混凝土支护，锚杆、钢筋网、钢拱架喷射混凝土支护，锚杆、钢筋网喷射混凝土支护，预应力锚杆、钢筋网喷射混凝土支护。锚杆类型1、全长粘结型锚杆：用水泥砂浆或树脂作填充粘结剂，使锚杆和孔壁岩石粘结牢固，提供摩擦阻力，阻止岩体位移，并通过安装在孔口的托板、螺母对岩壁的约束力来抑制围岩变形和承受围岩松弛荷载。普通水泥砂浆锚杆、早强水泥砂浆砂浆锚杆、中空注浆锚杆、自钻式注浆锚杆2、端头锚固型锚杆：通过锚杆的机械式锚固或粘结式锚固，将锚杆前端锚固于锚杆孔底部岩体，通过孔口托板及螺母使锚杆受拉，对孔口附近围岩施加径向约束力。锚杆受力大小取决于锚头的锚固强度。按结构形式又可分为（1）机械式内锚头：如楔缝式锚杆、倒楔式锚杆、胀壳式锚杆（2）粘结式内锚头：水泥砂浆内锚头，快硬水泥卷内锚头，树脂药包内锚头。锚杆类型3、摩擦型锚杆：将锚杆强行压入比其直径略小的钻孔后，管体受围岩约束而产生径向张力，使孔壁产生压力，挤压岩体，从而使孔壁与锚杆间产生静摩擦力（即锚固力），阻止岩体位移，同时，锚杆末端托板在安装时紧压孔口岩面，对围岩产生压力，使锚杆周围岩体处于三向应力状态，形成梨形压力球，增加围岩的稳定性。缝管式锚杆，楔管式锚杆、水胀锚杆4、预应力锚杆应用端头锚杆，在锚孔口部对锚杆施加拉力，并用垫板和螺栓锁口，紧压孔口岩面，使围岩产生径向压力，约束围岩变形，对改善围岩的力学性能，特别是提高岩体结构面的摩擦力很有帮助。按内锚头结构形式有机械式内锚头和胶结式内锚头；按锚固段的应力分布有集中型和分散型；按岩层的受力性质有拉力型、压力型、剪力型和混合型。①全长粘结型

锚杆类型主要有普通水泥砂浆锚杆、树脂锚固锚杆、早强水泥砂浆锚杆、树脂锚杆、水泥卷锚杆、中空注浆锚杆和自钻式注浆锚杆等。②端头锚固型锚杆类型主要有机械锚固锚杆、树脂锚固锚杆、快硬水泥卷端头锚杆等。②端头锚固型

锚杆类型②端头锚固型

锚杆类型③摩察型锚杆类型主要有缝管锚杆、楔管锚杆和水胀锚杆等③摩察型锚杆类型隧道及边坡工程中常用锚杆水泥砂浆锚杆1、构造：由水泥砂浆、杆体、垫板和螺母组成；杆体可采用带肋钢筋或高强度玻纤树脂实心或空心管。垫板可用金属材料，也可以用工程塑料。2、特点（1）结构简单，加工安装方便，价格便宜，对围岩适用性强，具有一定的锚固力。（2）安装后有一个养护过程不能承载（3）被动支护，提供的支护反力依赖围岩变形，如果安装过晚，锚杆抗力小，作用有限。（4）注浆不宜密实。3、垫板作用（1）增强并扩大锚杆对岩体的锚固范围，特别是能使表层围岩处于三向受力状态，极大增强了围岩稳定性。隧道及边坡工程中常用锚杆（2）垫板能显著提高锚杆的系统刚度，使锚杆在软岩中不至于太软而无法与围岩特征线相交，丧失承载围岩压力的条件。（3）通过垫板将喷网与锚杆连成整体，从而形成喷锚网与围岩的联合体，共同承担地层压力的作用，这里垫板的传递起着重要的作用。（4）垫板能改变锚杆的受力分布，使锚杆的轴力分布比较均匀，提高锚杆效果。隧道及边坡工程中常用锚杆早强水泥砂浆锚杆与水泥砂浆锚杆的唯一区别就是注浆材料（粘结剂）不同。一般在2~4h就具有50KN左右的锚固力，弥补了普通水泥砂浆早期不能承载和强度增长缓慢的特点，因而在软弱、破碎、自稳时间短的围岩中显示出一定的优越性。快硬水泥卷内锚头锚杆构造：快硬水泥卷（锚固剂）、杆体、垫板、螺母、排气管组成杆体内端要求设计成左旋麻花状结构，其上端焊有挡圈，挡圈至麻花状顶部的长度即为锚头长度，挡圈具有防止搅碎的水泥从孔内滑出的作用。快硬水泥卷内锚头锚杆具有早强水泥砂浆锚杆能早起承载的特点，但是存在以下缺点，设计中要主要控制使用，一般不能用于永久性工程，特别是重要工程。缺点：（1）锚固质量受操作工艺影响，波动较大；（2）包装皮搅碎后混入锚固剂，严重影响内锚头的防腐耐久性；（3）注浆和排气系统的结构不完善，难以保证注浆饱满，尤其是向上安装的锚杆。隧道及边坡工程中常用锚杆早强水泥砂浆内锚头锚杆适用于在有严重化学腐蚀地层的抢修工程。中空注浆锚杆采用冷轧左旋螺纹杆体，为空心管。注浆可分为无压注浆和有压注浆两种，注浆时采用封堵技术的为压力注浆，否则为无压注浆。中空注浆锚杆的最大特点是利用杆体中中空管道进行注浆，浆液直达孔底，能保证注浆饱满。如果是向上安装的锚杆还设有排气管，孔底的塑料锚固头是用来悬挂杆体的重量，以免向上安装时杆体下滑。凡永久性锚杆均要求压力注浆。在我国沿海地区得到了普遍使用。自钻式注浆锚杆这种锚杆将钻孔、注浆及锚固等功能一体化，适于钻孔过程易塌孔，而且必须采用套管跟进的复杂地层。隧道及边坡工程中常用锚杆楔管式锚杆由开口异径管，上、下楔，定位销，挡环和垫板组成。优点为：效应快，安装后即能发挥锚固作用；对围岩能主动提供轴向和环向压应力，锚固效果比被动式锚杆要好；适应岩层范围较大，地下水对它的锚固效果影响很小；操作方便，作业安全，劳动强度低，安装一根约4分钟。极限锚固力约为120KN，适于中、小断面工程的临时支护和抢险工程。一般规定1、永久支护的锚杆应为全长粘结型锚杆或预应力注浆锚杆。其他类型的锚杆不能作为永久支护，当需作永久支护时，锚孔内必须注满砂浆或树脂。2、自稳时间短的围岩，宜采用全长粘结式锚杆或早强水泥砂浆锚杆。3、在Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩条件下，锚杆应按系统锚杆设计，并符合下列规定：（1）锚杆一般应沿隧道周边径向布置，当结构面或岩层层面明显时，锚杆应与岩体主结构面或岩层层面呈大角度布置。一般规定（2）锚杆应按矩形排列或梅花形排列（3）锚杆间距不得大于1.5m。间距较小时，可采用长短锚杆交错布置。（4）两车道隧道系统锚杆长度一般不小于2.0m，三车道隧道系统锚杆一般不小于2.5m。4、局部不稳定的岩块宜设置局部锚杆，可采用全长粘结型锚杆、端头锚固型锚杆、预应力锚杆，锚固端应置于稳定岩体内，锚杆参数应通过计算确定。一般规定5、软岩、收敛变形较大的围岩地段，可采用预应力锚杆，预应力锚杆的预应力应不小于100kPa。预应力锚杆的锚固端必须锚固在稳定岩层内。6、岩体破碎、成孔困难的围岩，宜采用自进式锚杆。预应力锚杆（索）一、预应力锚杆（索）组成由外锚头、锚杆体和内锚固段组成，统称预应力锚固体系。外锚头视锚杆张拉吨位的不同，繁简差异很大，实现张拉和锁定的装置。锚杆体（锚索体）也称自由段或张拉段，是形成预应力的主要构件。锚固段又称为内锚头或内锚固段，是预应力锚杆孔内锁定端，现场也称为锚根。二、外锚头的结构类型结构型式有锥筒垫板式结构外锚头和锚板式结构外锚头，前者用于螺纹钢筋锚固体系，后者用于镦头锚固体系和夹片式锚固体系。三、内锚头的结构类型内锚头是预应力锚杆得以实现预应力张拉的重要部件，并且对预应力的长期保存有重要意义。预应力蹈锚杆（拔索）内锚爹头按桌其结炊构形版式分签：机月械式壳内锚屑头与含胶结笨式内份锚头毕；按门内锚篮固段付围岩启受力荒状态滥分：包拉力夫型、吉压力梯型、号剪力扩型以姻及荷拐载集迟中型进与荷刑载分于散型信。1、机繁械式馋内锚里头：蚕由工秒程塑尺料或资金属航材料嫩制成蓝。2、胶结店式内锚呜头：依件靠胶结志材料，险如水泥底砂浆或采树脂将拢锚杆体规（钢丝脱或钢绞器线）和出孔壁岩多体粘成累一个整昼体的内抓锚头型尺式。（1）按胶芹结材料蛙同钢丝督或钢绞云线粘结忠力决定些内锚固炸段长度其中，Td锚索耻的设材计张笼拉荷喜载(KN朵)；d单根幻玉钢筋雕或钢胀绞线浴的直绪径(mm更)；n钢绞线凝或钢筋殃根数；K-安全系挑数；qs水泥板结石嗓与钢历绞线孕的设忆计粘觉结强茂度（KPa），己取0.8倍标准柴值；ξ采用荒两根禽及以剩上钢鹅筋或昆钢绞违线时暮，界糕面粘恳结降奶低系页数，贪取0.幸65夏~0手.8滋5。试验厘证明握得裹力在央钢筋上塔的分布蒙是不均罗匀的，去呈枣形埋分布。预应力放锚杆（况索）（2）按胶桥结材料抱同岩石顿孔壁的页粘结力驾决定内库锚固段课长度其中争，D锚固冈体直看径（mm）；qr水泥珠结石拖体与柴岩石命孔壁之间的垒粘结框强度胡设计绩值（KP惑a），长取0.疮8倍标溜准值昨。内锚头抛锚固力恳并非随备锚固长或度成比墙例增加书，实验隶证明当欺锚固长戚度超过8~退10托m时，捕锚固溪力增号加很聪少。绪因此冬粘结脾式内魂锚头制的最调大长丹度不记要超丢过10县m，如果戒不够可凤采取以矩下措施故：对破团碎软弱胸岩层进屑行固结破灌浆；酷扩大内革锚固段芽孔径；硬采用分态散型内爆锚头。预应力跑锚杆（辅索）3、分闯散型凳内锚淹头：龟将锚妈固段愁分散卷。在狐同一少钻孔公中安渴装几谎个单词元锚伤杆，齿每个虽单元擦锚杆奶都有瓶自己樱的杆侨体、臂自己抚的锚僵固长报度，蹲而且垂张拉特荷载静也是柄分别泥施加私的。绝由于练这种增组合驻锚杆班的各编单元邻锚杆把锚固绞长度丈小，础所承帆受的悟荷载欠也小贯，内疯锚固除段上仰的轴担力和订粘结禁应力硬分布黄比较拐均匀传，不火会产蔬生逐父步脱尊胶现草象，垄从而羽能最柴大限拜度地娃调动盛地层剥强度喇。从葛理论环上讲青，这碍类分病散型以锚杆扫的锚捎固长粱度不主受限刷制，砍故特勉别适钟于软蹦岩和滤土体堤工程赶。根烂据起衣受力献特征水，又剥可分河为拉宇力分腹散型紧、压炊力分兵散型办、剪料力分庄散型栏和拉谨压分藏散型勤。预应仅力锚侵杆（吸索）四、哑预应阻力锚农杆力台学特仅征和多应用港领域1、预应骨力锚杆牺力学特筒征（1）支护沸受力特脏征方面含：预应触力锚杆络的初始疏锚固力回来源于积张拉荷藏载属于怎主动支踏护；砂台浆锚杆倒的锚固芒力依赖带于围岩号的松弛疾变形，响是以损视失被锚握固体位饥移为代减价的，资属于被歪动支护习。（2）支续护所谜承担呼的荷偶载方宾面：宗预应所力锚丙杆承芽担的叮荷载播为：扒预应霞力张居拉荷荷载PR与变撇形荷扩载PW两部分仇。砂浆尼锚杆只迷承担变熊形荷载PW（3）支护俯刚度方兽面：拉用力型预推应力锚乱杆的支姻护刚度戚由杆体龙刚度KM和由醒张拉号荷载植所产艘生的本支护挺刚度姻两部阿分组伯成。易普通另砂浆任锚杆滋属于汉柔性养支护（4）支客护反如力强逃度方托面：丢预应乖力锚魂杆支管护反学力强召度可尘达到0.缴2~耐2M袖Pa，完愿全可显以和读任何弱刚性罚支护俯媲美绵。表8-当26预应力洗锚杆（夜索）五、预快应力锚动杆质量祸控制1、预应应力滴锚杆象设计吗一般萍原则（1）硬湖岩锚径固可呜采用绸拉力贱型锚柳杆；类软岩皱锚固君宜采缎用压把力分承散型兼或拉请力分控散型警锚杆验。（2）确汗定锚园杆倾临角应那避开小锚杆初与水牢平面茶的夹杜角为-100~1花00这一范断围。（3）预应泪力锚杆弟杆体材赏料宜用倦钢绞线贷、高强表度钢丝奔或高强闸度精轧晨螺纹钢篮筋。（4）预鸣应力蜘筋的灿截面希尺寸妥按如罗下公虎式计乞算：Td设计张皱拉荷载策；fpt播k预应誓力筋辣抗拉穴强度味标准姑值；K预应绿力截睛面设榜计安家全系庄数，叫临时叠锚杆档取1.6，预挺应力冶锚杆志取1.8喷射插混凝哗土支懂护设惧计与嗓质量父控制一、扶喷射们混凝菌土设维计参吹数的剃基本仍要求喷射混毯凝土最贯重要的捧两个设嫂计参数椅是强度拳指标和吓厚度指谎标。1、喷射荣混凝土耽强度指妇标:喷射遍混凝励土的蚕设计牲强度犁等级爬不应饲低于C15；对幕于竖泛井及西重要梯隧道拔和斜粱井工拴程，锈喷射得混凝韵土设居计强漠度不雷应低句于低司于C20；喷啦射混订凝土1d龄期暂的抗候压强价度不画应低占于5M刮Pa。钢渗纤维玩喷射告混凝保土的谷设计模强度懒等级越不应欧低于C20，其秘抗拉探强度即不应舱低于2MP均a，抗节弯强因度不命应低涝于6M捎Pa。2、喷射绢混凝土滩支护厚川度一般聋规定1、喷肌射混慌凝土炼厚度闹不应锡小于50m禁m，不费宜大追于300塞mm。2、钢石筋网吊喷射喇混凝处土设菜计应猫符合际下列安规定（1）钢剧筋网烈网格技应按主矩形亩布置贩，钢红筋间孩距宜猾为150～300蛋mm。（2）钢筋机网钢筋紧的搭接牢长度应弦不小于30送d（d为钢惹筋直讨径）（3）钢辫筋网咳喷射堪混凝缺土保锈护层涨厚度倾应不碑小于20m队m，当采牢用双层或钢筋网望时，两什层钢筋持网之间垂的间隔令距离应董不小于60m辜m。（4）单层斑钢筋网郑喷射混碗凝土厚矩度不得锹小于80钳mm，双层章钢筋网仇喷射混笨凝土厚冻度不得遍小于150让mm。（5）钢筋仁网应配应合锚杆疮一起使赞用一般威规定3、钢纤算维喷射亚混凝土绕设计应坊符合下略列规定裹：（1）钢惠纤维鸡掺量窜宜为豪干混身合料餐质量胁的1.夫5%～4%（2）钢早纤维希喷射陵混凝兴土的稀设计召强度寺等级友不应储低于C2尾54、为掘提高暖喷射屿混凝喝土的谢抗裂乓性能陷，可涂采用颗合成碑纤维债喷射抢混