錨桿施工技術(5)

1、5.1 概述概述 5.1.1 錨桿定義：錨桿定義： 將受拉桿件的一端固定在邊坡或地基的巖層或土將受拉桿件的一端固定在邊坡或地基的巖層或土層中，另一端與工程建筑物相連接，用以承受由于土層中，另一端與工程建筑物相連接，用以承受由于土壓力、水壓力或風壓力等所施加于建筑物的推力，從壓力、水壓力或風壓力等所施加于建筑物的推力，從而利用地層的錨固力以維持建筑物（或巖土層）的穩(wěn)而利用地層的錨固力以維持建筑物（或巖土層）的穩(wěn)定。定。第第5章章 錨桿施工技術錨桿施工技術 5.1.2 錨桿技術應用錨桿技術應用（1）邊坡工程應用）邊坡工程應用（2）山體加固）山體加固（3）抗浮工程應用）抗浮工程應用首都國際機場地下室

2、抗浮錨固工程首都國際機場地下室抗浮錨固工程（4）深基坑錨固工程）深基坑錨固工程（5）抗傾覆的結構工程）抗傾覆的結構工程（6）隧洞與地下工程應用）隧洞與地下工程應用用預應力錨桿加固邊坡以支承橋基用預應力錨桿加固邊坡以支承橋基 （7）特種結構物的錨固與穩(wěn)定）特種結構物的錨固與穩(wěn)定5.1.3 錨桿的類型錨桿的類型（1）預應力錨桿與非預應力錨桿）預應力錨桿與非預應力錨桿預應力錨桿與非預應力錨桿結構構造比較預應力錨桿與非預應力錨桿結構構造比較（a）預應力錨桿）預應力錨桿 (anchor) （b）非預應力錨桿）非預應力錨桿(bolt)預應力錨桿非預應力錨桿拉力錨桿位移（2）拉力型錨桿與壓力型錨桿）拉力型錨

3、桿與壓力型錨桿拉力型錨桿和壓力型錨桿結構示意圖拉力型錨桿和壓力型錨桿結構示意圖(a)拉力型錨桿拉力型錨桿 (b)壓力型錨桿壓力型錨桿 拉力型與壓力型錨桿的荷載分布拉力型與壓力型錨桿的荷載分布（77年年Mastrantuono與與Tomiolo報導）報導）（3）荷載集中型與荷載分散型錨桿）荷載集中型與荷載分散型錨桿荷載集中型荷載集中型荷載分散型荷載分散型荷載集中型錨桿粘結應力分布特征荷載集中型錨桿粘結應力分布特征壓力分散型錨桿壓力分散型錨桿(單孔復合錨固）粘結應力分布特征單孔復合錨固）粘結應力分布特征(4) (4) 機械固定型和膠結固定型錨桿機械固定型和膠結固定型錨桿機械固定型機械固定型楔縫式錨

4、桿楔縫式錨桿機械固定型機械固定型漲殼式錨桿漲殼式錨桿南非貝爾公司漲殼錨桿南非貝爾公司漲殼錨桿法國生產的漲殼錨桿法國生產的漲殼錨桿膠結固定型膠結固定型樹脂膠結錨桿樹脂膠結錨桿 (a)(a)樹脂固定的張拉錨桿樹脂固定的張拉錨桿 (b)(b)全長用速凝和緩凝樹脂的張拉錨桿全長用速凝和緩凝樹脂的張拉錨桿 (c)(c)全長用樹脂錨固的非張拉錨桿全長用樹脂錨固的非張拉錨桿緩凝樹脂緩凝樹脂速凝樹脂速凝樹脂膠結固定型膠結固定型水泥漿膠結錨桿水泥漿膠結錨桿機械固定與膠結料固定相結合的錨桿機械固定與膠結料固定相結合的錨桿漲殼式中空灌漿錨桿漲殼式中空灌漿錨桿Williams公司的漲殼式中空錨桿的細部構造及工作原理公

5、司的漲殼式中空錨桿的細部構造及工作原理(a)細部構造；細部構造； (b)漲殼工作時形成的抗力漲殼工作時形成的抗力威廉姆斯巖石錨桿注漿漿液流動圖威廉姆斯巖石錨桿注漿漿液流動圖（5）擴體型錨桿）擴體型錨桿錨桿荷載傳遞方式的比較錨桿荷載傳遞方式的比較(a)(a)摩擦型摩擦型 (b)(b)摩擦支承復合型摩擦支承復合型底端擴體型錨桿底端擴體型錨桿 用旋轉葉片形成的擴體錨桿用旋轉葉片形成的擴體錨桿（固定地層：砂；（固定地層：砂； 固定長度：固定長度：6 610m10m； 極限承載力：極限承載力：9009001400 kN1400 kN 比比=12cm=12cm錨桿承載力提高錨桿承載力提高2 23 3倍）。

6、倍）。多段擴體型錨桿多段擴體型錨桿（6）縫管錨桿與水脹式錨桿）縫管錨桿與水脹式錨桿 全長摩擦型錨桿全長摩擦型錨桿縫管錨桿結構構造縫管錨桿結構構造1 1開縫鋼管；開縫鋼管；2 2擋環(huán)；擋環(huán)；3 3托板托板水脹式錨桿水脹式錨桿是利用高壓水使鋼管膨脹，將其全長是利用高壓水使鋼管膨脹，將其全長固定在鉆孔中。固定在鉆孔中。將將41mm鋼管鋼管 機械整形成機械整形成28mm桿體桿體 高壓水膨脹高壓水膨脹水脹式錨桿水脹式錨桿5.1.4 錨桿的構造錨桿的構造錨桿的構造包含錨固體（內錨頭）、拉桿及錨頭（外錨頭）三個基本部分組成。錨桿的構造包含錨固體（內錨頭）、拉桿及錨頭（外錨頭）三個基本部分組成。5.2 錨桿材

7、料錨桿材料 錨體材料錨體材料鋼筋鋼管鋼絞線無粘結預應力鋼絞線水泥系灌漿材料水泥系灌漿材料水 水泥 細骨料 外加劑 承載體承載體鋼板承載體 高分子聚酯纖維增強塑料錨頭材料錨頭材料OVM錨具 YGM精軋螺紋鋼錨具 LM錨具承壓板、臺座承壓板、臺座 防腐材料及其他材料防腐材料及其他材料防腐油脂 錨桿桿體護管 隔離架5.3 錨桿施工錨桿施工 5.3.1 5.3.1 錨桿施工工序錨桿施工工序 施工準備施工準備 錨桿孔鉆鑿錨桿孔鉆鑿 錨桿的制作與安放錨桿的制作與安放 錨桿注漿錨桿注漿 錨桿的張拉與鎖定錨桿的張拉與鎖定 錨頭封頭錨頭封頭 5.3 5.3 錨桿施工錨桿施工5.3.2 施工準備工作施工準備工作施

8、工前調查；施工前調查；施工組織設計；施工組織設計；鉆機作業(yè)空間及場地的平整；鉆機作業(yè)空間及場地的平整；鉆孔機械、張拉機具、注漿設備等機械設備選定；鉆孔機械、張拉機具、注漿設備等機械設備選定；材料的準備；材料的準備；電力供應以及給排水條件。電力供應以及給排水條件。 5.3 錨桿施工錨桿施工5.3.3 錨桿成孔工藝錨桿成孔工藝 應滿足設計要求的孔徑、長度和傾角。應滿足設計要求的孔徑、長度和傾角。（1）一般要求）一般要求對錨固區(qū)段的位置和巖土分層厚度進行驗證；對錨固區(qū)段的位置和巖土分層厚度進行驗證；不同的巖土條件，應選用不同的鉆機和鉆孔方法；不同的巖土條件，應選用不同的鉆機和鉆孔方法；優(yōu)先采用無水鉆

9、孔法，其次采用清水鉆孔法，最后采用泥漿護壁鉆孔法；優(yōu)先采用無水鉆孔法，其次采用清水鉆孔法，最后采用泥漿護壁鉆孔法；清水鉆孔法和泥漿護壁鉆孔法要求用清水充分清洗孔壁；清水鉆孔法和泥漿護壁鉆孔法要求用清水充分清洗孔壁；若地下水從鉆孔內流出，可采取注漿堵水，防止錨固段漿液流失；若地下水從鉆孔內流出，可采取注漿堵水，防止錨固段漿液流失；判斷地層的透水強度判斷地層的透水強度對于滑坡整治和斜坡穩(wěn)定的工程，采用固結灌漿改良地層或無水鉆孔法。對于滑坡整治和斜坡穩(wěn)定的工程，采用固結灌漿改良地層或無水鉆孔法。 5.3 錨桿施工錨桿施工（2）鉆孔精度）鉆孔精度鉆孔精度視結構物的重要程度和使用目的有所不同。鉆孔精度視

10、結構物的重要程度和使用目的有所不同。土層錨桿設計與施工規(guī)范土層錨桿設計與施工規(guī)范CECS22CECS229090規(guī)定：規(guī)定： 鉆孔水平方向孔距誤差鉆孔水平方向孔距誤差50mm50mm； 垂直方向孔距誤差垂直方向孔距誤差100mm100mm； 鉆孔底部的偏斜尺度鉆孔底部的偏斜尺度錨桿長度的錨桿長度的3 3。5.3 錨桿施工錨桿施工（3）鉆孔機械和鉆孔方法）鉆孔機械和鉆孔方法小直徑短錨桿的鉆孔：小直徑短錨桿的鉆孔： 45mm45mm，L4.0mL4.0m 氣動沖擊鉆機氣動沖擊鉆機 高效移動式單臂或多臂鑿巖臺車高效移動式單臂或多臂鑿巖臺車大直徑長錨桿的鉆孔：大直徑長錨桿的鉆孔： 6060168mm1

11、68mm，L L5 550m50m 采用沖擊鉆、潛孔鉆、回旋鉆采用沖擊鉆、潛孔鉆、回旋鉆 、螺旋鉆等。、螺旋鉆等。5.3 錨桿施工錨桿施工 鉆機選擇：鉆機選擇：巖土類型、鉆孔直徑、鉆孔長度、接近錨巖土類型、鉆孔直徑、鉆孔長度、接近錨固工作面的條件、所用沖洗介質的種類、錨桿類型、固工作面的條件、所用沖洗介質的種類、錨桿類型、鉆進速度等。鉆進速度等。 鉆進方法：鉆進方法：螺旋式、沖擊式、回旋式、沖擊回旋式、螺旋式、沖擊式、回旋式、沖擊回旋式、回旋沖擊反循環(huán)、潛孔錘?；匦龥_擊反循環(huán)、潛孔錘。 5.3 錨桿施工錨桿施工5.3.4 桿體制作和安放桿體制作和安放(1) (1) 桿體制作桿體制作粗鋼筋或精軋

12、螺紋鋼筋粗鋼筋或精軋螺紋鋼筋: 外端加工成螺紋，每隔外端加工成螺紋，每隔23m安放安放隔離件，可用套筒連接。預應力錨桿自由段除涂防腐涂料隔離件，可用套筒連接。預應力錨桿自由段除涂防腐涂料外，還應套上塑料管或包裹塑料布進行防腐和隔離。外，還應套上塑料管或包裹塑料布進行防腐和隔離。多股鋼絞線：多股鋼絞線：呈波浪形，通過夾緊環(huán)和擴張環(huán)（隔離環(huán)）的呈波浪形，通過夾緊環(huán)和擴張環(huán)（隔離環(huán)）的交替設置而成。交替設置而成。粗鋼筋桿體制作粗鋼筋桿體制作粗鋼筋連接粗鋼筋連接閃光對焊閃光對焊粗鋼筋連接粗鋼筋連接冷擠壓套筒連接冷擠壓套筒連接臨時性錨索桿體構造臨時性錨索桿體構造5.3 錨桿施工錨桿施工(2) (2) 桿

13、體安放桿體安放 桿體與注漿管同時插入鉆孔底部；桿體與注漿管同時插入鉆孔底部； 對于土層錨桿，要求鉆孔完后立即插入桿體；對于土層錨桿，要求鉆孔完后立即插入桿體； 錨桿有支架一面向下；錨桿有支架一面向下； 若鉆孔使用套管，則在插入桿體灌漿后再拔出套管；若鉆孔使用套管，則在插入桿體灌漿后再拔出套管； 小口徑錨桿孔，要求灌漿后再插入桿體。小口徑錨桿孔，要求灌漿后再插入桿體。 兩根以上桿體，應間隔兩根以上桿體，應間隔23m點焊成束；點焊成束；5.3 錨桿施工錨桿施工5.3.5 注漿注漿（1）注漿目的：）注漿目的：將錨桿與地層固定，并對錨桿加以保護。將錨桿與地層固定，并對錨桿加以保護。（2）注漿設備：）注

14、漿設備：磅秤、攪拌機、壓漿泵磅秤、攪拌機、壓漿泵（3）注漿材料：）注漿材料：水泥漿或水泥砂漿；漿體強度水泥漿或水泥砂漿；漿體強度30MPa30MPa；水灰比水灰比0.40.40.50.5；灰砂比；灰砂比1:11:1或或1:0.51:0.5；可摻入外加劑。；可摻入外加劑。（4）注漿方法）注漿方法一次注漿法：無壓灌漿一次注漿法：無壓灌漿 封口封口 補壓灌漿補壓灌漿二次注漿法：錨固段灌漿二次注漿法：錨固段灌漿 養(yǎng)護、張拉養(yǎng)護、張拉 自由段灌漿自由段灌漿注漿壓力：壓力越大，承載力越高；注漿壓力：壓力越大，承載力越高； 每米厚度注漿壓力可取每米厚度注漿壓力可取2.2MPa。5.3 錨桿施工錨桿施工5.3

15、 錨桿施工錨桿施工5.3.6 錨桿張拉、鎖定錨桿張拉、鎖定（1）設備）設備張拉油泵張拉油泵2）錨桿張拉要求）錨桿張拉要求 通過張拉設備使錨桿桿體的自由段產生彈性變形，從而對錨固結構產生所要求的預應力值。 錨固體和臺座的混凝土強度達到15MPa后方可進行張拉。 正式張拉前應進行預張拉，預張拉力取設計軸向拉力值的1015%。 永久錨桿張拉控制應力0.6fptk，臨時錨桿張拉控制應力0.65fptk。 錨桿宜超張拉1020%，再卸荷至設計拉力值后鎖定。（3）錨桿鎖定）錨桿鎖定可用扳手擰緊螺母鎖定錨索錨索OVM錨具鎖定錨具鎖定5.4 錨桿防腐保護錨桿防腐保護 5.4.1 基本防護措施基本防護措施（1）

16、桿體自身質量要有保證，自身沒有質量缺陷。）桿體自身質量要有保證，自身沒有質量缺陷。（2）在錨索周圍一定范圍內，建立區(qū)域性的高堿環(huán)境，使預）在錨索周圍一定范圍內，建立區(qū)域性的高堿環(huán)境，使預應力筋鈍化，而不被腐蝕。應力筋鈍化，而不被腐蝕。水泥漿體防護是錨索永久水泥漿體防護是錨索永久防護的基礎手段。防護的基礎手段。（3）用高分子材料，在預應力筋表面（或之外）一定區(qū)域，）用高分子材料，在預應力筋表面（或之外）一定區(qū)域，建立非金屬覆蓋層、防護套等。建立非金屬覆蓋層、防護套等。（4）控制材料強度的使用系數(shù)。）控制材料強度的使用系數(shù)。（5）采用可以減少內錨段應力集中狀況的錨索結構、增大內）采用可以減少內錨段

17、應力集中狀況的錨索結構、增大內錨段安全系數(shù)辦法，防止內錨段漿體開裂，提高防護效果。錨段安全系數(shù)辦法，防止內錨段漿體開裂，提高防護效果。5.4 錨桿防腐保護錨桿防腐保護 5.4.2 常用防護方法常用防護方法（1）錨頭防護）錨頭防護（3）錨固段的防護）錨固段的防護錨桿錨桿級防護構造級防護構造錨桿錨桿級防護構造級防護構造（3）錨固段的防護）錨固段的防護5.5.1 錨桿試驗錨桿試驗錨桿試驗一般分為錨桿試驗一般分為:基本試驗、驗收試驗、蠕變試驗和特殊基本試驗、驗收試驗、蠕變試驗和特殊試驗。試驗。（1）基本試驗：）基本試驗：用于確定設計參數(shù)和提供設計依據(jù)。任何用于確定設計參數(shù)和提供設計依據(jù)。任何一種新型錨

18、桿或已有錨桿用于未曾用過的地層時，均應進一種新型錨桿或已有錨桿用于未曾用過的地層時，均應進行基本試驗。試驗必須在場地進行。試驗錨桿數(shù)量一般取行基本試驗。試驗必須在場地進行。試驗錨桿數(shù)量一般取3根。最大試驗荷載不應超過鋼絲、鋼絞線、鋼筋強度標準根。最大試驗荷載不應超過鋼絲、鋼絞線、鋼筋強度標準值的值的0.8倍。試驗裝置如下圖。倍。試驗裝置如下圖。5.5 錨桿試驗錨桿試驗基本試驗裝置基本試驗裝置 錨桿破壞標準：錨桿破壞標準：（1）后一級荷載產生錨頭位移量達到或超過前一級荷載產）后一級荷載產生錨頭位移量達到或超過前一級荷載產生位移量的兩倍；生位移量的兩倍；（2）錨頭位移不收斂；）錨頭位移不收斂；（3

19、）錨頭總位移超過允許位移值。）錨頭總位移超過允許位移值。錨桿荷載錨桿荷載位移（位移（Q-S）曲線）曲線錨桿荷載錨桿荷載彈性位移（彈性位移（Q-S）曲線）曲線錨桿荷載錨桿荷載塑性位移（塑性位移（Q-S）曲線）曲線（2）驗收試驗：）驗收試驗： 目的：目的：檢驗錨桿工作性能；及時發(fā)現(xiàn)錨桿設計施工中的缺陷；檢驗錨桿工作性能；及時發(fā)現(xiàn)錨桿設計施工中的缺陷；鑒別工程錨桿是否符合設計要求。鑒別工程錨桿是否符合設計要求。 試驗數(shù)量：試驗數(shù)量：試驗錨桿數(shù)量取錨桿總數(shù)的試驗錨桿數(shù)量取錨桿總數(shù)的5%，且不少于，且不少于3根。根。 試驗荷載：試驗荷載：最大荷載值不應超過錨桿預應力筋的最大荷載值不應超過錨桿預應力筋的Afpth值的值的0.8倍。