全長預應力錨固課件

1、全長預應力錨固提 綱1、全長錨固發(fā)展歷程2、不同錨固形式對比分析3、全長錨固應注意的幾個問題全長錨固發(fā)展歷程11）端頭錨固自1912年以來，錨桿支護逐漸成為了礦山、土建、水力水電、交通等領域的巖土控制的主要手段，錨固方式經歷了端頭錨固、全長錨固和加長錨固等典型階段。脹殼式錨桿，Pd=50kN金屬倒楔式錨桿Pd=3050kN竹錨桿，Pd=1020kN楔縫錨桿，Pd=4060kN2）全長錨固管縫式錨桿屬摩擦式錨固，可以全長提供徑向支護阻力，支護效率低，已被淘汰水泥砂漿錨桿需進行二次注漿，工序復雜，已淘汰。管縫式錨桿Pd=5080kN水泥砂漿錨桿，桿體直徑1625mmPd=80160kN3）加長錨固

2、樹脂錨桿是指以樹脂錨固劑為粘結材料為金屬錨桿，煤礦主流支護技術。1950年代起源于西德、60年代歐洲推廣、70年代進入美國、澳大利亞，逐漸成為煤礦主力支護材料。我國起步于1970年代，經八五、九五攻關，在、類圍巖進行試驗應用，現(xiàn)已全面推廣。1950年代1960年代1970年代1980年代以降研發(fā)西德埃森采礦研究所試驗德、法、英端錨，價昂發(fā)展全長錨固、錨注破碎圍巖成熟美、澳、中加長錨固4）樹脂錨固類別（1）錨固方式端頭錨固（2060cm），錨桿長度30%加長錨固，錨桿長度30%90% 全長錨固超過錨桿全長的90%4）樹脂錨固類別（2）受力 預應力，錨桿安裝完成后施加非預應力，只有托板，不加力4）

3、樹脂錨固類別（3）材料不飽和聚脂、環(huán)氧樹脂、聚脂樹脂 水泥基材料，無機材料項目單位指標項目單位指標1d抗壓強度MPa55凝膠時間快速Kmin1.11.8抗拉強度MPa12中速Zmin45密度g/cm32.0攪拌時間快速Ks17收縮率0.5中速Zs20樹脂錨固劑主要技術性能指標水泥基材料應具有早強速凝及微膨脹等特性！4）樹脂錨固類別（4）施工灌注式先插錨桿后注砂漿先注砂漿后插錨桿藥卷式中空式錨桿實心式錨桿中空注脂錨桿：內置卷式錨固劑，在水壓的沖擊下經混合器混合從錨桿頂端沿鉆孔流出，充滿鉆孔實現(xiàn)全長錨固。不同錨固形式對比分析21）非全長錨固概述適用條件：圍巖變形量小，地質結構簡單，原巖應力小。缺點

4、：錨固效能低，不易形成錨固承載結構，被動承載預緊力易衰減甚至喪失錨固端易脫粘淺部中深部深部ll圍巖多點位移變形與錨固荷載演化1）非全長錨固概述深部圍巖破裂松動范圍普遍較大，在23m以上深井、強采動、高地壓巷道，非全長錨固可靠性差，不宜采用1）非全長錨固錨固力突然消失非全長錨固，淺部圍巖碎脹破裂后，易造成托錨力消失，整個桿體不再受力，錨固整體失效，似桿體突然斷裂。2）非全長錨固漸次脫粘受圍巖層理特性及錨固材料的復合影響，錨固材料易發(fā)生第2界面(樹脂與圍巖)的脫粘，造成錨固力振蕩波動，似退錨3）全長錨固的工況相對較平穩(wěn)桿體錨固力經歷初始錨固力、工作錨固力和殘余錨固力三個階段，巷道圍巖控制效果較理想

5、。4）全長誤區(qū)一：只有全長錨固，沒有預緊力在彈性狀態(tài)的硬巖中施加非預應力錨桿, 只能懸吊臨界狀態(tài)的巖塊, 基本上不能起組合作用全長錨固的非預應力錨桿, 主要用于變形大的軟弱巖體中, 以控制巖石的塑性變形此類為非主動支護5）全長錨固誤區(qū)二：粘結膠凝、等待結束后方施加預緊力錨桿安設完畢后，施加預緊力后，在中硬巖石中，軸力方向影響范圍約為1530倍桿體直徑；軟巖中，約為4050倍桿體直徑，相當于7501200mm的錨固深度。6）邊施加預緊力，粘結材料邊固，實現(xiàn)桿體預應力全長分布中性點理論：錨桿與孔壁之間剪應力為零的點稱為中性點無論考慮應變是否軟化，應力應沿桿體全長分布實現(xiàn)后張狀態(tài)下的先張效應中性點原

6、理及計算沿桿體全長應力分布全長錨固應注意的幾個問題3理論錨桿的實際工況十分復雜錨桿全長承載性能分析錨固材料錨桿：400600MPa以上高強、超高強，長度2.53.0m錨索：1860MPa以上高強度粘結材料：單位長度的粘結力達到要求，第2界面不脫粘灌漿工藝及機具先錨后注：在預緊狀態(tài)下實現(xiàn)全長錨固，端部速凝小型灌漿泵，扭矩轉換器，封孔長度實現(xiàn)“后張”狀態(tài)下控制圍巖的“先張”效應理論錨桿的實際工況十分復雜；錨桿全長承載性能分析錨桿桿體受力可至少可分為三類：增長型、降低型和波浪型圍巖處于三向錨固狀態(tài)長短錨桿匹配粘結式錨桿與管縫式錨桿匹配粘結式錨桿與注漿錨桿匹配巷道開挖支護加固三向應力狀態(tài)穩(wěn)定圍巖恢復三向應力狀態(tài)改善圍巖完整性二向應力狀態(tài) 提高圍巖強度只有三向錨固才能同時實現(xiàn)以上三種功能理論錨固材料錨桿：400600MPa以上高強、超高強，長度2.53.0m錨索：1860MPa以上高強度單位長度的粘結力達到要求，第2界面不脫粘性能高可替代樹脂錨固劑的灌漿材料雙速藥包克服現(xiàn)有水泥基材料粘結力多在14t實現(xiàn)強初撐、急增阻、高工作阻力灌漿工藝及機具先錨后注：在預緊狀態(tài)下實現(xiàn)全長錨固，端部速凝小型灌漿泵，扭矩轉換器，封孔長度錨固劑性能及封裝錨固劑的使用應盡量減少多次施工、繁雜工序，尤其是頂板錨桿滯后灌注式難以發(fā)展：藥包式（無需要攪拌式）時效差異性（快速+中速或慢速）藥包長度，“三徑”匹配