8、錨桿施工技術(shù)(5)課件

5.1概述

5.1.1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(fēng)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)定。第5章錨桿施工技術(shù)

8、錨桿施工技術(shù)(5)5.1.2錨桿技術(shù)應(yīng)用（1）邊坡工程應(yīng)用8、錨桿施工技術(shù)(5)（2）山體加固（3）抗浮工程應(yīng)用首都國際機場地下室抗浮錨固工程（4）深基坑錨固工程（5）抗傾覆的結(jié)構(gòu)工程（6）隧洞與地下工程應(yīng)用8、錨桿施工技術(shù)(5)用預(yù)應(yīng)力錨桿加固邊坡以支承橋基

（7）特種結(jié)構(gòu)物的錨固與穩(wěn)定8、錨桿施工技術(shù)(5)5.1.3錨桿的類型

（1）預(yù)應(yīng)力錨桿與非預(yù)應(yīng)力錨桿預(yù)應(yīng)力錨桿與非預(yù)應(yīng)力錨桿結(jié)構(gòu)構(gòu)造比較（a）預(yù)應(yīng)力錨桿(anchor)（b）非預(yù)應(yīng)力錨桿(bolt)預(yù)應(yīng)力錨桿非預(yù)應(yīng)力錨桿拉力錨桿位移8、錨桿施工技術(shù)(5)（2）拉力型錨桿與壓力型錨桿拉力型錨桿和壓力型錨桿結(jié)構(gòu)示意圖(a)拉力型錨桿(b)壓力型錨桿8、錨桿施工技術(shù)(5)

拉力型與壓力型錨桿的荷載分布（77年Mastrantuono與Tomiolo報導(dǎo)）8、錨桿施工技術(shù)(5)（3）荷載集中型與荷載分散型錨桿荷載集中型荷載分散型8、錨桿施工技術(shù)(5)荷載集中型錨桿粘結(jié)應(yīng)力分布特征壓力分散型錨桿(單孔復(fù)合錨固）粘結(jié)應(yīng)力分布特征8、錨桿施工技術(shù)(5)(4)機械固定型和膠結(jié)固定型錨桿機械固定型—楔縫式錨桿8、錨桿施工技術(shù)(5)機械固定型—漲殼式錨桿南非貝爾公司漲殼錨桿法國生產(chǎn)的漲殼錨桿8、錨桿施工技術(shù)(5)膠結(jié)固定型——樹脂膠結(jié)錨桿

(a)樹脂固定的張拉錨桿

(b)全長用速凝和緩凝樹脂的張拉錨桿

(c)全長用樹脂錨固的非張拉錨桿緩凝樹脂速凝樹脂8、錨桿施工技術(shù)(5)膠結(jié)固定型——水泥漿膠結(jié)錨桿8、錨桿施工技術(shù)(5)機械固定與膠結(jié)料固定相結(jié)合的錨桿漲殼式中空灌漿錨桿8、錨桿施工技術(shù)(5)Williams公司的漲殼式中空錨桿的細部構(gòu)造及工作原理(a)細部構(gòu)造；(b)漲殼工作時形成的抗力8、錨桿施工技術(shù)(5)威廉姆斯巖石錨桿注漿漿液流動圖8、錨桿施工技術(shù)(5)（5）擴體型錨桿錨桿荷載傳遞方式的比較(a)摩擦型(b)摩擦－支承復(fù)合型8、錨桿施工技術(shù)(5)底端擴體型錨桿

用旋轉(zhuǎn)葉片形成的擴體錨桿（固定地層：砂；固定長度：6～10m；極限承載力：900～1400kN

比Φ=12cm錨桿承載力提高2～3倍）。8、錨桿施工技術(shù)(5)多段擴體型錨桿8、錨桿施工技術(shù)(5)（6）縫管錨桿與水脹式錨桿

——全長摩擦型錨桿縫管錨桿結(jié)構(gòu)構(gòu)造1－開縫鋼管；2－擋環(huán)；3－托板8、錨桿施工技術(shù)(5)水脹式錨桿——是利用高壓水使鋼管膨脹，將其全長固定在鉆孔中。將Φ41mm鋼管機械整形成Φ28mm桿體高壓水膨脹水脹式錨桿8、錨桿施工技術(shù)(5)5.1.4錨桿的構(gòu)造錨桿的構(gòu)造包含錨固體（內(nèi)錨頭）、拉桿及錨頭（外錨頭）三個基本部分組成。8、錨桿施工技術(shù)(5)5.2錨桿材料

錨體材料鋼筋鋼管鋼絞線無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線水泥系灌漿材料水水泥細骨料外加劑

承載體鋼板承載體高分子聚酯纖維增強塑料錨頭材料OVM錨具YGM精軋螺紋鋼錨具LM錨具承壓板、臺座

防腐材料及其他材料防腐油脂錨桿桿體護管隔離架8、錨桿施工技術(shù)(5)5.3錨桿施工

5.3.1錨桿施工工序

①施工準備②錨桿孔鉆鑿③錨桿的制作與安放④錨桿注漿⑤錨桿的張拉與鎖定⑥錨頭封頭

8、錨桿施工技術(shù)(5)5.3錨桿施工5.3.2施工準備工作施工前調(diào)查；施工組織設(shè)計；鉆機作業(yè)空間及場地的平整；鉆孔機械、張拉機具、注漿設(shè)備等機械設(shè)備選定；材料的準備；電力供應(yīng)以及給排水條件。

8、錨桿施工技術(shù)(5)5.3錨桿施工5.3.3錨桿成孔工藝

應(yīng)滿足設(shè)計要求的孔徑、長度和傾角。（1）一般要求對錨固區(qū)段的位置和巖土分層厚度進行驗證；不同的巖土條件，應(yīng)選用不同的鉆機和鉆孔方法；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；若地下水從鉆孔內(nèi)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對于滑坡整治和斜坡穩(wěn)定的工程，采用固結(jié)灌漿改良地層或無水鉆孔法。

8、錨桿施工技術(shù)(5)5.3錨桿施工（2）鉆孔精度鉆孔精度視結(jié)構(gòu)物的重要程度和使用目的有所不同?！锻翆渝^桿設(shè)計與施工規(guī)范》CECS22－90規(guī)定：鉆孔水平方向孔距誤差≤50mm；垂直方向孔距誤差≤100mm；鉆孔底部的偏斜尺度≤錨桿長度的3％。8、錨桿施工技術(shù)(5)5.3錨桿施工（3）鉆孔機械和鉆孔方法小直徑短錨桿的鉆孔：

Φ≤45mm，L≤4.0m——氣動沖擊鉆機高效移動式單臂或多臂鑿巖臺車8、錨桿施工技術(shù)(5)大直徑長錨桿的鉆孔：

Φ＝60～168mm，L＝5～50m

——采用沖擊鉆、潛孔鉆、回旋鉆、螺旋鉆等。8、錨桿施工技術(shù)(5)5.3錨桿施工

鉆機選擇：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(zhì)的種類、錨桿類型、鉆進速度等。

鉆進方法：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。

8、錨桿施工技術(shù)(5)5.3錨桿施工5.3.4桿體制作和安放(1)桿體制作粗鋼筋或精軋螺紋鋼筋:

外端加工成螺紋，每隔2~3m安放隔離件，可用套筒連接。預(yù)應(yīng)力錨桿自由段除涂防腐涂料外，還應(yīng)套上塑料管或包裹塑料布進行防腐和隔離。多股鋼絞線：呈波浪形，通過夾緊環(huán)和擴張環(huán)（隔離環(huán)）的交替設(shè)置而成。8、錨桿施工技術(shù)(5)粗鋼筋桿體制作8、錨桿施工技術(shù)(5)粗鋼筋連接——閃光對焊8、錨桿施工技術(shù)(5)粗鋼筋連接——冷擠壓套筒連接8、錨桿施工技術(shù)(5)8、錨桿施工技術(shù)(5)臨時性錨索桿體構(gòu)造8、錨桿施工技術(shù)(5)5.3錨桿施工(2)桿體安放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；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；小口徑錨桿孔，要求灌漿后再插入桿體。兩根以上桿體，應(yīng)間隔2～3m點焊成束；8、錨桿施工技術(shù)(5)5.3錨桿施工5.3.5注漿（1）注漿目的：將錨桿與地層固定，并對錨桿加以保護。（2）注漿設(shè)備：磅秤、攪拌機、壓漿泵（3）注漿材料：水泥漿或水泥砂漿；漿體強度≥30MPa；水灰比0.4～0.5；灰砂比1:1或1:0.5；可摻入外加劑。8、錨桿施工技術(shù)(5)8、錨桿施工技術(shù)(5)（4）注漿方法一次注漿法：無壓灌漿封口補壓灌漿二次注漿法：錨固段灌漿養(yǎng)護、張拉自由段灌漿注漿壓力：壓力越大，承載力越高；每米厚度注漿壓力可取2.2MPa。5.3錨桿施工8、錨桿施工技術(shù)(5)8、錨桿施工技術(shù)(5)5.3錨桿施工5.3.6錨桿張拉、鎖定（1）設(shè)備張拉油泵2）錨桿張拉要求

通過張拉設(shè)備使錨桿桿體的自由段產(chǎn)生彈性變形，從而對錨固結(jié)構(gòu)產(chǎn)生所要求的預(yù)應(yīng)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(yīng)進行預(yù)張拉，預(yù)張拉力取設(shè)計軸向拉力值的10~15%。永久錨桿張拉控制應(yīng)力≤0.6fptk，臨時錨桿張拉控制應(yīng)力≤0.65fptk。錨桿宜超張拉10~20%，再卸荷至設(shè)計拉力值后鎖定。8、錨桿施工技術(shù)(5)（3）錨桿鎖定可用扳手擰緊螺母鎖定錨索OVM錨具鎖定8、錨桿施工技術(shù)(5)5.4錨桿防腐保護5.4.1基本防護措施（1）桿體自身質(zhì)量要有保證，自身沒有質(zhì)量缺陷。（2）在錨索周圍一定范圍內(nèi)，建立區(qū)域性的高堿環(huán)境，使預(yù)應(yīng)力筋鈍化，而不被腐蝕?！酀{體防護是錨索永久防護的基礎(chǔ)手段。（3）用高分子材料，在預(yù)應(yīng)力筋表面（或之外）一定區(qū)域，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)。（5）采用可以減少內(nèi)錨段應(yīng)力集中狀況的錨索結(jié)構(gòu)、增大內(nèi)錨段安全系數(shù)辦法，防止內(nèi)錨段漿體開裂，提高防護效果。8、錨桿施工技術(shù)(5)5.4錨桿防腐保護5.4.2常用防護方法（1）錨頭防護8、錨桿施工技術(shù)(5)（3）錨固段的防護錨桿Ⅰ級防護構(gòu)造8、錨桿施工技術(shù)(5)錨桿Ⅱ級防護構(gòu)造（3）錨固段的防護8、錨桿施工技術(shù)(5)5.5.1錨桿試驗錨桿試驗一般分為:基本試驗、驗收試驗、蠕變試驗和特殊試驗。（1）基本試驗：用于確定設(shè)計參數(shù)和提供設(shè)計依據(jù)。任何一種新型錨桿或已有錨桿用于未曾用過的地層時，均應(yīng)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3根。最大試驗荷載不應(yīng)超過鋼絲、鋼絞線、鋼筋強度標準值的0.8倍。試驗裝置如下圖。5.5錨桿試驗8、錨桿施工技術(shù)(5)基本試驗裝置8、錨桿施工技術(shù)(5)

錨桿破壞標準：（1）后一級荷載產(chǎn)生錨頭位移量達到或超過前一級荷載產(chǎn)生位移量的兩倍；（2）錨頭位移不收斂；（3）錨頭總位移超過允許位移值。8、錨桿施工技術(shù)(5)錨桿荷載—位移（Q-S）曲線錨桿荷載—彈性位移（Q-S）曲線錨桿荷載—塑性位移（Q-S）曲線8、錨桿施工技術(shù)(5)（2）驗收試驗：

目的：檢驗錨桿工作性能；及時發(fā)現(xiàn)錨桿設(shè)計施工中的缺陷；鑒別工程錨桿是否符合設(shè)計要求。

試驗數(shù)量：試驗錨桿數(shù)量取錨桿總數(shù)的5%，且不少于3根。

試驗荷載：最大荷載值不應(yīng)超過錨桿預(yù)應(yīng)力筋的Afpth值的0.8倍。永久性錨桿的最大試驗荷載為錨桿設(shè)計拉力值的1.5倍。臨時性錨桿的最大試驗荷載為錨桿設(shè)計拉力值的1.2倍。8、錨桿施工技術(shù)(5)

驗收合格標準：錨桿的總彈性位移超過桿體自由段長度理論彈性伸長的80%，且小于桿體自由段長度與1/2錨固體長度之和的理論彈性伸長。同時錨桿在最大試驗荷載作用下錨頭位移要達到穩(wěn)定狀態(tài)。8、錨桿施工技術(shù)(5)（3）蠕變試驗

對象：塑性指數(shù)大于17的淤泥及淤泥質(zhì)土土層中的錨桿，應(yīng)進行蠕變試驗。8、錨桿施工技術(shù)(5)蠕變系數(shù)：反映不同荷載作用下各觀測時間內(nèi)蠕變曲線的斜率值。8、錨桿施工技術(shù)(5)5.5.2錨桿的長期觀測