第五章锚固工程课件.ppt
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1、第五章 锚固工程2011年5月北京 5.1概述 岩土锚固基本原理是通过埋设在地层中的锚杆(索)(以下统称“锚杆”),将结构物与地层紧紧地联锁在一起,依赖锚杆与周围地层的抗剪强度传递结构物的拉力或使地层自身得到加固,从而增强被加固岩土体的强度,改善岩土体的应力状态,形成锚杆、面墙与岩体三者共同作用机理,以保持结构物和岩土体的稳定性,以达到预防和治理此类地质灾害的目的。具体来说,锚杆通过自有抗剪强度和传递掩体抗剪强度形成对岩体的抗滑力以抵抗岩(土)体剪切破坏和岩(土)软弱夹层发生位移,喷射钢筋网混凝土靠自身强度分解下滑力并使其扩散在整个坡面防护体中,从而使岩(土)体内应力重分布,形成岩(土)体、锚
2、杆与坡前(面)钢筋混凝土结构共同受力达到滑(边)坡稳定。第五章第五章 锚固工程锚固工程5.1概述5.1.1岩土锚固工程技术在国外的发展历史概况 岩土锚固技术在与岩土有关的工程中的应用可以追溯到19世纪末。1872年,英国在北威尔士露天页岩矿首次使用了锚杆支护。此后,美国从1910年开始在阿伯施莱辛的弗里登斯煤矿使用,20世纪4050年代以后,锚杆在美国矿井下的成功应用引起了世界各国的重视和广泛推广,90年代煤矿锚杆支护几乎达到百分之百。第五章第五章 锚固工程锚固工程5.1概述5.1.1岩土锚固工程技术在国外的发展历史概况 德国在1912年开始在谢列兹矿的井下巷道采用锚杆支护,20世纪80年代以
3、后,逐步改变了崇尚自己发明的U型钢支护,而转向推广应用锚杆支护技术,且锚杆技术在千米深井中得到应用。法国在20世纪60年代末锚杆使用量占2/3,80年代后,煤巷锚杆比例大幅提高。日本于1950年引进锚杆支护技术,20世纪70年代煤矿和隧道中使用锚杆的比例已经达到4.53。澳大利亚从英国、法国等引进锚杆技术后,于20世纪80年代后期对锚杆支护技术的改进使锚杆支护技术提高了一个档次,并引起英国等国家的再学习,重新推动了锚杆支护技术的发展。目前在煤矿巷道中基本上采用了锚杆支护技术。第五章第五章 锚固工程锚固工程5.15.1概述概述5.1.25.1.2岩土锚固工程技术在国内的发展历史概况岩土锚固工程技
4、术在国内的发展历史概况 我国于20世纪50年代开始使用锚杆支护技术,至70年代前期还处于探索阶段,直至1978年才开始重点推广,至80年代向英国学习锚杆支护技术后推广到煤巷支护,90年代又向澳大利亚学习和引进成套先进的锚杆支护技术,目前已得到广泛应用,取得了较好的技术和经济效益。第五章第五章 锚固工程锚固工程5.1概述5.1.3适用范围 岩土锚固技术可广泛应用于煤矿巷道、冶金、水利水电、隧道、地质灾害防治、深基坑支护、高边坡防护等工程。第五章第五章 锚固工程锚固工程5.2施工程序5.2.1锚固工程施工工序 锚固工程通常由多个分部分项工程组成,其施工工序可参见图5.2.11所示。第五章第五章 锚
5、固工程锚固工程5.2施工程序5.2.2预应力锚杆施工工序 预应力锚杆通常是锚固过程中的关键工序,其施工工序可参见图5.2.21所示。第五章第五章 锚固工程锚固工程5.3施工工艺方法与机械选择5.3.1 预应力锚杆施工工艺方法5.3.1.1 造孔 a)孔径:预应力锚索孔径与钢绞线根数、砂浆保护层厚度和滑坡体结构有关。一般地:510根钢绞线构成的锚索,孔径为75 mm 115 mm;1115根钢绞线构成的锚索,孔径为115 mm135 mm;15 20根钢绞线构成的锚索,孔径为135 mm 175 mm。当滑坡体结构松散,或钻孔缩径明显时,可增大孔径。第五章第五章 锚固工程锚固工程5.3施工工艺方
6、法与机械选择5.3.1 预应力锚杆施工工艺方法5.3.1.1 造孔 b)造孔采用锚杆工程钻机。按照锚索设计要求,将钻机固定,调整方位角及倾角,校核钻孔位置,然后将所有紧固件拧紧,就绪后即可开钻作业。钻孔结束后,拔出钻杆和钻具。用一根含标尺的聚乙烯管复核孔深,并以高风压吹孔,或高压水洗孔。待孔内粉尘吹洗净,且孔深达到要求时,拔出聚乙烯管,并将孔口盖住备用。第五章第五章 锚固工程锚固工程5.3施工工艺方法与机械选择5.3.1 预应力锚杆施工工艺方法5.3.1.2 造孔精度要求 a)孔斜误差:成孔后,用孔斜仪量测,孔斜不超过1/100;b)钻孔位置误差:小于100mm;c)钻孔倾角、水平角误差:与设
7、计锚固轴线的倾角、水平角误差在1。;d)孔深:应保证张拉段穿过滑带2m。第五章第五章 锚固工程锚固工程5.3施工工艺方法与机械选择5.3.1 预应力锚杆施工工艺方法5.3.1.3锚索加工(1000 kN级预应力锚索结构图)第五章第五章 锚固工程锚固工程5.3施工工艺方法与机械选择5.3.1 预应力锚杆施工工艺方法5.3.1.4 内锚固段固结灌浆 水泥砂浆胶结。水泥标号525#(现规格P.O.42.5),普通硅酸盐水泥。水灰比0.40.5,灰砂比3:1。为加速进度,在浆液中可掺加0.30.5的早强剂(占水泥重量),且要求7天抗压强度R725 MPa30 MPa。当锚索倾角小于110,或要求拉拔力
8、较高时,可采用压力注浆方式,但应在内锚固段设置止浆环。第五章第五章 锚固工程锚固工程5.3施工工艺方法与机械选择5.3.1 预应力锚杆施工工艺方法5.3.1.4 内锚固段固结灌浆 为了保证注浆均匀,注浆速度不宜太快。可用毫安表作一期注浆指示仪,但应保证两探头之间相隔80mm以上,裸露部分不能与钢绞线接触。用含标尺的聚乙烯管复校内锚固段的灌浆长度,达不到要求时,应补浆。所用砂浆应用搅拌机拌匀,使其达到规定指标,搅拌直至灌浆结束方可停止。在砂浆未完全固化前,不应拉拔和移动锚索。注浆完毕后,将一期灌浆管拔出。第五章第五章 锚固工程锚固工程5.3施工工艺方法与机械选择5.3.1 预应力锚杆施工工艺方法
9、5.3.1.5 外锚墩打筑 采用C25号以上现浇钢筋混凝土结构,宜为梯形段面。第五章第五章 锚固工程锚固工程5.3施工工艺方法与机械选择5.3.1 预应力锚杆施工工艺方法5.3.1.5 外锚墩打筑 第五章第五章 锚固工程锚固工程5.3施工工艺方法与机械选择5.3.1 预应力锚杆施工工艺方法5.3.1.6锚索张拉段及外锚墩防腐处理 滑坡体中的锚索,特别是位于库水位之下时,防腐处理极为重要。在锚索编束时,应对钢绞线张拉段预先进行防腐处理。张拉锁定后,进行二次灌浆。当砂浆达外锚墩时,可停止注浆。封孔口,从锚具量起,留100mm的钢绞线,将多余段截除,外覆厚度不小于100mm的水泥砂浆保护层。第五章第
10、五章 锚固工程锚固工程5.3施工工艺方法与机械选择5.3.1 预应力锚杆施工工艺方法5.3.1.7锚索的张拉与锚固力锁定 在内锚固段灌浆7天后进行张拉。a)张拉作业前,应对张拉设备进行标定。标定时,千斤顶、油管、压力表和高压泵联好。在压力机上用千斤顶主动出力的方法反复三次,取平均值,绘出千斤顶出力(kN)与压力表指示压强曲线,作为锚索张拉的依据。标定时,千斤顶的最大出力应高于锚索超张拉时的值。b)先对锚索进行单根预张拉二次,以提高锚索各钢绞线的受力均匀度。对于3 000 kN级锚索,单根张拉为30 kN;2 000 kN级锚索,单根张拉为20 kN;1 000 kN级锚索,单根张拉为10 kN
11、。第五章第五章 锚固工程锚固工程5.3施工工艺方法与机械选择5.3.1 预应力锚杆施工工艺方法5.3.1.7锚索的张拉与锚固力锁定 在内锚固段灌浆7天后进行张拉。a)张拉作业前,应对张拉设备进行标定。标定时,千斤顶、油管、压力表和高压泵联好。在压力机上用千斤顶主动出力的方法反复三次,取平均值,绘出千斤顶出力(kN)与压力表指示压强曲线,作为锚索张拉的依据。标定时,千斤顶的最大出力应高于锚索超张拉时的值。第五章第五章 锚固工程锚固工程5.3施工工艺方法与机械选择5.3.1 预应力锚杆施工工艺方法5.3.1.7锚索的张拉与锚固力锁定 b)先对锚索进行单根预张拉二次,以提高锚索各钢绞线的受力均匀度。
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