深基坑與邊坡工程巖土錨桿索的類型工作特性及適

巖土錨桿（索）的

類型、工作特性及適用條件中冶集團(tuán)建筑研究總院程良奎目錄1、預(yù)應(yīng)力與非預(yù)應(yīng)力錨桿2、拉力型與壓力型錨桿3、荷載集中型與荷載分散型錨桿4、機(jī)械固定型錨桿與膠結(jié)材料固定型錨桿5、可重復(fù)高壓灌漿型錨桿6、擴(kuò)體型錨桿7、全長摩擦型錨桿8、無錨頭型預(yù)應(yīng)力錨桿9、中空注漿錨桿10、纖維增強(qiáng)塑料錨桿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)力錨桿與非預(yù)應(yīng)力錨桿受力特性比較預(yù)應(yīng)力錨桿與非預(yù)應(yīng)力錨桿的比較預(yù)應(yīng)力錨桿非預(yù)應(yīng)力錨桿1、安裝后能及時(shí)提供支護(hù)抗力，使巖體處于三軸應(yīng)力狀態(tài)1、安裝后地層移動(dòng)錨桿才能被動(dòng)地發(fā)揮作用2、控制地層與結(jié)構(gòu)物變形能力強(qiáng)2、控制地層與結(jié)構(gòu)物變形能力差3、按一定密度布置錨桿，施加預(yù)應(yīng)力后能在地層內(nèi)形成壓縮區(qū)，有利于地層穩(wěn)定3、難于在地層內(nèi)形成壓縮區(qū)4、預(yù)加應(yīng)力后，能明顯地提高潛在滑移面或巖石軟弱結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度4、僅靠桿體自身強(qiáng)度發(fā)揮其抗拉抗剪作用5、張拉工序能檢驗(yàn)錨桿的承載能力5、尚缺乏檢驗(yàn)此類錨桿施工質(zhì)量與承載力的有效方法6、結(jié)構(gòu)構(gòu)造與施工工藝比較復(fù)雜6、結(jié)構(gòu)簡單，施工方便2、拉力型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)壓力型錨桿拉力型與壓力型錨桿的荷載分布（77年Mastrantuono與Tomiolo報(bào)導(dǎo)）3、荷載集中型與荷載分散型(SBMA)錨桿荷載集中型荷載分散型荷載分散型錨桿承載體的構(gòu)造荷載集中型與荷載分散型錨桿工作特性比較荷載載集集中中型型錨錨桿桿粘粘結(jié)結(jié)應(yīng)應(yīng)力力分分布布特特征征單孔孔復(fù)復(fù)合合錨錨固固；；荷載載分分散散；；灌漿漿體體由由受受拉拉變變?yōu)闉槭苁軌簤骸?。壓力力分分散散型型結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)造造圖圖壓力力分分散散型型錨錨桿桿(單單孔孔復(fù)復(fù)合合錨錨固固））粘粘結(jié)結(jié)應(yīng)應(yīng)力力分分布布特特征征拉力集集中型型壓力分分散型型簡單防防腐灌漿體體受拉拉易開開裂多層防防腐灌漿體體受壓壓不易易開裂裂壓力分分散型型錨固固的耐耐久性性顯著著提高高4、機(jī)機(jī)械固固定型型和膠膠結(jié)固固定型型錨桿桿傳統(tǒng)的的機(jī)械械固定定型錨錨桿結(jié)結(jié)構(gòu)楔縫式式錨桿桿漲殼式式錨桿桿南非貝貝爾公公司漲殼錨錨桿法國生生產(chǎn)的的漲殼錨錨桿機(jī)械固固定型型錨桿桿特性性及時(shí)提提供支支護(hù)抗抗力或或預(yù)加加預(yù)應(yīng)應(yīng)力；；會(huì)在巖巖層中中產(chǎn)生生大的的應(yīng)力力，對對巖層層強(qiáng)度度要求求較高高；通常無無防腐腐措施施，使使用壽壽命有有限；；加工工工藝復(fù)復(fù)雜，，成本本高于于粘結(jié)結(jié)型錨錨桿；；對鉆機(jī)機(jī)直徑徑、深深度控控制要要求較較嚴(yán)。。膠結(jié)料料固定定型錨錨桿非成卷卷式水水泥漿漿固定定快硬水水泥卷卷固定定樹脂卷卷固定定(a)樹脂脂固定定的張張拉錨錨桿(b)全長長用速速凝和和緩凝凝樹脂脂的張張拉錨錨桿(c)全長長用樹樹脂錨錨固的的非張張拉錨錨桿用速凝凝（黑黑色））和緩緩凝（（帶點(diǎn)點(diǎn)色））樹脂脂固定定的巖巖石錨錨桿(a)用塑塑料袋袋包裝裝；(b)用玻玻璃管管包裝裝；1－固固化劑劑加填填料；；2－－玻璃璃管；；3－不不飽和和聚酯酯樹脂脂；4－堵堵頭；；5－聚聚乙烯烯袋；；6－－玻璃璃管；；7－－硬塑塑料蓋蓋。樹脂錨錨桿用用的樹樹脂卷卷機(jī)械固固定與與膠結(jié)結(jié)料固固定相相結(jié)合合的錨錨桿漲殼式式中空空灌漿漿錨桿桿美國威威廉姆姆斯(williams)生生產(chǎn)的的漲殼殼式錨錨桿結(jié)結(jié)構(gòu)威廉姆姆斯巖巖石錨錨桿注注漿漿漿液流流動(dòng)圖圖杭州圖圖強(qiáng)公公司生生產(chǎn)的的漲殼殼式中中空錨錨桿結(jié)結(jié)構(gòu)漲殼式式中空空錨桿桿作用用于巖巖石時(shí)時(shí)能形形成壓壓應(yīng)力力區(qū)不同類類型低低預(yù)應(yīng)應(yīng)力錨錨桿的的性能能比較較不同類類型低低預(yù)應(yīng)應(yīng)力錨錨桿工工作時(shí)時(shí)形成成的剪剪力錐錐5、可可重復(fù)復(fù)高壓壓灌漿漿型錨錨桿錨桿結(jié)結(jié)構(gòu)圖圖注漿套套管工工作原原理密封性性均勻性性重復(fù)性性預(yù)埋二二次劈劈裂灌灌漿管管密封裝裝置重復(fù)高高壓灌灌漿型型錨固固技術(shù)術(shù)的優(yōu)優(yōu)越性性抗拔力力提高高60~120%；；蠕變量量減小小1/2~2/3；；節(jié)約造造價(jià)1/3左左右右。一次常常壓灌灌漿體體與二二次高壓灌灌漿體體的比比較上海太太平洋洋飯店店軟土土基坑坑錨固固工程程(1986)天津百百貨大大樓軟軟土基基坑工工程(-13.5m)最最大位位移量量僅5cm(1994)6、擴(kuò)擴(kuò)體型型錨桿桿錨桿荷荷載傳傳遞方方式的的比較較(a)摩擦擦型(b)摩擦擦－支支承復(fù)復(fù)合型型（1））底端端擴(kuò)體體型錨錨桿爆炸成成型的的底端端擴(kuò)體體錨桿桿用旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)葉片片形成成的擴(kuò)擴(kuò)體錨錨桿固定地地層砂砂固定長長度：：6～～10m極限承承載力力900～～1400kN比Φ=12cm的圓圓柱體體錨固固體承承載力力提高高2～～3倍倍。（2））多段段擴(kuò)體體型錨錨桿擴(kuò)體型型錨桿桿承載載力計(jì)計(jì)算砂性土土黏性土土7.全全長摩摩擦型型錨桿桿（1））縫管管錨桿桿縫管錨錨桿結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)造：：1－開開縫鋼鋼管；；2－－擋環(huán)環(huán)；3－托托板縫管錨錨桿外外形縫管錨錨桿的的工作作特性性使圍巖巖處于于三維維壓縮縮狀態(tài)態(tài)（三三向預(yù)預(yù)應(yīng)力力）立即提提供支支護(hù)抗抗力；；錨固力力隨時(shí)時(shí)間而而增加加；圍巖位位移后后錨桿桿仍能能保持持較高高的承承載力力。圍巖處處于三三維壓壓縮狀狀態(tài)巖石移移動(dòng)使使錨桿桿進(jìn)一步步鎖緊緊巖石石1－桿桿體和和托板板作用用在巖巖石上上的力力；2－巖巖石；；3－－托板板；4－擋擋環(huán)錨桿錨錨固力力隨時(shí)時(shí)間而而增長長的曲曲線1－黑黑色頁頁巖；；2－－錳礦礦體；；3－綠綠泥巖巖縫管錨錨桿的的錨固固力與與拔出出量的的關(guān)系系1－砂砂巖；；2－－錳礦礦體；；3－－綠泥泥巖縫管錨錨桿適適用范范圍軟弱巖巖層受爆破破震動(dòng)動(dòng)影響響的礦礦山隧隧道高應(yīng)力力巖爆爆地層層（2））水脹脹式錨錨桿(swellexbolt)水脹式式錨桿桿機(jī)械整整形Φ41mmΦ28mm工作特特性：：與縫縫管錨錨桿相相似適用范范圍：：軟巖支支護(hù)強(qiáng)巖爆爆區(qū)段段支護(hù)護(hù)初期支支護(hù)8、無無錨頭頭型錨錨桿當(dāng)由于于某些些原因因，在在對預(yù)預(yù)應(yīng)力力錨桿桿進(jìn)行行張拉拉后，，不容容許錨錨頭外外露于于結(jié)構(gòu)構(gòu)物表表面。?？刹捎糜迷诮Y(jié)結(jié)構(gòu)物物表面面安設(shè)設(shè)臨時(shí)時(shí)的可可拆除除傳力力墩座座，并并在與與結(jié)構(gòu)構(gòu)物表表面相相鄰的的鉆孔孔灌注注水泥泥漿形形成上上粘結(jié)結(jié)段。。并在在上粘粘結(jié)段段具有有與臨臨時(shí)傳傳力墩墩座具具有相相同鎖鎖定力力時(shí)，，即拆拆除錨錨墩。。這就就是無無錨頭頭型錨錨桿。。無錨頭頭預(yù)應(yīng)應(yīng)力錨錨桿的的構(gòu)造造(a)在臨臨時(shí)錨錨墩上上對桿桿體張張拉(b)拆除除臨時(shí)時(shí)錨頭頭及錨錨墩后后的錨錨桿剖剖面圖圖荷載從從錨桿桿傳遞遞到結(jié)結(jié)構(gòu)物物的方方法(a)常規(guī)規(guī)方法法傳遞遞；(b)通過過凹槽槽內(nèi)的的錨頭頭傳遞遞；(c)通過過上（（第二二）粘粘結(jié)段段傳遞遞（1））葉尼尼塞河河sayane-shushenshHps消力力池底底板的的預(yù)應(yīng)應(yīng)力錨錨固消力池池表面面粘結(jié)結(jié)錨固固的最最終的的結(jié)構(gòu)構(gòu)型式式質(zhì)量量檢驗(yàn)驗(yàn)：錨桿拉拉力值值為1021kN，，一年年后測測定的的拉力力損失失為20％％使用幾幾年后后，洪洪水未未對消消力池池表面面產(chǎn)生生任何何影響響（2））莫斯斯科運(yùn)運(yùn)河船船閘閘閘墻的的無錨錨頭型型錨固固莫斯科科運(yùn)河河老鋼鋼筋混混凝土土船閘閘的修修補(bǔ)船閘閘閘墻的的張拉拉9中中空注注漿錨錨桿（（系列列）（1））特特點(diǎn)：：桿體為為表面面帶有有標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)結(jié)螺紋紋的中中空桿桿體，，可采采用連連接套套接長長，在在狹小小空間間可施施工大大于10m長的的錨桿桿；注漿時(shí)時(shí)漿液液由中中空桿桿體底底端流流向孔孔口，，止?jié){漿塞與與托板板能有有效阻阻止外外溢，，可保保證桿桿體與與孔壁壁間注注漿飽飽滿，，使錨錨桿伸伸入的的巖體體范圍圍得到到有效效加固固；通過連連接套套與對對中環(huán)環(huán)，使使桿體體居中中，桿桿體被被均勻勻的砂砂漿保保護(hù)層層包裹裹，顯顯著提提高了了耐久久性；；必要時(shí)時(shí)，可可通過過自由由段的的隔離離措施施，對對錨桿桿施加加預(yù)應(yīng)應(yīng)力。。（2））類型型1）普普通中中空注注漿錨錨桿適用于于各類類隧道道與洞洞室工工程，，特別別是隧隧道與與洞室室的頂頂部。。2）自自鉆式式中空空注漿漿錨桿桿鉆桿即即為錨錨桿桿桿體，，在難難以成成孔的的困難難復(fù)雜雜巖層層中應(yīng)應(yīng)用具具有獨(dú)獨(dú)特優(yōu)優(yōu)勢。。3）漲漲殼式式中空空錨桿桿Williams公公司的的漲殼殼式中中空錨錨桿的的細(xì)部部構(gòu)造造及工工作原原理(a)細(xì)部部構(gòu)造造；(b)漲漲殼工工作時(shí)時(shí)形成成的抗抗力10、、纖維維增強(qiáng)強(qiáng)塑料料錨桿桿纖維增增強(qiáng)塑塑料是是一種種以合合成樹樹脂為為粘結(jié)結(jié)劑劑、、復(fù)合合纖維維為增增強(qiáng)材材料制制成的的復(fù)合合材料料。纖維增增強(qiáng)錨錨桿的的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：防腐蝕蝕，耐耐久性性好；；絕緣，，防靜靜電；；抗拉和和粘結(jié)結(jié)強(qiáng)度度高；；重量輕輕，同同等規(guī)規(guī)格的的桿體體約為為鋼材材的1/4；易于切切割其相對對密度度為1.8～2.1