培训文件—锚杆及土钉拉拔试验知识讲义.doc

文档介绍：锚杆（索）及土钉拉拔试验知识讲义
上海汇谷岩土工程技术有限公司
2013-4-2
一、基本介绍
锚杆支护、土钉支护是近年发展起来用于土体开挖和边坡稳定的挡土技术，由于经济可靠且施工快速简便，在国内外都得到了迅速的推广和应用。
1. 锚杆
锚杆，英文“Anchor Bar”，是当代煤矿当中巷道支护最基本的组成部分，1912年由德国谢列兹矿最先采用，它将巷道的围岩加固在一起，使围岩自身得到支护。现在锚杆不仅用于矿山，也用于其它工程技术中，对边坡、隧道、坝体进行主动加固，是将拉力传递到稳定岩层或土体中的锚固体系。它通常包括杆体（由钢绞线、钢筋、特制钢管等筋材组成）、注浆体、锚具、套管和可能的连接器。当采用钢绞线或高强钢丝束作杆体材料时，可称锚索。
（锚杆杆体）
（锚索照片，伸出部分为无粘结钢绞线）
无粘结钢绞线介绍
2. 组成锚杆必须具备的几个要素
1）有抗拉强度高于岩土体的杆体；
2）杆体一端可以和岩土体紧密接触形成摩擦（或粘结）阻力；
3）杆体位于岩土体外部的另一端能够形成对岩土体的径向阻力。
锚杆作为深入地层的受拉构件，它一端与工程构筑物连接，另一端深入地层中，整根锚杆分为自由段和锚固段。自由段是指将锚杆头处的拉力传至锚固体的区域，其功能是对锚杆施加预应力；锚固段是指水泥浆体将预应力筋与土层粘结的区域，其功能是将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大，增加锚固体的承压作用，将自由段的拉力传至土体深处。
根据上述定义，给出了锚杆的基本结构，下图为某类型锚杆构造示意：
3. 锚杆作用机理
1）锚杆是岩土体加固的杆件体系结构；
2）通过锚杆杆体纵向拉力作用，克服岩土体抗拉能力远低于抗压能力的缺点；
3）限制岩土体脱离原体，增加岩土体的粘聚性，从力学观点上看主要是提高了围岩体
的粘聚力C和内摩擦角Φ。
4）锚杆位于岩土体内与岩土体形成一个新的复合体，其中的锚杆是解决围岩体抗拉能力低的关键，从而使得岩土体自身的承载能力大大加强。
4. 锚杆设计
，其承载能力受拉杆强度、拉杆与锚固体
之间的握裹力、锚固体和孔壁之间的摩阻力等因素的影响。
，验算内容主要包括：
① 锚杆杆体截面面积；
② 锚杆锚固体与岩土层的锚固长度；
③ 锚杆杆体与锚固砂浆间的锚固长度；
④ 土体或者岩体的强度验算。
，应考虑如下参数：
1）锚杆种类（高强度螺纹钢锚杆，普通圆钢锚杆，其它锚杆）
2）锚杆直径
3）锚杆长度
4）锚杆密度（即锚杆间、排距）
5）锚固方式（端部锚固，部分锚固，加长锚固，全长锚固），锚固剂规格与数量
6）锚杆钻孔直径
7）锚杆角度
8）组合构件的规格和尺寸
9）锚索种类
10）锚索直径
11）锚索孔直径与锚固方式，锚固剂规格与数量
12）锚索长度
13）锚索密度，即锚索间、排距
14）锚索组合构件规格和尺寸
15）锚索角度
下图为锚杆设计布置示意（当间距过小时，应使用不同倾角或不同长度的锚杆）
5. 锚杆施工

施工流程：锚杆孔位放线定位→锚杆钻孔施工→锚杆制作安装→锚杆注浆→腰梁施工→锚杆注浆体养护→锚索张拉与锁定

（1）锚杆钻孔
a. 钻孔前，必须调查清楚场地的地层，地下障碍物及邻近建筑物，根据设计要求定出
孔位，作出标记。
b. 锚杆定位时，其水平方向和垂直方向孔距误差均不应大于100mm，钻头直径不应小
于设计钻孔直径3mm，钻孔轴线的偏斜率不应大于锚杆长度的2%，钻孔孔深不应
小于设计长度，也不宜大于设计长度500mm。
c. 锚杆杆体安放时应防止扭压、弯曲，杆体放入角度应与钻孔角度一致。
d. 钻机工作面要严格按照设计要求提供，不能超挖或欠挖，保证工作面平整。
锚杆施工现场照片
YGL-100全液压履带式钻机
（2）锚杆注浆
a. 注浆材料宜选用灰砂比1：~1：~，
必要时可加入一定量的外加剂或掺合料。
b. 浆液配比及注浆压力等参数，可通过现场试验取得。
c. 注浆在孔口冒浆或排气管停止排气时方可停止注浆。
d. 注浆前应检查注浆泵，保证正常运转，管路畅通。
e. 。
f. 注浆浆液应搅均匀，随搅随用，浆液应在初凝前用完。
g. 作好注浆记录，掌握每根锚杆的注浆情况。
h. 注浆完成后，应立即将注浆管、压浆泵、搅拌机等设备用清水洗净。
（3）钢梁架设
a. 按设计要求确定钢梁材质、