预应力锚杆详解.pptVIP

预应力锚杆的应用 第五组 预应力锚杆介绍 预应力锚杆是指设置于钻孔内、端部伸入稳定土层中的钢筋(或锚索)与孔内注浆体组成的受拉杆体，将钢筋(或锚索)的另一端固定于岩土体或支挡结构表面，对锚杆施加一定的预拉力，利用锚杆的回弹力压紧可能滑动的岩土体或支挡结构，以增大滑面上的抗剪强度，从而达到提高岩土体或支挡结构稳定性的目的。锚杆挡墙施工所需钻孔径小，不用大型机械，结构轻巧，可靠度高，施工机具轻便简单、灵活，所需工作面小，基本采用机械化作业，工艺简便。 预应力锚杆适用范围 1)在高边坡或隧洞洞口明挖中采用将可增加边坡稳定，从而减少开挖量，也为提前进洞创造条件; 2)可在水库正常运行条件下用于混凝土坝体或坝基加固; 3)用于修补混凝土裂缝或缺陷，可将集中荷载分散到较大范围内; 4)加固洞室，改善洞室的受力条件，如用于地下厂房的高边墙支护等。 预应力锚杆施工过程 预应力锚杆的施工机理 预应力锚杆加固高边坡的本质是充分利用具有较大刚度和强度材料的力学特性来加强、加固软弱破碎的岩体和土体，充分发挥岩土体的自稳能力，达到稳定边坡的目的。由于锚杆和岩体的共同作用，大大地改善了边坡岩体的稳定条件。其作用主要表现:首先，由于预应力锚固力的作用，实现了边坡岩体结构条件的转化或改造；其次，锚杆的锚固力直接改变了滑动面上的应力状态及滑动稳定条件，一方面预应力 锚固力为滑动面提供了抗滑力;另一方面锚杆本身的强度还可以提供一部分抗滑动力，这些都使被锚固的潜在滑动体的稳定性提高。该技术与传统的抗滑桩、挡土墙等支挡结构相比，通过加固岩土体自身，改善岩土体的力学性能，变被动支挡为主动加固，具有施工速度快，防护效果好等优点。 锚杆的布置与安设 (1)锚杆上覆地层厚度应不小于4.0m，以避开坡顶荷载的影响(如车辆) ，也避免由于采用高压注浆使上覆土层隆起。 (2)锚杆水平与垂直间距宜大于1.5m，以避免应力集中，以免群锚效应发生而降低锚固力。 (3)锚杆的安设角度，需要考虑邻近状况、锚固地层位置和施工方法。一般锚杆的俯角不小于15o，不大于45o。实际工程中应根据锚固地层的位置选择合适的安设角度。 实例分析与计算 工程简介 在修建重庆某道路时需对现有边坡进行切坡开挖，根据地质勘探报告，该段边坡为岩土质边坡长约55 m，高约20 m，边嫉上部土层厚为0.8 m-2.0m，下部岩体主要由泥岩组成，天然重度为 γ= 24.81kN/m3。根据GB50330——2002建筑边坡工程技术该段边坡安全等级为一级，边坡岩体类型属Ⅲ类。泥岩岩体等效内摩擦角标准值取52°，破裂角取63. 49 °。结构面粘聚力取50kPa，内摩擦角取18°。岩体与锚固体(M30砂浆)粘结强度特征值:中风化泥岩取150 kPa，中风化砂岩取300 kPa。由于边坡开挖后，边坡顶部居民楼位于其破裂角影响范围内， 为保护边坡开挖后楼房基础不受影响，需控制边坡变形，拟采用预应力锚杆挡墙对该边坡进行支护。 1）锚杆档墙计算与设计 1)侧向土压力计算 其中，Eak为主动岩石压力合力标准值，kN/m;Ka为土压力系数;H为挡土墙高度,m; γ为土体重度，kN /m3。 2)侧向岩石压力的确定 边坡侧向岩石压力分别以岩石等效内摩擦角按侧向土压力方法计算和以外倾结构面的参数按建筑边坡工程技术规范公式6.3.2中的方法计算，取两种结果的较大值。 经过计算，侧向岩石压力:Eak=451.09kN,侧向岩石压力Ea的修正系数为1.35。Ea=1.35Eak=608.97kN。 3）锚杆挡墙设计 锚杆间距2.0 mx2.5 m，人射角为150，肋柱尺寸0.4 m x0.6 m，沿道路走向间距2.0 m,挡板厚0.3m,锚杆采用预应力中空注浆锚杆，锚人假想破裂面后稳定基岩内6. 0 m 。锚杆挡墙布置见图1。 4）锚杆档墙施工要求 （1）预应力中空注浆锚杆采用厂家配套产品，灌浆压力为0.4MPa -0.6MPa，确保浆体灌注密实。水泥浆与岩层间的极限粘结力标准值不小于0. 5 MPa，采用两次灌浆张拉锚定工艺。锚杆张拉应在锚固体强度大于20 MPa并达到设计强度的80%后进行，张拉力为150 kN。待张拉完成之后再进行自由段的灌浆。 （2)施工前应熟悉边坡地质环境资料，掌握工程地质和水文地质特点，了解影响边坡稳定的主要地质特征和边坡破坏模式，精心作好施工组织设计。熟悉边坡周边建(构)筑物的分布和特点，了解坡顶构筑物基础和结构情况，必要时采取预加固措施，施工期间应注意组织好环境排水，并采取可靠的施工保护措施。坡顶必须设置截水沟，采取施工措施水流下渗和冲刷，以保证坡体稳定和施工安全。 （3