预应力锚杆技术施工的应用研究.pdf

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1、预应力锚杆技术施工的应用研究夏全周(四川铁科建设监理有限公司,四川成都6１0000)摘要:岩土锚固是指通过埋设在岩体中的受拉杆件,改善的稳定性。对锚杆施加预应力能显著提高潜在剪切面上的岩土体的力学特性和应力状态,以提高岩土体的稳定性。本摩阻抗滑力,而直接抵抗边坡岩体的滑动位移。文着重对预应力锚杆支护技术和工程应用做了较全面的分2)平面滑动的稳定性及锚固力计算。平面滑动多发生析与阐述,包括不同条件下岩土的稳定分析、设计、施工、监在岩质边坡的失稳,一般是由于一条或多条不连续面切割边测、工程实例等方面,以助于在生产中理论联系实际,从实际坡,从而在边坡岩体中出现薄弱面,岩体轻度

2、降低,造成沿不[2]出发,为实际生产提供一定的借鉴和帮助。连续面产生剪切或拉裂,使边坡破坏。用预应力锚杆加固关键词:锚杆支护;预应力;锚固边坡,则抵抗岩体剪切面移动的力就会大大增加。锚杆需要中图分类号:TU７53文献标志码:B施加的预应力P为:文章编号:１6７2-40１１(20１７)0１-0１4１-03P=(K·Wsinβ-CL-tanΦWcosβ)/(Ksinθ+tanΦcosθ)DOI:１0．3969/j．issn．１6７2-40１１．20１７．0１．066(１)3)圆弧滑动的稳定性及锚固力计算。圆弧状或近似圆1预应力锚杆的结构弧状的滑动多发生在土质边坡,根据平衡原

3、理,对圆弧滑动面采用瑞典条分法进行稳定性计算,其边坡安全系数的计1．1预应力锚杆和非预应力锚杆算为:１)非预应力锚杆。安设锚杆后,等待岩体变形,使锚杆K=(∑CL+∑tanΦWcosα)/∑Wsinα(2)处于受拉状态,这种锚杆为非预应力锚杆。非预应力锚杆是iiiiiii式中,C为第i条块底滑面的粘聚力;Φ为第i条块底一种被动的加固方法,是利用锚杆和介质材料的结合来达到ii滑面的内摩擦角;L为第i条块底滑面的长度;α为第i条锚固的效果,锚杆受力随锚杆加固区岩土体变形量的增大而ii块底滑面的倾角;W为第i条块的自重。逐渐增大,其锚固力发挥是随岩土体变形而逐渐产生的。i锚杆

4、需要施加的预应力P为:2)预应力锚杆。安设锚杆后通过对锚杆施加拉力,使锚P=(K∑Wsinα-∑CL-∑tanΦWcosα)/(Ksinθ杆处于受拉状态,从而限制岩土变形,这种锚杆为预应力锚iiiiiii+tanΦcosθ)(3)杆。预应力锚杆是在完成锚杆安装后就对杆件主动施加预j应力,是一种主动加固的方法。2．2分析计算法对锚固分析及计算1．2预应力锚杆的基本结构在地下工程中,对围岩整体稳定性分析,常采用数值解预应力锚杆一般由外锚头、自由段、内锚固段组成。外法;对局部可能失稳的围岩块体的稳定验算,采用块体极限锚头位于岩土体的表面,其功能是将来自构筑物和岩土体变平衡法。

5、形产生的力有效地传递给拉杆;自由段是锚固体与锚头之间１)经验公式设计法。跨度小于１0m的洞室,按经验公连接部分,其作用是将来自锚头的拉力传递给锚固体;内锚式确定锚杆参数。固段在锚杆的尾部,与岩体紧密连接,其主要功能是将来自锚杆长度L取两式较大值:栏杆的力通过摩擦力或粘结力传递到稳定的岩体中,锚杆体L=n(１．１+B/１0)L>2S(4)的可靠性决定锚固工程的可靠程度,是锚杆支护的关键锚杆间距D取两式较小值:D≤0．5LD<3S(5)[１]锚杆直径d主要依锚杆的类型和锚固力而定,一般为:部分。od≈L/１１0(6)o2预应力锚杆的计算分析式(4)~(6)中:L为锚杆长度;

6、B为洞室跨度;n为围岩2．1边坡稳定锚固分析及计算稳定性系数;S为围岩中间节理间距;D为锚杆间距,一般为0．8~１．0m,最大不超过１．5m;d为锚杆直径。１)影响边坡稳定性的因素和作用力。边坡的稳定性是o由沿潜在滑移面的粘结力和摩擦阻力来维持,影响岩土边坡2)侧锚加固的计算。侧锚加固通常是针对洞室侧墙或稳定性的主要因素有边坡的坡度、边坡的高度、边坡岩土体其与顶部转角处的危岩。每米隧洞所需加固力为:的结构、边坡内部应力状态、岩土体的强度、土层孔隙或掩体P=[W(K·sinβ-cosβtanΦ)-C·A]/(cosθtanΦ+K裂隙的水压力以及各种外力。用锚杆加固是将潜在

7、剪切面·sinθ)(７)以上的部分同剪切面以下的稳定岩体锚固在一起,提高边坡式中,W为每米隧洞滑体重量;K为安全系数,取１．5~2．0;β为滑移面倾角;θ为滑移面法线与锚杆方向夹角;C为滑移面粘聚力;Φ为滑移面摩擦角;A为每米隧洞滑面面积;作者简介:夏全周(１983-),男,浙江湖州人,本科,工程师,主要从事铁路工程建设工作。P为每米隧洞所需加固力。侧锚加固机理同岩质边坡类似,所采用的锚杆类型、参·１4１·数、防腐措施等均与边坡锚固相同。4预应力锚杆支护施工技术3)按组合梁原理的加固设计。锚杆的组合梁作用对层4．1预应力锚杆施工步骤及工艺