17锚固技术.ppt
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1、基础工程施工技术 第五章 锚固技术,一、概述,锚固(杆)技术是安设在岩土层中的受拉杆件。它的 一端固定在边坡或地基的岩土层中,另一端与工程建筑结构相连,用以承受由于土压力、水压力、风力等所施加于建筑结构的推力,从而利用地层的锚固力以维持建筑结构或岩土层的稳定。,锚杆的应用图,锚杆的应用图,锚杆的应用图,锚杆的应用图,锚杆的应用图,锚杆的应用图,二、锚杆的构造,锚杆是受拉杆件的总称。它由锚头、拉杆、锚固体三部分组成。 锚头台座(调整受力方向)、承压垫板(使集中力分散传递)、紧固 (螺母或专用连接器,起联接作用) 拉杆是锚杆的中心受拉部分。(有效锚固长度、非锚固长 度) 材质为 45siMnV高强
2、度钢材(25)、以及钢绞 线、钢丝束。 锚固体是锚杆尾端的锚固部分。 分为: 摩擦型靠锚固体摩擦力获得支承、 承压型靠锚固体的被动土压力来获得支承(锚定板) 复合型螺旋型、串玲型。,锚杆结构示意图,承压锚杆示意图,三、锚杆的作用原理,1锚杆的悬吊作用原理 锚杆支护是通过锚杆将软弱、松动、不稳定的岩体悬吊在深层稳定的岩体上,以防其离层滑脱。起悬吊作用的锚杆主要是提供足够的拉力,以克服滑落岩土体的重力或滑动力来维持其稳定。,示意图,2、组合梁作用原理,3、挤压加固原理,T. A. Lang兰格通过光弹试验证实了锚杆的挤压加固作用,当他在弹性体上安装具有预应力的锚杆时,发现在弹性体内形成以锚杆两头为
3、顶点的锥形压缩区,若将锚杆以适当的间距排列,使相邻锚杆的锥形体压缩区相重叠,便形成了一定厚度的连续压缩带。 国外澳大利亚雪山地下工程公司、国内冶金建筑研究院等单位曾分别用碎石、混凝土碎块作材料模拟破碎地层,然后用锚杆加固,发现加固后的模型的承压能力大幅度提高。,挤压加固原理图,灌浆锚杆的工作原理图,4、灌浆锚杆的工作原理,除了钢筋本身要有足够的强度承受拉力外,锚杆的抗拨作用还必需同时满足以下三个条件: 1)锚固段的砂浆对拉杆的握固力需能承受极限抗拉力 2)锚固段的地层对砂浆的磨擦力需能承受极限拉力 3)锚固的土体在最不利的条件下需能保持整体稳定性。,四、灌浆锚杆的抗拨力,(一)锚固段的砂浆对钢
4、筋的握固力 1)岩层锚杆的握固力 在完整岩层中的灌浆锚杆,要求水泥砂浆的强度不低于30Mpa,通常锚固体与岩石的摩擦力大于握固力。因此,岩层锚杆的极限抗拨力和最小锚固段长度取决于砂浆的握固力: T3.14dLu 式中 u平均握固力,握固力的确定,Ti-Ti+1= 3.14d UiLi Ti TI+1 LI Ui=(Ti-Ti+1)/3.14dLi =(d/4)(pi-pi+1)/Li 钢筋与水泥砂浆的粘附力约为其标准抗压强度的10%20%,即u值为25004000KN/m2 根椐计算锚固体最小长度为12 m,实际证明当锚固深度为0.5m时钢筋能从砂浆中拨出,当锚固深度为14m时锚杆的钢筋 将达
5、到屈服强度,2)土层锚杆的握固力 由于土层对锚固段的单位长度的摩擦力小于砂浆对钢筋 的握固力,因此土层锚杆的最小锚固长度主要是由土层的抗剪强度控制,(二)锚固段孔壁的抗剪强度,锚杆孔壁 与砂浆接触面的抗剪强度,有三种不同的破坏形式: 1)砂浆接触面外围的岩土层剪切破坏,岩土层的强度低于砂浆与接触面强度。 2)沿着砂浆与孔壁 的接触面剪切破坏,灌浆质量可能有问题 3)接触面内砂浆的剪切破坏,岩层锚杆抗拨力一般取决于砂浆对钢筋的握固力. 土层锚杆杆抗拨力取决于沿接触面外围的土层抗剪强度. 或 法向压力主要取决于地层压力.,因此:,五锚固工程设计,(一)锚杆的结构类型选择 圆柱型用于粘土层,相对密度
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