如何选择正确高效的锚索类型?

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库仑李建 - 库仑工程师

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锚索的类型非常多,作为岩土加固的主要手段,选用失当就会达不到工程加固的最佳效果。正确选择锚索的类型既要了解锚索的共性,更要了解锚索的特性。

全长粘结型预应力锚索

1. 全长粘结锚索的防护原理

自然状态下钢铁被氧化,表面生成氧化铁钢铁在PH≥11的碱性环境中,钢铁氧化后将在钢表面形成均匀而连续的Fe2O3薄膜,它的厚度大约是100纳米,结晶形式是r- Fe2O3,属于尖晶石结构,就是保护钢铁不锈蚀的钝化膜。

2. 全长粘结预应力锚索的受力特性

(1) 长期使用中不能调节锚索的拉力;

(2) 能最大限度的调动岩体的自承能力,控制岩体变形能力大;

(3) 全长粘结锚索有受力的局部性;

(4) 用其加固的结构极限承载力高;

(5) 张拉时锚固段的浆体易拉裂。

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3. 全长粘结预应力锚索的适用条件

(1) 作为永久锚索时的要求,一:营造锚索表面可形成钝化膜的环境,二:长期使用中不得破坏钝化膜;

(2) 不宜采用的情况:岩体变形较大需要随时调整锚索拉力大小时、观测锚索、 腐蚀性地层。

压力分散型锚索

1. 压力分散型锚索结构

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工程中已应用的压力分散型锚索有两种:承压板式压力分散型锚索和可拆除式压力分散型锚索。

2. 压力分散型锚索的优点

(1) 锚固段注浆体承受压力,受力合理;

(2) 承压板分散布置在钻孔深度的不同部位,锚固段注浆体体受力较均匀;

(3) 锚固段利用率高;

(4) 锚索的单孔设计承载力可以很大。

3. 压力分散型锚索的缺点

(1) 施工时操作繁琐;

(2) 调整锚索的预应力不方便;

(3) 长期工作中锚索各根钢绞线受力不均匀;

(4) 不能做锚索的性能试验和极限承载力试验。

4. 压力分散型锚索不宜用于永久性高边坡的支护

岩土加固中永久性锚索有两种:

一种是观测锚索,它不能反映我们最关心的应力最大的构件的受力状态;

一种是工程加固锚索,长期工作中同一根锚索各根钢绞线受力不等,最短的一根将首先拉断,或者处于不等应力下工作。

拉力型非粘结锚索

1.施工中要注意的问题

(1) 锚固段钢绞线的清洗;

(2) 锚索组装不得用金属制品;

(3) 隔离防护层的保护与修补;

(4) 锚具的防护应采用充满防锈油脂的专门的防护帽。

2. 拉力型无粘结锚索的特点

(1) 外锚头的寿命与工程相同,必须长期妥善保护;

(2) 对围岩的变形适应能力强;

(3) 可根据需要随时调整锚索拉力的大小;

(4) 抗动载性能好。

4. 适用环境

可用作观测锚索;适用于大变形岩体加固;适用于腐蚀性地层及杂散电流密集区的岩体加固。

拉力分散型预应力锚索

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拉压分散复合型锚索

特点:(1) 锚固段的受力合理;(2) 锚固段利用率高;(3) 拉和压两部分岩体变形要协调。

可回收锚索

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均匀压力分散型锚索和均匀拉力分散型锚索

均匀压力分散型和均匀拉力分散型锚索的技术细节尚未公开。

屈服锚索

1. 屈服锚索的受力特性屈服锚索有两个技术指标,一是屈服力,二是屈服量

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2. 在受动载作用的洞室加固中的作用

(1) 提高新建国防工程的抗力;

(2) 提高既有国防工程的抗力等级;

(3) 各种矿藏的开采要用爆破,巷道和地下洞室会遇到高地压和采矿爆破的双重影响,屈服锚索也有广泛的应用前景。

3. 在地下洞室中的支护作用

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4. 在高大边坡加固中的作用

需要调整锚索预应力的工程,如果安装屈服锚索,即可省去调整锚索拉力的工序。

5. 在高地震区抗震工程的加固作用

采矿中炸药的爆炸,国防工程中炮炸弹的爆炸,地震中的地层错动,对建筑物的破坏都是由于它们引起了建筑物附近岩土体的运动 ,区别仅在于震源。

6. 易产生岩爆的洞室加固

总而言之:

(1) 对无腐蚀地层,应当优先选用全长粘结预应力锚索或均匀拉力分散型锚索;

(2) 对腐蚀性地层,大变形地层及长期观测锚索,应选用拉力型无粘结锚索或均匀压力分散型锚索;

(3) 对遭受动载作用或易产生岩爆的岩层加固,应选用屈服锚索(杆);

(4) 对于张拉段长度不等的各种锚索不宜用作永久支护。

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