点锚预应力锚杆锚固端型式与锚固力关系
10水电工程预应力锚固设计规范【DL T5176-2003】
备案号目次前言范围规范性引用文件总则术语与符号术语和定义符号一般规定基本资料预应力锚杆材料锚固设计的基本内容锚杆体的选型与设计锚杆体的选型锚杆体的结构设计锚杆体的防护设计张拉力的控制和张拉程序设计边坡锚固基础锚固地下洞室锚固围岩锚固岩壁吊车梁锚固预应力闸墩锚固设计预应力水工隧洞环形锚固设计水工建筑物的补强与锚固试验与监测锚杆试验胶结材料与围岩的黏结强度附录预应力锚杆锚固试验前言水工隧洞等各类结构进行加固或改善取得了良好的效果和一定的并积累了丰富经为推广提高预应力锚固的效能和技术水平促进水电工程锚固技术的发展国家经济贸易委员会以电力号文年度电力行业标准制修订计划项目的下达了编制的水电规划设计标准化技术委员会于年月在北京召开了编制根据大纲审查会纪要的编制组全面总结了我国预应力锚固技术的应用经验完成了国家和地区预应力锚固规范锚束式预应力和按可靠度理论转轨和套改等在此基础上于年月提出了规范初稿年月提出了规范送审电力行业水电规划设计标准化技术委员会于年月对规范送审稿本标准是应用预应力锚固技术对岩体或水工建筑物实施加固应与其他相关标准配套使本标准的结构安全度是根据可靠度设计统一的原则确本标准的附录附录为本标准由电力行业水电规划设计标准化技术委员会提归口并本标准负责起草单位东北勘测设计本标准参加起草单位西北勘测设计武汉大学土木建筑工程本标准主要起草人为苏加沈义吕侯程王文朱振陈大范围本标准规定了用于加固岩体和水工建筑物的预应力锚杆的设计原则和适用于下列水电水利工程的锚固设计岩质各种水工隧洞环形锚其他规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准引用而成为本标准的凡是注日期的引用文件其随后所有的修改勘误或修订均不适用于本然而鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版凡是不注日期的引用文其最新版本适用于本硅酸盐水普通硅酸盐水泥水利水电工程地质勘察规范水工混凝土结构设计规范无黏结预应力混凝土结构技术规程水工隧洞设计规范总则锚固设计应以充分利用围岩和岩体的承载能力为基本原在地质调查的基础根据工程的稳定性和结构应力分析的有关对锚固措施的安全合理性进行技术经济预应力锚固工程的地质勘察应根据锚固对象的建筑物等的规定执预应力锚固工程可采用理论分析和工程类比法重要工程还应根据原位监测结果进行修并根据监测结果分析锚固效果对锚固后的水工建筑物做出稳定状态的预应力锚固设计应积极采用新新工新设备和新术语与符号术语和定义下列术语和定义适用于本预应力锚固通过对锚杆施加使岩体或混凝土结构物达到稳定状态或改善结构物内部应力状况的技术措预应力锚杆施加预应力后本标准将锚束统称为锚束钢绞线或按一定规律编排成束亦称锚在预应力闸墩或预应力衬砌中又习惯称为锚束或锚永久性预应力锚杆在永久性工程中布置的使用年限为年以上临时性预应力锚杆在临时性工程中布置的和在永久性工程中布置的使用年限为年以张拉锚杆施加张拉力的砂浆砂浆锚杆以普通螺纹钢材为杆体在锚杆全孔充填水快硬水泥砂浆或水泥卷锚杆体预应力锚杆的整包括内锚固张拉外锚头及相连接的所有部内锚固段预应力锚杆体的内部持力它是用胶结材料或用金属加工的机械装置使锚杆内端与被锚固体深部稳定的介质形成整体的区张拉段对预应力锚杆施加拉力时可以自由伸长的部分当锚杆锁定后依靠自由伸长部分的弹性变形对被锚固的介质施加外锚头对锚杆实现张拉和锁定的支撑装有黏结预应力锚杆锚杆锁定后张拉段与被锚固介质无相对滑动无黏结预应力锚杆锚杆张拉锁定张拉段与被锚固介质之间能相对移动的预预应力钢材强度利用系数当预应力锚杆的张拉力达到设计值时锚杆材料的平均应力值与锚杆材料抗拉强度标准值之设计张拉力根据锚固设计需并考虑一定安全余度和由于岩体混凝土徐变及钢材松弛可能引起的预应力损失确定的每根锚杆应施加的张拉荷超张拉力为消除由于锚杆与孔壁的锚具的压缩和锚束的回缩而引起的预应力施工时将张拉力提高后的实际张拉荷安装荷载预应力锚杆张拉锁定锚杆实际存在的荷永存张拉荷载由各种因素造成的预应力损失均完成锚杆中保存的预应力预张拉预应力锚杆正式张拉作业之为使锚束中各股钢丝或钢绞线受力均所进行的张拉作补偿张拉预应力锚杆锁定为补偿预应力损失而进行的再次张拉作压力型锚固段采用无并通过改变锚固段结构型式的办使内锚固段由受拉状态变为受压用内锚固段的压缩传递张拉力此时锚固段称之为压力型锚固压力集中型锚固段内锚固段采用一个承载体对预应力锚杆施加的张拉力全部集中在一个承载体的内锚固段内这样的内锚固段称之为压力集中型锚固压力分散型锚固段内锚固段采用多个承载对预应力锚杆施加的张拉力分散在每一个承载体的锚固段内这样的内锚固段称之为压力分散型锚固符号长段长段长度露段长度根预应力锚杆超根胶结材料与孔锚杆孔直径预应力锚杆根根预应力锚杆所控制的面积引起围岩失去稳定的下滑要预应力锚杆提供的支护抗锚杆提供的支护抗网喷射混凝土提供的支护抗具有的支护抗力角轴线与水平面的面结构与水平面的夹角摩擦角重要性系数状况系系数根预应力锚杆张拉力分项系黏结强度分项系数滑力作用分项系数抗滑力作用分项系数根预应力锚杆的支护抗承担的不稳定块体下滑分项系数预应力锚杆承担的下滑力分项系作用在预应力锚杆中拉力的标准值变作用在预应力锚杆中产生的拉力标准永久作用分项系数变作用分项系数标准值位梁长所需要的预应力锚杆截一般规定基本资料预应力锚固设计应具备以下基本资料建筑物级别及工程布置水工建筑物基本参数荷载组合和运行特锚固区域地形地质条施工条建筑材料的物理力学指岩体锚固设计应具备下列地质资料锚固工程部位的地质剖面不稳定岩体的范围和边界条围岩质主要构造的产各种结构面的组合关系及地锚固工程所涉及部位岩体的抗压抗变形模岩体重声波速岩体的可能失稳结构面的和胶结材料与被锚固介质对类还应提供围岩的流变特重要部位的锚固工程应具有预应力锚杆材料锚杆材料可根据锚固工程的性锚固部工程规选择高低松驰的预应力无黏结预应力精轧螺纹钢筋或普通预应力当采用高强预应力钢丝作锚杆材料时其力学性质应符合的规定当采用预应力钢绞线作锚杆材料其力学性质应符合的规定当采用无黏结预应力筋做锚杆材料其力学性预应力筋涂料及外包层材料应符合的规定当采用精轧螺纹钢筋做锚杆材料其物理力学性质应符合表和表表精轧螺纹钢筋的力学性能表精轧螺纹钢筋的公称直径和直径允许偏差预应力锚杆的外锚锚机械式内锚头和预应力钢筋连接器的材料性应符合国家关于钢材质量各种预应力锚具的性能和质量应符合等标准的有关当采用超高强预应力材料时锚夹具应与其相匹内锚固段和预应力锚杆封孔灌浆应采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水当地下水有腐蚀性应采用特种水其质量应符锚固设计的基本内容锚固设计应包括以下内容确定锚固范围和锚固深选择锚固方计算锚固力大确定预应力锚杆数量选择布置方确定锚杆结构型式及各项参编制施工技术要求和特殊情况的技术处理措锚固效果监测及锚固后的工程安全预应力锚杆的锚固范围和施加的锚固力应根据工程地质勘察软弱结构面的位产状和力学性质或结构物的力学要求等按照稳定分析或应力分析结果确单根应根据下列因素确定保证被加固结构物安全运行需要的总锚固力大锚固介质和胶结材料力学指预应力锚杆材料力学指锚夹具的类张拉设备出力和施工场地条预应力锚杆的数应根据总锚固力和单根预应力锚杆设计张拉力确地下洞室和基础锚固所采其长度应按不稳定结构面的位置和在稳定的介质中有安全的胶结长度等条件确对于水工建筑物加固采其长度应根据结构物尺寸和应力分析结果确岩体锚固中的预应力锚杆应按下列原则布置根据锚杆的数施工条工艺要求的不同选用方梅花矩形或菱形应能提供均匀预应力锚杆的轴线方宜按最优锚固角当受施工条件和地形条件限制经技术经济比较后可适当调整轴线方当布置有根以上预应力锚杆锚杆可长短相间当单根锚杆设计张拉力大于宜采用压力分散型内锚固水工建筑物中的预应力锚杆应按下列原则布置应根据闸墩的结构型锚块型闸墩的应力分布和施工条经综合比较预应力衬砌中的锚束应根据应力分析的结采用的预应力筋种类和施工条件确有黏结预应力锚杆孔的直径应大于锚束直径采用机械式内锚固内锚固段部位钻孔直径的允许误差为重要工程进行锚固设计除应按刚体平衡法进行稳定分还应采用数学模型或物理模对锚固效果进行论对小型锚固工程或临时可直接采用类比进行永久性预应力锚固工程应根据工程的重要周围介质和渗透水的化学性质等条对预应力锚杆进行防防锈处重要工程或工程的重要部应根据实际运行需要布置一定数量验证预应力锚杆提供设计选定参数的合理必要时应按试验结调整预应力锚杆的各项设计参锚固工程应做施工期和永久运行期的安全锚杆体的选型与设计锚杆体的选型锚杆体的型式应根据锚固工程的使用年单根锚杆的设锚杆的布置及施工条件经综合比较进行选一般情况下内锚固段应优先选择胶结式当难以采用胶结式时也可选用机械胶结式内锚固段的胶结材料应优先选择水泥砂浆或水泥有特殊要求时也可选择树脂胶结式内锚固段一般情况下可采当单根锚杆张拉力较或对内锚固段区域的应力条件有特殊要求也可采用压压力分散型或其他结构型式的内锚固当选用机械式内锚固段时应满足下列条件单根锚杆的设计张拉力不大于锚固区的围岩应较完其抗压强度应大于预应力锚杆的外锚头应由专门厂家采用金属材料制制造锚头的材料应符合本标准特殊情况下通过现场试验论证可采用其他型式的外锚锚杆材料的选择应符合下列规定永久应选择高低松弛的钢丝或当要求预应力锚杆具有一定刚或锚杆安装有特殊需要可采用精轧当结构有特殊需要或有补偿张拉力要求可采用无黏结设计张拉力小于临时也可采用普通钢材制做的预应力砂浆在施工允许的条件下应优先选择对拉式新研制的预应力锚杆必须经过现场验证后方可在锚固锚杆体的结构设计预应力锚杆中的内锚固张拉外锚以及各种连接部件应按等强度的原则进行胶结式内锚固段所提供必须大于预应力锚杆的超内锚固段长度可按式确对于重要内锚固段长度还应通过现场拉拔试验进行验式中重要性系级锚固工程采用级锚固工程采用级锚固工程采用状况系持久状况采用短暂状况采用偶然状况采用系仰孔采用俯孔采用分项系采用根预应力锚杆张拉力分项系采用段长度根预应力锚杆超张拉力孔直径胶结材料与孔当缺乏试验资料时可按当计算决定的内锚固段长度大于宜采取改善锚固段的岩体质扩大内锚固段直径或采用压力分散型内锚固段等措施提高胶结式内锚固段的锚固能内锚固段胶结材料的性能应符合本标准水泥浆胶结材料的抗压强度等级不应低于树脂材料的抗压强度不应小于机械式内锚固段应根据单根锚固部位岩体质并参照已建工程经验选择其结构型式和对于重要还应对选定的机械式内锚固段结构进行现场拉拔验证其采用机械式内锚固其结构尺寸应与锚杆孔直径有较好的配应保证安装后其外夹片与孔壁呈整合状曲面接锚杆拉紧外夹片的齿纹与孔壁紧密咬并保证作用在孔壁上的压力分布均在超张拉力的作锚头不产生锚束的结构设计应符合下列规定锚束采用的高强预应力钢绞线或精轧螺纹钢筋的材质应符合本进行预应力锚杆设计在设计张拉力作钢材强度的利用系数宜为锚束中各股钢丝或钢绞线的长度应一沿锚束的长度方向应安设隔离架对于陡倾角方向布置的锚杆隔离架间距不宜大于对于缓倾角方向布置隔离架间距不宜大于隔离架中应预留灌浆管和排气管的通有黏结预应力锚杆封孔灌锚束的保护层厚度应大于机械式内锚固段同钢丝或钢绞线的连结必须牢固连结部应满足本标准外锚头的结构设计应符合下列规定外锚头及其各部件的承载能力必须同单根锚杆的最大张拉力相匹其材料性能应符合本标准外锚头的结构型应有利于孔口设备的布置与安有利于锚杆的张拉有利于锚杆的锁定和多余钢绞线的切当锚杆张拉采用的锚夹具应保证锚杆受力均匀夹片的硬度适不损伤钢丝或锁定钢丝或钢绞线的回缩量不宜大于孔口混凝土垫墩应保证传力均垫墩尺寸应根据单根锚杆的最大垫墩材料性锚杆孔口周围的地质情况及其力学性通过计算确垫墩混凝土的强度等级不应低于垫墩顶面应设置钢其平面尺寸可略小于垫墩上平面尺寸厚度不宜小于钢垫板和垫墩的承力应垂直于锚杆孔的轴其角度偏差不宜锚杆体的防护设计预应力锚固工程中的锚杆体可按表中的标准进行防防锈处表预应力锚杆的防腐防锈标准锚杆体防防锈处理所使用的材料及其附加剂中不得含有硝亚硫硫氰氯离子含量不得超过水泥重量的预应力锚杆采用水泥砂浆或水泥浆做为封孔灌浆或胶结材料胶结材料掺入的减水早强膨胀剂中对钢材有腐蚀作用的物质含量应符合本标准无黏结预应力锚杆内锚固段所使用的胶结材料应满足本标准对于张拉段也必须采用水泥浆或水泥砂浆进行全孔封闭灌浆永久性预应力锚杆封孔灌对于外锚头应采用水泥砂浆包裹封对于观测的预应力锚杆应设置密封的保护张拉力的控制和张拉程序设计对于锚束中的各股钢丝或钢绞线的平均应施加设计张拉力时不宜大于钢材抗拉强度标准值的施加超张拉力时不宜大于钢材抗拉强度标准值的对于锚束中各股钢丝或钢绞线的平均施加设计张拉力不宜大于钢材抗拉强度标准值的施加超张拉力时不宜大于钢材抗拉强度标准值的预应力锚杆张拉程序设计应符合下列规定对由多股钢丝或钢绞线组成在正式张拉前应按股钢丝或钢绞线进行锚杆的张拉力应分级施逐级增加至超张拉荷每级张拉荷应持荷锚杆锁定后当预应力损失超过设计张拉力的应进行补偿补偿张拉应在锁定值基础上一次张拉至超张拉荷最多进行两对于布置多根预应力锚杆工程应优化当邻近锚杆产生应力松弛的幅度超过设计张拉力的应进行补偿超张拉力的数应根据锚夹具的性能和造孔质量确一般情况下超张拉力不宜超过设计张拉力的当被锚固后的岩体可能继续变形除应按岩体稳定需要确定设计张拉力还应按岩体可能继续变形值的大小确定锚杆的实际安装荷张拉设备的选择应满足下列要求张拉设备的出力应满足超张拉的要求其最大出力宜为设计张拉力的张拉设备的行程宜大于锚杆的弹性伸长与接触变形之张拉设备应按计量法规定进行标边坡锚固按依据已查明的地质资料在对边坡可能失稳或破坏型式分类的基础采用极限平衡理论进行稳定性分析确定失稳滑动面位置和下滑力的大当采用预应力锚杆进行锚固应在充分考虑岩体自身强度和其他措施的阻滑作用基础上确定由预应力锚杆施加的阻滑力大锚固后岩质边坡的稳定状况应满足式的规定式中重要性系级边坡工程采用级边坡工程采用边坡工程采用状况系数持久状况采用短暂状况采用偶然状况采用滑力作用分项系采用系数采用力作用分项系数采用预应力锚杆根根预应力锚杆提供的阻滑力承担的不稳定块体下滑大型边坡的锚固设计宜对边坡稳定性进行专门并对影响边坡稳定性的因素进行敏感性锚杆长度应按式确式中长段长胶结式内锚固段长度应按式确定机械式内锚固应根据锚杆与内锚固段的搭接长度确段长度露段长度预应力锚杆与水平面的夹角可按式确式中即预应力锚杆轴线与水平面的夹角面结构倾当确定的锚固角锚杆与水平面的夹角应调整至当受到施工现场或施工设备限制可适当调整锚固角但必须通过技术经济比较以确定最佳的锚固角在边坡锚固设计应做好截排施工用水的放布置也应合基础锚固当水工建筑物与基础的结合面或基础中软弱结构面之间的抗滑力不足可采用预应力锚杆提高抗滑增加稳各种水工建筑物基础的预应力锚固设计应针对不同的工程对按相应的标准进行抗滑稳抗倾覆稳定分析计算确定锚固范围和锚固力的大其结果应满足相应标准规定的对水工建筑物基础施加预应力在锚固荷载和各种荷载组合下建筑物基础所承受的最大压应小于基础容许的压基础中的拉应力也应满足相应标准根据软弱结构面的位置和产应按式的规定计算锚杆长并根据结构物的布置和施工条件确定锚杆基础加应遵守本标准的规定按刚性防护标准进行对于岩体裂隙发育或较为软弱破碎的基础应在锚固之前对锚固区域的岩体进行固结灌固结灌浆的设计应符合相应标准地下洞室锚固围岩锚固经稳定分析对地下洞室中较大范围的压剪破坏区和塑性区及各种结构面组成的不稳定块可采用预应力锚杆进行整体或局部由砂浆钢筋网喷射混凝土和围岩本身提供的单位面积上的支护抗力之和应满足式式中提供的支护抗锚杆提供的支护抗网喷射混凝土提供的支护抗具有的支护抗起围岩失去稳定的下滑力由预应力锚杆提供的单位面积上的支护抗力应满足式式中重要性系级地下工程采用级地下工程采用地下工程采用状况系数持久状况采用短暂状况采用偶然状况采用预应力锚杆承担的下滑力分项系采用系采用分项系数采用需要预应力锚杆承担的下滑根预应力锚杆的支护抗预应力锚杆的根预应力锚杆应穿过破裂区或塑性内锚固段必须布置在没有扰动的弹性区内锚固段长度应满足本标准中式预应力锚杆的间距不宜大于预应力锚杆张拉段长度的预应力锚杆应均匀锚杆宜沿洞室轮廓线的法向布属于局部范围压剪破坏塑性区和由各种结构面组成的不稳定块应按局部锚固进行位于顶拱部位的不稳定块应按预应力锚杆承担全部不稳定块体重力确位于边墙部位的塌滑应计入不稳定块体周围岩体的嵌固作用并按岩质边坡的稳定要求计算需要锚杆提供对有相邻洞室的岩应优先采用对拉式岩壁吊车梁锚固地下厂房中布置在两侧岩壁上的吊车梁可采用预应力锚杆或砂浆锚杆进行岩壁吊车梁的锚固力应通过刚体静力平衡法或弹塑性有限元法分析计算确按刚体平衡法进行设计时单位梁长预应力锚杆的用量可按式确式中重要性系级工程采用级工程采用工程采用设计状况系数持久状况采用短暂状况采用偶然状况采用作用梁自重在预应力锚杆中产生的拉力标准值变作用吊车竖向荷载和吊车横向水平荷在预应力锚杆中产生的拉力标准作用分项系数采用变作用分项系数采用吊车竖向荷载的动力系数可采用结构系数预应力锚杆采用分项系数采用标准值按确位梁长所需预应力锚杆截岩壁吊车梁的预应力锚杆或砂浆锚杆材料宜选用高精轧的由最大起吊荷载和围岩变形在岩壁吊车梁预应力锚杆中产生三者之和应不大于倍的钢材抗拉强度的标准岩壁吊车梁预应力锚杆或砂浆锚杆的锚固深应根据锚杆所承受的最大按本标准式计算并加上的围岩松弛区的影响长岩壁吊车梁预应力锚杆或砂浆锚杆与水平面的可根据需要对岩壁吊车梁的预应力锚杆或砂浆锚杆的受力应进行。
预应力锚固
2. 预应力锚索的主要问题
（1）预应力衰减问题。加固松散体的锚索的预应力衰 减是有限的、可控的和可弥补的，在规范施工的条件下， 对预应力锚索的长期有效性的耽心是不必的。 （2）钢绞线腐蚀问题。对化学腐蚀，由于采用了钢绞 线防腐除锈、塑料套裹护、水泥砂浆裹护三道措施, 问题 基本解决。现最关注的是应力腐蚀，即钢绞线长期处于高 拉应力状态下产生缺损进而组成钢绞线的钢丝产生破断的 问题。由于预应力锚索面世仅数十年，作为百年大计的抗 滑工程, 尚未全程经受检验，因此目前应以加大锚索钢绞 线的安全储备、规范张拉工艺来应对。
• 预应力锚索的适用条件及主要问题
1.预应力锚索的适用条件 预应力锚索的适用条件
技术上，预应力锚索可用于加固一般岩土质的边坡、 滑坡和危岩，包括土质滑坡。 但在以下条件时, 其应用和功效受到限制： （1）当滑动面较陡时, 尤其对陡倾的危岩。 （2）当滑体很厚、锚索自由段过长时。 （3）当下滑力过大、滑体十分松软时。 （4）当滑床为松软土体时。
5、锚头缺损
钢垫板变形凹陷 钢垫板下砼压碎变形破坏
锚墩砼受压破碎
• 病害原因
①锚头承压板破坏 锚头下的钢垫板受局部承压变形，主要原因是垫 板厚度不足、刚度不够、套管孔径大、垫板下砼 表面凹凸不平等，大都是施工质量不合格造成。 ②锚墩破坏 a、砼垫板受力面积过小、受力过于集中 b、砼垫板没有配置钢筋或配置钢筋数量不足 c、垫墩砼养护期较短，砼强度不足，过早张拉 预应力锚索而使垫墩砼被压坏
二、预应力锚索的类型
• 按照外锚头的结构形式
OVM锚、QM锚、XM锚、弗氏锚
• 按照锚索体
钢绞线束锚索，高强钢丝束锚索
• 按照锚固段受力状态
拉力型、压力型、载荷分散型
锚杆、锚筋桩、锚索
锚杆锚杆，英文“Bolt”；“bolting（准确称谓）”；“anchor(早期称谓)”是当代煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分,他将巷道的围岩束缚在一起,使围岩自身支护自身。
现在锚杆不仅用于矿山，也用于工程技术中，对边坡，隧道，坝体进行主动加固。
锚杆组成组成锚杆必须具备几个因素：① 一个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。
锚杆作用锚杆是岩土体加固的杆件体系结构。
通过锚杆杆体的纵向拉力作用，克服岩土体抗拉能力远远低于抗压能力的缺点。
表面上看是限制了岩土体脱离原体。
宏观上看是增加了岩土体的粘聚性。
从力学观点上是主要是提高了围岩体的粘聚力C和内摩擦角φ。
其实质上锚杆位于岩土体内与岩土体形成一个新的复合体。
这个复合体中的锚杆是解决围岩体的抗拉能力低的缺点。
从而使得岩土体自身的承载能力大大加强。
锚杆是当代地下开采的矿山当中巷道支护的最基本的组成部分,他将巷道的围岩束缚在一起,使围岩自身支护自身.现在锚杆不仅用于矿山，也用于工程技术中，对边坡，隧道，坝体等进行主动加固。
锚筋桩英文名称：anchor pile定义：借助周围岩土对桩身的嵌制作用以稳定和加固岩土体的桩。
1.在岩土工程的应用锚筋桩主要对边坡，隧道，坝体进行主动加固。
锚筋桩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。
预应力锚杆锚固力松弛及扭矩与张拉力关系研究
施 工 十分 方便 ，但 应考 虑 扭矩 与锚 杆 张拉 力 的 关 系 问题 。进行 了多个 水利 水 电工 程 的树 脂锚 固预 应力
锚 杆锚 固力松 弛试 验 和扭 力板 手扭 矩 与锚 杆 张 拉力 的关 系试 验 。
试验 主要 设备 ：１级精 度 拉 压 力传 感 器 、静 态
常采 用 到 预 应 力 锚 杆 的方 法进 行 加 固处 理 。 通 过 对 树 脂 锚 固 的预 应 力锚 杆 锚 固力松 弛研 究 和扭 力板 手扭 力 矩 与 锚
杆 张 拉 力 的 关 系研 究 ， 为设 计 施 工 提 供 一 些 经验 供 同行 交 流 参 考 。
关键 词 ：预 应 力 锚 杆 ；应 力松 弛 ；扭 力 板 手 ；张 拉 力
锚杆 直 径 ￣ ４ ０ ｍ ｍ， 螺 纹 Ｍ３ ６ ，锚 固 长 度
１ ． １ ｍ。初 次 旋 进 ，丝 口加 黄 油 ，垫 板 为 钢 板 。试
验结 果见 表 １ 。
表 １ ｌ 孔试 验 结 果
板 手 扭 ２ ０ ０ ３ ０ ０ ４ ０ ０ ５ ０ ０ ６ ０ ０ ７ ０ ０ ８ ０ ０ ９ ０ ０ ｌ ０ ０ ０ 力矩 Ｎ ｍ
响是 很 小 的 。Ｋ值 一 般 在 ０ ． １— ０ ． ３之 间 。 由于 改
坡 开挖 等 工程 ，由于卸 荷 、变 形 、风 化 、破 碎 、节
理 、裂 隙 发 育 状 况 ，需 要 解 决 开 挖 后 的 岩 壁 、边 坡 、洞 边 等 的稳定 问题 ，在 设计 施 工 中经 采 用 到预 应 力锚 杆 的方 法进 行加 固处 理 ，解 决 防 止失 稳 ，确 保 开挖 部位 的稳定 和安 全 。 在 预应 力锚 杆 锚 固设计 和施 工 中 ，应 考 虑 预应 力 应 力松 弛 问题 ，利用 扭 力板 手对 锚 杆施 加 预 应力
锚杆种类和锚固力
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
锚杆种类和锚固力
锚杆是锚固在岩体内维护围岩稳定的杆状结构物。
对地下工程的围岩以锚杆作为支护系统的主要构件，就形成锚杆支护系统。
单体锚杆主要由锚头（锚固段）、杆体、锚尾（外锚头）、托盘等部件组成。
1．锚杆的分类
①机械锚固式锚杆包括胀壳式锚杆、倒楔式锚杆、楔缝式锚杆。
②粘结锚固式锚杆包括树脂锚杆、快硬水泥卷锚杆、水泥砂浆锚杆。
③摩擦锚固式锚杆包括缝管式锚杆、水胀式管状锚杆等。
按杆体锚固段长短可分为端头锚固、全长锚固和加长锚固。
按锚杆杆体的工作特性分为刚性锚杆、有限可拉伸及可拉伸锚杆。
按锚杆作用特点可分为主动式锚杆和被动式锚杆。
按制造锚杆杆体的材料可以划分出木锚杆、竹锚杆、金属锚杆、（钢筋）混凝土锚杆以及聚酯锚杆等。
2．锚杆的锚固力
锚杆支护通过锚入围岩内部的杆体，改变围岩本身的力学状态。
它的受力状况以及它对围岩的作用方式比棚式支架复杂得多。
国标GBJ86-85 将锚固力定义为锚杆对围岩的约束力。
（1）根据锚杆对围岩的约束方式定义锚固力
①托锚力：托锚力包括安装锚杆时，通过拧紧螺母产生的锚杆托板对围岩的预紧力，水胀式管状锚杆杆体纵向收缩，使托盘对围岩产生预紧力；以及锚杆托板阻止围岩向巷道内位移时，对围岩施加的径向支护力。
②粘锚力：粘结剂将围岩与锚杆粘结成整体，由于围岩深部与浅部变形的差异，锚杆通过粘结剂对围岩施加粘结力来抑制围岩变形。
粘锚力就是锚杆杆体。
预应力锚杆
施工技术要点
（1）预应力锚杆主要录用高强度精轧螺纹钢作为主要受力构件，对钢筋进行预应力张拉、锁定、施加加同荷 载。预应力锚杆框架主要应用于锚固地层为碎块状及以上地层，效果较佳；对于锚固地层为类土质、全风化等情 况，在使用时应根据锚固地层的物理力学参数等设置锚固段长度。
预应力锚杆
由锚头、杆体等组成的机械胀壳
目录
01 种类
03 施工技术要点
02 预紧力
预应力锚杆由锚头、杆体及垫板组成，通过锚头产生的锚固力对围岩施加一定的预压应力，主动地加固围岩。
种类
树脂
机械胀壳
水泥药卷
机械胀壳预应力（下图《机械胀壳预应力锚杆》所示）锚杆的基本原理是利用其锥形的端部在沿螺纹旋转时， 将两片带有倒钩的外壳胀开，使其压紧在岩壁上而产生锚固力。其优点是装锚后能立即发挥支护作用，并且可以 通过拧紧螺帽对锚杆施加低吨位（不超过50～80kN）的预应力，缺点是锚固会逐渐松弛，需要经常拧紧螺帽，且 杆体没有砂浆保护，容易锈蚀，故多用作临时支护。若后续对杆体进行水泥注浆，可以作为永久支护。
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③塑料套管材料。材料应具有足够的强度，保证其在加工和安装过程中不致损坏，具有抗水性和化学稳定性， 与水泥砂浆和防腐剂接触无不良反应。
④隔离架应由钢、塑料或其他杆体无害的材料制作，不得使用木质隔离架。
⑤防腐材料。在锚杆服务年限内，应保持其耐久性，在规定的工作温度内或张拉过程中不开裂、变脆或成为 流体，不得与相邻材料发生不良反应，应保持其化学稳定性和防水性，不得对锚杆自由段的变形产生任何限制。
预应力锚杆
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
破裂面后稳定基岩内6. 0 m 。锚杆 挡 墙 布 置
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)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，
预应力锚杆作用机理及锚固结构稳定性分析
预应力锚杆作用机理及锚固结构稳定性分析高新刚【摘要】针对我国高产高效井工矿井大断面煤巷支护困难的问题,从理论角度分析了预应力锚杆的作用机理.为了使巷道顶板与两帮相互联系并形成稳定的整体锚固结构,对比分析了普通锚固与框型锚固的结构及其稳定性,研究结果为大断面煤巷支护设计提供了理论依据,对促进煤矿安全生产具有一定的现实意义.【期刊名称】《煤》【年(卷),期】2018(027)010【总页数】3页(P70-71,92)【关键词】煤巷;大断面巷道;预应力锚杆;锚固结构【作者】高新刚【作者单位】潞安环能股份公司常村煤矿,山西长治 046102【正文语种】中文【中图分类】TD353新时代我国将长期继续以煤炭作为保障国民经济发展的主要能源，煤炭工业依然是国家重点发展的国民产业。
为了提高掘进速度、多采出煤炭资源、减少矸石排放和环境污染，矿井回采巷道多布置在煤层中，据统计，煤巷占掘进巷道的80%以上[1]。
众所周知，煤层强度远低于岩层，布置在煤层中的巷道因围岩自身强度低所以支护难度较大。
随着现代化大型高产高效矿井的建设和综合机械化设备的使用，巷道断面为满足生产运输、通风、行人等的要求而越来越大[2]。
巷道跨度及断面增大后，对应的支护难度也相应增大，尤其在较松软煤层或埋藏深度较大的情况下，巷道围岩控制问题成为保障安全回采的关键技术之一。
1 预应力锚杆作用机理分析回顾我国煤矿巷道的支护技术，巷道围岩支护经历了木支架、金属支架、锚杆支护、锚喷支护等形式[3]。
随着现场应用的不断完善和学术研究的深入，目前逐步发展并形成了锚网索联合支护及锚喷+金属支架+注浆等众多组合的支护形式。
煤层等裂隙发育围岩巷道的锚杆支护是井工矿井采掘生产过程中的常见形式，锚杆支护的主要原理是利用安装时在锚杆尾部施加的预紧力使支护范围内的围岩受到横向挤压作用而形成承载结构[4]。
实验研究和工程实践表明，在弹性岩层体中安装的预应力锚杆能够形成以锚杆两端为端点的压缩弹性区，压缩弹性区内的岩层体受到横向挤压加固作用。
预应力锚杆设计计算书文档
预应力锚杆设计计算书依据《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330-2002）一.参数信息锚杆（索）为拉力型锚杆，适用于岩质边坡、土质边坡、岩石基坑以及建（构）筑物锚固的设计、施工和试验。
锚固的型式应根据锚杆锚固段所处部位的岩土层类型、工程特征、锚杆承载力大小、锚杆材料和长度、施工工艺等条件，按下表进行选择：锚杆选型锚杆特征材料锚杆承载力设计值锚杆长度应力状况备注土层锚杆钢筋（II、III级）< 450 kN < 16 m 非预应力锚杆超长时，施工安装难度较大钢绞线、高强钢丝450 〜800 > 10 m 预应力锚杆超长时施工方便精轧螺纹钢筋400 〜800 > 10 m 预应力杆体防腐性好, 施工安装方便岩层锚杆钢筋（II、III级）< 450 kN < 16 m 非预应力锚杆超长时，施工安装难度较大钢绞线、高强钢丝500 〜3000 > 10 m 预应力锚杆超长时施精轧螺纹钢筋400 〜1100 > 10 m预应力或非预应力杆体防腐性好,工方便施工安装方便1.基本计算参数：边坡土体类型为：粘性土；边坡工程安全等级：三级边坡(1.25)；边坡土体重度为：24. 50kN/m3；边坡土体内聚力为：.OOkPa：边坡土体内摩擦角：.00° ；边坡高度为:3. 20m；边坡斜面倾角为：52. 40° ；边坡顶部均布荷载：43. 54kN/m2o2.锚杆设计参数：序号水平拉力(kN)标高(m)锚孔直径(m)锚固角度(° )锚杆间距(m)锚杆材料杆体直径(mm)安全系数1 15. 00 5. 13 0. 04 15. 00 1.50 HRB400 221. 302 15. 00 5. 92 0. 04 15. 00 1.50 HRB100 221.303 15. 00 6. 71 0. 04 15. 00 1.50 HRB400 221. 304 15. 00 7. 50 0. 04 15. 00 1.50 RRB400 221. 30二.预应力锚杆设计计算第1层锚杆的计算：1.锚杆的轴向拉力承载力标准值和设计值可按下式计算:cos a叽=%%其中N ak——锚杆轴向拉力标准值(kN)；N a——锚杆轴向拉力设计值(kN)；H tk——锚杆所受水平拉力标准值(kN)；a ——锚杆与水平面的倾角(° );Y Q —一荷载分项系数。
锚固力的计算
锚固力的计算第一篇：锚固力的计算锚杆的锚固剂不是通长都要使用，一般锚固端长度不小于1米，具体根据现场情况确定。
你的成孔面积减去锚杆断面积再乘以锚固长度就是锚固剂的使用量了。
锚固力主要取决于锚杆与岩土层之间的摩阻力，不同的岩土层所能提供的摩阻力是不同的。
所以，同样的锚固段长度，锚固力多少要看锚固在什么岩土层。
查GB50330-2002《建筑边坡工程技术规范》，弱风化的普通玄武岩按较硬岩取值，当钻孔直径为的M30锚杆与岩土层之间的摩阻力可达到级螺纹钢筋作为永久性锚杆（0.69x310x490.9＝105000，该值与锚固长度无关），故锚固力为105kN。
锚杆拉拔力一般按锚杆横截面积与该锚杆材料的许拉应力来计算的，至于锚固的长度必须按规程规定执行，否则锚固眼直径打大了，深度不够，锚杆被拉出，起不到锚固的作用是决对不允许的！锚杆，英文“Bolt”;“bolting（准确称谓）是当代煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分围岩束缚在一起,使围岩自身支护自身150mm时，770kN，供105kN”;“anchor(,他将巷道的0)”锚固3m而Φ25二只能提的锚固力早期称谓.现在锚杆不仅用于矿山，也用于工程技术中，对边坡，隧道，坝体进行主动加固。
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，自由段时指将锚杆头处的拉力传至锚固体区域，其功能是对锚杆施加预应力；锚固段时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。
锚杆根据其使用的材料可以分为：木锚杆，钢锚杆，玻璃钢锚杆等等。
按锚固方式分为：端锚固，加长锚固和全长锚固以下列举几个称谓的锚杆(1)木锚杆。
我国使用的木锚杆有两种，即普通木锚杆和压缩木锚杆。
(2)钢筋或钢丝绳砂浆锚杆。
以水泥砂桨作为锚杆与围岩的粘结剂。
(3)倒楔式金属锚杆。
这种锚杆曾经是使用最为广泛的锚杆形式之一。
锚固力与预紧力分析
井下锚杆（锚索）支护现状探讨一、锚杆（锚索）支护设计探讨（一）顶板锚杆参数确定1、锚杆长度： L= b+a'ctga+L0B——加固拱厚度，取1.0-1.2m；a'——锚杆间距，取0.9m；A——锚杆支护控制角，取45o；L0 ——锚杆外露长度，取0.05m计算可得：L0=1.85-2.05，取锚杆长度2.2m2、间、排距间距：按锚杆长度的1/3-2/5选取，取900mm；排距：取1000mm；3、锚固力与预紧力设计锚固力：10t(29Mpa)；设计预紧力：5t(90N·m)4、锚固长度：依据锚杆设计锚固力和井下锚固性能试验，锚固长度为1000mm；5、锚杆材料：φ20*2200mm，螺纹钢锚杆。
（二）顶板锚索参数确定1、锚索长度：依据顶板岩层特性，按悬吊理论计算：L=l0+Δ式中： l0——被吊松散岩层厚度，以3.55m厚的顶煤、泥岩计，Δ——锚索锚固长度与外露之和，取1.75m；计算得：5.3m；取6.3m2、锚索锚固力设计锚固力：25t(38.5Mpa)；设计预紧力：10t。
3、锚索锚固长度：以提供25t以上锚固力计算，锚固长度为1350mm；4、锚索材料：φ15.24*6300mm高强度钢绞线。
（三）帮锚杆参数确定1、锚杆长度L=l0+L1+Δ式中：l0——两帮塑性区厚度，为1.0m ；L1——锚杆有效锚固长度，取0.6m；Δ——外露长度，取0.05m；计算可得：L=1.65m，取1.8m；2、间、排距间距：取1.1m；排距：取1m；3、锚固力与预紧力设计锚固力：5t(14.5Mpa)；设计预紧力：3t(70N·m)；4、锚固长度：依据锚杆设计锚固力和井下锚固性能试验，锚固长度为600mm。
5、锚杆材料：Φ18*1800mm圆钢锚杆。
（四）目前作业规程支护设计中的主要探讨问题：1、设计预紧力用扭矩的单位进行表示；2、帮锚杆的间距超过锚杆有效长度的1/2；（五）锚杆（锚索）支护设计要求表锚杆（锚索）支护设计要求表二、锚杆（锚索）支护质量检查探讨（一）锚杆拉拔力检测记录表巷道名称：3107运输顺槽施工日期：2017 年7 月 26日 0 点班（二）综掘工作面安全生产标准化班评估表巷道名称：3107运输顺槽施工日期：2017 年7 月 26日 0 点班（三）综掘工作面锚网支护工程质量验收表巷道名称：3107运输顺槽施工日期：2017 年7 月 26日 0 点班（四）目前锚杆（锚索）支护质量中存在的问题：1、质量检查表与相关质量验收规范的要求不一致；2、质量检查表中未体现检查或者抽查的数值情况，全部为合格；3、通过现场提问，部分员工对表中的合格数值不是很清楚；三、锚杆（锚索）施工工艺探讨（一）顶板锚杆施工工艺：出煤（为了施工顶部和巷帮上部锚杆钻孔应在底板留部分浮煤）→敲帮问顶处理活矸活炭→接金属网（联网不压网）→用综掘机机载临时支护托起钢筋托梁架至顶板→用锚杆钻机钻进顶中部锚杆钻孔并清孔（面朝工作面）→往钻孔内放入树脂药卷（先放一支CK2335，后放一支MSZ2360）→在锚杆尾部套上托板并拧上螺母（拧4—5个扣即可）→升起锚杆钻机并用搅拌器联接锚杆钻机和锚杆尾部→转动锚杆钻机搅拌树脂药卷至规定时间（根据树脂药卷使用说明书，一般为15—30秒）→停止搅拌但保持钻机推力等待规定时间（根据树脂药卷使用说明书，一般为1分钟）→拆除顶锚杆尾部钻尾→用安装器联接锚杆钻机和锚杆尾部→转动锚杆钻机拧紧螺母→安装其它顶板锚杆。
锚杆作用机理及不同锚固方式的力学特征
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万方数据 " " " 基 金 项 目 !太 原 理 工 大 学 $== 基 金 资 助 项 目 )山 西 省 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 !&&=%!%"
" " " 作 者 简 介 !杨 双 锁 !=&@!E "#男 #山 西 洪 洞 县 人 #博 士 #副 教 授 #主 要 从 事 岩 土 力 学 与 工 程 研 究 &
关 键 词 !锚 杆 作 用 $锚 固 方 式 $力 学 特 征 中 图 分 类 号 !!#!:@" " " 文 献 标 识 码 !,
""在锚杆支护技 术 应 用 于 岩 体 工 程 之 前#人 类 就 开始了对锚杆作用本质的探索 & $=% 随着锚杆支 护 工 程实践的不断丰富#关 于 锚 杆 作 用 机 理 的 认 识 也 日 益接近于全面和 准 确& 半 个 世 纪 以 来#有 关 煤 矿 巷 道应用锚杆支护技术的多种设计方法和支护理论相 继问世#并 在 生 产 实 践 中 发 挥 了 积 极 的 指 导 作 用& 然 而 #这 些 理 论 大 都 不 同 程 度 地 存 在 着 某 些 局 限 性 # 使锚杆支护在更广泛领域的应用尚缺乏充分而可靠 的理论依据&更准确地把握锚杆的作用机理是进一 步 完 善 锚 杆 支 护 理 论 的 基 础 #为 此 #仍 就 锚 杆 作 用 力 学 机 制 进 行 研 究 #并 探 讨 不 同 锚 固 方 式 的 作 用 效 果 &
预应力施工中的锚固
预应力施工中的锚固关键词：锚固；锚具；预应力钢筋；预应力钢丝；锚环；锚杯。
一、单根筋钢筋的锚固。
1、螺丝端杆锚具。
螺丝端杆锚具适用于锚固直径不大于36㎜的冷拉HRB335级与HRB400级钢筋。
它是由螺丝端杆、螺母和垫板组成，螺丝端杆采用45号钢制作，螺母和垫板采用3号钢制作。
螺丝端杆的长度一般为320㎜，当预应力构件长度大于24米时，可根据实际情况增加螺丝端杆的长度，螺丝端杆的直径按预应力钢筋的直径对应选取。
螺丝端杆与预应力钢筋的焊接应在预应力钢筋冷拉前进行。
螺丝端杆与预应力钢筋焊接后，同张拉机械相连进行张拉，最后上紧螺母即完成对预应力钢筋的锚固。
2、帮条锚具。
帮条锚具适用于冷拉HRB335级与HRB400级钢筋即冷拉5号钢钢筋，主要用于固定。
它是由帮条和衬板组成，帮条采用与预应力筋同级别的钢筋，衬板采用普通低碳钢钢板，焊条采用结50X。
帮条施焊时，严禁将地线搭在预应力钢筋上引弧，以防预应力筋咬边及温度过高，可将地线搭在帮条上。
三根帮条与衬板相接触的截面应在一个垂直平面上，以免受力时产生扭曲，三根帮条互成120°角。
帮条的焊接可在预应力筋冷拉前或冷拉后进行。
3、镦头锚具。
镦头锚具由镦头和垫板组成，镦头一般是直接在预应力筋端部热镦、冷镦或锻打成形，垫板采用3号钢制作。
二、钢筋束锚具。
1、JMI2型锚具。
其适用于锚固3-6根A12钢筋束和4-6根A12钢绞线束。
它是由锚环和夹片组成，夹片呈扇形，用两侧的半圆槽锚着预应力钢筋，为增加夹片与预应力钢筋之间的摩擦，在半圆槽内刻有截面为梯形的齿痕，夹片背面动的坡度与锚环一致。
锚环分甲型和乙型，甲型锚环为一个具有锥形内孔的圆柱体，外形比较简单，使用时直接放在构件端部的垫板上。
乙型锚环在圆柱体外部增添正方形肋板，使用时直接放置在构件端部，不另设垫板，目前工地上常使用甲型锚环，其加工和使用比较方便。
锚环与夹片均采用45号钢制成，夹片经热处理后，硬度为HRC48-HRC52，锚环经热处理后，硬度为HRC32-HRC37。
预应力锚杆与锚索支护技术
预应力钢绞线规格含义：
在说明和清单表中我们经看Leabharlann ，有15-7Φ5、12-7Φ5、9-
7Φ5等型号规格的预应力钢绞线。以15-7Φ5为例说明：
“5”表示公称直径5.0 mm的钢丝； 7Φ5表示7条这种钢丝组成一根钢绞线； 而15表示15根这种钢绞线组成一束钢筋； 总的含义就是“一束由15根7丝（每丝直径5 mm）钢
剪力分散型锚索结构是在无粘结钢绞线末端用环氧树脂粘结，然后固
结在水泥砂浆或水泥浆中。
拉压交叉分散型锚索是在一根钢绞线的端部，做成拉力式锚固结构，
而在其余部分设置套管，并在套管端部位置安设承压板。锚索孔中长
短不同的锚索体采用相同结构，形成拉压分散型结构。
5.1.2 预应力锚索分类与基本结构
（a）
3）锚索加固工程一般规模相对较大，服务寿命也相对较长，因此，要 求考虑锚索的防腐蚀问题。
4）为了向岩土体内传递比较高的载荷作用，在锚头部位一般设有专门 的墩座。 5）为保证锚索或预应力锚杆在锚孔中受力合理，要使其在长度范围内 能对中就位，因此在锚索上设有对中支架。 6）由于锚索的施工规模相对较大，预应力和承载能力高，预应力施加 要求严格，因此施工机具和施工质量都要求有比较可靠的保证。
5.2.2 锚索索体材料与结构
锚索材料及其施工质量的好坏直接关系到锚索加固工程的
质量、效果和寿命。
锚索材料不仅要合理选择，而且从开始进场就应该有严格
的管理和验收制度，并确保合理维护和正确施工。
5.2.2 锚索索体材料与结构
（2）常用索体材料性能参数——国标GB/T 5224-2003
高强精轧螺纹钢筋的力学指标见表5-1； 普通预应力钢绞线规格和力学指标参数见表5-2； 低松弛预应力钢铰线规格和力学指标参数见表5-3； 预应力钢丝规格和力学指标参数见表5-4和表5-5。
预应力锚杆支护参数的设计
预应力锚杆支护参数的设计一、本文概述本文旨在深入探讨预应力锚杆支护参数的设计原则和方法。
预应力锚杆支护作为一种重要的岩土工程支护结构，广泛应用于各类地下工程和边坡工程中，用以提高岩土体的稳定性和承载能力。
本文将从预应力锚杆支护的基本原理出发，分析影响其支护效果的关键因素，包括锚杆的材质、直径、长度、预应力大小等，并在此基础上，探讨如何合理设计这些参数以达到最佳的支护效果。
文章将首先介绍预应力锚杆支护的基本原理和工作机制，阐述其在岩土工程中的重要性和应用现状。
接着，将重点分析预应力锚杆支护参数的设计原则，包括锚杆的选材、直径和长度的确定方法，以及预应力大小的计算和调整策略。
在此基础上，文章还将探讨不同工程条件下预应力锚杆支护参数设计的特殊要求和注意事项，例如在不同地质条件、荷载条件和施工环境下的参数调整方法。
文章将总结预应力锚杆支护参数设计的核心要点和实际应用中的常见问题，提出相应的解决方案和优化建议。
通过本文的研究，旨在为工程师和研究人员提供一套科学、实用的预应力锚杆支护参数设计方法，以推动岩土工程支护技术的发展和应用。
二、预应力锚杆支护的基本原理预应力锚杆支护是一种主动支护技术，其基本原理是通过在岩土体中预先埋设锚杆，并对其进行张拉预紧，使岩土体在受到外部荷载作用时，能够通过锚杆的预紧力产生压缩应力区，从而有效地限制岩土体的变形和破坏。
预应力锚杆支护的设计参数主要包括锚杆的长度、直径、间距、预紧力以及注浆材料等。
这些参数的选择直接影响到支护效果和经济性。
锚杆的长度应根据岩土体的工程特性、地下水位以及潜在滑移面的位置来确定，以确保锚杆能够穿过潜在滑移面并固定在稳定的岩土体中。
锚杆的直径则应根据岩土体的强度、变形特性以及所需的支护力来确定，以保证锚杆具有足够的承载能力。
锚杆的间距是预应力锚杆支护设计中的重要参数之一。
间距过小会增加支护成本，而间距过大则可能导致支护效果不佳。
因此，在确定锚杆间距时，需要综合考虑岩土体的稳定性、变形要求以及经济因素。
一、锚杆的种类资料
一、锚杆种类
2.按锚固长度分类 按锚固长度分类，可分为端部锚固、全长锚固与加长锚 固。 端部锚固锚杆的锚固长度不大于500mm或锚杆钻孔深度 的1∕3.各种用锚固装置提供锚固力的机械式锚杆大多属于 端部锚固锚杆；圆钢水泥、树脂锚杆也以端部锚固为主。 全长锚固锚杆的锚固长度大小于锚杆钻孔深度的90%。 管缝式和水力膨胀式锚杆属于机械式全长锚固锚杆；水泥 、水泥砂浆、树脂锚固剂也可实现全长锚固。 加长锚固锚杆的锚固长度介于端部锚固与全长锚固之间 。如加长锚固的螺纹钢锚杆，既能保证锚杆锚固力，又能 节约一定的锚固材料，得到大量的推广应用。 3.按锚杆杆体种类与材质分类 按锚杆杆体种类与材质分类，如图3-1-1所示。
120
100
80
60
40
20
0
100
200
300
400
500
锚杆预紧扭矩(N·m)
数字 代表减摩材料
220
0 不使用减摩垫片
221
222
1
聚四氟乙烯
223
224
2
1010尼龙
3
改性1010尼龙
4
高密度聚乙烯
3、锚杆支护材料
树脂锚固剂
对树脂锚固剂的要求：固化后有较高粘结力、较高变 性模量；固化快，快速安装，及时施加预应力；固化 时间可调，满足加长、全长锚固要求；固化后收缩率 低；有利于钻孔中安装和搅拌。
螺母
阻力增大，控制围岩变形。
要求:承载能力与杆体匹配； 螺母结构形状、规格与加工 精度有利于给锚杆施加大预 应力；有利于锚杆安装。
普通螺母 扭矩螺母
标准螺母 加厚螺母 大螺距螺母 球形螺母 阻尼式螺母 销钉式螺母 压片式螺母
3、锚杆支护材料
锚杆的锚固形式
锚杆的锚固原理
02
锚杆的力学原理
01
02
03
悬吊作用
锚杆将软弱岩层或危岩悬 吊在坚固的岩石上，增强 其稳定性。
组合梁作用
通过锚杆将多根岩石条梁 紧密地组合在一起，提高 其整体承载能力。
挤压加固作用
锚杆穿过软弱岩层深入坚 固的岩石，对软弱岩层进 行挤压加固。
锚杆与岩石的相互作用
锚杆的施工工艺流程
清孔
用高压空气或水清洗钻孔，确 保孔内无残渣和泥浆。
锚杆插入
将锚杆插入钻孔，确保锚头紧 贴孔底。
钻孔
选择合适的钻机，根据设计要 求进行钻孔，钻孔深度和直径 应符合设计要求。
锚杆制作
根据设计要求制作锚杆，包括 杆体、锚头等部分。
注浆
用高压注浆设备将水泥砂浆注 入钻孔，使锚杆与周围岩土体 紧密结合。
锚杆通常被插入到钻孔中，通过粘结 力、摩擦力等作用与周围岩土体产生 相互作用，以控制岩土体的变形和应 力分布。
锚杆的分类
根据材料不同，锚杆可分为钢锚 杆、玻璃纤维锚杆、碳纤维锚杆
等。
根据锚固方式不同，锚杆可分为 机械式锚杆、粘结式锚杆、自进
式锚杆等。
根据应用领域不同，锚杆可分为 隧道锚杆、地下硐室锚杆、岩石
优点
端头锚固型锚杆具有较高的承载 能力，能够提供较大的抗拔力和
抗剪力。
缺点
安装过程中可能会对岩体造成较 大的扰动，需要采取相应的加固
措施。
中间加固型锚杆
适用范围
适用于需要提高岩体整体稳定性的情况，特别是在软 弱岩体或破碎带中。
优点
能够提高岩体的整体稳定性，增强岩体的承载能力。
缺点
对施工技术的要求较高，需要采取相应的加固措施来 确保锚杆的安装质量。
预应力锚杆内锚固段锚固特性及参数影响
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ws =
（ 1 + μ） P0
3 2 s
z z ］ πr E［－ 2 3 / 2 － （ 1 － 2μ） 1 / 2 － 2 + 2μ （ z + r2 （ z2 + r2 g） g） z2 ］ 2 （ rs + z2 ） 1 / 2
锚索及砂浆体周边的剪应力及位移的分布曲线如 图 3 6。
+ z2 ） 2 ， 则可得锚注段周边任一点的位移 w g 及剪 应力 τ g 的表达式为： （ 1 + μ） P0 · z （ 1 － 2 μ） z 2 πE［－ 2 ］ 3 /2 － 2 2 1 /2 － 2 + 2 μ （ z + r2 ） （ z + r ） g g 2 3 － 4μ z ［ 2 2 1 /2 + 2 2 3 / 2］ （ z + rg ） （ z + rg ） P0 · τg = 3 z （ 1 － 2 μ） z 2 π［ 2 ］ 2 3 /2 + 2 2 1 /2 + 2 － 2 μ （ z + rg ） （ z + rg ） （ 1 － 2 μ） z 3 z3 ［ 2 2 3 /2 + 2 2 5 / 2］ （ z + rg ） （ z + rg ） wg =
3 P （ 1 － 2μ） z 3z ·［ + 5］ σz = a 3 a R3 R － 2 + 2μ］ 2π·［－ （ ） － （ 1 － 2μ） · l l
a 3 ） l ·（ a + 2 － 2μ］ + （ 1 － 2μ） · l （ 1）