岩土工程加固新技术

• 研究内容包括：
• 1.加固技术原理：2.加固参数的设计与优化：
• 3.施工工艺与方法：4.监测与监控等。
二、锚固技术
• 基本概念
• 锚固技术：采用锚杆或以锚杆为主，结合其他方法，用以岩土加 固或作为岩土支护手段的岩土体加固和支护技术的总称。
• 锚杆：是一种埋入岩土体内的受拉杆件，用以调动和提高岩土体自身强 度和自身稳定性。
第二章 超前锚杆预支护技术
一、 超前支护的概念
定义——指对尚未开挖的岩土体进行预支护，预防其在开挖 时发生冒落或塌落。通常对于严重破碎带、松散软岩、高应力 围岩等采用。
超前支护形式：1.普通超前锚杆支护 2.带注浆的超前支护，该支护又可分为小导管注浆支护和管棚
式支护两种。
一、 超前锚杆和小导管注浆超前支护
一、 管棚式超前支护 管棚法：沿着开挖轮廓周线，钻设于隧道或巷道轴线平行的钻
孔，而后插入不同的钢管并注浆固结管周围岩体，在预定范围形成 棚架支护体系。通常作为隧道施工的辅助施工方法。
其效应主要表现在：（1）梁效应：先施工的管棚以工作面和后 方支撑为支点形成一种梁式结构；（2）注浆加固效果。
（3）注浆压力确定
超前锚杆：是指工作面向前方布置倾斜式锚杆，使锚杆伸到即 将要开挖的部分，在开挖前对这部分围岩进行支护。
导管注浆超前支护：是指采用灌注形式进行超前支护，将破 碎的围岩固结和锚固成一个整体，显著提高围岩的自承载能力。以 一定仰角向撑子面施打直径32—45mm的带泄浆孔的小导管进行注浆， 充分填充岩土体空隙，形成一定厚度的浆岩合体。
扩散。
• 基岩裂隙注浆——采用高压将浆液注入基岩裂隙中，起到加固和减少 渗漏作用。
• 其他——还有界面注浆、混凝土裂隙注浆、挤密注浆等 • 注浆又称为灌浆，是利用压力将能固化的浆液通过钻孔注入岩土体孔
隙或建筑物裂缝中，使岩土体或结构物的力学性能得到改善的一种方 法。
• （2）依据浆液材料划分：水泥注浆、化学注浆、混合注浆。 • （3）依据工程属性划分：坝基注浆、隧洞注浆、基坑注浆。
•
施工质量是发挥锚杆支护功能和提高锚固技术的水平的重要影响因素。
除了人为因素为，施工质量的保证重要决定于两方面：（1）机械设备和机械化
施工手段：（2）验收规章和实验方法
• 3.监测和反馈作用
• 监测的重要作用在于对后续可能出现的情况进行有效的预测。因为岩土问 题总是受到多方面因素影响，设计计算时难以考虑周全合理，另外岩土工程问 题的发生时渐变性，从开始出现征兆到最后发生有一个时间过程，在征兆开始 出现时就采取有效措施，可控制岩土问题的发展和发生。
加各条快的抗滑力和下滑力，比较总的抗滑力和下滑力，就是安全系数 Fs， 该方法不考虑条块之间的作用力
，情况1：稳定性计算公式
F CL tan (Wi cosi Ui ) Wi sin i
情况2：施加一个锚固力T后，稳定系数计算公式为：
F CL tan[(Wi cosi Ui ) T cos ] Wi sin i T sin
• （4）依据注浆功能划分：防渗注浆、加固注浆、基础托换注浆。
（四）注浆技术应用
• 1.建筑物地基加固——提高地基承载力、提高桩基承载力； • 2.地下建筑物的止水和加固——增加土体抗剪能力、减少渗透性； • 3.已有建筑物混凝土结构物补强——混泥土裂隙缺陷修补； • 4.边坡和挡土墙后土体的加固——增加墙后土体抗剪强度，减少土压力； • 5.坝基的防渗和加固——提高岩土体密实度，改善力学性能，减少透水性； • 6.井巷围岩的加固和止水——改善巷道围岩物理力学性能； • 7.裂隙岩体的止水和破坏岩体的补强——提高岩体整体性。
第一章 岩土工程的稳定性
• 一、边坡稳定性分析
• 边坡稳定性计算基本公式：Fs=抗滑力（矩）/下滑力（矩） • 保证边坡稳定要求： Fs≥ [Fs]1.
• 常用的分析方法
• （1）平面单滑面滑动破坏情况； • （2）多滑块平面滑动破坏情况； • （3）圆弧形滑动面稳定性分析
(一).平面单滑面滑动破坏情况 1 使用条件：
现场实验和施工经验，常用的小导管长度为3—4.5m。外插角10-30 度。间距每米3-5根。导管之间的搭接长度不宜小于1.0m。
一、 小导管的施工技术 1、 导管加工制作：导管前端加工成圆锥形并封焊严实，管身设若 干溢奖孔。 2、 导管施工工艺：布孔、成孔、插管、封口（喷神混凝土5-8cm 厚）。 3、 小导管注浆
情况3：如果稳定安全系数为【Ｆｓ】，计算所 需的锚固力Ｔ的公式为：：
２.多滑块平面滑动破坏情况
（１）使用条件
常见的双滑块破坏模式。 这种破坏模式常常发生在岩质边坡或折线形状基岩的土坡
（２）滑动稳定性计算 ——多滑块平面滑动稳定性采用剩余下滑力法计算
情况1：双折线、无加固措施情况：
F2
CL
tan1 (W1 cos 1 P sin(2 1) W1 sin 1 P cos(2 1)
•
1.深基础和地下结构物的加固 锚杆
2.边坡稳固工程
3.将朱武抗倾覆
4.井巷和隧道工程加固
（三）锚固技术存在的问题和发展趋势
• 1.锚固机理有待提高
• 锚固机理包括两方面：（1）锚固对加固体的锚固作用：（2）单根锚杆的 受力问题。
•
目前多数设计计算理论都是经验性公式，施工也存在盲目性。
• 2.施工质量的保证
• （二）注浆技术研究内容 • 1.注浆对象——岩土体的可注性能。 • 2.浆液的性能，包括流动性和固化强度； • 3.浆液的流动特性和渗流规律； • 4.注浆设备和工艺； • 5.注浆效果的检测方法
三、注浆技术分类
• （1）依据注浆机理划分 • 充填注浆——使用静压充填空洞和大孔隙； • 劈裂注浆——采用高压将浆液注入渗透性小的土层中，浆液呈脉冲状
岩土新技术工程加固 绪论
一、《岩土加固技术》内容
矿山、城市、水利工程发展，岩土工程形成了一套完整的 支护和加固技术。以锚固技术和注浆加固技术为主。
• 《岩土加固技术》是介绍岩土工程中对一些岩土问题需要采取主 动支护和加固的技术方法，以增加岩土体的力学性能。
• 加固目的：一是满足施工的需要，
•
二是提高岩土体的稳定性。
施工前要进行地质调查，对围岩的调查内容包括地质结构特征、 岩石强度、胶结程度、颗粒成分和空隙率的物理力学性能。层状 岩石的层状特征。
此外还要确定注浆参数，包括扩散半径、注浆量、注浆压力、 注浆材料 （1）注浆扩散半径确定。由试验确定，要考虑导管密度、地质条 件 （2）注浆量的确定：与浆液扩散半径R、导管长度L、岩石裂隙率 n、裂隙填充率和浆液消耗情况等有关。如计算公式：
U1)
其中
为第一块（主动滑动块）的剩余下滑力， 方向与第二滑块滑动面平行
情况2：有加固措施，如考虑边坡的锚杆的锚固力Ｔ：
情况3：如果稳定安全系数为【Ｆｓ】，计算所 需的锚固力Ｔ的公式为：：
3.圆弧形滑动面稳定性分析 ——适用条件：土质边坡和破碎岩质边坡
方法1：瑞典条分法：
• 原理：将滑动土体划分若干条块，，分析每个条块的抗滑力和下滑力，再累
• 目前这一点难以有效实现，主要是施工人员的理论水平低，其次对监测的 认识不足，缺少正确的指导方法。
三、注浆技术
• （一）注浆的概念 • 注浆又称为灌浆，是利用压力将能固化的浆液通过钻孔注入岩土
体孔隙或建筑物裂缝中，使岩土体或结构物的力学性能得到改善 的一种方法。
• 主要用途：岩土体的加固和防渗处理，如地基处理和坝基防渗漏 处理。
• 锚杆，能够有效调整和提供岩土体自身强度，改善岩土体稳定性，无 需其他支护结构物，具有很好的经济效益和社会效益，得到广泛应用。
百度文库
三、锚固技术应用
• 锚固技术的形式
• 包括（1）锚喷支护‘（2）锚网支护；（3）预应力锚索支护；（4） 土层锚杆与土钉墙支护；（5）锚注支护等。
• 锚固技术的应用：（1）深基础和地下结构物加固；（2）边坡稳 固工程；（3）.结构物抗倾覆；（4）.井巷和隧道工程加固
出现在岩质边坡中，分为：后缘有张拉裂隙和无张拉裂隙。
发生这种破坏的边坡实际结构特征是： 边坡坡脚处有一组软弱结构面，结构面走向接近坡向，倾向坡外，
倾角小于坡角但大于岩体的内摩擦角，如图一、边坡稳定性分析
2.滑动稳定性计算公式
情况1：无加固措施情况1：
情况2：有加固措施，如考虑边坡的锚杆的锚固力Ｔ：
情况3：如果假定一个安全系数【Fs】，则需要施加的锚固力T的计算公式
T [Fs ]• Wi sin i tan (Wiconi Ui ) CT [Fs ]Wi sin i con tan
如果已知条块中的孔隙水压力，安全系数计算公式为：
方法2：毕肖普条分法
和瑞典条分法基本相同，只是考虑了条块间的作用力，并认为抗剪 能力只是在破坏时才充分表现出来。其安全系数计算公式为：
适用的岩层：自稳时间短的软弱岩层，浅埋软弱围岩，严重偏 压层，断层破碎带，大面积淋水或涌水隧道。 一、 设计原则
一、 设计原则 1、 小导管打入土体的长度必须穿过可能形成的破坏面以外。 2、 小导管的间距应根据工作面前面的地质条件和自稳能力决定。 3、 小导管外插角应考虑导管长度和钢架间距。 4、 考虑一次掘进的尺寸及前后小导管的搭接长度。