锚杆设置自由段的原因分析
预应力锚杆(索)自由段长度在验收试验中的影响
预应力锚杆(索)自由段长度在验收试验中的影响摘要：预应力锚杆（索）目前已经被广泛应用处理于开挖深度大、上部存在软土的基坑中，因其占用空间少，工作面大，节省了工程工期、解决了施工的技术难题、保证了基坑支护系统的可靠性、安全性。
文章结合工程实例，通过预应力锚杆（索）验收中发现的问题来分析其自由段长度在验收试验中产生的影响。
关键词：预应力锚杆（索）；位移；锚固段预应力锚杆柔性支护技术，自上世纪90年代以来在国内工程建设中得到了应用推广，特别是在2000年以来广州地区基坑设计中预应力锚杆柔性支护型式已占相当大的比例。
预应力锚杆柔性支护得到迅速发展，因其工程造价低，施工方便，工期短，基坑变形小，占地空间小，支护基坑的深度大，是广州市超深基坑支护结构的首选型式。
预应力锚杆柔性支护体系由支护面层、锚下承载结构、排水系统及预应力锚杆组成，其中预应力锚杆由众多的小吨位预应力系统组成，属于柔性支护体系。
其原理是通过预应力锚杆被加固区锚固于潜在滑移面以外的稳定岩土体中，锚杆的预应力通过锚下承载结构和支护面层传递给加固岩土体。
一、预应力锚杆（索）验收要求中国工程建设标准化协会标准编写的岩土锚杆（索）技术规程（CECS 22:2005），提到锚杆基本试验出现下列情况之一时，可判断锚杆破坏：（1）后一级荷载产生的锚头位移增量达到或超过前一级荷载产生的位移增量的2倍；（2）锚头位移持续增长；（3）锚杆杆体破坏。
这三点都可以单独作为验收试验中终止加载的原因。
而验收合格的锚杆应同时满足：（1）拉力型锚杆在最大试验荷载下所测得的总位移量，应超过该荷载下杆体自由段长度理论弹性伸长值的80%，且小于杆体自由段与1/2锚固段长度之和的理论弹性伸长值；（2）在最后一级荷载作用下1～10min锚杆蠕变量不大于1.0mm，如超过，则6～60min内锚杆蠕变量不大于2.0mm。
二、工程实例广州市天河区某基坑三层地下室基坑支护工程工程地质勘察报告资料，施工期间测得各钻孔静止水位埋深为 1.7米，抽水试验测得地层渗透系数为1.50×10-4L/S，基坑支护为人工挖孔灌注桩+预应力锚索，基坑深度-14m，在基坑深度及影响范围内，场区地层情况及各土岩层力学性质参数见表1。
影响锚杆支护质量的原因及对策
作者简介 ： 徐 勐 （９ ５ ）男 ， 徽 天 长 人 ，０ １ 毕 １７ 一 ， 安 ２１年
时， 使用客户端界面提交维修请求。 而设备机 电维护 部 门 的人 员 看 到 请 求 后 指 派 维 修 人 员 进 行 维 修 动
条件的恶化 ， 不断出现锚杆断裂 、 失效等现象。 因此 ， 有 必要 分析 锚杆 支护 中存在 的 问题 ，有 针对 性地 提 出解决 的方 法 ， 证锚 杆支护 效果 。 保
１ 影晌 锚杆 支护 质量 因素
１ １ 锚杆预 紧力和让压变形不足 ．
和冲击韧性 ， 而随着巷道变形量的急剧增加 ， 锚杆杆 体的延伸性能已达不到要求 ， 锚杆断裂 、 失效等现象 大 幅增加 。
作。 当维修 完成后 ， 由设备维 护部 门对 维修记 录进 行
完 善并确 认 。
业于 中国矿业 大学采矿工程专 业 ， 士 ， 硕 中煤 能源集 团有 限 公 司信息管理 部工程 师。
（ 稿 日期 ： Ｏ １ １ — ２ 收 ２ ｌ— １ ２ ）
２ １ 年第 １ ０２ 期
赵 柱 影 锚 支 质 的 及 策 立 等： 响 杆 护 量 原因 对
中 图分类 号 ：Ｄ ５ ６ Ｔ ３ ３． 文献 标 志码 ： Ｂ
锚 杆支 护是一 种有 效 的巷道 支护方 式 ，具 有支 护成 本低 ， 于机械 化 操作 ， 便 成巷 速 度 快 ， 善作 业 改 环境 和安全 生产 条件 等优点 ，成 为煤矿 巷道 的主要 支 护形 式 。 年来 ， 近 随着开 采深 度 的增 加及 开采 地质
煤
３ ０
炭
科
技
锚索自由段和锚固段
锚索自由段和锚固段锚索自由段是指在建筑工程中，锚索的一段被设计为自由伸缩的状态。
它通常被用于在建筑物中处理由于热胀冷缩、地震等因素引起的结构变形。
锚索自由段的存在能够有效地减少对建筑物其他部分的影响，从而保证建筑物的稳定性和安全性。
锚索自由段的设计需要考虑多方面的因素。
首先，需要确定锚索自由段的长度。
根据结构变形的预测和分析结果，可以确定锚索自由段的长度，以保证它能够在结构变形时有足够的伸缩空间。
其次，需要选择合适的材料。
锚索自由段需要使用能够承受较大应力并具有良好延展性的材料，以确保其可以在结构变形时不会断裂或损坏。
最后，还需要合理布置锚固点。
锚索自由段的锚固点应该布置在合适的位置，以保证锚索能够在结构变形时充分发挥作用。
锚索自由段的应用广泛。
在高层建筑中，锚索自由段常常被用于处理由于温度变化引起的结构变形。
在桥梁工程中，锚索自由段可以用来处理由于风荷载和车辆荷载引起的结构变形。
在地铁隧道工程中，锚索自由段可以用来处理由于地震引起的结构变形。
通过合理设计和应用锚索自由段，可以有效地保证建筑物的结构稳定性和安全性。
锚固段是指在建筑工程中，锚索的一段被设计为固定状态的段落。
锚固段通常被用于承受建筑物的荷载，并将其传递到地基或其他承重结构上。
锚固段的设计和施工需要考虑多方面的因素，以确保其稳定性和安全性。
锚固段的设计需要考虑多个因素。
首先，需要确定锚固段的长度和位置。
根据建筑物的荷载计算和分析结果，可以确定锚固段的长度和位置，以保证其能够承受足够的荷载并将其传递到地基或其他承重结构上。
其次，需要选择合适的锚固材料。
锚固段需要使用具有较高强度和良好耐久性的材料，以确保其能够长期稳定地承受荷载。
最后，还需要合理布置锚固点。
锚固段的锚固点应该布置在合适的位置，以保证锚索能够充分发挥作用，并将荷载传递到地基或其他承重结构上。
锚固段的应用广泛。
在高层建筑中，锚固段常常被用于承受建筑物的重力荷载，并将其传递到地基上。
锚杆自由段长度
锚杆自由段长度
锚杆自由段长度是指在安装和调节锚杆时，自由段的相对长度。
锚杆自由段的长度决定了抓地结构的分类和使用性能，所以必须严格
控制这个参数。
一般而言，自由段长度的设定受到抓地特性、受力情
况等因素的影响，同时也受到锚芯的尺寸、质量等条件的限制。
根据抓地强度，可将自由段长度分为正常长度、短长度和超长度
三种情况，其中正常长度最常见。
一般来说，正常长度的自由段长度
宜为10D—15D，其中D为锚芯的外径。
超长长度的定义为大于15D，
一般不宜超过20D。
而短长度的自由段长度宜为8D以下，但不宜太短，也不宜小于4D。
自由段长度过短的话，就会影响抓地结构的作用，或
者降低抓地强度，甚至破坏抓地结构的稳定性。
总之，锚杆自由段长度的正确选择，对抓地结构的性能有着重要
的影响。
因此，必须严格按照设计要求，科学合理地设置自由段长度，以获得更好的抓地效果。
锚杆自由锻和锚固段
锚杆自由锻和锚固段
锚杆自由段和锚固段是锚杆的组成部分，具有不同的作用和功能。
1. 锚杆自由段：自由段是锚杆的一部分，具体是指锚固段之前的部分，这一部分不与构件或者地基连接，而是浮置在混凝土或岩石中。
其主要功能是传递结构的荷载到锚固段。
此外，自由段还是确保锚杆在张拉时产生预应力的关键部分，因为要产生预应力，必须确保杆体存在一定的伸长量。
自由段的长度以及插入深度会根据实际工程需求进行设计。
2. 锚固段：锚固段是锚杆的另一部分，主要功能是固定结构的稳定性。
它是将锚杆紧固在结构和地基之间的部分，通常会用浆液包裹增加锚固体的直径，从而产生更大的锚固力。
锚固段的长度和深度也需要根据具体工程需求进行设计，以确保在岩体发生轻微形变时能够通过稳定地层提供反力从而形成自钻式中空锚杆预应力。
总之，锚杆自由段和锚固段的功能和应用根据具体工程需求而有所不同，但它们都是锚杆的重要组成部分，对于加固和支撑结构具有关键作用。
桩锚支护中锚杆自由段对锚杆预应力影响分析
桩锚支护中锚杆自由段对锚杆预应力影响分析陈全飞;赵杰伟;刚玉印【摘要】Based on the deep foundation pit support project of a hospital in Beijing,this paper combined with measured data of prestressed bolt in pile-anchor support system,comprehensively analyzed the regular pattern with time by the different free segment of bolt.Under the same conditions,it is considered that the longer the free segment,the smaller the loss rate of the anchor prestress value.%以北京某医院深基坑支护工程为背景,结合现场桩锚支护体系预应力锚杆的实测数据,综合分析不同自由段下锚杆预应力值随时间变化规律.认为相同条件下自由段越长,锚杆预应力值损失率越小.【期刊名称】《岩土工程技术》【年(卷),期】2018(032)001【总页数】3页(P41-43)【关键词】预应力损失;锚杆;自由段【作者】陈全飞;赵杰伟;刚玉印【作者单位】中兵勘察设计研究院有限公司,北京100053;中兵勘察设计研究院有限公司,北京100053;中兵勘察设计研究院有限公司,北京100053【正文语种】中文【中图分类】TU4130 引言在岩土锚固的设计和应用中，锚杆预应力随时间的损失及其控制方法对锚固工程的质量和成效有极大关系。
锚杆初始预应力值过度的损失或增大，都是有害的。
初始预应力损失过大，意味着主动作用力的减小，不利于结构稳定和抑制变形；初始预应力过度增大，会加大对预应力筋应力腐蚀的危险，甚至引起预应力筋的断裂[1]。
锚网支护巷道锚杆、锚索断裂原因及预防措施
锚网支护巷道锚杆、锚索断裂原因及预防措施锚网支护作为一种经济有效的巷道支护方式，在煤矿巷道中已得到广泛应用，但由于煤矿井下地质条件的复杂性和多变性，断锚、断索现象时有发生，对安全生产及人员生命构成威胁。
通过分析施工巷道断锚、断索原因，提出了相应的防范措施。
标签：锚网支护；锚杆（索）；断裂原因；防范措施1 概述崔庄煤矿23下06工作面是二采区（3下）采区东翼开采的第五个工作面，工作面采用走向长壁后退式采煤法综采放顶煤工艺开采，机采高度 2.4m，放顶煤高度1.72m，煤层倾角平均13°，结构简单，煤层普氏硬度系数f=2.0-2.5，且不同部位质量差异比较小。
就勘测数据来看，工作面部位煤层均在4.12m左右，走向共724m，且倾斜长139m。
其中，顶板厚泥岩共2.91m，中砂层厚8.75m。
2 巷道断面及支护参数设计23下06工作面运输设计成沿着煤层底板逐步掘进，断面为矩形形状，宽度为3.6m、高度为2.5m，净断面积为9㎡。
为提高煤层顶板稳固性，作业时选择用锚索、W钢带、锚杆以及金属网进行联合支护。
要求每排至少设置5根顶锚杆，间距控制在750mm左右，排距则可以控制在900mm左右。
其中，锚杆选择用φ20×2000mm左旋螺纹钢锚杆，搭配使用MSK23-50树脂锚固剂进行锚固作业。
另外，对于与巷道的部分，需要将顶锚杆设置成15°角，并至少与巷帮间距在300mm以上，其余部分则可以垂直布置于顶板。
基于地质环境要求，本项目选择应用长3300㎜的W钢带压网设置与顶部，并利用10#镀锌铁丝来制作规格为4000mm×1000mm的菱形网，而网格规格为40mm×40mm。
补强锚索每隔1.8m布置2根，配215×215×12mm托盘，沿巷道呈矩形布置，间排距1500×1800mm，锚索长度以锚入顶板稳定岩层中不少于1m 为原则，锚索外露长度（锁具外）为150～250mm。
煤矿巷道锚杆支护有效性的施工影响因素及控制措施
煤矿巷道锚杆支护有效性的施工影响因素及控制措施
煤矿巷道锚杆支护是煤矿井下巷道掌子面支护的一种重要方法，对于保证井下工作人员的安全和巷道的稳定具有重要意义。
本文将介绍煤矿巷道锚杆支护有效性的施工影响因素及控制措施。
1. 岩层地质条件
岩层地质条件是影响锚杆支护有效性的重要因素之一。
岩层的稳定性直接影响锚杆的承载能力和支撑效果。
如果岩层存在倾斜断层、厚层破碎带等不稳定因素，锚杆支护的有效性就会大大降低。
需要在进行锚杆支护前对岩层地质条件进行详细调查和分析，选择合适的锚杆型号和施工方案。
2. 锚杆材料和质量
锚杆的材料和质量也是影响锚杆支护有效性的重要因素。
如果锚杆的材料质量不合格或选择不当，就会导致锚杆的强度和刚度不足，无法承担起巷道围岩的压力，从而影响支撑的效果。
在选择锚杆材料时要注重质量的控制，确保符合国家标准，并按规定进行质量检测。
3. 锚杆的布设密度和间距
锚杆的布设密度和间距是影响锚杆支护有效性的重要因素之一。
如果锚杆的布设密度过低或间距过大，就会导致锚杆的承载力和支撑效果不足，无法有效控制巷道围岩的变形和破坏。
在进行锚杆支护施工时，要根据岩层的稳定性和巷道的实际情况，合理确定锚杆的布设密度和间距。
4. 锚杆的预紧力
煤矿巷道锚杆支护有效性的施工影响因素包括岩层地质条件、锚杆材料和质量、锚杆的布设密度和间距，以及锚杆的预紧力等。
为了提高锚杆支护的有效性，需要进行详细的调查和分析，并采取相应的控制措施，确保锚杆支护的质量和效果。
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锚杆设置自由段的原因分析
我们知道，在变形控制较严格的部位使用预应力锚杆(索)时，一般要设置自由段，具体构造如下：
但也经常碰到施工单位在施工时将自由段取消，进行全长锚固，以为这样对锚杆受力更有利。
其实这样做改变了原设计的受力，不一定是安全的做法。
那锚杆的自由段有啥作用呢？我们先看看规范是怎么说的：
《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB
50086-2015第11.2.3条：“抗浮锚杆长度应满足锚杆设计拉力及整体抗浮稳定要求，预应力抗浮锚杆自由杆体长度不宜小于5m，锚杆间距不宜小于1.5m。
”其条文说明解释为：“锚杆自由段长度的要求，一方面是为了保证整体稳定要求，另一方面是防止锚头的微小位移引起的预应力的急剧变化。
”
《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013第8.4.1
条：“锚杆总长度应为锚固段、自由段和外锚头的长度之
和，并应符合下列规定：锚杆自由段长度应为外锚头到潜在滑裂面的长度；预应力锚杆自由段长度应不小于5.0m，且应超过潜在滑裂面1.5m；”
《岩土锚杆索技术规程》CECS22:2005第7.6.2条条文说明：“若锚杆自由段长度过短，则对锚杆施加初始预应力后，锚杆的弹性位移较小，一旦锚头出现松动等情况，可能会造成较大的预应力损失。
”
从上面规范中的规定可以看出，设置自由段的原因有三个：
1、为了减少预应力损失。
锚杆张拉时是自由段的钢筋或钢绞线产生弹性变形，锚杆自由段长度越长，预应力损失越小，锚杆拉力越稳定。
自由段长度过小或没有自由段，锚杆张拉锁定后的弹性伸长较小，锚具变形、预应力筋回缩等因素引起的预应力损失较大。
足够长的杆体自由段也可防止由于地层位移增大而引起传递荷载的显著增大。
2、为了将拉力传递到锚固体内。
如果自由段长度过小或没有自由段，使得一部分锚固段处于滑裂面内主动区，在基坑开挖过程中，当坑壁在主动土压力作用下出现变形时，主动区内的锚固段将产生向基坑内方向的摩阻力，削弱了锚固效果，所以破坏面处的抗力是很小的或有限的。
只有当锚杆锚固段离潜在破坏面足够的远，才能有效发挥锚杆的抗力作用和保证地层开挖面与滑裂面
间有足够的压应力区。
3、为了抗浮稳定。
当锚杆用于抗浮时，如果不将浮力传递到更深的土体内，有可能出现土体自重不足，而整体失稳的情况。