第五章 锚杆与锚索支护结构
第五讲 土层锚杆
二、工程实例
1.上海商城采用钢板桩加1层锚杆,挖深为7m。 2.北京新世纪大厦采用灌注桩加1层锚杆,开挖深度达12m。 3.北京王府井宾馆采用地下连续墙加4层锚杆,挖深达14m。 4.北京京城大厦采用H型钢加3层锚杆，开挖深度达24m。
三、施工工艺流程
钻 扩 孔 灌 锚 杆 锚 下 层 挖 ( )
(四)、张拉与锚固
土层锚杆灌浆后，待锚固体强度达到80％设计强度 以上，便可对锚杆进行张拉和锚固。张拉前先在支护结 构上安装围檩。张拉用设备与预应力结构张拉所用者相 同。 若钢拉杆为变形钢筋，其端部加焊一螺丝端杆，用 螺母锚固。若钢拉杆为光圆钢筋，可直接在其端部攻丝， 用螺母锚固。如用精轧钢纹钢筋，可直接用螺母锚固。 张拉粗钢筋用一般单作用千斤顶。 钢拉杆为钢丝束，锚具多为镦头锚，亦用单作用千 斤顶张拉。
2. 施工要点
（1）孔壁要求平直，以便安放钢拉杆和灌注水泥浆。 （2）孔壁不得坍陷和松动，否则影响钢拉杆安放和土 层锚杆的承载能力。 （3）钻孔时不得使用膨润土循环泥浆护壁，以免在孔 壁上形成泥皮，降低锚固体与土壁间的摩阻力。 （4）土层锚杆的钻孔多数有一定的倾角，因此孔壁的 稳定性较差。 （5）由于土层锚杆的长细比很大，孔洞很长，保证钻 孔的准确方向和直线性较困难，容易偏斜和弯曲。 （6）土层锚杆的水平误差不得大于25cm，标高误差不 得大于10cm。 （7）扩孔的方法通常有四种：机械扩孔、爆炸扩孔、 水力扩孔和压浆扩孔。
第五讲
土锚与土钉支护
主要内容 (4课时) (4课时) 课时
第一节 土层锚杆构造与设计 第二节 土层锚杆施工 第三节 土钉支护施工
教学要求
1. 掌握土层锚杆的类型及特点; 2. 熟悉土层锚杆的构造要求; 3. 熟悉土层锚杆的一般设计规定; 4. 了解土层锚杆的施工准备工作; 5. 掌握土层锚杆的施工工艺流程及要点; 6. 掌握土钉支护的概念与特点； 掌握土钉支护的概念与特点； 7. 熟悉土钉支护的构造及施工工艺； 熟悉土钉支护的构造及施工工艺； 8. 掌握土钉与土锚的区别； 掌握土钉与土锚的区别；
锚杆支护规范
矿区锚杆支护技术规范.1 本规范是专门针对潞安矿区现有生产矿井所开采的3#煤层的地质与生产条件而编制的，旨在促进潞安矿区煤巷锚杆支护技术健康发展，为矿井实现安全高效创造良好条件。
1.2 根据《潞安矿区巷道围岩地质力学测试与分类研究报告》和《潞安矿区煤巷锚杆支护成套技术研究》的结论，在潞安矿区的煤巷中可以并应积极推广应用锚杆支护技术。
指导思想是：解放思想，实事求是，因地制宜，积极推广应用。
工作原则是：以科学的理论依据为指导，以严谨的态度抓好设计、施工和管理。
1.3 本规范适用于潞安矿区以锚杆支护作为主要手段的煤巷，包括：(1) 回采巷道（运输巷，回风巷，开切眼，瓦排巷等）；(2) 采区集中巷；(3) 煤层大巷；(4) 各类煤巷交岔点和峒室。
1.4 在进行煤巷锚杆支护设计前，必须有全面、准确、可靠的巷道围岩地质力学参数，包括地应力的大小和方向、围岩强度、围岩结构等。
否则，不能进行锚杆支护设计。
1.5 煤巷锚杆支护设计采用动态信息设计法。
设计是一个动态过程，充分利用每个过程提供的信息。
设计应严格按五个步骤进行，即巷道调查和地质力学评估、初始设计、井下施工与监测、信息反馈分析和修正设计、日常监测。
1.6 煤巷锚杆支护材料的尺寸规格、力学性能与产品质量必须满足锚杆支护设计的要求，并符合煤矿安全有关规定。
否则，不能下井使用。
1.7 煤巷锚杆支护施工应严格按照设计和作业规程要求进行，确保施工质量。
1.8 与煤巷锚杆支护技术有关的各级管理和技术人员，以及操作工人，都应进行锚杆支护技术培训。
1.9 本规范未涉及的煤巷锚杆支护技术问题，应按煤炭行业有关规定执行。
第二章巷道围岩地质力学评估与现场调查2.1 巷道围岩地质力学评估与现场调查是煤巷锚杆支护设计的基础依据和先决条件，必须在进行支护设计之前完成。
2.2 地质力学评估与现场调查首先应确定评估与调查的区域，考虑巷道服务期间影响支护系统的所有因素，随后的锚杆支护设计应该限定在这个区域内。
锚杆(索)工程结构、分类与计算
锚筋的选用
锚杆（索）工程结构、分 类和计算
锚筋的选用
预应力锚索所采用的钢绞线应符合国标标准 (GB/T5223—95、GB/T5224—95)，7丝标准型钢绞 线参数如表
锚杆（索）工程结构、分 类和计算
锚筋的选用
预应力锚索所采用的钢绞线亦可按照美国标 准(ASTMA416—90a)、英国标准(BS5896—80)、日 本标准(JISG3536—88) 执行。STMA416—90a 7丝 标准型钢绞线(270级)参数如表
2 对中支架
1
M30水泥砂浆
锚杆与格构梁纵向钢筋双面焊接
50 50
110mm
锚杆（索）工程结构、分类和计算
一、锚杆(索)的结构和 分类
（一）锚杆(索)的结构 （二）锚杆(索)的分类 （三）锚杆(索)与其他支 挡结构联合使用
锚杆（索）工程结构、分 类和计算
（一）锚杆(索)的结构
锚杆是一种将拉力传至稳定岩层或土层的结构 体系，主要由锚头、自由段和锚固段组成。
1-台座 2-锚具 3-承压板 4-支挡结构 5-钻孔 6-自由隔离层 7-钢筋 8-注浆体 Lf-自由段长度 La-锚固段长度
（二）锚杆(索)的分类
端部扩大型锚杆(索)
锚杆的承载力主 要依靠锚固体与周围 岩土介质间的粘结摩 阻强度和扩大头处的 端承强度共同提供。
该类锚杆适用于粘土等软弱土层、因比邻 地界限制土锚长度不宜过长的土层。
成的直立土质边坡。
锚杆（索）工程结构、分 类和计算
锚固作用原理
• 1、传力状态 • 锚头----拉杆----锚固体----岩土层 • 2、锚杆抗拔作用需满足的条件 • a.锚固段的砂浆对于钢拉杆的握裹力需能承受极限
煤矿井下锚杆支护知识、原理和锚杆(索)计算及支护设计公式
锚杆支护一、锚杆支护的原理锚杆支护就是以维护和利用围岩的自承能力为基点，及时地进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分。
通过锚入围岩内部的杆体，改变巷道围岩的本身的力学状态，在巷道周围形成一个整体而又稳定的承载环，和围岩共同作用，达到维护巷道的目的。
这一支护形式与传统的棚式支护相比属于主动积极加固巷道围岩的支护形式。
二、锚杆在支护中的作用1、锚杆的悬吊作用悬吊作用是指用锚杆将软弱的直接顶板吊挂在其上的坚固老顶之上。
如图1所示，或者是用锚杆将因巷道开挖而引起松动的岩块连接在松动区外的完整坚固岩石上，使松动岩块不至冒落。
2、锚杆的组合梁理论在层状岩层的巷道顶板中，通过锚入一系列的锚杆，将锚杆长度以内的薄层岩石锚成岩石组合梁，从而提高其承载力。
利用锚杆的拉力将层状岩层组合起来形成组合梁结构进行支护，这就是锚杆组合梁作用。
组合梁作用的本质在于通过锚杆的预拉应力将原视为叠合梁的岩层挤紧，增大岩层间的摩擦力；同时，锚杆本身也提供一定的抗剪能力，阻止其层间错动。
锚杆把数层薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁，这时被锚固的岩层便可看成组合梁，全部锚固层能保持同步变形，顶板岩层抗弯刚度得以大大提高。
3、锚杆锲固作用锚杆的悬吊作用锚杆的组合作用是指在围岩中存在一组或多组不同产状的不连续面的情况下，由于锚杆穿过这些不连续面，防止或减少了围岩沿不连续面的移动。
如图3。
44、挤压加固拱作用形成以锚杆头和紧固端为顶点的锥形体压缩区。
如将锚杆沿拱形锚杆的楔固作用p бb p 锚杆的楔固作用-б p (бbp巷道周边按一定间距径向排列，在预应力作用下，每根锚杆周围形成的锥形体压缩区彼此重叠联结，在围岩中形成一连续压缩带。
它不仅能保持自身的稳定，而且能承受地压，组织上部围岩的松动和变形。
显然，对锚杆施加预紧力是形成加固拱的前提。
5、锚杆的减跨作用如果把不稳定的顶板岩层看成是支撑在两帮的叠合梁，由于可视悬吊在老顶上的锚杆为支点，安设了锚杆就相当于在该处打了点柱增加了支点而减少了顶板的跨度，从而降低了顶板岩层的弯曲应力和挠度，维持了顶板与岩石的稳定性，使岩石不易变形和破坏。
第5章 隧道结构体系设计原理与方法
⑵ 支护与围岩共同作用的力学原理ຫໍສະໝຸດ γHZrθ
C
λγH
r
C
A X
0
圆形隧道
解析解
① 锚喷支护结构设计的力学原理
采用的是围岩体和柔性支护共同变形的弹塑性理论。 采用的是围岩体和柔性支护共同变形的弹塑性理论。
② 弹塑性理论的基本概念： 弹塑性理论的基本概念：
基于材料试验弹塑性曲线
③ 对于圆形隧道，作如下假定： 对于圆形隧道，作如下假定：
充填裂隙加固围岩
封闭围岩表面防止风化
喷砼与围岩组成共同承载结构
⑵ 局部稳定原理 危石除用锚杆支护外，也可用喷射混凝土层支护。 危石除用锚杆支护外，也可用喷射混凝土层支护。在危石 重力作用下混凝土喷层可能出现冲切破坏 撕裂破坏。 冲切破坏和 重力作用下混凝土喷层可能出现冲切破坏和撕裂破坏。
⑶ 整体稳定原理 喷混凝土层与围岩表面紧密粘结、咬合使岩体密贴， 喷混凝土层与围岩表面紧密粘结、咬合使岩体密贴，组成 组合结构” 整体结构物”共同工作。 “组合结构”或“整体结构物”共同工作。
⑴ 锚杆类型 ① 全长粘结型
② 端头锚固型
隧道超前注浆锚杆
⑵ 锚杆的力学作用 ① 悬吊作用 ② 减跨作用 ③ 组合梁作用 ④ 整体加固作用 悬吊作用：将不稳定岩层悬吊在坚固岩层上， ①悬吊作用：将不稳定岩层悬吊在坚固岩层上，阻止围岩移 动滑落。 动滑落。
② 减跨作用：在隧道顶板岩层中打入锚杆，相当于在顶板上 减跨作用：在隧道顶板岩层中打入锚杆， 增加了支点，使隧道跨度减小，从而使顶板岩体应力减小。 增加了支点，使隧道跨度减小，从而使顶板岩体应力减小。
⑵ 基本要求 支护必须与周围岩体大面积的牢固接触 即保证支护接触， ① 支护必须与周围岩体大面积的牢固接触，即保证支护围岩作为一个统一的支护体系而共同工作； 围岩作为一个统一的支护体系而共同工作； 重视初期支护的作用 初期支护的作用， ② 重视初期支护的作用，并使初期支护与二次支护相互配 合，协调一致 ③ 要允许围岩及支护结构产生有限的变形，以发挥围岩承 允许围岩及支护结构产生有限的变形， 载作用而减少支护结构的受力。 载作用而减少支护结构的受力。 必须保证支护结构及时施作 如支护施作过晚， 及时施作。 ④ 必须保证支护结构及时施作。如支护施作过晚，会使围 岩暴露时间过长，产生过渡的位移而濒临破坏； 岩暴露时间过长，产生过渡的位移而濒临破坏； 支护结构要根据隧道围岩的实际动态，及时进行调整和 ⑤ 支护结构要根据隧道围岩的实际动态，及时进行调整和 修改，以适应不断变化的围岩状态； 修改，以适应不断变化的围岩状态；
《锚杆支护技术》课件
总结
锚杆支护技术在工程中扮演着重要的角色，能够提高结构的稳定性和安全性。 未来，锚杆支护技术将继续发展，并在更多领域得到应用。
《锚杆支护技术》PPT课 件
# 锚杆支护技术
什么是锚杆支护技术？
锚杆支护技术是一种用于加固和支持结构的工程技术，通过将锚杆固定在岩体或土体中来增强结构的稳定性和 承载能力。 锚杆支护技术具有灵活性和可调性，适用于各种地质条件和工程需求。
锚杆支护的分类
按杆型分类： 1. 爆破锚杆：通过爆破方法将锚杆安装在岩体中。 2. 视轨锚杆：利用视轨和滑块将锚杆与岩体或土体连接。 3. 螺杆锚杆：通过旋转螺杆将锚杆与岩体紧密结合。
按锚杆材料分类： 1. 钢筋锚杆：由高强度的钢筋组成。 2. 计划锚杆：由预应力钢绞线组成。 3. 组合锚杆：由不同材料组合而成。
按锚杆作用方式分类： 1. 弯曲锚杆：用于抵抗岩体的弯曲破坏。 2. 拉伸锚杆：用于抵抗岩体的拉伸破坏。 3. 剪切锚杆：用于抵抗岩体的剪切破坏。
锚杆支护的施工步骤
施工步骤： 1. 锚杆前处理：清理锚杆安装区域并检查地质条件。 2. 锚杆钻孔：使用钻机在岩体或土体中钻孔以安装锚杆。 3. 锚杆注浆：通过注浆作用将锚杆与岩体或土体结合。 4. 锚杆加勾：根据设计要求将锚杆进行加勾，增加连接性和支撑能力。
锚杆支护的质量控制
锚杆的质量标准需满足相应规范和设计要求，并通过质量检测机构进行评估。 质量控制方法包括：杆身质量检测、注浆质量检测、加勾质量检测等。
锚杆支护技术在工程中的应用
锚杆支护技术在各种工程中广泛应用： 1. 地下洞室工程：用于加固洞室的岩体，增强结构的稳定性和安全性。 2. 公路隧道工程：用于增加隧道的支撑能力，防止岩体垮塌和滑坡。 3. 水电工程：用于加固水电站的堤坝和开挖面，提高结构的： 1. 提高结构的稳定性和承载能力。 2. 适用于各种不同地质条件和工程需求。 3. 施工速度快，成本相对较低。
第5章 支挡式结构 1-4节
2· 单层锚杆和单层支撑的支挡式结构嵌固稳定性验算
单层锚杆和单层支撑支挡结构嵌固稳定性验算是以 支点为转动点，计算基坑外侧土压力对支点的转动 力矩和坑内开挖深度以下土反力对支点的抵抗力矩 是否满足整体极限平衙 控制的是挡土构件嵌固段的 踢脚稳定性
5· 3· 2 整体滑动稳定性验算
锚拉式、悬臂式支挡结构和双排桩均应进行整体稳
5· 3· 3抗隆起稳定性验算 对于锚拉式和支撑式支挡结构，当基坑开 挖深度较大，支挡结构嵌固深度较小而土的强 度较低时，可能产生土体从挡土构件底端以下 向基坑内隆起挤出的现象，这是一种土体丧失 竖向平衡状态的破坏模式。由于锚杆和支撑只 能对支护结构提供水平方向的平衡力，对隆起 破坏不起作用，对特定基坑深度和土性，只能 通过增加挡土构件嵌固深度来提高抗隆起稳定 性。因而对锚拉式和支撑式支挡结构应进行抗 隆起稳定性验算，以确定其嵌固深度
5· 4
排桩设计与施工
5· 4· 1排桩设计 2· 平面设计与竖向设计 在土压力和结构内力的计算中，排桩间距 对计算结果产生较大影响，因此，排桩间距的 选取主要也是应按弯矩大小与变形要求确定， 以达到受力与经济合理的要求。一般排桩的中 心距不宜大于桩直径的2· 0倍，特殊情况下， 排桩间距的确定还要考虑桩间土的稳定性要求 ，根据工程经验，对大桩径或黏性土，排桩的 净间距在900mm以内，对小桩径或砂土，排 桩的净间距在600mm以内较常见。
5· 4
排桩设计与施工
5· 4· 2排桩施工与检测 基坑支护中支护桩的常用桩型与建筑桩基相同，其施工 应符合现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94 的有 关要求，其质量检验标准应符合《建筑地基基础施工质 量验收规范》GB50202的要求。但在以下几个方面仍应 引起重视: 1· 当排桩桩位邻近的既有建筑物、地下管线、地下构筑 物对地基变形敏感时，应根据其位臵、类型、材料特性 、使用状况等相应采取下列控制地基变形的防护措施: (1)宜采取间隔成桩的施工顺序;对混凝土灌注桩，应在混 凝土终凝后，再进行相邻桩的成孔施工;
边坡锚杆锚索格构边坡支护施工方案
＊*＊***＊＊*＊施工方案重庆市*＊***＊＊＊＊＊工程公司二0一八年六月重庆***＊＊*＊＊基坑及环境边坡支护工程施工方案编写：审核:总工：批准：编制单位：重庆市＊**＊＊***＊公司编制日期:二0一八年六月目录第一章工程概况2一、工程简况2二、设计简介3第二章施工准备3一、组织准备3二、施工现场准备3三、施工资源准备3第三章主要的施工程序和施工方法5一、测量放线5二、削坡施工7三、施工脚手架搭设9四、锚杆（索）施工15五、钢筋砼格构施工21六、截、排水沟施工36七、喷砼及绿化施工39八、抗滑桩施工42九、施工措施55十、信息施工法56第四章工期及施工进度计划56一、工程施工进度计划56二、工期施工措施57第五章工程质量目标及保证措施59一、质量方针、质量目标、质量承诺59二、质量保证体系59三、质量保证措施60四、施工质量控制61第六章安全保证及措施62一、施工安全保证组织机构62二、安全保证措施62三、施工区安全保证措施63第一章工程概况一、工程简况****＊*＊＊***＊＊＊＊*二、设计简介A1~B1段采用7根A型抗滑桩支护; C1～D1段采用6根B型抗滑桩支护; E1～F1段采用9根C型抗滑桩+锚索支护；F1~G1段采用6根C 型抗滑桩+锚索支护； G1～H1段采用10根的、D型抗滑桩+锚索支护，H1～H2段采用6根A型抗滑桩支护。
a～b、b～c、c～d段采用肋板+锚杆支护。
按坡率法放坡的坡面，采用挂网喷射混凝土+锚钉支护。
第二章施工准备一、组织准备公司直接领导下，建立项目经理部，具体布置如下图：二、施工现场准备根据施工平面布置图合理经济布置施工现场，搭设生产、生活临时设施。
三、施工资源准备1、主要机械设备准备根据本工程特点及进度计划安排，有秩序地组织机械设备进场，机械设备除及时运输调回外还应注意之前检查及保养工作,本工程主要施工设备见下表.2、材料准备根据施工设计图纸计算出材料需用量计划，联系所需规格材料.原材料检验：本工程所需的各种材料，水泥、砂、钢筋等均为大厂材料，免检产品。