快硬水泥卷锚杆的安装除应遵守上述第7.3.1.3条的款规定外，尚应符合下列要求：1）水泥卷浸水后，应立即用锚杆杆体送至孔底，并在水泥初凝前，将杆体送入，搅拌完毕。......
2023-11-04
锚杆支护设计：水工程地质缺陷加固技术
【摘要】：全长粘结型锚杆设计应遵守下列规定。5）锚头的设计锚固力不应低于50kN。表7.6缝管锚杆、楔管锚杆与钻孔的径差4）宜采用碟形托板，材料为Q235钢，厚度不应小于4mm，尺寸不应小于120mm×120mm。表7.9岩石预应力锚杆锚固体设计的安全系数K9）压力分散型或拉力分散型锚杆的单元锚杆锚固长度不宜小于15倍锚杆钻孔直径。12）锚固段内的预应力筋每隔1.5～2.0m应设置隔离架。临时性锚杆预应力筋的保护层厚度不应小于10mm。
（1）锚杆设计应根据隧洞围岩地质情况、工程断面和使用条件等，分别选用下列类型的锚杆：
1）全长粘结型锚杆：普通水泥砂浆锚杆、早强水泥砂浆锚杆、树脂卷锚杆、水泥卷锚杆。
2）端头锚固型锚杆：机械锚固锚杆、树脂锚固锚杆、快硬水泥卷锚固锚杆。
3）摩擦型锚杆：缝管锚杆、楔管锚杆、水胀锚杆。
4）预应力锚杆。
5）自钻式锚杆。
（2）全长粘结型锚杆设计应遵守下列规定。
1）杆体材料宜采用Ⅱ、Ⅲ级钢筋，钻孔直径为28～32mm的小直径锚杆的杆体材料宜用Q235钢筋。
2）杆体钢筋直径宜为16～32mm。
3）杆体钢筋保护层厚度，采用水泥砂浆时不小于8mm，采用树脂时不小于4mm。
4）杆体直径大于32mm的锚杆，应采取杆体居中的构造措施。
5）水泥砂浆的强度等级不应低于M20。
6）对于自稳时间短的围岩，宜用树脂锚杆或早强水泥砂浆锚杆。
（3）端头锚固型锚杆的设计应遵守下列规定：
1）杆体材料宜用Ⅱ级钢筋，杆体直径为16～32mm。
2）树脂锚固剂的固化时间不应大于10min，快硬水泥的终凝时间不应大于12min。
3）树脂锚杆锚头的锚固长度宜为200～250mm，快硬水泥卷锚杆锚头的锚固长度宜为300～400mm。
4）托板可用Q235钢，厚度不宜小于6mm，尺寸不宜小于150mm×150mm。
5）锚头的设计锚固力不应低于50kN。
6）服务年限大于5年的工程，应在杆体与孔壁间注满水泥砂浆。
（4）摩擦型锚杆的设计应遵守下列规定：
1）缝管锚杆的管体材料宜用16锰或20锰硅钢，壁厚为2.0～2.5mm，楔管锚杆的管体材料可用Q235钢，壁厚为2.75～3.25mm。
2）缝管锚杆的外径为30～45mm，缝宽为13～18mm，楔管锚杆缝管段的外径为40～45mm，缝宽宜为10～18mm，圆管段内径不宜小于27mm。
3）钻孔直径应小于摩擦型锚杆的外径，其差值可按表7.6选取。
表7.6 缝管锚杆、楔管锚杆与钻孔的径差
4）宜采用碟形托板，材料为Q235钢，厚度不应小于4mm，尺寸不应小于120mm×120mm。
5）杆体极限抗拉力不宜小于120kN，挡环与管壁焊接处的抗脱力不应小于80kN。
6）缝管锚杆的初锚固力不应小于25kN/m，当需要较高的初锚固力时，可采用带端头锚塞的缝管锚杆或楔管锚杆。
7）水胀式锚杆材料宜选用直径为48mm，壁厚2mm的无缝钢管，并加工成外径为29mm，前后端套管直径为35mm的杆体。
8）水胀式锚杆的托板材料、规格同摩擦型锚杆。
（5）预应力锚杆的设计应遵守下列规定：
1）硬岩锚固宜采用拉力型锚杆；软岩锚固宜采用压力分散型或拉力分散型锚杆。
2）设计锚杆锚固体的间距应考虑锚杆相互作用的不利影响。
3）确定锚杆倾角应避开锚杆与水平面的夹角为-10°～+10°这一范围。
4）预应力筋材料宜用钢绞线、高强钢丝或高强精轧螺纹钢筋。对穿型锚杆及压力分散型锚杆的预应力筋应采用无粘结钢绞线。当预应力值较小或锚杆长度小于20m时，预应力筋也可采用Ⅱ级或Ⅲ级钢筋。
5）预应力筋的截面尺寸应按下列公式确定：
式中 A——预应力筋的截面积，mm2；
Nt——锚杆轴向拉力设计值，kN；
fptk——预应力筋抗拉强度标准值，N/mm2；(www.chuimin.cn)
K——预应力筋截面设计安全系数，临时锚杆取1.6，永久锚杆取1.8。
6）预应力锚杆的锚固段灌浆体宜选用水泥浆或水泥砂浆等胶结材料，其抗压强度不宜低于30MPa。压力分散型锚杆锚固段灌浆体抗压强度不宜低于40MPa。
7）预应力锚杆的自由段长度不宜小于5.0m。
8）预应力锚杆采用粘结型锚固体时，锚固段长度可按下列公式计算，并取其中的较大值：
或
式中 Lm——锚固段长度，mm；
Nt——锚杆轴向拉力设计值，kN；
K——安全系数，应按表7.9选取；
D——锚固体直径，mm；
d——单根钢筋或钢绞线直径，mm；
n——钢绞线或钢筋根数；
qr——水泥结石体与岩石孔壁间的粘结强度设计值，取0.8倍标准值（见表7.7）；
qrs——水泥结石体与钢绞线或钢筋间的粘结强度设计值，取0.8倍标准值（见表7.8）；
ξ——采用2根或2根以上钢绞线或钢筋时，界面粘结强度降低系数，取0.60～0.85。
表7.7 岩石与水泥结石体之间的粘结强度qr标准值（推荐）
注 粘结长度小于6.0m。
表7.8 钢筋、钢绞线与水泥浆之间的粘结强度qrs标准值（推荐）
注 1.粘结长度小于6.0mm；
2.水泥结石体抗压强度标准值不小于30MPa。
表7.9 岩石预应力锚杆锚固体设计的安全系数K
9）压力分散型或拉力分散型锚杆的单元锚杆锚固长度不宜小于15倍锚杆钻孔直径。
10）设计压力分散型锚杆，还应验算灌浆体轴向承压力。确定注浆体的轴心抗压强度应考虑局部受压与注浆体侧向约束的有利影响，一般由试验确定。
11）预应力锚具及连接锚杆杆体的受力部件，均应能承受95%的杆体极限抗拉力。
12）锚固段内的预应力筋每隔1.5～2.0m应设置隔离架。永久性的拉力型或拉力分散型锚杆锚固段内的预应力筋宜外套波形管，预应力筋的保护层厚度不应小于20mm。临时性锚杆预应力筋的保护层厚度不应小于10mm。
13）自由段内预应力筋宜采用带塑料套管的双重防腐，套管与孔壁间应灌满水泥砂浆或水泥净浆。
14）永久性预应力锚杆的拉力锁定值应不小于拉力设计值；临时性预应力锚杆可等于或小于拉力设计值。
（6）自钻式锚杆的设计应遵守下列规定：
1）自钻式锚杆杆体应采用厚壁无缝钢管制作，外表全长应具有标准的连接螺纹，并能任意切割和用套筒连接加长；
2）自钻式锚杆结构应包括中空杆体、垫板、螺母、连接套筒和钻头；
3）用于锚杆加长的连接套筒应与锚杆杆体具有同等强度。
（7）系统锚杆布置应遵守下列规定：
1）在隧洞横断面上，锚杆应与岩体主结构面成较大角度布置，当主结构面不明显时，可与隧洞周边轮廓垂直布置；
2）在岩面上，锚杆宜呈菱形排列；
3）锚杆间距不宜大于锚杆长度的1/2；Ⅳ、Ⅴ级围岩中的锚杆间距宜为0.5～1.0m，并不得大于1.25m。
（8）拱腰以上局部锚杆的布置方向应有利于锚杆受拉，拱腰以下及边墙的局部锚杆布置方向应有利于提高抗滑力。
（9）局部锚杆的锚固体应位于稳定岩体内。粘结型锚杆锚固体长度内的胶结材料与杆体间粘结摩阻力设计值和胶结材料与孔壁岩石间粘结摩阻力设计值均应大于锚杆杆体受拉承载力设计值。
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2023-11-04
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2023-11-04
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