預(yù)應(yīng)力錨桿預(yù)應(yīng)力錨桿預(yù)緊力

錨桿在安裝過(guò)程中依靠安裝機(jī)械主動(dòng)施加的作用于巷道圍巖上的應(yīng)力稱(chēng)為錨桿支護(hù)的預(yù)應(yīng)力。能夠施加預(yù)應(yīng)力的錨桿稱(chēng)為預(yù)應(yīng)力錨桿。錨桿支護(hù)的預(yù)應(yīng)力是由錨桿桿體受拉并通過(guò)托盤(pán)和錨固端作用于錨固區(qū)域的巖體而形成的，此時(shí)錨桿桿體承受的軸向拉力即為錨桿預(yù)緊力。

錨桿支護(hù)預(yù)應(yīng)力的大小與錨桿布置密度、錨桿預(yù)緊力的大小等因素密切相關(guān)，在錨桿支護(hù)施工過(guò)程中，常用單個(gè)錨桿的預(yù)緊力來(lái)說(shuō)明錨桿支護(hù)預(yù)應(yīng)力的大小。

影響錨桿預(yù)緊力大小的因素有錨桿桿體強(qiáng)度、錨固劑的性能、被錨固巖體的性質(zhì)、錨桿的施工質(zhì)量、錨桿尾部螺母承受的預(yù)緊扭矩等。其中錨桿尾部螺母承受的預(yù)緊扭矩是最主要的影響因素。錨桿桿體強(qiáng)度限制錨桿預(yù)緊力的大小，較低的錨桿桿體強(qiáng)度說(shuō)明桿體承受的拉應(yīng)力較小。另外，錨固巖體的可錨性對(duì)錨桿預(yù)緊力的施加起到限制作用，在松軟或裂隙巖體中，由于可錨性較差，巖體和樹(shù)脂之問(wèn)的黏聚力較弱，限制了錨桿的錨固力，同時(shí)對(duì)錨桿預(yù)緊力的施加亦有一定的影響。

一般而言，錨桿預(yù)緊力大小的選擇應(yīng)遵循以下原則：圍巖不發(fā)生明顯離層、滑動(dòng)和出現(xiàn)拉應(yīng)力。錨桿預(yù)緊力為錨桿桿體屈服載荷的30%～50%。錨桿直徑、長(zhǎng)度越大，強(qiáng)度越高，要求預(yù)緊力越高 。

根據(jù)錨固方式或錨固材料的不同，常用的預(yù)應(yīng)力錨桿有機(jī)械脹殼預(yù)應(yīng)力錨桿、樹(shù)脂預(yù)應(yīng)力錨桿、水泥藥卷預(yù)應(yīng)力錨桿。

預(yù)應(yīng)力錨桿機(jī)械脹殼預(yù)應(yīng)力錨桿

機(jī)械脹殼預(yù)應(yīng)力（下圖《機(jī)械脹殼預(yù)應(yīng)力錨桿》所示）錨桿的基本原理是利用其錐形的端部在沿螺紋旋轉(zhuǎn)時(shí)，將兩片帶有倒鉤的外殼脹開(kāi)，使其壓緊在巖壁上而產(chǎn)生錨固力。其優(yōu)點(diǎn)是裝錨后能立即發(fā)揮支護(hù)作用，并且可以通過(guò)擰緊螺帽對(duì)錨桿施加低噸位（不超過(guò)50～80kN）的預(yù)應(yīng)力，缺點(diǎn)是錨固會(huì)逐漸松弛，需要經(jīng)常擰緊螺帽，且桿體沒(méi)有砂漿保護(hù)，容易銹蝕，故多用作臨時(shí)支護(hù)。若后續(xù)對(duì)桿體進(jìn)行水泥注漿，可以作為永久支護(hù)。

機(jī)械脹殼式錨桿適合于堅(jiān)硬的巖石，由于與楔形體接觸的巖石變形和破壞，它們?cè)诿芗?jié)理化巖石和軟弱巖石效果中不太好，也不適用附近受到爆破振動(dòng)的錨固。

預(yù)應(yīng)力錨桿樹(shù)脂預(yù)應(yīng)力錨桿

樹(shù)脂預(yù)應(yīng)力錨桿的錨固端采用樹(shù)脂卷作為錨固劑，由樹(shù)脂藥包、桿體及墊板等組成。樹(shù)脂預(yù)應(yīng)力錨桿具有承載快、錨固力大、安全可靠、施工操作相對(duì)簡(jiǎn)便、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，且控制圍巖位移和抗震性能好，適用于Ⅰ～Ⅳ類(lèi)的圍巖主動(dòng)支護(hù)，克服了機(jī)械脹殼預(yù)應(yīng)力錨桿不宜使用在密集節(jié)理化巖石和軟弱巖石的弱點(diǎn)。但是錨固端的樹(shù)脂藥包需要機(jī)械高速攪拌均勻才能迅速凝固發(fā)揮端頭錨固作用．限制了它在一些機(jī)械不方便到達(dá)區(qū)域的使用。

樹(shù)脂預(yù)應(yīng)力錨桿的桿體材料宜用Ⅱ級(jí)鋼筋，直徑為16～32mm；錨頭的錨固長(zhǎng)度宜為500～1000mm；設(shè)計(jì)錨固力不應(yīng)低于50kN。鑒于樹(shù)脂錨桿的長(zhǎng)期抗腐蝕保護(hù)能力存在某些不確定性，現(xiàn)行一般的做法是采用端頭錨固采用樹(shù)脂卷并施加預(yù)應(yīng)力，自由拉伸桿體采用水泥注漿，確保錨桿的長(zhǎng)期耐久性。

預(yù)應(yīng)力錨桿水泥藥卷預(yù)應(yīng)力錨桿

水泥藥卷預(yù)應(yīng)力錨桿的錨固端采用快硬水泥藥卷作為錨固劑，通過(guò)快硬水泥對(duì)巖壁和桿體的粘結(jié)而起張拉錨固作用。自由張拉段采用緩凝水泥藥卷作為后續(xù)錨桿的錨固與防腐層。

水泥藥卷制作簡(jiǎn)便、材料來(lái)源廣泛、成本低，便于機(jī)械化操作，安裝速度快，無(wú)粉塵危害，適用于Ⅰ～I(xiàn)V類(lèi)的圍巖支護(hù)。

水泥藥卷預(yù)應(yīng)力錨桿的桿體材料宜用Ⅱ級(jí)鋼筋，直徑為16～32mm；錨頭的錨固長(zhǎng)度宜為1000～2000mm；設(shè)計(jì)錨固力不應(yīng)低于50kN 。

（1）預(yù)應(yīng)力錨桿主要錄用高強(qiáng)度精軋螺紋鋼作為主要受力構(gòu)件，對(duì)鋼筋進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉、鎖定、施加加同荷載。預(yù)應(yīng)力錨桿框架主要應(yīng)用于錨固地層為碎塊狀及以上地層，效果較佳；對(duì)于錨固地層為類(lèi)土質(zhì)、全風(fēng)化等情況，在使用時(shí)應(yīng)根據(jù)錨固地層的物理力學(xué)參數(shù)等設(shè)置錨固段長(zhǎng)度。

（2）預(yù)應(yīng)力錨桿的材料應(yīng)滿(mǎn)足下列要求：

①預(yù)應(yīng)力桿體材料坷常采川高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋。當(dāng)預(yù)應(yīng)力值較小時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋也可采用HRB級(jí)普通鋼筋。

②水泥漿體材料。水泥一般采用普通硅酸鹽水泥，必要時(shí)可采用抗硫酸鹽水泥，不得使用高鋁水泥；細(xì)集料應(yīng)選用粒徑小于2mm的中細(xì)砂；采用符合要求的水質(zhì)，不得使用污水，不得使用pH小于4的酸性水。

③塑料套管材料。材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，保證其在加工和安裝過(guò)程中不致?lián)p壞，具有抗水性和化學(xué)穩(wěn)定性，與水泥砂漿和防腐劑接觸無(wú)不良反應(yīng)。

④隔離架應(yīng)由鋼、塑料或其他桿體無(wú)害的材料制作，不得使用木質(zhì)隔離架。

⑤防腐材料。在錨桿服務(wù)年限內(nèi)，應(yīng)保持其耐久性，在規(guī)定的工作溫度內(nèi)或張拉過(guò)程中不開(kāi)裂、變脆或成為流體，不得與相鄰材料發(fā)生不良反應(yīng)，應(yīng)保持其化學(xué)穩(wěn)定性和防水性，不得對(duì)錨桿自由段的變形產(chǎn)生任何限制。

（3）預(yù)應(yīng)力錨桿應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行基本試驗(yàn)，基本試驗(yàn)數(shù)量不得少于3根，基本試驗(yàn)孔具有相同邊坡錨孔深度的代表性。基本試驗(yàn)宜在工程施工作業(yè)開(kāi)始之前進(jìn)行，并完成試驗(yàn)報(bào)告，提交給監(jiān)理工程師和設(shè)計(jì)代表，待試驗(yàn)報(bào)告批準(zhǔn)，設(shè)計(jì)錨固參數(shù)確認(rèn)或調(diào)整后，方可進(jìn)行錨固工程施工作業(yè)。試驗(yàn)孔的具體位置應(yīng)由監(jiān)理工程師和設(shè)計(jì)代表現(xiàn)場(chǎng)確定。對(duì)于已經(jīng)失穩(wěn)或穩(wěn)定性差的邊坡，經(jīng)監(jiān)理工程師和設(shè)計(jì)代表同意后，可采用試驗(yàn)孔與工程孔同步進(jìn)行的施工方‘案。

（4）鉆孔機(jī)具應(yīng)根據(jù)錨固地層的類(lèi)別、錨孔孔徑、錨孔深度以及施工場(chǎng)地條件等選擇。錨孔鉆造直采用潛孔鉆機(jī)或錨桿鉆機(jī)沖擊成孔，未經(jīng)設(shè)計(jì)允許不得采用地質(zhì)鉆機(jī)成孔。

（5）錨孔鉆進(jìn)須采用無(wú)水干鉆，嚴(yán)禁帶水鉆進(jìn)；鉆孔速度應(yīng)根據(jù)鉆機(jī)性能和錨固地層嚴(yán)格控制，防止鉆孔扭曲和變徑，造成下錨困難或其他意外事故。

（6）鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，不能立即停鉆，須穩(wěn)鉆1～2min。鉆孔結(jié)束后，須使用高壓空氣（風(fēng)壓0.2～0.4MPa）將孔內(nèi)巖粉及雜質(zhì)全部清除出孔外。

（7）錨孔成孔后．須經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理檢驗(yàn)合格，方可進(jìn)行下道工序。孔徑、孔深檢查一般采用設(shè)計(jì)孔徑的鉆頭和標(biāo)準(zhǔn)鉆桿在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理旁站的條件下驗(yàn)孔，要求驗(yàn)孔過(guò)程中鉆頭平順推進(jìn)，不產(chǎn)生沖擊或抖動(dòng)，鉆具驗(yàn)送長(zhǎng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)錨孔深度，退鉆要求順暢，用高壓空氣（風(fēng)壓0.2～0.4MPa）吹驗(yàn)，不存在明顯飛濺沉渣及水體現(xiàn)象。同時(shí)要求復(fù)查錨孔孔位、傾角和水平方向角，待全部錨孔施工分項(xiàng)工作合格后，即可認(rèn)為錨孔檢驗(yàn)合格。錨孔底部的偏斜應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，可用鉆孔測(cè)斜儀控制和檢測(cè)。

（8）錨桿桿體的組裝與安放應(yīng)滿(mǎn)足下列要求：

①按設(shè)計(jì)要求制作錨桿，為使錨桿處于鉆孔中心，應(yīng)在錨桿桿件上安設(shè)定中架或隔離架（鋼筋桿體沿軸線方向每隔1.0～2.0m設(shè)置一個(gè)定中架）。

②錨桿鋼筋或鋼絲平直、順直、除油除銹。桿體自由端應(yīng)用塑料管包扎，與錨固體連接處用鉛絲綁扎。

③安放錨桿桿體時(shí)，應(yīng)防止桿體扭曲、壓彎，注漿管宜隨錨桿一同放入孔內(nèi)，管端距孔底50～100mm，桿體放入角度與鉆孔傾角保持一致，安好后使桿體始終處于鉆孔中心。

④若發(fā)現(xiàn)孔壁坍塌，應(yīng)重新透孔、清孔，直至能順利送入錨桿為止。

（9）錨孔注漿采用常壓注漿、孔底返漿法進(jìn)行施工。待孔口溢出漿液或排氣管停止排氣時(shí)，可停止注漿。注漿完畢應(yīng)將外露的鋼筋清洗干凈，并保護(hù)好。

（10）注漿作業(yè)過(guò)程應(yīng)做好注漿記錄，同時(shí)，每批次注漿都應(yīng)進(jìn)行漿體強(qiáng)度試驗(yàn)，且漿體樣品不得少于兩組，保證滿(mǎn)足設(shè)計(jì)漿體強(qiáng)度要求。注漿過(guò)程應(yīng)認(rèn)真做好現(xiàn)場(chǎng)施工注漿記錄，每批次注漿都應(yīng)進(jìn)行漿體強(qiáng)度試驗(yàn)，試件不得小于兩組。漿體未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)，嚴(yán)禁在錨筋體端頭懸掛重物和拉綁碰撞。

（11）預(yù)應(yīng)力張拉與鎖定施工時(shí)，錨桿張拉至設(shè)計(jì)軸向拉力值的1.05～1.1倍，土質(zhì)為砂土?xí)r保持10min，土質(zhì)為黏性土?xí)r保持15min，然后卸荷至鎖定荷載進(jìn)行鎖定作業(yè)。錨桿張拉荷載分級(jí)觀測(cè)時(shí)間遵守相關(guān)規(guī)范要求。

（12）預(yù)應(yīng)力錨固工程注漿完成后，待強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力抗拔力檢測(cè)；張拉鎖定后，需依據(jù)相關(guān)規(guī)定和規(guī)范要求進(jìn)行錨固工程質(zhì)量抽檢試驗(yàn)。

（13）錨固工程檢測(cè)合格后，方可進(jìn)行封錨施工。封錨時(shí)鋼筋應(yīng)采用機(jī)械切割余留錨筋，嚴(yán)禁電弧燒割。錨筋切除時(shí)預(yù)留長(zhǎng)度應(yīng)不少于100mm外露錨筋，封錨混凝土強(qiáng)度宜不低于20MPa。2100433B