預應力錨桿預應力錨桿種類

根據(jù)錨固方式或錨固材料的不同，常用的預應力錨桿有機械脹殼預應力錨桿、樹脂預應力錨桿、水泥藥卷預應力錨桿。

預應力錨桿機械脹殼預應力錨桿

機械脹殼預應力（下圖《機械脹殼預應力錨桿》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，將兩片帶有倒鉤的外殼脹開，使其壓緊在巖壁上而產(chǎn)生錨固力。其優(yōu)點是裝錨后能立即發(fā)揮支護作用，并且可以通過擰緊螺帽對錨桿施加低噸位（不超過50～80kN）的預應力，缺點是錨固會逐漸松弛，需要經(jīng)常擰緊螺帽，且桿體沒有砂漿保護，容易銹蝕，故多用作臨時支護。若后續(xù)對桿體進行水泥注漿，可以作為永久支護。

機械脹殼式錨桿適合于堅硬的巖石，由于與楔形體接觸的巖石變形和破壞，它們在密集節(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的錨固。

預應力錨桿樹脂預應力錨桿

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

樹脂預應力錨桿的桿體材料宜用Ⅱ級鋼筋，直徑為16～32mm；錨頭的錨固長度宜為500～1000mm；設計錨固力不應低于50kN。鑒于樹脂錨桿的長期抗腐蝕保護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脂卷并施加預應力，自由拉伸桿體采用水泥注漿，確保錨桿的長期耐久性。

預應力錨桿水泥藥卷預應力錨桿

水泥藥卷預應力錨桿的錨固端采用快硬水泥藥卷作為錨固劑，通過快硬水泥對巖壁和桿體的粘結(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。

水泥藥卷制作簡便、材料來源廣泛、成本低，便于機械化操作，安裝速度快，無粉塵危害，適用于Ⅰ～IV類的圍巖支護。

水泥藥卷預應力錨桿的桿體材料宜用Ⅱ級鋼筋，直徑為16～32mm；錨頭的錨固長度宜為1000～2000mm；設計錨固力不應低于50kN 。

錨桿在安裝過程中依靠安裝機械主動施加的作用于巷道圍巖上的應力稱為錨桿支護的預應力。能夠施加預應力的錨桿稱為預應力錨桿。錨桿支護的預應力是由錨桿桿體受拉并通過托盤和錨固端作用于錨固區(qū)域的巖體而形成的，此時錨桿桿體承受的軸向拉力即為錨桿預緊力。

錨桿支護預應力的大小與錨桿布置密度、錨桿預緊力的大小等因素密切相關，在錨桿支護施工過程中，常用單個錨桿的預緊力來說明錨桿支護預應力的大小。

影響錨桿預緊力大小的因素有錨桿桿體強度、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緊扭矩等。其中錨桿尾部螺母承受的預緊扭矩是最主要的影響因素。錨桿桿體強度限制錨桿預緊力的大小，較低的錨桿桿體強度說明桿體承受的拉應力較小。另外，錨固巖體的可錨性對錨桿預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，巖體和樹脂之問的黏聚力較弱，限制了錨桿的錨固力，同時對錨桿預緊力的施加亦有一定的影響。

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

（1）預應力錨桿主要錄用高強度精軋螺紋鋼作為主要受力構(gòu)件，對鋼筋進行預應力張拉、鎖定、施加加同荷載。預應力錨桿框架主要應用于錨固地層為碎塊狀及以上地層，效果較佳；對于錨固地層為類土質(zhì)、全風化等情況，在使用時應根據(jù)錨固地層的物理力學參數(shù)等設置錨固段長度。

（2）預應力錨桿的材料應滿足下列要求：

①預應力桿體材料坷常采川高強精軋螺紋鋼筋。當預應力值較小時，預應力筋也可采用HRB級普通鋼筋。

②水泥漿體材料。水泥一般采用普通硅酸鹽水泥，必要時可采用抗硫酸鹽水泥，不得使用高鋁水泥；細集料應選用粒徑小于2mm的中細砂；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。材料應具有足夠的強度，保證其在加工和安裝過程中不致?lián)p壞，具有抗水性和化學穩(wěn)定性，與水泥砂漿和防腐劑接觸無不良反應。

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

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

（3）預應力錨桿應按設計要求進行基本試驗，基本試驗數(shù)量不得少于3根，基本試驗孔具有相同邊坡錨孔深度的代表性?；驹囼炓嗽诠こ淌┕ぷ鳂I(yè)開始之前進行，并完成試驗報告，提交給監(jiān)理工程師和設計代表，待試驗報告批準，設計錨固參數(shù)確認或調(diào)整后，方可進行錨固工程施工作業(yè)。試驗孔的具體位置應由監(jiān)理工程師和設計代表現(xiàn)場確定。對于已經(jīng)失穩(wěn)或穩(wěn)定性差的邊坡，經(jīng)監(jiān)理工程師和設計代表同意后，可采用試驗孔與工程孔同步進行的施工方‘案。

（4）鉆孔機具應根據(jù)錨固地層的類別、錨孔孔徑、錨孔深度以及施工場地條件等選擇。錨孔鉆造直采用潛孔鉆機或錨桿鉆機沖擊成孔，未經(jīng)設計允許不得采用地質(zhì)鉆機成孔。

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

（6）鉆孔達到設計深度后，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)場監(jiān)理檢驗合格，方可進行下道工序?？讖?、孔深檢查一般采用設計孔徑的鉆頭和標準鉆桿在現(xiàn)場監(jiān)理旁站的條件下驗孔，要求驗孔過程中鉆頭平順推進，不產(chǎn)生沖擊或抖動，鉆具驗送長度滿足設計錨孔深度，退鉆要求順暢，用高壓空氣（風壓0.2～0.4MPa）吹驗，不存在明顯飛濺沉渣及水體現(xiàn)象。同時要求復查錨孔孔位、傾角和水平方向角，待全部錨孔施工分項工作合格后，即可認為錨孔檢驗合格。錨孔底部的偏斜應滿足設計要求，可用鉆孔測斜儀控制和檢測。

（8）錨桿桿體的組裝與安放應滿足下列要求：

①按設計要求制作錨桿，為使錨桿處于鉆孔中心，應在錨桿桿件上安設定中架或隔離架（鋼筋桿體沿軸線方向每隔1.0～2.0m設置一個定中架）。

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，應防止桿體扭曲、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、孔底返漿法進行施工。待孔口溢出漿液或排氣管停止排氣時，可停止注漿。注漿完畢應將外露的鋼筋清洗干凈，并保護好。

（10）注漿作業(yè)過程應做好注漿記錄，同時，每批次注漿都應進行漿體強度試驗，且漿體樣品不得少于兩組，保證滿足設計漿體強度要求。注漿過程應認真做好現(xiàn)場施工注漿記錄，每批次注漿都應進行漿體強度試驗，試件不得小于兩組。漿體未達到設計強度的70%時，嚴禁在錨筋體端頭懸掛重物和拉綁碰撞。

（11）預應力張拉與鎖定施工時，錨桿張拉至設計軸向拉力值的1.05～1.1倍，土質(zhì)為砂土時保持10min，土質(zhì)為黏性土時保持15min，然后卸荷至鎖定荷載進行鎖定作業(yè)。錨桿張拉荷載分級觀測時間遵守相關規(guī)范要求。

（12）預應力錨固工程注漿完成后，待強度滿足設計要求時，應進行預應力抗拔力檢測；張拉鎖定后，需依據(jù)相關規(guī)定和規(guī)范要求進行錨固工程質(zhì)量抽檢試驗。

（13）錨固工程檢測合格后，方可進行封錨施工。封錨時鋼筋應采用機械切割余留錨筋，嚴禁電弧燒割。錨筋切除時預留長度應不少于100mm外露錨筋，封錨混凝土強度宜不低于20MPa。2100433B