北 京 市 巧 力 神 液 压 机 具 厂 我 们 的 使 命 : 为 煤 矿 安 全 提 供 保 障 北 京 市 巧 力 神 液 压 机 具 厂 是 由 几 位 长 期 从 事 部 队 科 研 工 作 的 人 员 创 办 长 期 以 来 与 煤 炭 铁 道 冶 金 等 部 门 的 专 业 院 所

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1 目 录 季 刊 (1989 年 创 刊 ) 2010 年 第 4 期 12 月 15 日 出 版 ( 总 第 82 期 ) 编 辑 委 员 会 主 任 委 员 : 徐 祯 祥 副 主 任 委 员 : 李 成 江 苏 自 约 闫 莫 明 委 员 : 刘 玉 堂 刘 波 朱 本 珍 毕 孝 全 何 伟 张 雁 李 久 林 李 虹 李 志 谦 李 象 范 李 鸿 芳 陈 谦 杨 斌 贺 长 俊 胡 时 友 胡 建 林 梅 志 荣 阎 冠 中 萧 岩 顾 问 委 员 会 委 员 王 思 敬 ( 院 士 ) 王 梦 恕 ( 院 士 ) 孙 钧 ( 院 士 ) 赵 长 海 ( 教 授 级 高 工 ) 郑 颖 人 ( 院 士 ) 顾 金 才 ( 院 士 ) 陶 义 ( 教 授 级 高 工 ) 韩 学 广 ( 教 授 级 高 工 ) 钱 七 虎 ( 院 士 ) 程 良 奎 ( 教 授 级 高 工 ) 主 办 : 中 国 施 工 企 业 管 理 协 会 专 业 委 员 会 编 辑 出 版 : 编 辑 部 印 刷 : 中 冶 集 团 建 筑 研 究 总 院 印 刷 厂 主 编 : 徐 祯 祥 执 行 主 编 : 段 振 西 阎 冠 中 责 任 编 辑 : 刘 春 地 址 : 北 京 市 海 淀 区 西 土 城 路 33 号 邮 编 : 电 话 : craa2008@yahoo.com.cn craa2008@126.com 网 址 : ( 本 刊 内 容 可 上 网 查 询 ) 第 十 九 次 全 国 学 术 研 讨 会 暨 协 会 常 务 理 事 会 议 在 重 庆 召 开...(1) 第 十 九 次 全 国 学 术 研 讨 会 优 秀 论 文...(2) 压 力 型 预 应 力 抗 浮 锚 杆 逆 作 施 工 技 术 及 其 在 承 压 水 地 层 中 的 应 用... 杨 宝 森 柳 建 国 (3) 关 于 拉 力 型 锚 杆 剪 应 力 分 布 规 律 的 讨 论... 林 雪 辉 夏 柏 如 赵 体 (9) 树 脂 锚 杆 标 准 (MT146) 述 评... 丁 全 录 (13) 灌 浆 工 法 与 安 装 工 程 相 结 合 在 处 理 某 水 库 病 害 工 程 中 的 应 用... 朱 永 平 (17) 紧 邻 高 层 建 筑 条 件 下 深 基 坑 桩 锚 支 护 设 计 与 施 工... 张 启 军 杨 岗 赵 春 亭 (20) 饱 和 软 土 夯 击 式 预 应 力 锚 杆 施 工 工 艺 总 结 及 重 点 控 制... 于 华 (27) 预 应 力 锚 索 框 架 及 小 导 管 注 浆 在 隧 道 病 害 处 治 中 的 应 用... 柴 柏 龙 雷 爱 新 (30) 良 乡 某 回 迁 楼 楼 板 裂 隙 生 成 机 理 与 施 工... 周 海 涛 (34) 新 建 混 凝 土 坝 采 用 基 础 锚 固 的 设 计 原 则 简 介... 吴 浩 朱 玲 (36) 螺 旋 锚 施 工 工 艺 在 基 坑 支 护 中 的 应 用... 于 华 (40) 2010 年 总 目 录...(46)

2 北 京 市 巧 力 神 液 压 机 具 厂 我 们 的 使 命 : 为 煤 矿 安 全 提 供 保 障 北 京 市 巧 力 神 液 压 机 具 厂 是 由 几 位 长 期 从 事 部 队 科 研 工 作 的 人 员 创 办 长 期 以 来 与 煤 炭 铁 道 冶 金 等 部 门 的 专 业 院 所 密 切 合 作, 并 借 助 军 工 技 术 的 优 势, 一 直 致 力 于 小 型 超 高 压 液 压 机 具 技 术 和 预 应 力 技 术 的 产 品 研 究 和 开 发 经 过 十 年 的 努 力 已 发 展 成 为 煤 矿 预 应 力 锚 索 机 具 和 锚 索 锚 具 专 业 生 产 厂, 目 前 已 拥 有 多 项 专 利 产 品, 直 接 服 务 于 煤 矿 巷 道 锚 杆 ( 索 ) 支 护 工 作 目 前 产 品 有 预 应 力 张 拉 千 斤 顶, 超 高 压 油 泵 ( 电 动 气 动 手 动 ), 预 应 力 锚 索 用 单 孔 多 孔 锚 具 和 夹 具, 钢 绞 线 液 压 剪, 环 链 液 压 剪, 锚 杆 测 力 拉 拔 器, 锚 索 测 力 计 等, 产 品 已 形 成 五 大 类 五 十 多 种 品 种, 在 阳 泉 大 同 晋 城 潞 安 西 山 邢 台 开 滦 兖 州 铁 法 大 屯 阜 新 等 数 十 个 局 矿 和 中 铁 集 团 系 统 得 到 广 泛 应 用 我 厂 巧 力 牌 注 册 商 标 在 煤 炭 系 统 中 已 成 为 知 名 品 牌 我 厂 拥 有 多 项 超 高 压 液 压 技 术 专 利 成 为 了 集 科 研 设 计 加 工 承 担 预 应 力 技 术 开 发 于 一 体 的 预 应 力 锚 索 锚 具 和 机 具 专 业 生 产 企 业 我 厂 建 有 科 学 的 质 量 管 理 体 系 和 质 量 检 验 程 序, 拥 有 计 量 室 和 检 验 室 配 有 锚 索 锚 具 静 载 试 验 台 张 拉 机 具 检 定 试 验 台 等 配 套 的 质 检 设 备 和 仪 器, 我 厂 已 通 过 了 ISO9001 国 际 质 量 体 系 认 证 我 厂 的 宗 旨 是 技 术 创 新 求 发 展, 产 品 服 务 求 完 善 十 多 年 来 我 厂 产 品 质 量 保 持 着 持 续 和 稳 定 的 高 质 量 水 平, 产 品 品 质 在 业 内 拥 有 较 高 的 口 碑 我 厂 是 国 内 第 一 家 取 得 KM18 和 KM22 矿 用 锚 索 锚 具 国 家 矿 用 产 品 安 全 标 志 证 书 的 单 位 我 厂 产 品 品 种 多, 结 构 精 巧 有 针 对 煤 矿 井 巷 的 产 品, 如 隔 爆 电 动 超 高 压 油 泵 气 动 超 高 压 油 泵 和 手 动 超 高 压 油 泵 等 ; 有 分 别 针 对 φ15.2mm φ17.8mm φ18.9mm 和 φ21.8mm 等 规 格 钢 绞 线 的 张 拉 千 斤 顶 锚 索 锚 具 测 力 计 切 断 器 和 退 锚 器 等 ; 有 针 对 建 筑 行 业 的 产 品, 如 普 通 型 顶 压 器 的 张 拉 千 斤 顶, 也 有 带 液 控 机 构 顶 压 器 的 张 拉 千 斤 顶, 有 液 压 折 弯 机 液 压 扩 口 器 等 我 厂 承 诺 提 供 完 善 的 售 后 服 务, 免 费 为 用 户 培 训 维 修 人 员, 定 期 或 应 约 上 门 维 修, 解 决 后 顾 之 忧 网 址 : qiaoli@ bjqiaoli.com.cn 地 址 : 北 京 市 丰 台 区 长 辛 店 太 子 峪 路 8 号 销 售 电 话 : 邮 编 : 传 真 : 军 工 品 质 值 得 信 赖 中 煤 协 会 煤 矿 支 护 专 业 委 员 会 会 员 单 位

3 第 十 九 次 全 国 学 术 研 讨 会 暨 协 会 常 务 理 事 会 议 在 重 庆 召 开 由 中 国 协 会 与 国 家 山 区 公 路 工 程 技 术 研 究 中 心, 共 同 主 办 的 第 十 九 次 全 国 岩 土 锚 固 工 程 学 术 研 讨 会, 于 2010 年 10 月 18 至 20 日 在 重 庆 市 召 开 出 席 会 议 的 有 来 自 全 国 公 路 铁 路 水 利 水 电 城 建 矿 山 地 矿 军 工 高 校 等 部 门, 从 事 岩 土 锚 固 技 术 科 研 与 开 发, 工 程 设 计 与 施 工, 工 程 材 料 与 施 工 机 具 制 造 等 单 位 的 代 表 190 多 人 在 18 日 上 午 的 会 议 开 幕 式 上, 首 先 由 协 会 理 事 长 徐 祯 祥 致 开 幕 词, 然 后 请 重 庆 市 交 通 委 员 会 公 路 建 设 管 理 处 彭 兴 国 处 长 介 绍 了 重 庆 市 公 路 建 设 的 现 状 与 发 展 概 况 开 幕 式 最 后 由 招 商 局 重 庆 交 通 科 研 设 计 院 有 限 公 司 副 董 事 长 蒋 树 屏 致 辞, 他 介 绍 了 该 院 的 基 本 情 况, 并 对 参 加 会 议 的 代 表 表 示 热 烈 欢 迎 在 简 短 的 开 幕 式 后, 便 开 始 本 次 会 议 的 大 会 交 流 发 言 和 学 术 讨 论 本 次 学 术 研 讨 会 共 收 到 论 文 89 篇, 经 学 术 委 员 会 筛 选,84 篇 论 文 编 入 论 文 集 中 会 议 论 文 集 于 2010 年 9 月 下 旬 由 人 民 交 通 出 版 社 公 开 出 版 发 行, 论 文 集 的 书 名 为 岩 土 锚 固 技 术 研 究 与 工 程 应 用 本 次 会 议 评 选 出 优 秀 论 文 24 篇, 给 予 大 会 表 彰 并 颁 发 荣 誉 证 书 本 次 会 议 大 会 交 流 首 先 由 蒋 树 屏 刘 玉 堂 贺 长 俊 程 良 奎 四 位 国 内 知 名 专 家 分 别 就 山 区 公 路 建 设 中 的 若 干 技 术 问 题 及 对 策, 边 坡 加 固 中 锚 索 类 型 的 选 择, 地 铁 建 设 中 的 风 险 及 其 预 防, 岩 土 锚 杆 ( 索 ) 的 承 载 机 理 及 影 响 承 载 力 的 主 要 因 素 作 专 题 报 告 接 着 有 25 位 论 文 作 者 和 有 关 专 家 就 设 计 与 施 工, 现 场 试 验 与 工 程 监 控 量 测 中 的 热 点 难 点 问 题 作 了 交 流 发 言 在 本 次 会 议 上, 一 些 单 位 通 过 技 术 信 息 发 布 图 片 和 实 物 展 览 等 方 式, 介 绍 了 他 们 的 新 产 品 新 技 术 10 月 19 日 下 午, 会 议 安 排 全 体 代 表 到 国 家 山 区 公 路 工 程 技 术 研 究 中 心 参 观, 该 中 心 的 大 型 实 验 室, 先 进 的 试 验 设 备 及 其 为 我 国 山 区 公 路 隧 道 和 桥 梁 建 设 作 出 的 重 大 贡 献, 给 大 家 留 下 了 深 刻 印 象 本 次 会 议 在 完 成 了 预 定 的 学 术 交 流 研 讨 内 容 后, 于 10 月 20 日 上 午 闭 幕 在 闭 幕 式 上, 首 先 由 协 会 秘 书 长 苏 自 约 宣 布 了 获 得 本 次 学 术 大 会 24 篇 优 秀 论 文 的 题 目 及 其 作 者 名 单, 接 着 由 协 会 副 理 事 长 李 象 范 教 授 作 会 议 总 结 报 告 闭 幕 式 最 后 由 协 会 理 事 长 徐 祯 祥 通 报 了 协 会 常 务 理 事 会 议 情 况 及 协 会 明 年 工 作 计 划 安 排 在 本 次 学 术 交 流 研 讨 会 期 间, 中 国 协 会 在 重 庆 市 召 开 了 五 届 第 五 次 常 务 理 事 会 议 会 议 由 理 事 长 徐 祯 祥 主 持, 苏 自 约 秘 书 长 汇 报 了 协 会 一 年 来 的 工 作 和 2011 年 的 工 作 计 划 闫 莫 明 副 理 事 长 就 2011 年 进 行 协 会 理 事 长 换 届 选 举 工 作 的 基 本 原 则 与 方 法 等 问 题 作 了 说 明 会 议 认 为 : 明 年 进 行 的 理 事 会 换 届 选 举 以 及 召 开 的 第 六 次 会 员 代 表 大 会 是 协 会 活 动 中 的 大 事, 希 望 各 会 员 单 位 积 极 参 与, 并 给 予 大 力 支 持 会 议 初 步 确 定,2011 年 8 月 下 旬 在 辽 宁 省 丹 东 市 召 开 协 会 第 六 次 会 员 代 表 大 会 暨 第 二 十 次 全 国 学 术 研 讨 会, 会 议 协 办 单 位 是 丹 东 前 阳 工 程 测 试 仪 器 厂 本 次 学 术 研 讨 会 及 协 会 常 务 理 事 会 的 顺 利 召 开 与 圆 满 成 功, 得 到 招 商 局 重 庆 交 通 科 研 设 计 院 有 限 公 司 的 大 力 支 持 与 帮 助, 与 会 代 表 特 致 衷 心 感 谢 1

4 第 十 九 次 全 国 学 术 研 讨 会 优 秀 论 文 ( 排 名 不 分 先 后 ) 1 锦 屏 一 级 水 电 站 地 下 厂 房 系 统 锚 索 监 测 分 析 论 文 作 者 : 王 启 睿 邓 建 辉 张 福 明 2 预 应 力 锚 索 支 护 参 数 优 化 研 究 及 在 金 川 二 矿 区 的 应 用 论 文 作 者 : 高 谦 杨 志 强 王 正 辉 3 压 力 型 预 应 力 抗 浮 锚 杆 逆 作 施 工 技 术 及 其 在 承 压 水 地 层 中 的 应 用 论 文 作 者 : 杨 宝 森 柳 建 国 4 高 速 铁 路 隧 道 穿 越 断 层 破 碎 带 加 固 方 法 的 数 值 模 拟 论 文 作 者 : 马 伟 斌 蔡 德 钧 张 千 里 史 存 林 王 仲 锦 洛 文 海 5 紧 邻 高 层 建 筑 条 件 下 深 基 坑 桩 锚 支 护 设 计 与 施 工 论 文 作 者 : 张 启 军 杨 岗 赵 春 亭 6 关 于 拉 力 型 锚 杆 剪 应 力 分 布 规 律 的 讨 论 论 文 作 者 : 林 雪 辉 夏 柏 如 赵 体 7 复 杂 地 层 预 应 力 锚 索 施 工 关 键 技 术 探 讨 论 文 作 者 : 杜 甫 志 吴 旭 君 骆 永 生 郑 平 赵 伟 8 树 脂 锚 杆 标 准 (MT146) 述 评 论 文 作 者 : 丁 全 录 9 基 于 孔 底 预 埋 装 置 的 锚 索 质 量 检 测 与 安 全 监 测 技 术 论 文 作 者 : 唐 树 名 罗 斌 饶 枭 宇 10 地 铁 浅 埋 暗 挖 隧 道 近 距 离 下 穿 燃 气 管 线 施 工 技 术 研 究 论 文 作 者 : 崔 晓 青 高 西 洋 尹 鹏 涛 11 新 建 混 凝 土 坝 采 用 基 础 锚 固 的 设 计 原 则 简 介 论 文 作 者 : 吴 浩 朱 玲 12 预 应 力 锚 索 框 架 及 小 导 管 注 浆 在 隧 道 病 害 处 治 中 的 应 用 论 文 作 者 : 柴 柏 龙 雷 爱 新 13 自 动 化 监 测 及 信 息 管 理 系 统 的 设 计 与 开 发 论 文 作 者 : 高 爱 林 吴 昊 赵 敏 14 后 弹 开 回 转 型 可 回 收 扩 大 头 锚 杆 的 研 究 与 应 用 论 文 作 者 : 王 立 明 顾 敏 琦 张 雷 王 亦 斌 苏 本 领 周 建 明 15 地 震 力 作 用 下 锚 固 边 坡 可 靠 度 风 险 分 析 论 文 作 者 : 夏 雄 周 德 培 16 黄 河 拉 西 瓦 水 电 站 泄 洪 消 能 及 雾 化 影 响 区 两 岸 高 边 坡 防 护 处 理 设 计 论 文 作 者 : 侯 延 华 安 永 奇 张 友 科 杜 生 宗 王 亚 娥 17 长 河 坝 水 电 站 高 边 坡 锚 索 造 孔 工 艺 研 究 与 实 践 论 文 作 者 : 赵 海 兵 黄 邹 涛 尹 衡 2

5 18 巷 道 工 程 全 耦 合 支 护 设 计 理 论 与 应 用 研 究 论 文 作 者 : 余 伟 建 高 谦 19 震 区 复 杂 地 层 锚 索 支 护 技 术 的 研 究 与 探 索 论 文 作 者 : 杨 俊 志 冯 杨 文 陈 修 星 20 锚 索 测 力 计 安 装 技 术 及 量 测 误 差 的 预 防 论 文 作 者 : 谭 斌 侯 新 华 21 明 盖 挖 结 合 法 修 建 地 铁 车 站 支 撑 系 统 研 究 论 文 作 者 : 黄 明 利 李 化 王 文 正 孟 小 伟 22 特 殊 加 固 技 术 在 边 坡 病 害 挡 土 构 筑 物 治 理 工 程 中 的 应 用 论 文 作 者 : 蔡 立 何 伟 23 失 稳 边 坡 的 险 情 原 因 分 析 与 治 理 论 文 作 者 : 张 胜 民 汪 剑 辉 24 预 应 力 锚 索 地 梁 弯 矩 的 变 形 梁 法 及 现 场 测 试 分 析 论 文 作 者 : 刘 涌 江 压 力 型 预 应 力 抗 浮 锚 杆 逆 作 施 工 技 术 及 其 在 承 压 水 地 层 中 的 应 用 杨 宝 森 柳 建 国 ( 中 冶 建 筑 研 究 总 院 有 限 公 司 ) [ 摘 要 ] 本 文 介 绍 了 压 力 型 预 应 力 抗 浮 锚 杆 逆 作 施 工 技 术 在 太 原 万 达 广 场 酒 吧 街 工 程 中 的 应 用 压 力 型 预 应 力 抗 浮 锚 杆 受 荷 后 其 固 定 段 内 的 灌 浆 体 处 于 受 压 状 态, 故 不 易 开 裂, 具 有 良 好 的 耐 久 性 同 时 抗 浮 锚 杆 布 置 灵 活, 锚 固 效 率 高, 有 利 于 底 板 均 匀 受 力 本 工 程 采 用 逆 作 施 工 技 术, 在 承 压 水 较 大 的 情 况 下 采 用 预 先 打 入 钢 管 隔 水 隔 砂, 有 效 解 决 了 在 承 压 水 对 抗 抗 浮 锚 杆 施 工 的 影 响, 同 时 显 著 节 约 了 总 工 期 [ 关 键 词 ] 抗 浮 锚 杆 抗 浮 地 下 水 逆 作 法 1 引 言 近 年 来, 随 着 城 市 建 设 的 发 展, 高 层 超 高 层 结 构 及 大 跨 度 空 间 结 构 得 到 越 来 越 多 的 应 用 高 层 超 高 层 结 构 普 遍 采 用 主 楼 及 裙 房 整 体 地 下 室 结 构, 且 地 下 室 埋 深 越 来 越 深 ; 大 跨 度 空 间 结 构 往 往 存 在 大 面 积 区 域 与 地 下 水 浮 力 平 衡 的 问 题 国 内 外 已 有 因 水 浮 力 处 置 不 当 而 引 起 事 故 的 情 况 发 生, 建 筑 物 的 抗 浮 问 题 已 逐 渐 引 起 各 地 重 视 目 前, 建 筑 物 抗 浮 方 法 主 要 有 降 排 地 下 水 法 隔 水 法 压 重 法 抗 浮 桩 抗 浮 锚 杆 及 其 它 结 构 抗 浮 措 施 其 中 降 排 地 下 水 法 适 合 于 水 量 不 大 的 情 况, 且 需 要 长 期 控 制 和 维 护 ; 隔 水 法 费 用 较 高, 地 层 适 用 性 有 限 ; 压 重 法 通 过 增 加 结 构 自 重 增 加 上 覆 土 层 厚 度 及 设 置 压 重 材 料 来 抵 抗 水 浮 力, 工 程 造 价 偏 高, 需 要 加 大 基 础 埋 深, 且 抗 浮 能 力 有 限 ; 抗 3

6 浮 桩 抗 浮 能 力 较 大, 但 是 在 正 常 使 用 状 态 下, 抗 裂 要 求 不 易 满 足, 受 力 钢 筋 容 易 腐 蚀, 对 防 水 和 耐 久 性 要 求 很 高, 且 在 低 水 位 工 况 需 要 考 虑 反 向 受 力 情 况 ; 而 抗 浮 锚 杆 抗 浮 能 力 强, 可 视 基 础 底 板 厚 度 布 置 在 基 础 地 梁 上 或 基 础 底 板 上, 布 置 方 式 非 常 灵 活, 基 础 底 板 均 匀 受 力, 受 力 性 能 非 常 好, 同 时 对 各 种 地 层 的 适 应 能 力 很 强 近 年 来, 抗 浮 锚 杆 已 经 在 越 来 越 多 的 工 程 中 得 到 应 用, 其 工 程 效 果 及 优 势 日 益 凸 现 目 前, 传 统 抗 浮 锚 杆 施 工 工 艺 为 先 施 工 抗 浮 锚 杆, 后 施 工 基 础 底 板 及 防 水 层, 最 后 张 拉 锁 定 抗 浮 锚 杆 张 拉 锁 定 完 成 以 后, 再 由 下 而 上 施 工 主 体 结 构 这 种 工 艺 程 序 简 单, 质 量 容 易 控 制, 应 用 广 泛 而 采 用 逆 作 施 工 技 术 施 工 抗 浮 锚 杆, 虽 然 在 国 内 应 用 不 多, 但 是 同 传 统 施 工 工 艺 相 比, 有 着 独 到 的 优 点 逆 作 法 的 施 工 顺 序 是 先 施 工 基 础 底 板, 在 锚 杆 设 计 位 置 处 预 留 孔 口, 然 后 再 施 工 抗 浮 锚 杆, 同 时 进 行 上 部 主 体 结 构 的 施 工, 抗 浮 锚 杆 施 工 完 毕 后 张 拉 锁 定, 而 上 部 主 体 结 构 的 施 工 可 以 不 间 断 持 续 进 行 这 样 使 得 建 筑 物 上 部 结 构 的 施 工 和 地 下 基 础 结 构 施 工 立 体 平 行 作 业, 明 显 缩 短 了 施 工 工 期 采 用 逆 作 法 内 撑 体 系 由 地 下 室 楼 盖 代 替, 在 增 加 侧 向 支 撑 刚 度 减 小 周 边 建 筑 变 形 的 同 时, 可 省 去 大 量 临 时 支 撑 费 用 由 于 是 在 封 闭 地 表 下 作 业, 故 极 大 限 度 地 减 少 了 建 筑 扬 尘, 噪 音 污 染 大 大 降 低 由 此 可 见, 逆 作 法 在 施 工 工 期 工 艺 特 点 经 济 效 益 及 环 境 效 益 方 面 有 着 独 特 的 优 势 在 技 术 方 面, 与 传 统 技 术 不 同 的 是, 逆 作 法 需 要 合 适 的 支 撑 高 度 以 满 足 施 工 机 械 运 行 时 工 作 空 间 的 要 求, 同 时 需 要 保 证 预 留 孔 的 垂 直 度 以 避 免 锚 杆 在 土 体 深 部 斜 交 虽 然 如 此, 工 程 实 际 表 明, 通 过 设 计 时 的 充 分 考 虑, 以 及 对 施 工 质 量 的 严 格 控 制, 是 可 以 满 足 逆 作 法 的 这 些 要 求 的 本 文 通 过 对 山 西 省 太 原 市 万 达 广 场 酒 吧 街 小 剧 场 工 程 的 抗 浮 设 计, 为 抗 浮 锚 杆 逆 作 施 工 提 供 参 考 经 验 2 工 程 概 况 太 原 万 达 广 场 酒 吧 街 小 剧 场 拟 建 建 筑 面 积 30000m 2, 东 西 长 224.0m, 南 北 宽 108.0m, 地 上 2~3 层, 地 下 1 层, 建 筑 高 度 8.3m~13.0m, 框 架 结 构 酒 吧 街 小 剧 场 升 降 舞 台 为 本 项 目 中 的 一 个 单 体, 设 计 ±0 标 高 相 当 于 绝 对 标 高 m, 基 础 底 板 厚 1400mm, 基 底 标 高 m 万 达 广 场 酒 吧 街 小 剧 场 平 面 图 及 典 型 剖 面 图 如 图 1 图 2 所 示 小 剧 场 升 降 舞 台 图 1 万 达 广 场 酒 吧 街 小 剧 场 平 面 图 4

7 基 础 底 板 基 底 标 高 m 图 2 万 达 广 场 酒 吧 街 小 剧 场 典 型 剖 面 图 图 3 典 型 地 质 剖 面 图 3 工 程 地 质 水 文 地 质 条 件 3.1 工 程 地 质 条 件 场 地 地 基 土 沉 积 时 代 成 因 类 型 自 上 而 下 主 要 由 第 四 系 全 新 统 新 近 人 工 堆 积 层 及 第 四 系 全 新 统 河 流 相 冲 洪 积 层 组 成, 岩 性 以 人 工 填 土 粉 土 粉 质 粘 土 砂 类 土 为 主 基 础 底 板 以 下 各 地 层 如 表 1 所 示 基 础 底 板 以 下 典 型 地 质 剖 面 图 如 图 3 所 示 土 层 工 程 地 质 特 征 一 览 表 表 1 岩 土 层 号 地 层 名 称 土 层 描 述 平 均 厚 度 (m) 极 限 侧 摩 阻 力 标 准 值 (kpa) 压 缩 系 数 α 1-2 (MPa -1 ) 压 缩 模 量 E S1-2 (MPa) 4 1 细 砂 饱 和, 稍 密 粉 土 饱 和, 中 密 粉 土 饱 和, 密 实 细 中 砂 饱 和, 中 密 粉 土 饱 和, 密 实 细 中 砂 饱 和, 中 密 粉 土 饱 和, 密 实 > 水 文 地 质 条 件 场 地 地 下 水 类 型 为 : 首 层 地 下 水 为 孔 隙 潜 水, 含 水 层 为 第 1~4 层 主 要 靠 大 气 降 水 及 侧 向 径 流 补 给 ; 第 5 层 粉 土 以 下 为 承 压 水, 其 含 水 层 主 要 为 第 6 层 第 8 层 砂 类 土, 主 要 靠 侧 向 径 流 补 给 ; 以 第 7 层 第 9 层 粉 土 为 相 对 隔 水 层 勘 察 期 间 测 得 场 地 混 合 文 档 水 位 埋 深 在 现 在 地 面 下 2.70m~8.80m 之 间, 稳 定 混 合 水 位 标 高 在 ~ 之 间 上 部 潜 水 位 与 下 部 承 压 水 水 头 相 近 该 场 地 地 下 水 与 龙 潭 湖 水 体 水 力 联 系 密 切 根 据 山 西 省 太 原 市 地 下 水 动 态 观 测 报 告, 汾 河 冲 洪 积 平 原 区 每 年 12 月 至 次 年 1 月 为 枯 水 期,7~9 月 为 丰 水 期, 水 位 随 季 节 变 化 幅 度 约 1.0m 左 右 小 剧 场 基 底 标 高 为 m, 位 于 地 下 水 位 以 下, 由 于 拟 建 场 地 紧 邻 龙 潭 公 园 湖 水, 5

8 根 据 场 地 岩 土 工 程 条 件, 并 结 合 地 形 地 貌 地 下 水 的 补 给 排 泄 等 条 件 及 周 围 已 有 的 勘 察 资 料, 按 高 层 建 筑 岩 土 工 程 勘 察 规 程 (JGJ ) 第 条 分 析 考 虑, 拟 建 场 地 地 下 水 抗 浮 设 计 水 位 可 按 标 高 m 采 用 地 下 水 对 混 凝 土 结 构 按 具 中 等 腐 蚀 性 考 虑, 对 钢 筋 混 凝 土 结 构 中 的 钢 筋 具 弱 腐 蚀 性 4 抗 浮 锚 杆 设 计 4.1 抗 浮 方 案 选 择 抗 浮 方 案 的 选 择 是 根 据 场 地 工 程 地 质 及 水 文 条 件 总 体 施 工 进 度 综 合 考 虑 后 得 出 的 设 计 院 首 先 考 虑 了 配 重 法 及 抗 浮 桩 配 重 法 拟 加 大 结 构 自 重, 加 深 地 下 室 深 度 及 基 础 底 板 厚 度 但 是 配 重 法 存 在 以 下 问 题 : (1) 采 用 配 重 法, 在 不 牺 牲 地 下 空 间 的 前 提 下, 基 坑 开 挖 深 度 至 少 需 要 增 加 1.5m, 基 础 底 板 厚 度 随 之 增 加 1.5m 而 场 区 承 压 水 头 高 达 2m, 超 挖 1.5m 安 全 不 易 保 证, 且 很 耗 时 间 ;(2) 按 设 计 功 能, 该 地 下 空 间 为 舞 台 区, 使 用 配 重 法 会 加 大 结 构 自 重, 影 响 构 件 尺 寸, 牺 牲 部 分 使 用 空 间, 影 响 建 筑 设 计 功 能 由 于 甲 方 对 绝 对 工 期 的 要 求 甚 为 紧 迫, 同 时 因 地 下 水 位 过 高, 降 水 效 果 有 限, 配 重 法 会 牺 牲 一 定 的 使 用 空 间, 影 响 建 筑 设 计 功 能, 故 经 考 虑 配 重 法 未 被 采 纳 之 后, 设 计 院 考 虑 了 抗 浮 桩 方 案 经 过 分 析, 存 在 以 下 问 题 : 首 先 抗 浮 桩 直 径 较 小, 在 高 承 压 水 头 场 地 内 施 工, 施 工 质 量 不 易 保 证 ; 其 次 基 础 底 板 位 于 水 位 波 动 段, 抗 浮 桩 在 低 水 位 时 可 能 变 为 反 向 受 压 状 态 由 于 桩 的 抗 压 刚 度 很 大, 此 时 会 加 大 小 剧 场 同 周 围 建 筑 的 差 异 沉 降 ; 另 外, 抗 浮 桩 抗 裂 计 算 很 难 满 足, 钢 筋 容 易 锈 蚀, 耐 久 性 较 差 为 了 满 足 建 设 方 对 绝 对 工 期 的 要 求, 在 不 影 响 建 筑 功 能 设 计 的 前 提 下, 我 方 建 议 采 用 压 力 型 预 应 力 抗 浮 锚 杆 技 术, 并 采 用 逆 作 法 施 工, 其 主 要 优 点 有 : (1) 抗 浮 锚 杆 单 向 受 拉, 受 力 性 能 良 好, 利 于 基 础 与 结 构 的 变 形 协 调 布 置 灵 活, 基 础 底 板 受 力 均 匀 合 理 ; (2) 抗 浮 锚 杆 杆 体 材 料 采 用 无 粘 结 预 应 力 钢 绞 线, 有 油 脂 聚 乙 烯 护 套 保 护, 同 时 注 浆 体 处 于 受 压 状 态 不 易 开 裂, 形 成 多 重 防 腐 保 护, 提 高 了 锚 杆 耐 久 性 ; (3) 地 下 空 间 允 许 施 工 机 械 施 工, 同 时 所 采 用 的 施 工 机 械 调 整 灵 活, 可 在 地 下 空 间 内 柱 边 及 降 水 井 周 围 小 范 围 多 角 度 灵 活 施 工, 保 证 施 工 质 量 ; (4) 采 用 逆 作 法 时, 地 下 基 础 同 上 部 主 体 结 构 立 体 平 行 施 工, 地 下 基 础 的 施 工 不 占 用 上 部 主 体 结 构 施 工 时 间, 从 而 有 效 节 省 工 期 通 过 综 合 比 较 分 析, 设 计 院 和 建 设 方 采 纳 了 我 方 建 议, 同 意 将 压 力 型 预 应 力 抗 浮 锚 杆 逆 作 施 工 技 术 应 用 到 本 工 程 当 中 这 不 仅 是 抗 浮 锚 杆 技 术 在 山 西 省 的 首 次 应 用, 而 且 逆 作 施 工 技 术 亦 不 多 见 4.2 设 计 方 法 及 步 骤 本 工 程 抗 浮 设 计 水 位 为 绝 对 标 高 m, 基 底 标 高 m, 地 下 室 抗 浮 处 理 面 积 765.3m 2 设 计 院 提 供 的 该 部 分 结 构 平 均 自 重 为 25kPa (1) 抗 浮 荷 载 Q (1) w = γwfwk γgg 式 中 Q w 抗 浮 荷 载 设 计 值 ; F wk 地 下 水 浮 力 标 准 值 ; G 结 构 自 重 及 其 他 永 久 荷 载 标 准 值 之 和 ; γ w 地 下 水 浮 力 分 项 系 数 ; γ G 永 久 荷 载 分 项 系 数 由 于 地 下 水 位 随 季 节 变 化 明 显, 地 下 水 荷 载 并 不 是 稳 定 在 某 一 荷 载 水 平, 而 是 随 水 位 的 变 化 而 动 态 变 化 因 此, 地 下 水 荷 载 不 能 简 单 地 等 效 为 永 久 荷 载 可 变 荷 载 或 偶 然 荷 载, 其 分 项 系 数 的 取 值 亦 与 三 种 荷 载 类 型 不 同 建 筑 结 构 荷 载 规 范 (GB ) 未 给 出 地 下 水 荷 载 分 项 系 数, 只 是 在 第 条 规 定 : 永 久 荷 载 当 期 效 应 组 合 对 结 构 有 利 时, 一 般 情 况 下 应 取 1.0; 对 结 构 的 倾 覆 滑 移 及 漂 浮 验 算 时, 应 取 0.9 由 于 抗 浮 计 算 采 用 静 水 压 力, 参 考 国 内 外 相 关 规 范, 地 下 水 荷 载 分 项 系 数 采 用 1.0 比 较 适 宜 6

9 (2) 单 锚 极 限 承 载 力 及 锚 杆 根 数 确 定 单 根 锚 杆 抗 拔 极 限 承 载 力 标 准 值 采 用 同 计 算 灌 注 桩 极 限 承 载 力 类 似 的 方 法 计 算 单 根 锚 杆 抗 拔 极 限 承 载 力 标 准 值 仅 考 虑 锚 杆 与 土 层 的 侧 摩 阻 力 U (2) k = λiqsikul i i 式 中 λ i 摩 阻 力 折 减 系 数 ; q sik 第 i 土 层 与 锚 杆 的 摩 阻 力 ; u i 锚 杆 横 截 面 周 长 ; l i 锚 杆 进 入 第 i 土 层 的 深 度 (3) 锚 杆 自 身 抗 拉 强 度 极 限 值 U q 锚 杆 材 料 破 坏 按 破 坏 形 态 可 分 为 注 浆 体 材 料 破 坏 和 钢 绞 线 材 料 破 坏 计 算 表 明, 注 浆 体 发 生 材 料 破 坏 时 其 压 力 为 464.4kN, 而 钢 绞 线 屈 服 强 度 为 235.6kN 故 认 为 锚 杆 材 料 的 强 度 以 钢 绞 线 屈 服 强 度 为 准, 当 钢 绞 线 打 到 屈 服 强 度 发 生 材 料 破 坏 时, 即 认 为 锚 杆 杆 体 材 料 破 坏 U q =f y A s (3) 式 中 f y 钢 筋 抗 拉 强 度 ; A s 锚 杆 的 横 截 面 积 (4) 确 定 单 根 锚 杆 抗 拔 极 限 承 载 力 设 计 值 N N=min(U k /γ k,γ q U q ) (4) 式 中 γ k 抗 力 分 项 系 数 ; γ q 永 久 性 锚 筋 抗 拉 工 作 条 件 系 数 (5) 确 定 锚 杆 数 量 n nn+γ + γ g S g> Qw (5) 式 中 S g 上 部 结 构 自 重 ; γ g 荷 载 分 项 系 数, 当 对 结 构 有 利 时 取 0.9; n 锚 杆 数 量 4.3 抗 浮 锚 杆 设 计 主 要 参 数 本 文 按 第 137# 钻 孔 资 料 ( 最 不 利 情 况 ) 进 行 设 计 主 要 设 计 参 数 为 :(1) 杆 体 长 度 16.0m, 锚 固 长 度 15.0m, 直 径 130mm;(2) 水 泥 采 用 P.O.4 2.5, 水 灰 比 0.4 5, 水 泥 浆 强 度 等 级 为 M 3 5; (3) 锚 杆 体 采 用 2φ12.7 无 粘 结 预 应 力 钢 绞 线 ; (4) 锚 杆 设 计 拉 力 155kN, 锁 定 荷 载 155kN;(5) 二 次 注 浆 采 用 高 压 注 浆, 注 浆 压 力 2.0MPa, 水 泥 用 量 不 得 低 于 80kg/m 抗 浮 锚 杆 平 面 布 置 图 及 剖 面 图 见 图 4 图 5 图 4 抗 浮 锚 杆 平 面 位 置 图 图 5 抗 浮 锚 杆 剖 面 图 5 抗 浮 锚 杆 试 验 研 究 抗 浮 锚 杆 施 工 前 取 3 根 锚 杆 进 行 基 本 试 验, 得 出 锚 固 体 的 极 限 抗 拔 力 为 320kN; 施 工 结 束 后, 按 总 数 的 5% 随 机 抽 取 15 根 进 行 验 收 验 收 荷 载 为 设 计 值 的 1.5 倍 试 验 验 收 结 论 : 受 检 的 15 根 锚 杆 抗 拔 力 满 足 设 计 值 155kN 的 要 求, 基 本 试 验 和 验 收 试 验 典 型 拉 拔 力 与 锚 头 位 移 曲 线 见 图 6 图 7 7

10 图 6 抗 浮 锚 杆 基 本 试 验 Q-S 曲 线 图 7 抗 浮 锚 杆 验 收 试 验 Q-S 曲 线 6 关 键 施 工 技 术 问 题 6.1 逆 作 法 技 术 要 求 及 难 点 采 用 逆 作 施 工 技 术 施 工 抗 浮 锚 杆, 基 础 和 上 部 结 构 可 以 实 现 平 行 施 工, 从 而 显 著 缩 短 工 期, 同 时 带 来 良 好 的 经 济 效 益 和 环 境 效 益 在 本 工 程 中, 采 用 逆 作 法 需 满 足 以 下 要 求 : (1) 逆 作 法 要 求 施 工 机 械 能 够 在 地 下 室 有 限 空 间 内 正 常 工 作, 其 施 工 空 间 受 到 地 下 室 层 高 的 限 制 ; (2) 施 工 机 械 需 能 在 小 范 围 内 灵 活 调 整, 以 满 足 地 下 空 间 内 柱 边 降 水 井 周 围 及 个 别 斜 孔 施 工 要 求, 保 证 施 工 质 量 ; (3) 保 证 预 留 孔 垂 直 度 垂 直 度 较 差 的 孔, 相 邻 锚 杆 可 能 会 在 地 下 斜 交, 不 能 保 证 施 工 质 量 特 别 是 柱 边 及 降 水 井 周 围 的 预 留 孔 更 需 保 证 垂 直 度, 且 孔 与 柱 子 降 水 井 的 距 离 至 少 为 0.5m; (4) 在 张 拉 锁 定 时, 宜 先 从 底 板 中 部 开 始 张 拉, 由 中 间 向 四 周 跳 拉, 避 免 基 础 底 板 产 生 较 大 内 力 工 程 实 际 表 明, 在 预 留 孔 位 置 合 适 保 证 孔 口 垂 直 度, 施 工 机 械 能 满 足 一 定 要 求 的 前 提 下, 可 采 用 逆 作 施 工 技 术 施 工 抗 浮 锚 杆 6.2 地 下 承 压 水 的 影 响 抗 浮 锚 杆 施 工 时, 由 于 降 水 不 利, 致 使 水 头 超 过 基 础 底 板 约 2m, 导 致 开 孔 后 即 发 生 严 重 的 喷 砂 冒 水 现 象, 一 度 无 法 施 工 后 经 过 分 析, 基 础 底 板 下 为 4 1 层 细 砂, 厚 度 约 1m~2m, 地 下 水 非 常 丰 富, 水 压 很 高 采 用 在 现 有 锚 杆 预 留 钢 管 φ166 钢 管 ( 内 径 φ157) 孔 内, 再 打 入 1 根 长 度 约 3m 钢 管 ( 外 直 径 约 φ152, 内 直 径 约 φ143) 穿 透 细 砂 层 隔 水 隔 砂, 同 时 钢 管 外 缠 麻 丝 刷 铅 油 以 防 止 水 从 两 钢 管 间 隙 中 冒 出 经 过 试 验, 该 方 法 有 效 阻 止 了 喷 砂 冒 水, 为 抗 浮 锚 杆 施 工 创 造 了 条 件 6.3 节 点 防 水 对 于 抗 浮 锚 杆 工 程, 基 础 底 板 与 抗 浮 锚 杆 所 形 成 的 节 点 处 防 水 处 理 是 十 分 关 键 的 在 抗 浮 锚 杆 施 工 时, 打 入 钢 管 有 效 阻 止 了 喷 砂 冒 水, 为 成 孔 及 注 浆 创 造 了 条 件 但 是, 随 着 时 间 的 推 移, 水 会 逐 渐 从 两 钢 管 间 隙 渗 出 为 此, 沿 钢 管 周 长 将 内 外 钢 管 焊 接 在 一 起 防 止 地 下 水 沿 管 缝 渗 入 地 下 室, 同 时 在 节 点 处 采 用 抗 渗 水 泥 予 以 封 堵 待 张 拉 完 成 以 后, 将 钢 罩 焊 接 在 钢 垫 板 上, 罩 内 充 满 黄 油 防 腐 防 水 最 后, 在 底 板 上 浇 筑 40cm 厚 混 凝 土, 将 节 点 埋 置 其 中 通 过 设 置 多 道 防 水 程 序, 使 得 防 水 效 果 更 为 可 靠 节 点 防 水 构 造 图 如 图 8 所 示 : 图 8 抗 浮 锚 杆 防 水 构 造 图 8

11 7 结 语 (1) 抗 浮 锚 杆 在 山 西 省 的 应 用 尚 属 首 次 根 据 锚 杆 基 本 试 验 及 验 收 试 验 结 果, 最 大 抗 拔 力 均 超 过 设 计 值 155kN, 证 明 所 采 用 的 设 计 计 算 方 法 及 相 关 参 数 的 取 值 是 可 行 的, 为 类 似 工 程 的 设 计 提 供 了 参 考 经 验 (2) 逆 作 施 工 技 术 能 有 效 节 省 工 期, 有 着 良 好 的 经 济 环 境 效 益 通 过 设 计 时 的 充 分 考 虑, 施 工 时 严 格 控 制 质 量, 在 预 留 孔 位 置 合 适, 孔 位 垂 直, 施 工 机 械 满 足 一 定 要 求 的 前 提 下, 采 用 逆 作 法 施 工 是 可 行 的 (3) 抗 浮 锚 杆 穿 越 高 水 头 承 压 水 层 时, 采 用 打 入 钢 管 穿 越 承 压 水 层 隔 水 并 封 堵 渗 水 通 道 能 够 极 大 地 减 小 承 压 水 对 施 工 的 影 响, 为 抗 浮 锚 杆 的 施 工 创 造 条 件 (4) 逆 作 施 工 技 术 应 用 于 抗 浮 锚 杆 施 工 在 国 内 不 多 见, 还 不 够 成 熟, 需 要 进 行 大 量 研 究 工 作 及 更 多 工 程 经 验 积 累 关 于 拉 力 型 锚 杆 剪 应 力 分 布 规 律 的 讨 论 1,2 林 雪 辉 1 夏 柏 如 1 赵 体 (1 中 国 地 质 大 学 2 深 圳 市 工 勘 岩 土 工 程 有 限 公 司 ) [ 摘 要 ] 本 文 分 析 比 较 了 拉 力 型 锚 杆 几 种 有 代 表 性 的 锚 固 体 表 面 剪 应 力 分 布 理 论, 指 出 其 中 的 不 足 之 处 ; 并 采 用 岩 土 的 应 力 - 应 变 曲 线 定 性 地 分 析 了 锚 固 体 表 面 的 应 力 - 应 变 状 态, 指 出 锚 杆 受 力 时 其 边 界 条 件 十 分 复 杂, 各 种 理 论 在 分 析 时 都 要 充 分 考 虑 到 这 一 点 [ 关 键 词 ] 锚 杆 剪 应 力 分 布 应 力 - 应 变 边 界 条 件 1 前 言 锚 杆 在 工 程 中 得 到 了 广 泛 的 应 用, 岩 土 锚 固 的 研 究 工 作 也 一 直 得 到 重 视, 锚 杆 中 应 力 分 布 的 规 律 是 大 家 最 关 心 的 问 题 之 一 在 锚 固 理 论 发 展 的 早 期, 人 们 认 为, 作 用 在 锚 固 体 上 的 剪 应 力 沿 杆 长 呈 均 匀 分 布, 锚 固 段 的 锚 固 力 与 锚 固 长 度 成 正 比 目 前, 国 内 外 多 数 关 于 锚 固 的 计 算 方 法 及 规 范 都 是 建 立 在 这 一 认 识 上 的 然 而 锚 杆 中 的 应 力 并 不 是 均 匀 分 布 的 OSTERMAYER 发 现 锚 固 力 和 锚 杆 长 度 不 是 呈 线 性 增 长 的 关 系, 而 且 锚 固 长 度 越 大, 锚 固 力 增 长 的 幅 度 越 小 程 良 奎 在 上 海 太 平 洋 饭 店 和 北 京 京 城 大 厦 两 个 深 基 坑 工 程 中 发 现, 锚 固 段 的 粘 结 应 力 分 布 不 均 匀, 应 力 峰 值 随 着 锚 杆 拉 力 的 增 大 向 远 端 转 移 ; 而 且 还 发 现 粘 结 应 力 主 要 分 布 在 锚 固 段 前 部 的 8m~10m 范 围 内 大 量 的 工 程 实 践 表 明, 锚 杆 的 破 坏 主 要 发 生 在 锚 固 体 与 岩 土 体 的 界 面 上, 当 施 加 的 荷 载 很 小 时, 剪 应 力 随 着 深 度 的 增 加 而 逐 渐 减 小 ; 随 着 荷 载 的 增 加, 锚 杆 和 岩 土 体 之 间 出 现 了 滑 移, 锚 固 体 的 前 段 因 为 滑 移 应 力 下 降, 剪 应 力 向 深 部 传 递 ; 荷 载 进 一 步 增 加, 锚 固 体 整 体 被 拔 出 而 破 坏 2 对 锚 杆 应 力 分 布 理 论 的 讨 论 在 锚 杆 应 力 分 布 规 律 的 理 论 分 析 方 法 中, Phillips 假 定 摩 阻 力 沿 锚 杆 长 度 按 幂 级 函 数 分 布 ; 尤 春 安 按 弹 性 力 学 的 Mindlin 解, 给 出 了 全 长 粘 结 式 锚 杆 的 受 力 规 律 ; 张 季 如 分 析 了 荷 载 传 递 机 理 的 双 曲 函 数 ; 战 玉 宝 采 用 Druckernrager 屈 服 条 件 模 型 对 锚 固 体 的 应 力 分 布 规 律 进 行 了 数 值 模 拟 分 析 ; 陈 国 周 得 出 了 锚 杆 与 土 体 界 面 渐 进 破 坏 的 解 析 解 这 些 理 论 可 归 结 为 不 考 虑 及 考 虑 强 度 破 坏 准 则 两 类 下 面 对 这 些 9

12 理 论 进 行 一 些 讨 论 2.1 不 考 虑 强 度 破 坏 准 则 的 理 论 尤 春 安 假 定 全 长 粘 结 型 锚 杆 与 粘 结 材 料 之 间 的 变 形 为 弹 性 状 态, 由 Mindlin 的 位 移 解 推 导 出 在 拉 力 P 的 作 用 下, 剪 应 力 沿 杆 长 z 的 分 布 为 : τ= P ( 1 tz)exp(- 1 tz 2 ) πa E t = ( ) (1+μ)(3-2μ)a 2 E a 式 中 a 锚 固 体 半 径 ; E 岩 体 的 弹 性 模 量 ; E a 锚 固 体 的 弹 性 模 量 根 据 文 献, 只 要 材 料 的 参 数 确 定, 应 力 分 布 与 锚 杆 长 度 无 关, 在 锚 杆 的 每 一 点 应 力 都 随 拉 力 P 的 增 长 而 呈 线 性 增 长 所 以, 该 理 论 需 要 2 个 前 提 条 件 :(1) 锚 杆 足 够 长 ; (2) 拉 力 P 不 能 使 锚 杆 与 材 料 超 过 弹 性 极 限 该 方 法 得 出 的 剪 应 力 分 布 如 图 1 所 示, 在 孔 口 剪 应 力 为 零, 孔 口 以 下 迅 速 增 大 并 达 到 最 大 值, 随 后 逐 渐 减 小, 并 很 快 趋 于 零 然 而 Mindlin 位 移 解 具 有 的 数 学 奇 异 性, 在 数 值 求 解 时 难 以 严 格 消 除, 尤 春 安 的 求 解 原 理 远 非 严 谨, 已 有 研 究 得 到 的 分 布 曲 线 仅 属 定 性 成 果 用 锚 固 体 轴 线 上 的 计 算 位 移 代 替 该 深 度 处 锚 固 体 表 面 上 的 计 算 位 移, 存 在 不 合 理 的 地 方, 在 孔 口 附 近 仍 然 忽 略 锚 固 体 的 尺 寸 导 致 得 出 孔 口 处 剪 应 力 为 零 的 不 符 合 实 际 情 况 的 结 论 张 季 如 假 定 发 生 剪 切 破 坏 之 前, 锚 固 体 表 面 摩 阻 力 与 剪 切 位 移 呈 线 弹 性 关 系, 得 到 锚 固 体 表 面 位 移 及 摩 阻 力 分 别 为 : La x ch( β ) 4P S = D πde L aβ a sh( β ) D La x ch( β ) βp τ = D 2 πd La sh( β ) D 4Gs β = πe a 式 中 D 锚 固 体 直 径 ; L a 锚 固 段 长 度 ; E a 锚 固 体 的 弹 性 模 量 ; G s 锚 固 体 与 锚 固 层 界 面 的 剪 切 模 量 根 据 试 验 的 P-s 曲 线 就 可 以 算 出 β 和 G s, 从 而 求 出 摩 阻 力 和 位 移 文 献 虽 然 假 定 锚 固 体 表 面 的 摩 阻 力 与 锚 固 体 和 锚 固 层 界 面 的 剪 切 位 移 成 正 比, 但 是 在 计 算 中 用 锚 杆 的 总 位 移 代 替 了 相 对 位 移, 在 运 用 上 不 严 谨 该 理 论 需 要 2 个 前 提 条 件 : (1) 锚 杆 长 度 要 使 锚 固 体 底 部 的 剪 应 力 正 好 衰 减 到 零 ;(2) 拉 力 P 不 能 使 锚 固 界 面 超 过 弹 性 极 限, 所 以 得 出 的 分 布 曲 线 仅 属 定 性 成 果 该 方 法 得 到 的 剪 应 力 分 布 如 图 2 所 示, 在 锚 固 体 顶 部 剪 应 力 最 大, 随 后 逐 渐 减 小, 并 趋 于 零 图 1 全 长 粘 结 式 锚 杆 剪 应 力 分 布 曲 线 图 2 剪 应 力 沿 锚 固 长 度 分 布 10

13 2.2 考 虑 强 度 破 坏 准 则 的 理 论 战 玉 宝 在 对 锚 固 体 的 应 力 分 布 规 律 的 数 值 模 拟 分 析 中 采 用 了 3 参 数 (c 粘 结 力 ;Φ 内 摩 擦 角 ;Φ i 膨 胀 角 ) 的 Drucker-nrager 屈 服 条 件 模 型, 得 到 全 长 粘 结 锚 杆 剪 应 力 沿 锚 杆 长 的 分 布, 如 图 3 所 示 在 荷 载 不 大 时, 在 孔 口 周 围 剪 应 力 较 小, 但 是 孔 口 以 下 就 急 剧 地 增 大 并 达 到 最 大 值, 随 后 逐 渐 减 小 ; 随 着 拉 力 的 增 加, 最 大 剪 应 力 也 不 断 增 加, 但 最 大 剪 应 力 的 位 置 几 乎 不 变, 同 时 剪 应 力 的 分 布 深 度 不 断 向 下 扩 展 该 分 布 形 式 与 大 多 数 锚 杆 的 实 际 工 作 状 态 有 较 大 的 差 距 图 3 不 同 荷 载 作 用 下 剪 应 力 分 布 情 况 陈 国 周 仍 采 用 Mindlin 位 移 解, 考 虑 锚 固 界 面 上 所 能 承 受 的 最 大 剪 应 力 为 f max, 当 超 过 这 个 值 后 剪 应 力 逐 渐 减 小 到 f s 并 以 这 个 定 值 均 匀 分 布 在 锚 杆 ( 滑 移 段 ) 表 面 计 算 中 先 取 一 个 滑 移 长 度 进 行 试 算, 取 计 算 出 来 的 f max 能 满 足 要 求 的 滑 移 段 长 度, 然 后 再 计 算 应 力 分 布 同 尤 春 安 一 样, 该 理 论 采 用 Mindlin 位 移 解 的 求 解 原 理 并 不 严 谨 虽 然 其 得 到 的 位 移 曲 线 与 工 程 实 际 相 似 性 较 好, 但 也 只 能 是 定 性 的 解 该 方 法 得 到 的 剪 应 力 分 布 如 图 4 所 示 在 荷 载 不 太 大 的 情 况 下, 同 文 献 的 一 致, 都 是 在 孔 口 处 剪 应 力 为 零, 沿 锚 固 段 先 是 快 速 增 大 然 后 逐 渐 减 小 到 零 ; 随 着 荷 载 的 增 加, 剪 应 力 的 峰 值 向 深 处 移 动, 锚 固 段 前 端 发 生 滑 动, 锚 固 段 底 部 的 剪 应 力 仍 为 零 ; 荷 载 进 一 步 增 加, 滑 动 段 变 长, 剪 应 力 峰 值 继 续 向 深 处 移 动, 锚 固 段 底 部 剪 应 力 不 为 零 ( 可 以 看 出 该 结 果 和 锚 固 段 足 够 长 的 假 设 条 件 不 相 符 ) 图 4 剪 应 力 沿 锚 固 长 度 分 布 3 拉 力 型 锚 杆 应 力 应 变 分 析 变 形 固 体 力 学 一 般 假 设 材 料 是 均 匀 的 和 连 续 的, 并 且 有 无 限 变 形 能 力 而 不 出 现 裂 隙 或 断 裂, 而 岩 土 材 料 具 有 剪 胀 性 岩 土 材 料 在 应 力 水 平 比 较 低 的 情 况 下 应 力 - 应 变 关 系 近 似 线 性, 随 着 应 力 的 增 大 出 现 弹 塑 性, 出 现 应 变 软 化, 最 后 只 剩 下 残 余 强 度 岩 土 材 料 还 遵 循 摩 尔 - 库 伦 强 度 准 则 图 5 为 岩 土 材 料 的 剪 应 力 - 剪 应 变 曲 线 11

14 图 5 剪 应 力 - 剪 应 变 曲 线 现 根 据 岩 土 材 料 的 应 力 - 应 变 特 点, 分 析 拉 力 型 锚 杆 的 应 力 及 应 变, 取 锚 固 体 底 部 应 力 为 零, 自 由 段 足 够 长, 锚 固 段 在 稳 定 土 体 内 锚 固 体 表 面 剪 应 力 分 布 及 土 体 变 形 分 析 如 图 6 所 示 应 变 软 化 阶 段 τ 近 似 弹 性 阶 段 残 余 强 度 阶 段 图 6 τ L 锚 固 体 表 面 剪 应 力 分 布 曲 线 锚 杆 的 伸 长 注 : 为 便 于 表 达, 变 形 的 尺 寸 在 平 行 锚 杆 方 向 放 大 ε P 锚 固 体 表 面 应 力 - 应 变 分 析 图 土 体 变 形 前 的 位 置 土 体 变 形 后 的 位 置 锚 杆 和 土 体 之 间 的 相 对 位 移 具 体 分 析 如 下 : (1) 锚 固 体 表 面 的 剪 应 力 是 应 力 - 应 变 曲 线 上 不 同 路 径 上 的 应 力 状 态 锚 固 体 前 面 的 各 点 已 经 经 历 过 后 面 各 点 的 应 力 路 径 (2) 锚 杆 受 拉 时 带 动 周 围 土 体 一 起 变 形, 锚 固 体 周 围 的 土 体 伸 长 量 永 远 不 会 超 过 锚 杆 的 变 形 量, 锚 杆 的 伸 长 量 往 往 大 于 土 体 的 伸 长 量 同 钢 筋 混 凝 土 受 拉 时 混 凝 土 会 出 现 裂 缝 一 样, 土 体 内 部 也 可 能 会 出 现 裂 缝 (3) 当 锚 杆 底 部 的 剪 应 力 为 零 时, 锚 固 体 底 部 的 土 体 也 不 受 力, 这 时 锚 头 所 测 到 的 位 移 完 全 是 锚 杆 的 弹 性 变 形 ; 当 锚 杆 底 部 的 剪 应 力 不 为 零 时, 锚 杆 底 部 的 土 体 才 会 受 力, 这 时 锚 头 所 测 到 的 位 移 包 括 杆 体 的 弹 性 变 形 和 底 部 土 体 的 塑 性 变 形 当 卸 荷 时, 杆 体 收 缩, 由 于 土 体 内 存 在 不 可 恢 复 的 塑 性 变 形 以 及 杆 体 和 土 体 的 变 形 不 协 调, 在 杆 体 内 可 能 会 存 在 残 余 应 力, 导 致 杆 体 的 一 部 分 弹 性 变 形 不 能 恢 复 4 结 语 (1) 在 研 究 锚 固 体 表 面 剪 应 力 的 分 布 时 应 考 虑 岩 土 材 料 的 强 度 破 坏 准 则 及 变 形 特 点 (2) 现 有 分 析 理 论 都 对 应 力 - 应 变 特 点 做 出 一 定 的 假 设, 因 而 是 特 定 条 件 下 的 近 似 解 (3) 现 有 拉 力 型 锚 杆 剪 应 力 分 布 理 论 在 求 解 过 程 中 往 往 取 锚 杆 的 顶 部 和 底 部 作 为 边 界 条 件, 但 锚 固 体 的 应 力 和 应 变 状 态 很 复 杂, 在 这 两 个 看 似 简 单 的 部 位 其 边 界 条 件 的 确 定 仍 然 很 困 难, 所 以 各 理 论 在 计 算 时 在 这 一 点 上 都 有 待 完 善 12

15 树 脂 锚 杆 标 准 (MT146) 述 评 丁 全 录 ( 煤 炭 科 学 研 究 总 院 检 测 研 究 分 院 ) [ 摘 要 ] 树 脂 锚 杆 已 在 我 国 矿 山 井 巷 支 护 中 广 泛 应 用 本 文 就 树 脂 锚 杆 标 准 中 有 关 技 术 指 标 确 定, 检 验 方 法 等 进 行 了 评 述 [ 关 键 词 ] 树 脂 锚 杆 树 脂 锚 固 剂 标 准 1 前 言 树 脂 锚 杆 标 准 分 MT146.1 树 脂 锚 杆 锚 固 剂 和 MT146.2 树 脂 锚 杆 金 属 杆 体 及 其 附 件 两 个 部 分 1986 年 首 次 发 布 实 施,1995 年 进 行 了 第 一 次 修 订, 目 前 实 施 的 MT MT 标 准, 是 第 2 次 修 订 近 年 来, 我 国 树 脂 锚 杆 发 展 很 快, 除 采 用 普 通 圆 钢 左 旋 麻 花 端 锚 锚 杆 杆 体, 配 中 速 树 脂 锚 固 剂 外, 高 强 左 旋 螺 纹 钢 锚 杆 杆 体, 精 轧 右 旋 螺 纹 钢 锚 杆 杆 体, 快 速 超 快 速 树 脂 锚 固 剂, 全 长 锚 固 树 脂 锚 杆 都 已 得 到 大 量 推 广 应 用 在 执 行 1995 版 标 准 中, 有 些 规 定 已 不 适 应 当 前 树 脂 锚 杆 快 速 发 展 的 状 况, 有 些 不 易 操 作, 有 些 不 利 于 产 品 质 量 监 督 管 理 为 此, 锚 杆 标 准 起 草 单 位 结 合 我 国 实 际, 参 照 国 外 的 锚 杆 标 准, 吸 收 了 近 年 来 的 先 进 技 术, 对 标 准 的 某 些 条 款 进 行 了 修 订 新 版 标 准 的 全 部 技 术 内 容 为 强 制 性 2 新 版 标 准 主 要 特 点 与 1995 年 版 标 准 比 较,2002 年 版 的 标 准 有 以 下 特 色 2.1 产 品 分 类 参 照 国 外 标 准, 突 出 了 按 凝 胶 时 间 (gel time) 对 产 品 进 行 分 类 1985 年 1995 年 的 标 准, 参 考 树 脂 行 业 的 标 准, 引 进 了 凝 胶 时 间 固 化 时 间 (Cure time) 的 概 念, 而 欧 美 主 要 采 煤 国 家 的 树 脂 锚 杆 标 准, 和 相 关 产 品 说 明 中, 则 不 用 固 化 时 间 的 规 定, 只 强 调 凝 胶 时 间 搅 拌 时 间 (Spin time) 和 安 装 上 紧 螺 母 的 等 待 时 间 (hold t i m e) 实 际 上, 树 脂 锚 固 剂 中, 因 添 加 了 许 多 填 料, 从 凝 胶 到 固 化 的 放 热 峰 时, 锚 固 剂 固 化 时 间 的 峰 值 往 往 比 较 平 缓, 不 易 操 作 判 断, 不 像 树 脂 固 化 时 放 热 峰 值 那 样 明 显 ; 而 搅 拌 时 间 到 安 装 上 紧 螺 母 时 的 等 待 时 间 则 直 接 影 响 锚 杆 支 护 质 量 同 时 为 方 便 井 下 工 人 的 操 作 辨 认 识 别 各 种 类 型 锚 固 剂, 亦 按 国 际 惯 例 用 不 同 颜 色 作 为 产 品 的 标 记 国 外, 有 对 锚 固 剂 中 的 胶 泥 加 色 标, 也 有 的 在 固 化 剂 中 加 颜 色, 也 有 用 不 同 颜 色 包 装 薄 膜 区 分 的,2002 版 标 准 中, 取 消 了 固 化 时 间, 增 补 了 等 待 时 间, 并 规 定 引 用 色 标 为 实 现 快 速 支 护 提 高 效 率,2002 版 标 准 中 的 凝 胶 时 间 比 1995 版 标 准 缩 短 了 更 接 近 国 外 先 进 水 平 近 年 来, 随 着 我 国 树 脂 锚 杆 支 护 技 术 的 发 展, 高 效 率 的 锚 杆 钻 机 普 遍 使 用, 全 长 锚 固 的 树 脂 锚 杆 应 用 日 益 增 多, 使 用 超 快 速 锚 固 剂 时, 有 许 多 用 户 还 认 为 超 快 速 的 30s 凝 胶 时 间 太 慢! 不 能 做 到 快 速 支 护 所 以, 超 快 速 的 凝 胶 时 间 调 整 到 国 外 最 快 水 平 8s~40s, 当 然, 其 他 快 中 慢 凝 胶 时 间 均 比 以 前 缩 短 了 特 别 指 出, 标 准 上 的 凝 胶 时 间, 是 指 在 规 定 条 件 下 测 定 的, 在 井 下 实 际 工 作 中, 由 于 搅 拌 工 具 方 式 时 间 和 环 境 温 度 的 不 同, 它 们 的 凝 胶 时 间 是 完 全 不 同 的 希 望 用 户 注 意! 我 国 1995 年 版 2002 版, 英 国 2001 年 修 订 确 认 版 树 脂 锚 固 剂 产 品 分 类 的 凝 胶 时 间 对 照 见 表 1 13

16 凝 胶 时 间 对 照 表 表 1 型 号 中 国 1995 版 中 国 2002 版 英 国 2001 版 (20~25 ) 22±1 27 CK (30~60)s (8~40)s ---- K (90~150)s (41~90)s (13~18)s Z (180~360)s (91~180)s (40~55)s M (600~1200)s >180s (70~200)s 需 说 明 一 点, 由 于 树 脂 胶 泥 的 凝 胶 时 间 受 环 境 温 度 影 响 较 大, 不 能 只 从 具 体 时 间 数 值 上 分 析 其 快 慢, 还 需 从 环 境 温 度 一 并 分 析 才 能 作 出 准 确 判 断 表 1 中, 因 我 国 2002 版 标 准 规 定 试 验 温 度 为 22±1, 英 国 标 准 为 27, 因 而 其 时 间 数 值 是 不 可 比 的 试 验 表 明, 如 果 环 境 温 度 改 为 22 时, 那 么 英 国 的 标 准 中, 其 凝 胶 时 间 变 化 见 表 2 凝 胶 时 间 变 化 表 表 2 型 号 27 时 22 时 K (13~18)s (18~26)s Z (40~55)s (55~75)s M (70~200)s (90~300)s 环 境 温 度 不 同, 凝 胶 时 间 也 变 化 所 以, 国 外 有 的 标 准 还 规 定 了, 生 产 厂 家 的 产 品 说 明 书 中 必 须 注 明 该 产 品 在 不 同 温 度 段 20 ~35 时 的 凝 胶 时 间 搅 拌 时 间 等 待 时 间 对 产 品 规 格,1995 版 标 准 中 规 定 的 长 度 体 积, 已 远 不 能 适 应 全 长 锚 固 加 长 锚 固 的 需 求 实 际 上 锚 固 剂 的 长 度 600mm,800mm 已 较 普 遍, 因 此, 新 版 标 准 把 长 度 改 由 供 需 双 方 商 定, 以 适 应 当 前 市 场 需 求 的 多 样 化 2.2 关 于 试 验 温 度 1995 版 标 准 规 定 是 20 ~25, 几 年 实 践 表 明, 在 此 较 大 的 温 度 范 围 内, 同 一 配 方 产 品 容 易 出 现 两 种 不 同 型 号 的 凝 胶 时 间, 给 生 产 管 理 检 测 试 验 或 仲 裁 都 带 来 不 便 国 外, 对 此 也 不 统 一, 如 英 国 标 准 是 27, 澳 大 利 亚 规 定 是 2 5, 美 国 规 定 是 7 0 ( ), 结 合 我 国 实 际 生 产 情 况, 版 标 准 温 度 控 制 更 严 格 些, 改 为 22±1, 以 利 质 量 检 测 数 据 的 可 比 性 2.3 关 于 抗 压 强 度 指 标 1995 版 标 准 规 定 不 同 类 型 锚 固 剂, 在 不 同 龄 期 时 的 抗 压 强 度 不 小 于 40MPa 实 际 操 作 表 明, 对 CK 型,K 型 锚 固 剂, 要 求 用 10s~60s 内 完 成 搅 拌 成 型 振 捣 三 个 试 块, 往 往 不 容 易 保 证 质 量, 造 成 人 为 操 作 误 差 较 大, 不 能 准 确 反 映 锚 固 剂 的 真 实 性 能 2002 版 标 准 中 把 抗 压 强 度 试 验 龄 期 改 为 24h, 用 5min~15min 慢 速 凝 胶 时 间 的 锚 固 剂 作 为 主 要 试 验 条 件, 并 把 全 锚 和 端 锚 分 别 对 待, 试 块 数 量 增 加 到 6 块, 这 样, 更 方 便 操 作, 使 测 试 数 据 更 科 学 准 确 可 靠 2.4 关 于 锚 固 力 指 标 锚 固 力 是 一 个 综 合 指 标, 它 不 仅 与 锚 固 剂 的 性 能 有 关, 也 与 操 作 条 件 岩 体 杆 体 结 构 形 式 密 切 相 关 国 外 的 锚 固 剂 标 准 ( 规 范 ) 中, 对 相 关 条 件 作 了 严 格 规 定, 如 对 锚 孔 杆 体 锚 长, 以 及 安 装 时 的 搅 拌 速 瓶 颈 扭 矩 搅 拌 时 间 试 验 方 法 都 有 限 制 考 虑 到 国 内 多 年 的 习 惯, 对 试 验 条 件 方 法 作 了 规 定 对 锚 固 力 的 测 试 要 求, 依 我 国 当 前 技 术 进 步 和 实 际 情 况, 取 消 了 过 去 只 作 一 种 Φ16mm 普 通 圆 钢 左 旋 麻 花 杆 体 的 规 定, 修 改 为 不 同 材 质 不 同 杆 径 有 不 同 锚 固 力 要 求 2.5 有 效 期 及 检 测 考 虑 到 国 内 多 数 生 产 厂 家 均 以 供 应 本 矿 区 用 户 为 主 的 情 况,2002 年 版 标 准 还 是 把 有 效 期 定 为 大 于 3 个 月, 但 不 影 响 部 分 厂 家 产 品 的 有 效 期 更 长 的 规 定 事 实 上, 目 前 许 多 厂 家 生 产 的 产 品, 在 矿 区 自 用 时, 有 效 期 是 按 3~4 个 月 考 虑, 14

17 而 远 销 外 地 时, 有 效 期 都 按 6 个 月 以 上 考 虑 关 于 有 效 期 检 测,1995 版 标 准 是 存 放 三 个 月 后 再 做 试 验 现 在 为 方 便 生 产 提 高 效 率, 增 加 了 一 项 80 恒 温 热 稳 定 性 快 速 试 验 方 法 它 的 依 据 是 结 合 我 们 对 全 国 20 多 个 厂 家 产 品 的 对 比 试 验 结 果, 也 参 考 了 国 内 外 不 饱 和 聚 酯 树 脂 的 国 家 标 准 而 推 荐 采 用 的 ; 国 外 某 公 司 的 锚 固 剂 质 量 控 制 手 册 中 也 用 70 高 温 加 速 试 验 来 评 价 有 效 储 存 期, 他 们 规 定 :70 恒 温 存 放 10 天 ( 中 速 ), 或 7 天 ( 快 速 ) 可 认 为 室 温 下 有 效 储 存 期 为 一 年 为 稳 妥 起 见,2002 版 标 准 规 定, 有 效 期 试 验, 两 种 方 法 选 一 即 可 仲 裁 试 验, 按 实 际 存 放 为 准 2.6 关 于 凝 胶 时 间 的 试 验 方 法 这 是 参 照 国 外 的 标 准 及 质 量 控 制 手 册 中 规 定 所 写, 由 于 其 操 作 的 局 限 性, 目 前 无 更 好 的 办 法 正 如 美 国 ASTM 方 法 中, 对 试 验 精 度 误 差 的 表 述 那 样, 这 种 差 异 到 底 是 操 作 因 素 还 是 仪 具 因 素 很 难 判 断, 并 欢 迎 各 用 户 厂 家 提 出 好 的 建 议, 以 提 高 本 方 法 的 可 靠 性 我 们 认 为, 这 是 到 目 前 为 止 较 为 合 理 的 方 法, 也 是 参 照 国 外 质 量 控 制 手 册 和 我 们 多 年 经 验 修 订 的 我 们 也 正 在 征 集 更 好 的 试 验 方 法 版 标 准 定 义 凝 胶 时 间 为 从 树 脂 胶 泥 与 固 化 剂 混 合 起, 到 锚 固 剂 开 始 发 热 时 的 时 间 实 际 上, 开 始 发 热 时 的 时 间 说 得 较 含 糊, 不 易 度 量, 从 化 学 反 应 角 度 看, 树 脂 胶 泥 的 凝 胶 固 化 是 放 热 反 应, 热 的 度 量 是 温 度, 理 论 上 说, 固 化 剂 与 树 脂 胶 泥 接 触 后 就 开 始 反 应 放 热, 只 是 开 始 时 放 热 少, 较 难 测 量 ; 同 时, 在 实 际 操 作 中, 测 定 时 间 用 手 工 隔 着 薄 膜 快 速 揉 搓 搅 拌 8s~15s, 甚 至 更 长, 此 时 即 使 没 有 固 化 剂, 也 会 由 于 摩 擦 手 的 体 温 传 导 而 使 树 脂 胶 泥 温 度 上 升 达 1 左 右, 所 以, 版 标 准 中, 定 义 开 始 发 热 为 胶 泥 温 度 上 升 2 的 时 间, 作 为 凝 胶 时 间 国 外, 不 同 国 家 不 同 生 产 厂 对 凝 胶 时 间 定 义 也 不 尽 相 同, 有 定 义 为 从 软 到 硬, 有 定 义 为 从 流 动 态 到 固 态 我 们 认 为 这 种 定 义 也 不 够 准 确, 特 别 是 从 流 动 体 到 固 体, 并 不 符 合 胶 泥 凝 胶 的 实 际 树 脂 才 是 液 体, 而 锚 固 剂 则 是 柔 软 的 胶 泥, 所 以, 我 们 才 把 凝 胶 时 间 定 为 上 升 2 的 时 间 我 们 认 为, 实 际 判 断 凝 胶 时 间 以 此 较 好, 同 时 也 可 用 手 摸 捏, 从 软 到 变 硬 的 变 化 作 辅 助 手 段 在 此, 我 们 特 别 指 出, 凝 胶 时 间 测 定, 是 一 个 技 术 性 很 强, 要 求 很 熟 练 的 工 作, 否 则 所 得 误 差 很 大, 影 响 产 品 定 位 分 类 同 时, 也 需 说 明, 这 是 实 验 室 的 测 试, 与 井 下 实 际 操 作 完 全 是 两 回 事, 井 下 操 作 时, 因 高 速 搅 拌 摩 擦, 其 凝 胶 固 化 时 间 比 实 验 室 要 快! 2.7 锚 固 力 试 验 原 则 未 作 大 的 修 改, 但 规 定 了 锚 杆 孔 与 杆 体 的 径 差, 锚 固 长 度, 搅 拌 工 具 搅 拌 时 间, 作 这 样 修 订, 主 要 是 考 虑 到 更 接 近 井 下 实 际 这 种 方 法, 与 国 际 岩 石 力 学 协 会 规 定 的 一 致, 而 与 英 国 德 国 的 锚 杆 标 准 规 定 的 试 验 方 法 有 些 不 同 英 国 的 锚 固 力 试 验, 是 采 用 双 端 锚 固, 仅 测 定 胶 泥 与 杆 体 的 粘 结 力, 如 图 1 所 示 图 1 两 端 锚 固 试 验 装 置 从 数 值 要 求 看, 英 国 的 标 准 比 我 们 高, 即 : 当 杆 径 为 21.7mm, 锚 长 为 125mm 时, 其 锚 固 力 要 大 于 200kN; 而 2002 版 标 准 中, 相 对 于 直 径 Φ22mm 螺 纹 钢 树 脂 锚 杆, 锚 固 长 度 330mm 时, 其 锚 固 力 要 求 为 大 于 125kN, 其 主 要 原 因 在 于, 我 们 目 前 国 产 锚 杆 钢 材 和 力 学 性 能 远 低 于 英 国 15

18 材 质, 暂 时 无 法 较 大 幅 度 提 高 锚 固 力 指 标 2.8 杆 体 为 更 好 地 学 习 国 外 先 进 技 术, 也 便 于 高 承 载 力 锚 杆 的 选 用, 增 加 了 锚 杆 结 构 图, 并 规 定 了 应 优 先 采 用 屈 服 强 度 大 于 335MPa 或 强 度 更 高 的 高 强 钢 材 ; 并 强 调 了 优 先 选 用 螺 纹 钢 杆 体 同 时, 还 参 照 英 美 澳 等 国 标 准 对 杆 体 的 延 伸 率 作 了 规 定, 因 而 对 一 般 冷 拉 钢 材 的 应 用 就 作 了 限 制, 这 主 要 考 虑 到 冷 拉 钢 材 性 脆, 破 断 时 无 预 兆, 不 能 保 证 支 护 安 全 对 普 通 左 旋 麻 花 杆 体, 最 短 的 锚 固 长 度 从 原 12d 增 加 到 15d 以 利 支 护 安 全, 提 高 支 护 效 果 国 外, 对 锚 杆 杆 体 要 求 较 高, 为 提 高 支 护 强 度, 杆 体 材 质 有 进 一 步 提 高 的 趋 势, 杆 径 也 普 遍 比 国 内 高 以 英 国 2001 年 版 标 准 为 例, 他 们 除 了 规 定 钢 材 的 C Mn S P 含 量 外, 还 规 定 了 :(1) 双 线 左 旋 螺 纹 钢, 公 称 杆 径 Φ2 1.7 m m, 屈 服 极 限 640MPa~720MPa, 抗 拉 强 度 大 于 屈 服 强 度 1.2 倍, 延 伸 率 δ 5 >18%, 玻 璃 钢 杆 体 极 限 破 断 载 荷 300kN;(2) 不 同 杆 体 长 度 在 尾 部 螺 纹 截 面 上 必 须 用 红 绿 黄 白 标 出 ;(3) 尾 部 螺 纹 螺 母 承 载 力 大 于 295kN ;(4) 快 速 安 装 时 的 扭 矩 : 顶 板 锚 杆 95 N m~175 N m, 帮 锚 杆 玻 璃 钢 锚 杆 40N m~125n m 上 述 要 求, 我 国 只 是 在 个 别 矿 区 才 能 做 到, 尚 不 能 普 遍 应 用, 无 法 写 进 现 行 标 准, 在 此, 可 作 为 参 考, 也 是 我 们 追 赶 的 目 标 在 2002 版 标 准 中, 对 杆 体 尾 部 螺 纹 规 定 了 其 承 载 力 不 小 于 杆 体 屈 服 强 度, 这 样, 一 般 只 能 用 滚 压 法 才 能 加 工, 限 制 了 切 削 加 工 的 应 用, 以 保 证 杆 体 承 载 能 力 及 延 伸 性 能 的 充 分 利 用 2.9 关 于 锚 杆 螺 母 2002 版 标 准 规 定 应 优 先 选 用 能 实 现 快 速 安 装 的 专 用 扭 矩 螺 母, 如 螺 母 内 有 已 固 化 的 树 脂 尼 龙 塞 压 入 金 属 片 或 其 他 金 属 销 等 形 式 但 是, 考 虑 到 各 矿 采 用 的 锚 杆 直 径 与 安 装 工 具 差 别 很 大, 对 安 装 扭 矩 未 作 规 定, 我 们 认 为, 各 应 用 单 位 应 视 本 局 矿 使 用 杆 体 材 质 直 径 井 下 地 质 情 况 作 出 规 定, 笔 者 建 议, 对 Φ 2 2 m m 的 锚 杆, 顶 板 锚 杆 安 装 拧 紧 扭 矩 应 大 于 80N m, 帮 锚 杆 玻 璃 钢 锚 杆 应 大 于 40N m 为 佳 3 比 较 中 外 锚 杆 标 准, 探 讨 我 们 努 力 方 向 树 脂 锚 杆 在 煤 炭 工 业 中 应 用 已 三 十 多 年, 为 规 范 产 品 质 量, 保 证 安 全 生 产, 国 外 采 煤 国 家 都 制 订 了 相 应 的 标 准 规 范 我 国 从 1976 年 首 次 开 发 成 功 应 用 树 脂 锚 杆, 到 年 发 布 第 一 版 标 准 1995 年 修 订 到 现 在 的 2002 年 第 二 版 修 订 版 也 经 历 了 二 十 多 年 标 准 的 采 用, 可 以 促 进 产 品 质 量 健 康 发 展, 标 准 的 编 制, 体 现 了 产 品 的 技 术 水 平 2002 版 树 脂 锚 杆 标 准 中, 到 底 体 现 出 我 们 的 什 么 样 技 术 水 平 呢? 下 面 我 们 从 中 外 的 锚 杆 标 准 技 术 参 数 试 验 方 法 比 较 中, 探 讨 一 下 我 们 的 位 置 为 便 于 比 较, 我 们 选 定 版 本 年 度 和 我 们 最 相 近 的 英 国 BS 年 版 进 行 对 比 我 们 得 出 这 样 的 几 点 意 见 : 3.1 中 国 的 树 脂 锚 固 剂 主 要 技 术 指 标, 达 到 了 世 界 先 进 水 平 从 产 品 分 类 型 号 看, 基 本 上 和 英 国 美 国 标 准 一 致 树 脂 锚 杆 支 护 的 最 大 特 点 是 快 速 锚 固 强 力 锚 固, 我 们 的 超 快 速 CK 型 锚 固 剂 的 凝 胶 时 间 8s~40s, 和 英 美 法 等 国 家 快 速 8s~30s 几 乎 一 致, 可 在 几 秒 内 凝 胶, 等 待 几 秒 十 多 秒 上 紧 螺 母 托 盘 达 到 快 速 即 时 支 护 这 是 90 年 代 中 期, 在 邢 台 矿 务 局 井 下 和 澳 大 利 亚 产 品 对 比 试 验 中 得 到 了 证 实 3.2 锚 固 剂 生 产 技 术 仍 较 落 后, 原 材 料 性 能 及 试 验 方 法 还 有 待 进 一 步 提 高 我 国 锚 固 剂 生 产 分 散 化 小 型 化, 据 不 完 全 统 计, 目 前 全 国 树 脂 锚 固 剂 杆 体 生 产 企 业 400 多 个, 树 脂 锚 杆 年 用 量 超 2 亿 套, 各 厂 的 技 术 力 量 设 备 配 置 参 差 不 齐, 除 1985 年 淮 南 矿 务 局 引 进 一 套 美 国 杜 邦 公 司 的 树 脂 锚 固 剂 生 产 线 外, 多 数 锚 固 剂 生 产 厂 的 技 术 装 备 现 代 化 程 度 都 较 落 后 这 从 标 准 的 技 术 参 数 中 可 见 一 斑 如 杆 体 材 质, 考 虑 到 大 多 数 局 矿 应 用 实 际, 我 国 标 准 规 定, 生 产 的 杆 体 只 能 推 荐 优 先 选 用 屈 服 强 度 大 于 335MPa 螺 纹 钢 杆 体, 也 还 允 许 采 用 屈 服 强 度 大 于 235MPa 的 普 通 热 轧 圆 而 英 国 标 准 中 规 定, 锚 杆 钢 材 屈 服 强 度 要 640MPa~780MPa 以 上, 比 我 们 大 1 倍 多 ; 如 对 锚 固 剂 力 学 性 能, 我 们 规 定 了 最 主 要 的 抗 压 强 度 为 端 锚 60MPa, 全 锚 40MPa, 锚 固 16

19 力 (Φ22mm 螺 纹 钢 )>125kN; 英 国 标 准 除 规 定 抗 压 强 度 >80MPa, 锚 固 力 >200kN 外, 还 规 定 了 抗 剪 强 度 弹 性 模 量 蠕 变 刚 性 系 数 等 多 个 性 能 指 标 3.3 努 力 方 向 进 一 步 开 发 低 成 本 高 活 性 专 用 锚 固 剂 专 用 树 脂 ; 开 发 推 广 屈 服 强 度 >500MPa 甚 至 更 高 的 优 质 锚 杆 材 料, 探 讨 更 好 的 树 脂 快 速 固 化 体 系, 才 能 较 快 提 高 树 脂 锚 杆 支 护 技 术 水 平 各 生 产 厂 都 应 严 格 做 好 各 自 产 品 监 控 管 理, 保 证 检 验 条 件, 加 强 人 员 培 训, 完 善 规 章 制 度, 做 好 安 全 质 量 认 证 严 格 按 标 准 的 要 求, 一 项 一 项 落 实 因 为 它 是 判 定 质 量 的 唯 一 指 标, 是 强 制 性 的 法 定 指 标 我 们 相 信, 经 过 大 家 共 同 努 力, 几 年 以 后 再 修 订 树 脂 锚 杆 标 准 时, 其 各 项 技 术 指 标, 定 会 和 国 外 先 进 的 技 术 不 相 上 下, 我 国 整 体 锚 杆 支 护 技 术 将 达 到 更 高 水 平 灌 浆 工 法 与 安 装 工 程 相 结 合 在 处 理 某 水 库 病 害 工 程 中 的 应 用 朱 永 平 ( 云 南 西 勘 建 设 工 程 总 公 司 ) [ 摘 要 ] 静 压 灌 浆 是 一 种 传 统 而 有 效 的 地 基 防 渗 处 理 工 法, 在 特 殊 的 地 质 环 境 下 若 能 结 合 其 它 施 工 工 艺 进 行 水 库 病 害 的 处 理, 可 以 达 到 较 理 想 的 处 理 效 果, 本 文 通 过 在 某 水 库 病 害 处 理 工 程 中 利 用 静 压 灌 浆 结 合 涵 管 安 装 进 行 水 库 病 害 处 理 工 程 实 例 的 介 绍, 对 类 似 水 库 病 害 处 理 工 程 的 设 计 与 施 工 有 实 践 指 导 作 用 [ 关 键 词 ] 静 压 灌 浆 安 装 防 渗 泄 洪 管 道 1 前 言 静 压 灌 浆 是 一 种 传 统 的 基 础 防 渗 处 理 工 法, 广 泛 应 用 于 水 库 的 基 础 防 渗 坝 体 加 固 处 理 接 缝 灌 浆 等 工 程 中, 其 原 理 主 要 是 靠 机 械 压 力 把 浆 液 ( 水 泥 浆 液 化 学 浆 液 及 混 合 浆 液 ) 注 入 地 层 的 裂 隙 中, 凝 结 后 与 周 围 的 岩 ( 土 ) 体 粘 结, 从 而 使 地 层 中 存 在 的 裂 隙 被 充 填 封 闭, 起 到 防 渗 的 效 果 其 主 要 适 用 于 有 一 定 裂 隙 张 开 度 的 岩 ( 土 ) 体 中, 对 一 些 虽 存 在 裂 隙, 但 大 多 被 泥 质 充 填 的 岩 层 及 孔 隙 较 小 的 粘 性 土 层 其 适 用 性 相 对 较 差 在 工 程 实 践 中 我 们 发 现, 一 些 水 库 病 害 工 程 如 单 采 用 静 压 灌 浆 很 难 达 到 处 理 目 的 或 处 理 效 果 欠 佳, 如 利 用 静 压 灌 浆 结 合 其 它 附 属 设 施 安 装 ( 如 泄 洪 管 道 ) 进 行 处 理, 就 能 达 到 较 理 想 的 效 果, 下 面 就 介 绍 静 压 灌 浆 工 法 结 合 泄 洪 管 道 处 理 方 法 在 某 水 库 防 渗 处 理 工 程 中 的 应 用, 供 交 流 参 考 2 工 程 概 况 某 水 库 为 多 年 老 水 库, 修 建 于 1987 年, 已 经 运 行 20 余 年, 主 要 为 农 业 灌 溉 服 务, 水 库 大 坝 为 粘 土 心 墙 全 风 化 料 坝, 坝 高 2 0 m, 坝 顶 长 8 6 m, 正 常 蓄 水 位 高 程 2006m, 坝 顶 高 程 m, 理 论 水 库 库 容 42.1 万 m 3 输 水 管 道 采 用 D N 铸 铁 管 涵 管 放 水 排 洪, 涵 管 总 长 约 m 属 小 ( 二 ) 型 水 库 采 用 DN700 铸 铁 管 泄 洪, 由 于 水 库 多 年 运 行, 排 洪 铸 铁 涵 管 受 地 下 水 腐 蚀, 涵 管 锈 蚀 严 重, 多 处 出 现 漏 水 点, 局 部 产 生 炸 缝, 导 致 管 内 排 水 外 溢 顺 涵 管 外 围 运 移, 从 而 冲 蚀 坝 体, 在 涵 管 外 一 定 范 围 形 成 空 洞, 局 部 空 洞 延 伸 至 地 表, 产 生 裂 缝, 局 17

20 部 见 坝 体 塌 陷, 在 坝 体 外 侧 中 部 和 坝 脚 见 水 流 出, 近 几 年 蓄 水 困 难, 如 不 进 行 处 理, 外 漏 水 继 续 冲 蚀 坝 体, 将 严 重 威 胁 大 坝 安 全 对 该 水 库 涵 管 部 分 及 其 附 属 设 施 进 行 处 理 的 工 作, 刻 不 容 缓 3 处 理 方 案 设 计 总 体 设 计 : 采 用 静 压 充 填 灌 浆 结 合 安 装 工 程 进 行 处 理, 沿 坝 轴 线 及 泄 洪 管 道 轴 线 分 别 布 设 一 排 静 压 灌 浆 孔, 在 原 破 损 DN700 铸 铁 管 内 加 装 DN530 无 缝 钢 管 ( 原 破 损 DN700 铸 铁 管 不 拆 除 ), 在 原 破 损 DN700 铸 铁 管 和 DN530 无 缝 钢 管 之 间 进 行 充 填 灌 浆 ( 见 图 1) 3.1 灌 浆 孔 位 及 孔 深 顺 涵 管 轴 线 灌 浆 孔, 孔 间 距 2.00m~4.00m, 孔 深 至 涵 管 顶 但 不 能 钻 穿 原 铸 铁 涵 管, 孔 深 根 据 涵 管 坡 降 度 和 坝 体 坡 度 测 算 得 出 ( 见 图 2) 沿 坝 轴 线 灌 浆 孔, 孔 间 距 2.00m, 孔 深 至 坝 基 基 岩 面 以 下 5.00m( 见 图 3) 图 1 灌 浆 孔 平 面 布 置 图 图 2 沿 涵 管 线 方 向 灌 浆 孔 剖 面 图 图 3 沿 坝 轴 线 方 向 注 浆 孔 布 置 剖 面 图 18

21 3.2 灌 浆 方 法 静 压 灌 浆 灌 注 水 泥 粘 土 浆 ( 重 量 比 1 1), 注 入 量 较 大 时, 掺 入 适 量 细 砂, 灌 浆 压 力 取 0.20MPa~0.80MPa, 最 大 不 超 过 1.0MPa, 灌 浆 段 长 5m~6m, 自 上 而 下 灌 注, 最 后 一 段 ( 接 近 涵 管 位 置 ) 灌 浆 段 长 不 超 过 3.00m 3.3 泄 洪 管 安 装 充 填 灌 浆 为 便 于 施 工, 保 留 原 有 DN700 铸 铁 管, 在 DN700 铸 铁 管 内 另 外 安 装 DN530 无 缝 钢 管, 钢 管 壁 厚 10mm, 在 两 管 之 间 采 用 支 架 焊 接 固 定, 在 全 部 钢 管 安 装 完 成 后 进 行 压 水 检 查 焊 接 质 量, 合 格 后 在 两 管 之 间 充 填 灌 浆 ( 水 泥 砂 浆 ), 安 装 1 7 根 钢 管 ( 见 图 4) 图 4 在 铸 铁 管 内 安 装 无 缝 钢 管 4 施 工 先 进 行 涵 管 安 装, 完 成 后 进 行 静 压 灌 浆 施 工 4.1 涵 管 安 装 施 工 流 程 :1 出 口 搭 建 施 工 平 台 涵 管 进 口 安 装 钢 管 牵 引 设 施 2 拆 除 原 有 涵 管 内 衬 3 管 内 清 理 钢 管 对 接 焊 接 自 检 牵 引 重 复 3 直 至 全 部 钢 管 安 装 完 成 4 压 水 检 验 两 管 之 间 充 填 灌 浆 5 拆 除 地 面 钢 管 安 装 配 套 辅 助 设 施 及 恢 复 4.2 静 压 灌 浆 施 工 灌 浆 采 用 自 下 而 上 分 段 灌 浆 法 施 工, 施 工 顺 序 为 : 钻 机 就 位 校 立 轴 钻 机 调 平 造 孔 至 设 计 灌 浆 段 底 深 洗 孔 捞 渣 观 测 水 位 自 下 而 上 灌 浆 至 全 灌 段 结 束 封 孔 5 防 渗 效 果 灌 浆 过 程 中, 外 坝 坡 及 灌 前 漏 水 点 都 不 同 程 度 的 产 生 冒 浆 现 象 灌 浆 结 束 后, 灌 前 漏 水 点 孔 隙 被 浆 液 结 石 充 填, 漏 水 情 况 消 除, 并 随 着 工 程 的 推 进, 库 水 位 逐 渐 上 升 目 前, 现 该 水 库 蓄 水 位 已 达 到 设 计 库 水 位 高 程 (2006m), 回 复 水 库 功 能, 工 程 实 施 效 果 明 显, 达 到 处 理 目 的 6 小 结 通 过 以 上 工 程 实 例 可 以 看 出, 利 用 静 压 灌 浆 工 法 处 理 水 库 坝 体 渗 漏 是 适 合 的, 若 与 其 它 施 工 工 艺 结 合 进 行, 更 能 达 到 较 理 想 的 效 果 六 七 十 年 代 或 更 早 时 期 修 建 的 水 库, 由 于 特 定 时 期 的 施 工 工 艺 及 方 法 的 限 制, 且 经 过 多 年 运 行, 或 多 或 少 都 会 出 现 类 似 病 害 问 题, 为 避 免 重 复 修 建, 造 成 人 力 物 力 财 力 的 浪 费, 势 必 进 行 除 险 加 固 措 施, 处 理 工 法 也 比 较 多, 对 不 同 的 地 层 条 件 不 同 的 坝 体 结 构, 可 灵 活 运 用 多 种 工 法 相 结 合 的 方 法 进 行 施 工, 以 达 到 技 术 合 理 施 工 可 行 经 济 节 约 的 目 的 本 实 例 工 程 的 成 功 经 验, 可 在 以 后 类 似 的 水 库 除 险 加 固 工 程 中 推 广 使 用 19

22 紧 邻 高 层 建 筑 条 件 下 深 基 坑 桩 锚 支 护 设 计 与 施 工 张 启 军 杨 岗 赵 春 亭 ( 青 岛 市 人 民 防 空 建 筑 工 程 中 心 ) [ 摘 要 ] 本 文 以 青 岛 公 交 浮 山 所 站 场 及 综 合 楼 基 坑 支 护 工 程 为 例, 介 绍 了 在 紧 邻 高 层 建 筑 地 下 室 以 及 地 下 暗 渠 条 件 下, 易 流 沙 地 层 的 深 基 坑 采 用 桩 锚 支 护 技 术 的 设 计 和 补 强 方 法, 在 本 工 程 中 对 支 护 体 系 及 锚 杆 施 工 工 艺 进 行 了 大 胆 创 新, 获 得 了 成 功, 为 该 条 件 下 基 坑 桩 锚 支 护 技 术 的 使 用 提 供 了 宝 贵 的 理 论 和 实 践 经 验 [ 关 键 词 ] 双 排 桩 支 护 注 浆 花 管 大 角 度 锚 杆 扩 大 头 锚 索 双 锚 索 抗 弯 矩 锚 杆 旋 + 摆 喷 桩 1 前 言 近 年 来, 由 于 城 市 化 进 程 的 加 快, 城 区 内 基 坑 周 边 环 境 条 件 越 来 越 复 杂, 新 开 建 的 工 程 周 边 往 往 是 高 楼 林 立 地 下 管 线 密 布, 基 坑 支 护 的 主 要 功 能 之 一 就 是 在 基 坑 开 挖 和 施 工 过 程 中, 保 证 周 边 建 构 筑 物 的 安 全, 保 证 周 边 管 线 的 安 全 由 于 基 坑 周 边 高 楼 地 下 室 埋 置 深 度 大, 距 离 拟 建 工 程 近, 常 规 支 护 锚 杆 无 法 达 到 要 求 长 度, 导 致 常 规 桩 锚 支 护 方 案 难 以 实 施 为 保 证 安 全, 该 类 基 坑 往 往 采 用 内 支 撑 支 护 方 案, 造 价 相 当 高 且 工 期 很 长 公 交 浮 山 所 站 场 及 综 合 楼 基 坑 系 当 时 青 岛 市 业 内 公 认 支 护 难 度 最 大 的 基 坑, 在 该 工 程 中 创 造 性 的 采 用 了 双 排 桩 注 浆 花 管 大 角 度 锚 杆 扩 大 头 锚 杆 双 锚 杆 抗 弯 矩 锚 杆 旋 + 摆 喷 桩 等 支 护 新 技 术, 成 功 的 使 用 了 桩 锚 支 护 技 术 代 替 了 内 支 撑 支 护 基 坑 周 边 位 移 均 控 制 的 非 常 小, 基 坑 周 边 建 构 筑 物 及 管 线 安 全 运 行, 与 内 支 撑 方 案 相 比 较, 该 方 案 工 期 大 大 缩 短, 造 价 大 大 降 低, 取 得 了 良 好 的 经 济 效 益 及 社 会 效 益 2 工 程 概 况 该 工 程 位 于 青 岛 市 南 京 路 东 侧, 凯 旋 大 厦 与 国 际 新 闻 中 心 之 间, 拟 采 用 框 支 剪 力 墙 结 构, 高 度 m, 基 础 形 式 为 筏 板, 拟 建 物 设 计 4 层 地 下 室, 设 计 地 坪 标 高 ±0.0=4.50m, 底 板 底 标 高 群 房 m 主 楼 m, 自 然 地 坪 绝 对 标 高 约 为 4.00m( 相 对 -0.50m) 本 基 坑 周 长 约 333m, 基 坑 开 挖 深 度 为 19.0m, 局 部 20.5m 2.1 工 程 地 质 及 水 文 地 质 条 件 根 据 勘 察 报 告, 场 区 地 形 相 对 平 坦, 孔 口 地 面 标 高 3.59m~4.23m 场 地 地 貌 形 态 单 一, 均 为 第 四 系 全 新 统 以 来 形 成 的 海 岸 阶 地, 表 层 受 人 工 改 造 场 区 原 状 地 层 结 构 及 力 学 参 数 如 下 : 第 1 层 : 素 填 土 层, 广 泛 分 布, 稍 湿, 松 散, 该 层 层 厚 1.9m~6.1m,c=0.0kPa,Ф=20 第 2 层 : 粗 砂, 广 泛 分 布, 湿 - 很 湿, 稍 松 散, 层 厚 0.7m~1.7m,c=0.0kPa,Ф=28 第 3 层 : 细 砂, 广 泛 分 布, 湿 - 饱 和, 层 厚 2.5m~8.6m,c=0.0kPa,Ф=25 第 4 层 : 粉 质 粘 土, 分 布 不 均 匀, 湿, 可 塑, 层 厚 0.50m~3.40m,c=13.70kPa,Ф=14.5 第 5 层 : 碎 石, 广 泛 分 布, 中 密 - 密 实, 层 厚 2.6m~7.30m,c=0.0kPa,Ф=35 第 6 层 : 花 岗 岩 强 风 化 带, 广 泛 分 布, 岩 体 基 本 质 量 等 级 V 级, 该 层 层 厚 0.6m~10.2m 第 7 层 : 花 岗 岩 中 等 风 化 带, 广 泛 分 布, 岩 体 基 本 质 量 等 级 Ⅲ 级 该 层 层 厚 0.8m~5.4m 第 8 层 : 花 岗 岩 微 风 化 带, 广 泛 分 布, 岩 体 基 本 质 量 等 级 Ⅱ 级 场 区 地 下 水 类 型 为 第 四 系 孔 隙 潜 水 和 基 岩 裂 隙 弱 承 压 水, 潜 水 主 要 赋 存 于 填 土 层 和 砂 土 层 中, 基 岩 裂 隙 水 主 要 赋 存 于 风 化 岩 中 地 下 水 埋 深 1.70m~2.40m 场 地 地 下 水 渗 透 系 数 20

23 岩土锚固工程 第4期 2010年12月 K=12.26m/d 凯旋大厦最近约7m 最远约12m 其地下室埋 2.2 深14.5m 基底有3m 4m厚的回填毛石 基 周边环境条件 本工程地处青岛市市南区繁华地段 周边 环境复杂 基坑东侧紧邻云霄路暗渠 暗渠三 跨共23m 渠底埋深约2.5m 其墩式基础埋深 约5m 渠底为30cm厚的浆砌片石 南侧距离 础形式为筏基 西侧紧邻南京路 北侧距离已 建的青岛国际新闻中心约7m 其地下室埋深约 8.5m 基础形式为桩基 基坑四周消防 煤 气 电力 污水 雨水等各种管线密集 车 国际新闻中心 道 D-D D-D Φ1000灌注桩 Φ800灌注桩 新增Φ800灌注桩 C-C A-A Φ1300旋喷桩 摆喷桩 南 GL4 C-C A2-A2 京 GL ±0.00=4.50m 青岛公交集团 浮山所站场 及综合楼 路 暗 渠 A1-A1 C-C B2-B2 B1-B1 c a B2-B2 d e b 现有冷却塔 底下车库入口 凯旋大厦 图1 基坑支护平面图 3 基坑支护设计 计部分支护桩端无法嵌入基坑以下 形成吊脚 3.1 桩 设计在桩端采用锚杆肋梁的方式进行加 方案论证 该基坑方案讨论阶段有多套方案供建设 方选择 建设方多次组织专家对方案进行了评 审 代表性方案及论证意见如下 1 采用内支撑方案 如此深的基坑 南 北两侧紧邻地下室 锚杆设计施工难度大 因 此该基坑方案阶段考虑了内支撑方案 专家分 析该方案安全性高 但造价高 土石方开挖运 输困难 施工工期长 青岛本地设计施工经验 几乎没有 因此该方案未被选用 2 采用吊脚长螺旋钻孔灌注桩桩锚支 护 支护桩采用长螺旋压注混凝土工艺形成 桩间旋喷桩止水 由于基岩位于基底以上 设 强 该方案施工速度快 经济性好 开始采用 了该方案 但在实施过程中发现长螺旋钻进深 度仅15m左右 吊脚高度很浅 安全性尚存在 问题 正式实施时未采用该方案 3 采用有嵌固深度的复合桩锚支护技 术 支护桩嵌入基底以下1.5m 外侧旋喷桩 独立成排形成止水帷幕 采用双排桩 注浆花 管 大角度锚杆等技术解决靠近高层地下室部 位的支护难点 专家认为该方案切实可行 造 价较低 最终的工程实施采用了该方案 支护设计简述 本基坑工程安全等级为一级 基坑使用时

24 限 为 10 个 月, 坡 顶 使 用 荷 载 考 虑 15kPa 根 据 边 坡 土 质 及 周 边 环 境 不 同, 分 为 四 个 支 护 单 元 进 行 设 计, 即 A-A B-B C-C D -D 单 元 (1) 基 坑 东 西 侧 支 护 方 法 基 坑 东 西 侧 均 采 用 常 规 帷 幕 - 排 桩 - 锚 杆 支 护 体 系, 锚 杆 层 高 2.5m~3.0m, 倾 角 15 (2) 基 坑 北 侧 支 护 方 法 基 坑 北 侧 距 离 新 闻 中 心 地 下 室 仅 7m, 地 下 室 埋 深 8.5m, 上 部 回 填 土 层 采 用 各 种 角 度 花 管 注 浆 进 行 固 结 加 固, 采 用 帷 幕 - 排 桩 - 锚 杆 支 护 体 系, 锚 杆 自 新 闻 中 心 基 底 标 高 处 开 始 施 工, 锚 杆 层 高 2.0m~2.5m, 倾 角 15 (3) 基 坑 南 侧 支 护 方 法 基 坑 南 侧 距 离 凯 旋 大 厦 地 下 室 仅 7m, 地 下 室 埋 深 14.5m, 该 侧 采 用 双 排 灌 注 桩 + 旋 喷 桩 格 栅 桩 锚 支 护 体 系, 顶 部 回 填 土 层 采 用 各 种 角 度 花 管 注 浆 进 行 固 结 加 固, 下 半 部 设 锚 杆 进 行 锚 拉, 锚 杆 层 高 3.0m, 倾 角 设 计 变 更 由 于 地 下 水 位 高 以 及 松 散 粉 细 砂 层 的 存 在, 在 锚 杆 成 孔 施 工 过 程 中, 流 沙 自 套 管 内 涌 出, 流 沙 量 大, 无 法 进 行, 后 改 用 普 通 自 进 式 锚 杆, 但 由 于 摩 阻 力 大, 大 部 分 不 能 钻 至 设 计 深 度, 而 且 钻 进 过 程 中 的 流 沙 仍 然 造 成 地 表 下 陷, 由 于 周 边 环 境 条 件 的 限 制, 不 能 继 续 施 工 东 侧 暗 渠 侧 基 坑 侧 壁 严 重 透 水, 透 水 量 大, 专 家 分 析 系 暗 渠 下 存 在 地 下 暗 河, 与 暗 渠 海 水 有 水 力 联 系, 水 量 十 分 丰 富, 粉 细 砂 层 锚 杆 无 法 施 工 经 过 多 次 组 织 专 家 论 证, 结 合 现 场 试 验 数 据, 对 原 设 计 进 行 了 如 下 变 更 : (1)C-C D-D 单 元 北 西 侧 粉 细 砂 层 底 标 高 相 对 较 高, 最 低 处 为 -9.5m, 位 于 冠 梁 底 以 下 6.5m 为 解 决 流 沙 问 题, 将 第 一 层 锚 索 提 高 至 冠 梁 处, 将 第 二 层 锚 索 降 至 粉 细 砂 层 以 下 1m, 第 一 二 层 锚 索 之 间 间 距 7.5m, 总 共 设 4 层 预 应 力 锚 索 其 中 为 避 开 新 闻 中 心 地 下 室 和 加 大 锚 固 力, 第 一 层 锚 杆 角 度 调 大 为 40 30, 并 设 计 为 扩 大 头 锚 索, 第 二 层 因 计 算 需 要 的 锚 拉 力 过 大, 设 计 为 不 同 角 度 的 双 锚 索 由 于 锚 杆 位 置 的 调 整, 造 成 上 部 桩 身 需 要 抵 抗 的 弯 矩 加 大, 原 灌 注 桩 配 筋 不 能 满 足 要 求, 拟 采 用 桩 间 现 浇 钢 筋 混 凝 土 的 方 法 加 强 由 于 现 浇 钢 筋 混 凝 土 不 能 超 前 加 固, 在 开 挖 第 二 层 锚 索 工 作 面 时, 桩 身 基 坑 内 侧 弯 矩 过 大, 在 开 挖 后 加 固 前 就 有 折 断 的 可 能, 因 此 考 虑 在 第 一 二 层 锚 杆 之 间 增 加 二 层 抗 弯 矩 自 进 式 锚 杆, 抵 抗 过 大 弯 矩, 保 证 开 挖 至 第 二 层 锚 索 的 过 程 中 桩 身 的 安 全 详 见 支 护 剖 面 图 2 图 3 图 2 C-C 单 元 支 护 剖 面 图 22

25 图 3 D-D 单 元 支 护 剖 面 图 (2)A-A 单 元 该 侧 粉 细 砂 层 底 标 高 相 对 较 低, 最 低 处 为 m, 位 于 冠 梁 底 以 下 8.66m 该 侧 锚 索 位 置 亦 根 据 前 述 原 则 调 整, 但 由 于 第 一 二 层 锚 索 竖 向 间 距 更 大, 需 要 抵 抗 的 弯 矩 更 大, 自 进 式 锚 杆 由 于 其 长 度 的 局 限 性 而 无 法 解 决 东 侧 暗 渠 部 位 拟 采 用 双 排 桩 来 抵 抗 过 大 弯 矩, 在 基 坑 内 侧 增 加 一 排 灌 注 桩, 新 增 桩 桩 径 800mm, 与 原 桩 净 距 300mm, 桩 间 土 采 用 摆 喷 + 旋 喷 桩 置 换 加 固, 保 证 双 排 桩 的 共 同 作 用 其 中 A2-A2 段 由 于 超 深 较 A1-A1 段 增 加 一 层 锚 杆 ( 本 文 以 A1-A1 为 例 ), 支 护 详 图 见 图 4 图 5 图 4 A-A 单 元 支 护 剖 面 图 23

26 图 5 A-A 单 元 桩 间 加 固 图 (3)B-B 单 元 对 B-B 单 元 锚 杆 标 高 适 当 提 高, 加 大 锚 杆 角 度, 以 降 低 悬 臂 高 度, 进 而 减 少 坡 顶 变 形 变 更 后 剖 面 详 见 图 6 图 6 B-B 单 元 支 护 剖 面 图 4 锚 杆 施 工 中 的 主 要 问 题 及 解 决 办 法 为 保 证 锚 固 力 减 少 基 坑 变 形,A-A C-C D-D 单 元 第 一 层 锚 杆 均 采 用 扩 大 头 型 式, 锚 杆 前 端 5m 采 用 旋 喷 工 艺, 保 证 了 施 工 质 量 C-C D-D 单 元 自 进 式 锚 杆 因 地 层 经 过 卵 石 层 或 地 下 室 障 碍, 钻 进 深 度 有 限, 但 设 计 承 载 力 较 高, 我 们 创 造 了 XPZ 工 法 自 进 式 锚 杆, 注 浆 采 用 旋 喷 工 艺, 经 拉 拔 试 验 达 到 了 设 计 要 求 的 抗 拔 力 A-A C-C D-D 单 元 第 二 层 B-B 单 元 第 一 层 及 以 下 锚 索 穿 越 地 层 复 杂, 包 括 了 粉 质 粘 土 层 碎 石 层 岩 石 层, 长 度 长 角 度 大, 普 通 工 程 钻 机 根 本 无 法 钻 进 到 位, 为 此 我 们 引 进 了 进 口 的 锚 杆 钻 进 机 械, 采 用 液 动 锤 双 套 管 钻 进 技 术 成 孔, 解 决 了 锚 杆 施 工 难 题 24

27 5 基 坑 监 测 情 况 5.1 监 测 内 容 及 布 置 本 工 程 按 基 坑 监 测 等 级 一 级 进 行 监 测, 监 测 内 容 至 少 包 括 基 坑 坡 顶 水 平 位 移 垂 直 沉 降 地 下 水 位 观 测 周 边 地 下 管 线 监 测 周 边 构 建 筑 物 沉 降 观 测 锚 索 应 力 观 测, 此 外 尚 应 进 行 基 坑 侧 壁 渗 水 情 况, 周 边 建 筑 物 底 变 形 裂 隙 发 生 情 况 观 测 位 移 监 测 基 准 点 应 设 置 在 两 倍 基 坑 深 度 范 围 外 其 中 基 坑 周 边 沉 降 监 测 水 平 位 移 监 测 点 布 置 图 见 图 7 图 8 图 7 周 边 沉 降 监 测 点 布 置 平 面 图 5.2 监 测 数 据 分 析 基 坑 位 移 监 测 成 果 水 平 位 移 监 测 见 表 1, 沉 图 8 坡 顶 水 平 监 测 点 布 置 平 面 图 降 监 测 见 表 2 水 平 位 移 监 测 成 果 表 表 1 点 号 坐 标 X(m) 坐 测 Y(m) 坐 标 差 (mm) 累 计 坐 标 差 (mm) X Y X Y SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP SP 备 注 : 第 一 次 观 测 为 基 准,X 轴 向 南 为 负 向 北 为 正,Y 轴 向 西 为 负 向 东 为 正 25

28 沉 降 监 测 成 果 表 表 2 点 号 原 始 标 高 (m) 实 测 标 高 (m) 累 计 沉 降 量 (mm) A A A A A B B B B B B C C C C C C D D D CJ CJ CJ 基 坑 监 测 结 果 表 明, 该 基 坑 位 移 控 制 非 常 好, 对 周 边 建 构 筑 物 及 管 线 基 本 没 有 影 响 6 总 结 与 体 会 (1) 该 基 坑 的 特 点 是, 周 边 建 筑 地 下 室 的 埋 深 大 以 及 流 沙 严 重 造 成 普 通 锚 杆 难 以 实 施 本 工 程 采 用 了 大 角 度 锚 杆 扩 大 头 锚 杆 双 锚 杆 抗 弯 矩 锚 杆 等 支 护 技 术, 成 功 的 解 决 了 锚 杆 施 工 技 术 难 题, 使 桩 锚 支 护 体 系 得 以 施 展 作 用, 有 效 的 控 制 了 基 坑 位 移 实 践 证 明, 只 要 精 心 设 计 精 心 施 工, 在 该 类 条 件 下, 桩 锚 支 护 还 是 安 全 可 靠 的 该 工 程 的 成 功, 扩 展 了 桩 锚 支 护 适 用 的 条 件 (2) 基 坑 降 水 及 锚 杆 施 工 应 充 分 考 虑 粉 细 砂 的 特 性, 该 类 砂 层 渗 透 系 数 很 低, 锚 杆 施 工 流 沙 很 难 控 制, 遇 到 该 类 地 层 应 特 别 注 意, 应 事 先 采 取 可 靠 的 方 案 进 行 解 决 (3) 对 于 该 基 坑 这 样 复 杂 的 地 层 及 复 杂 的 周 边 环 境 条 件, 采 用 先 进 机 械 设 备 和 先 进 的 工 艺 是 极 其 必 要 的, 该 基 坑 采 用 了 旋 喷 扩 大 头 锚 索 XPZ 工 法 自 进 式 锚 杆 等 先 进 的 工 艺, 采 用 了 香 港 汉 德 HD110 德 国 科 莱 姆 805 型 等 国 内 最 先 进 的 双 动 力 头 锚 杆 机, 保 证 了 锚 杆 能 够 百 分 百 的 按 照 设 计 要 求 进 行 施 工, 确 保 了 锚 固 力 26

29 饱 和 软 土 夯 击 式 预 应 力 锚 杆 施 工 工 艺 总 结 及 重 点 控 制 于 华 ( 胜 利 油 田 胜 利 工 程 建 设 集 团 有 限 责 任 公 司 ) [ 摘 要 ] 本 文 详 细 介 绍 了 预 应 力 锚 杆 施 工 工 艺 在 饱 和 软 土 地 区 的 具 体 应 用, 提 出 了 重 点 控 制 措 施, 夯 击 施 工 质 量 控 制, 为 今 后 的 施 工 提 供 了 技 术 支 持 [ 关 键 词 ] 饱 和 软 土 预 应 力 锚 杆 锚 杆 振 冲 器 1 前 言 随 着 经 济 的 发 展, 城 市 建 设 用 地 日 益 紧 张, 高 层 建 筑 的 大 量 兴 起 和 地 下 空 间 的 高 效 利 用, 带 动 了 深 基 坑 工 程 支 护 技 术 的 飞 跃 发 展, 工 期 短 效 率 高 安 全 经 济 环 保 的 深 基 坑 支 护 技 术 已 成 为 市 场 发 展 的 重 要 条 件 饱 和 软 土 地 区, 地 下 水 丰 富 深 基 坑 一 般 采 用 复 合 土 钉 墙 支 护 形 式, 造 价 低 工 期 短 施 工 简 单 方 便 安 全 可 靠 注 重 环 保 但 复 合 土 钉 墙 也 存 在 一 定 的 局 限 性, 其 支 护 深 度 6m~10m, 对 于 1 0 m 以 上 深 大 基 坑, 复 合 土 钉 墙 难 以 解 决 同 样 施 工 简 单 工 期 短 造 价 低 的 桩 锚 结 构 支 护 被 引 用 针 对 地 下 水 丰 富 的 软 土 地 区, 为 了 保 持 坑 外 环 境, 在 不 允 许 坑 外 降 水 的 情 况 下, 传 统 的 预 应 力 锚 杆 预 成 孔 施 工 方 式 难 以 实 现 因 此 预 应 力 锚 杆 技 术 的 创 新 就 被 提 到 日 程 上 来 我 们 经 过 科 学 的 理 论 计 算 现 场 的 试 验 研 究, 形 成 了 一 整 套 适 合 饱 和 软 土 工 程 地 质 情 况 的 土 层 预 应 力 锚 杆 施 工 技 术, 填 补 了 饱 和 软 土 地 区 深 大 基 坑 应 用 土 层 预 应 力 锚 杆 的 空 白, 同 时 为 软 土 地 区 深 基 坑 支 护 的 技 术 发 展 打 下 了 坚 实 的 基 础 下 面 作 具 体 介 绍 2 夯 击 式 施 工 工 艺 的 特 点 分 析 针 对 地 下 水 丰 富 的 软 土 地 区, 在 不 进 行 坑 外 降 水 保 证 基 坑 周 边 环 境 的 情 况 下, 传 统 的 预 成 孔 施 工 方 法 难 以 实 现, 会 出 现 塌 孔 流 砂 等 现 象 通 过 调 查 研 究, 解 决 该 技 术 难 题 有 两 种 方 法 : 一 是 套 管 跟 进 作 业, 二 是 采 用 夯 击 技 术 前 者 施 工 程 序 比 较 繁 琐, 机 械 操 作 较 难, 易 产 生 漏 水 流 沙 现 象, 效 率 低 ; 后 者 不 仅 工 效 高 施 工 设 备 灵 活 简 便 且 综 合 造 价 较 低 其 优 点 如 下 : (1) 桩 锚 结 构 支 护 深 度 可 以 达 10m 以 上, 在 解 决 深 大 基 坑 技 术 问 题 上 占 有 优 势 (2) 施 工 快 捷 灵 活, 因 地 制 宜, 不 受 现 场 条 件 限 制 基 本 采 用 机 械 化 作 业, 工 艺 简 便 施 工 安 全 便 于 相 关 工 序 穿 插 等 特 点, 用 于 应 急 抢 险 更 具 优 势 施 工 机 具 轻 便 简 单 灵 活 所 需 工 作 面 小 工 人 劳 动 强 度 低 机 械 人 工 成 本 费 用 较 低 (3) 通 过 对 锚 杆 施 加 预 应 力, 能 够 主 动 控 制 土 体 变 形, 调 整 土 体 应 力 状 态, 有 利 于 边 坡 的 稳 定 性 因 此 在 饱 和 软 土 地 区 预 应 力 锚 杆 施 工 工 艺 具 有 极 大 的 推 广 价 值 3 工 艺 原 理 预 应 力 锚 杆 技 术 主 要 包 括 锚 杆 施 工 压 力 注 浆 腰 梁 施 工 及 张 拉 锁 定 等 工 序, 是 一 种 将 拉 力 传 递 到 稳 定 的 土 体 的 锚 固 体 系 锚 杆 的 一 端 通 过 腰 梁 与 灌 注 桩 相 连, 另 一 端 锚 固 在 土 体 层 内, 并 对 其 施 加 预 应 力, 以 承 受 土 压 力 水 压 力 抗 浮 抗 倾 覆 等 所 产 生 的 结 构 拉 力, 用 以 维 护 土 体 或 结 构 物 的 稳 定 具 有 明 显 提 高 边 坡 土 体 的 结 构 强 度 和 抗 变 形 能 力, 减 少 侧 向 变 形, 增 强 整 体 稳 定 性 的 特 点 4 工 艺 流 程 及 操 作 要 点 锚 杆 试 验 施 工 程 序 主 要 为 : 开 挖 并 修 整 工 27

30 作 面 墙 测 量 放 线 导 向 孔 施 工 制 作 击 入 锚 管 清 孔 注 浆 植 入 钢 筋 焊 接 锚 杆 头 浇 注 混 凝 土 垫 层 安 装 钢 围 囹 钢 垫 层 张 拉 锁 定 锚 杆 检 测 4.1 导 向 孔 施 工 导 向 孔 须 采 用 合 适 的 打 孔 机 械, 直 径 为 80mm, 长 度 一 般 为 100cm~200cm 打 孔 机 的 功 率 不 能 太 大 ( 小 于 5 kw ), 孔 壁 顺 直, 倾 角 符 合 设 计 要 求, 不 得 坍 塌 和 松 动, 以 便 安 设 锚 杆 和 注 浆 4.2 制 作 锚 管 锚 管 采 用 ф60mm 3.5mm 的 普 通 钢 管 在 管 壁 上 每 隔 500mm 的 间 距 以 旋 转 角 60 度 成 螺 旋 形 设 置 注 浆 孔, 注 浆 孔 直 径 10mm( 注 浆 孔 间 距 可 根 据 不 同 土 层 情 况 进 行 适 当 调 整 ) 并 在 注 浆 口 的 附 近 焊 接 角 钢 支 架, 以 减 少 地 基 土 进 入 注 浆 管 内 并 使 浆 液 向 土 中 扩 散, 增 大 锚 固 体 的 锚 固 强 度, 使 锚 杆 整 体 的 承 载 力 得 到 明 显 的 提 高 4.3 击 入 锚 杆 锚 管 最 底 端 设 置 成 锥 形, 以 便 在 夯 进 的 过 程 中, 更 容 易 的 排 挤 开 土 壤 锚 管 按 每 6 m 分 若 干 段 进 行 夯 击 锚 管 与 水 平 面 的 向 下 倾 角 为 10 ~15 采 用 高 风 压 高 频 振 动 夯 管 机 械 将 锚 杆 杆 体 击 入 土 中 以 往 的 施 工 机 械 采 用 凿 岩 机, 操 作 复 杂, 需 要 较 多 人 力 资 源, 工 程 质 量 较 差, 工 期 长, 成 本 高, 有 噪 声 污 染, 改 善 施 工 机 械, 改 进 夯 击 技 术, 势 在 必 行 经 过 多 次 调 查 研 究, 引 进 一 种 德 国 应 用 于 非 开 挖 作 业 设 备 气 动 矛 它 是 一 部 圆 柱 形 利 用 气 压 驱 动 的 机 械 设 备, 具 有 一 个 加 弹 簧 的 纵 向 双 冲 程 运 动 的 机 头, 在 施 工 过 程 中, 他 能 将 土 壤 排 挤 开 来 并 通 过 自 身 传 入 将 各 种 管 线 带 入 地 下 其 主 要 应 用 于 城 市 地 下 小 型 管 线 穿 越, 如 电 缆 光 缆 经 过 改 装, 并 且 自 行 研 制 生 产 了 配 套 设 备 零 件, 形 成 了 一 种 适 合 软 土 地 区 夯 击 式 锚 杆 的 施 工 机 械 锚 杆 振 冲 器 并 申 请 了 国 家 专 利 锚 杆 振 冲 器 由 一 部 气 动 矛 连 接 钢 套 以 及 紧 固 装 置 配 套 槽 钢 轨 道 组 成, 是 利 用 高 风 压 驱 动 的 机 械 设 备 凿 头 部 位 不 断 夯 击 连 接 钢 套 及 锚 杆, 使 锚 杆 快 速 的 植 入 土 体 连 接 钢 套 起 到 连 接 钢 管 和 锚 杆 振 冲 器 的 作 用, 加 工 时 严 格 按 照 凿 头 尺 寸 制 作 用 紧 固 带 将 三 部 件 连 为 一 体, 以 保 证 夯 击 力 完 全 传 递, 防 止 机 体 反 弹 时 夯 击 力 损 失 槽 钢 导 轨 为 普 通 的 [100 槽 钢, 主 要 功 能 为 托 垫 锚 杆 振 冲 器 机 体, 使 机 体 与 水 平 面 成 锚 杆 倾 角 锚 杆 振 冲 器 工 作 时 与 空 气 压 缩 机 由 带 金 属 丝 编 织 层 的 压 力 空 气 管 连 接 4.4 清 孔 注 浆 在 此 工 法 中, 注 浆 环 节 是 该 工 艺 的 重 点 也 是 难 点 在 以 往 的 预 应 力 锚 杆 注 浆 过 程 中, 存 在 许 多 问 题, 例 如 密 封 不 严 注 浆 压 力 和 注 浆 量 不 能 达 到 设 计 要 求 锚 固 体 难 以 形 成 理 想 效 果 等, 其 中 任 何 一 个 环 节 都 可 能 影 响 到 整 个 基 坑 的 安 全 稳 定 我 们 经 过 不 断 研 究 探 索, 技 术 难 题 被 一 一 解 决, 形 成 了 一 套 钢 管 杆 体 式 预 应 力 锚 杆 的 分 段 注 浆 技 术, 并 申 报 国 家 专 利, 于 2008 年 10 月 22 日 公 开 发 布 该 技 术 不 仅 能 够 保 证 注 浆 压 力 注 浆 量 注 浆 时 间, 并 能 形 成 理 想 的 锚 固 体, 真 正 起 到 锚 拉 边 坡 的 目 的 (1) 施 工 前 准 备 在 施 工 前 平 整 场 地, 安 装 设 备 用 压 力 输 浆 管 依 次 将 水 泥 浆 搅 拌 机 挤 压 式 注 浆 泵 分 段 注 浆 器 连 接 (2) 制 作 水 泥 浆 注 浆 材 料 一 般 采 用 水 灰 比 0.45~0.5 的 纯 水 泥 浆, 普 通 硅 酸 盐 水 泥, 水 泥 浆 用 水 必 须 是 清 水, 禁 止 用 生 活 污 水 或 雨 水 等 制 料 将 水 泥 与 水 按 照 比 例 置 于 水 泥 浆 搅 拌 机 中, 打 开 搅 拌 器, 进 行 搅 拌, 直 至 搅 拌 均 匀 为 止 (3) 压 力 注 浆 注 浆 前 必 须 先 清 孔, 将 挤 入 管 内 的 土 清 理 干 净 清 孔 时 将 水 管 深 入 底 部, 来 回 提 送, 直 到 溢 出 清 水 为 止 注 浆 时, 首 先 将 分 段 注 浆 器 按 结 构 图 组 装 起 来, 置 于 锚 杆 孔 内 在 密 封 体 距 孔 底 约 锚 杆 锚 固 体 长 度 一 半 的 距 离 时, 将 孔 密 封, 开 始 进 行 第 一 段 注 浆 环 节 注 浆 管 口 应 距 孔 底 250mm~500mm 处 在 注 浆 过 程 中, 密 切 注 意 注 浆 压 力 及 注 浆 量, 待 注 浆 量 与 注 浆 压 力 达 到 设 计 值 时, 停 止 输 浆 ; 保 持 密 封 状 28