扩体锚杆简介

目录1.扩体锚杆应用领域和简介2.承压型扩体锚杆的结构特点3.扩体锚杆施工的扩孔技术4.高效锚杆钻机设备研发5.野外足尺试验6.室内模型试验（破坏模式、尺寸效应）7.扩体锚杆极限承载力的计算方法8.结论1.扩体锚杆应用领域和简介锚固技术在高层建筑、轨道交通、桥隧工程、城市地下交通枢纽、港口码头、水库高坝、边坡工程、矿山建设、国防工程等领域有着广泛的应用。工程界正面对大量隧道、地下洞室、井巷支护、边坡稳定、深基坑、结构抗浮、高压输水管道等规模宏大、技术难度与风险程度较高的岩土工程稳定问题。新型扩体锚固技术是确保上述工程建设安全、经济、高效与环保的最佳途径之一。什么是扩体锚杆？什么是传统锚杆？1.扩体锚杆应用领域和简介↙扩体锚杆↙传统锚杆1.扩体锚杆应用领域和简介承压型扩体锚杆的技术优势传统拉力型锚杆承压型扩体锚杆锚固段长度6~12m0.8~2.4m锚固段直径100~180mm300~1000mm灌浆结石体质量结石体抗压强度15MPa，且易夹泥，孔隙分布不均结石体抗压强度30MPa,加压灌注保证结石体均匀、密实锚束体质量锚束体不易对中，筋材易腐蚀锚束体居中，并受多重防腐技术保护施工速度锚杆须现场制作，灌浆凝结时间较长，张拉锁定施工较慢锚固段工厂制作，运至工地后直接组装成扩体锚索，专用配方的灌浆材料凝结快速，短时间内即可张拉经济及环保特性施工质量管控不易，锚杆数量多、杆体长、单锚承载力低，经济效益较低施工质量控制简便，单锚承载力高、长度短、数量少，并可集成锚束体回收技术，带来经济和环保效益的提升推动建筑施工环保，减少废浆液和渣土排放节省建筑材料，促进资源节约消除深基坑和地下空间工程的建筑红线外占地，减少未来城市建设发展的障碍与隐患，促进社会和谐发展能够在较为广阔的地域和工程项目中部分替代目前使用量极大的传统锚杆基于技术优势可获得更高的单锚承载力、更好的防腐性能由于材料省、工期短、承载力高，能够降低工程成本其直接成本可以比传统锚杆减少10%-15%国产高效锚杆钻机施工速度快社会效益经济效益扩体锚固新技术应用前景1.扩体锚杆应用领域和简介承压型扩体锚杆的综合效益新型扩体锚杆的核心技术包括：1）扩体锚杆结构的设计、制造与组装工艺。2）对10多种不同材料进行了抗压、抗拉试验3）扩体锚杆结构的组成、连接、密封、锚定、折叠和组装等环节的工艺。4）对扩体锚固体结构的20多个制成品进行了室内打压试验，打压试验包括：打水试验与打水泥浆试验。5）确定扩体锚固体结构型式，优化结构设计参数。6）扩体锚固体结构系列产品的工厂化制造。2.承压型扩体锚杆的结构特点扩体锚杆结构型式与材料特性研究专利-扩体锚杆结构特点2.承压型扩体锚杆的结构特点2.承压型扩体锚杆的结构特点扩体锚固段制造与组装工艺2.承压型扩体锚杆的结构特点囊式膨胀扩体锚杆制成品扩体锚杆新施工工艺包括以下步骤：-根据锚孔设计角度与长度，采用钻喷注一体化锚杆施工方法（专利技术），形成非锚固段开孔和锚固段旋喷扩孔，使水泥浆充满锚孔。-或采用带有螺旋叶片的旋喷管机具的施工方法，进行非锚固段钻孔和锚固段旋喷扩孔，使水泥浆充满锚孔。-将扩体锚杆制成品导入锚孔中的设计位置。-根据设计压力与注浆量，压灌水泥浆或水泥砂浆，使囊体膨胀成设计形态与大小。-根据设计要求，可以采取扩体锚固段前部压浆工艺。3.野外足尺试验扩体锚杆施工技术研究扩体锚杆喷射流扩孔施工技术3.扩体锚杆施工工艺步骤钻机就位钻孔清水扫孔或高压喷射注浆扩孔插入管材及膨胀挤扩装置整体高压注浆形成预设膨胀挤扩体张拉锁定完成锚杆施工扩体锚固段开挖检验4.野外足尺试验C2＃锚杆基本试验抗拔力弹性变形与塑性变形曲线弹性变形Sp(mm)弹性变形Sp(mm)0100200300400500600700800-80-60-40-20020406080塑性变形Se(mm)荷载Q(kN)C2#锚杆基本试验抗拔力Q与变形s关系图0100200300400500600700800020406080100120位移s(mm)抗拔力Q(kN)A2＃锚杆基本试验抗拔力弹性变形与塑性变形曲线弹性变形Sp(mm)050100150200250300-50-40-30-20-1001020304050塑性变形Se(mm)荷载Q(kN)A2#锚杆基本试验抗拔力Q与变形s关系图050100150200250300020406080100120140160180200位移s(mm)抗拔力Q(kN)喷射流扩孔锚固工艺足尺试验研究普通扩体承载特性差异研究5.野外足尺试验室内模型试验扩体锚杆的承载变形特性与破坏模式模型试验研究：1）浅埋与深埋扩孔锚杆的破坏模式试验；2）扩体锚杆的尺寸效应与承载变形特性试验；3组9根扩体锚杆模型试验，扩体锚固段参数：L=100mm,Ø24,Ø40,Ø56L=175mm,Ø24,Ø40,Ø56L=250mm,Ø24,Ø40,Ø563）扩体锚杆局部承压破坏试验。6.室内模型试验6.室内模型试验6.室内模型试验浅埋破坏模式400mm100mm60mm100mm6.室内模型试验850mm100mm60mm100mm700mm土层原始位置土层变形后位置锚杆原始位置拉拔后锚杆位置深埋破坏模式室内模型试验研究--载荷试验6.室内模型试验扩体锚固段张拉局部承压破坏试验应用非接触近景数字摄影变形量测方法分析整个扩体锚固段的变形模式。☆锚固段压缩变形监测500t级张拉机6.室内模型试验钢绞线位移计分析模型开裂位置扩体锚固段张拉局部承压数值分析6.室内模型试验压力型扩体锚杆锚固段注浆体的局部抗压验算《岩土锚杆（索）技术规范》（CECS22:2005）验算公式：扩体锚杆锚固段注浆体局部承压破坏试验结果：6.室内模型试验1.BritishStandardCodeofpracticeforgroundAnchoragesBS8081:1989.(1)InCohesiveSoil=(sideshear)+(endbearing)+(shaftresistance)where:—isthebearingcapacityfactor;—istheundrainedshearstrengthatproximalendoffixedanchor(kN/m2).(2)InNon-cohesiveSoilProvingoron-sitesuitabilitytestsrequired.7.扩体锚杆极限承载力的计算方法2.中国行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120—99扩体锚杆轴向受拉承载力设计值：式中：——扩体部分土体粘聚力标准值；——锚杆轴向受拉抗力分项系数，取1.3。7.扩体锚杆极限承载力的计算方法22112usikisjkjksNdqldqlCddkCs3.中国行业标准《高压喷射扩大头锚杆技术规程》（审查稿）和江苏省《高压喷射扩大头锚杆（索）技术规范》苏JG/T033—2009：式中：—土体作用于扩大头端面上的抗力强度值(kPa)，对于竖直预应力锚杆：对于水平或倾斜向预应力锚杆：7.扩体锚杆极限承载力的计算方法8.结论1.扩体锚杆的设计、应用已具有一定的历史积淀，其应用领域和范围十分广泛；2.我国自主研发的扩体锚杆承载力高、变形量小，防腐性能好；3.扩体锚固新技术可以减少10%--20%的工程钢材消耗量，系统锚固工程综合造价可以降低10%--15%；4.扩体锚固工艺能够使工程施工工期缩短1/5左右；5.国产化高效长钻架锚杆钻机施工速度快;6.新型承压型扩体锚杆技术先进、工艺可靠、质量可控和经济环保，在我国巨大的岩土锚固市场中具有良好的发展和应用前景。承压型扩体锚杆的研究成果和国内外扩体锚杆工程实践表明: