錨索是什麼鋼材

⑴ 煤礦常用鋼材都有哪些

煤礦用鋼的品種主要集中在左旋螺紋、普通圓鋼、優質碳素鋼、無縫鋼管、板材、工字鋼、角鋼、槽鋼等。

左旋螺紋、普通圓鋼用於井下一般巷道的支護，工字鋼、角鋼、槽鋼在井下地質情況比較復雜的地段作為支護使用；無縫鋼管主要作為煤礦地面和井下的通風管道、輸送水管道；優質碳素鋼、板材一般用於煤礦機械的加工製造。
一、煤礦生產工藝流程簡介

以潞安礦務局屯留礦為例：建立主井（直井）後，開挖大巷，分割采區，建立工作面。在上述工作進行之後由採煤機進行採煤，通過採掘機上的刮板運輸機將原煤輸送到皮帶運輸機，再由皮帶運輸機輸送到井下煤倉，井下煤倉通過提升機將煤輸送到地面。

二、煤礦用鋼材的使用情況

（一）巷道的永久性支護

主要使用的鋼材製品為：錨桿、錨索、鋼筋托梁、金屬經緯網，同時，根據具體情況也需要部分其它鋼材製品。

1、錨桿：與樹脂錨固劑共同使用。在頂板支護中錨桿所用規格為22mm左旋螺紋（材質HRBL335），每根長度為2．4米，錨桿排距為0．8米，每排6根錨桿，間距0．88米。

巷幫支護中所用規格為20mm左旋螺紋，每根長度為2米，錨桿排距為0．8米，每幫4根錨桿，間距0．9米。

2、錨索：錨索材料規格為18．9mm，1×7股高強度低鬆弛預應力鋼絞線，每根長度8．3米，在頂板支護中每排打設1根錨索，邁步式布置，錨索安設在頂板中部，間排1．6米。

3、鋼筋托梁：在頂板支護中使用14mm圓鋼焊制的4600×80mm的鋼筋梯子梁。在巷幫支護中使用14mm圓鋼焊制的2900×80mm的鋼筋梯子梁。

4、金屬經緯網：頂板鋪設5000×840mm金屬經緯網，巷幫鋪設3200×840mm金屬經緯網（金屬經緯網採用10＃鉛絲，網格規格為40×40mm）

說明：

1、根據地質情況的不同，以及挖掘深度的加大，對左旋螺紋的長度和材質也有不同的要求。

2、支護過程中根據地質情況要求也需要部分工字鋼、角鋼、槽鋼、以及鋼板。

3、在礦井的各個工作面開采完畢後，不進行支護。

每100米巷道需要左旋螺紋1540米，以屯留礦今年的掘進任務25000米測算需要左旋螺紋385000米，經換算需要1150噸。

按500萬噸煤產量測算，每萬噸需要左旋螺紋2．3噸。以潞安礦務局「十一五」規劃產量7000萬噸測算，每年需要左旋螺紋16100噸。

同理測算，圓鋼在作為支護用的鋼筋托梁的上用量也在9310噸左右。

（二）煤機設備用鋼材

主要使用的鋼材製品為：滾筒軸、螺栓、液壓支柱軸、鋼索

1、滾筒軸：主要用於皮帶輸送機，以潞安礦務局機修廠生產的皮帶輸送機為例需要材質為45＃，規格為140mm、160mm、180mm、240mm、250mm的優質碳素鋼，以上幾種規格月需求在500噸左右。
2、螺栓：材質為45＃，規格為32mm以上碳圓，月需求在100噸左右。

3、液壓支柱銷軸：主要需求規格90mm、95mm、105mm，材質為45＃的優質碳素鋼，以上幾種規格月需求在400噸左右。

4、鋼索：主要用於刮板運輸機的防滑錨固裝置，主要規格型號有10×40mm、14×50mm、18×64mm，材質為Q235，設計長度一般在60到200米之間。

（三）其它鋼材產品的需求及規格表

1、無縫鋼管：煤礦用鋼管主要集中在中、大規格定尺包裝的鋼管，通尺用量較少，集中在108×4以上規格，用途主要作為煤礦地面和井下的通風管、輸送水管。

經調研，屯留煤礦井下108×4定尺6米的用量較多，使用量一般是井下掘進長度的3倍，但屬於重復使用性質；熱鍍鋅鋼管從DN70到DN150也有一定的需求。

2、其它煤礦用鋼材品種的消耗用量相對較少，根據實際消耗情況和需求進行采購。

⑵ 什麼是錨桿鋼

錨桿鋼是一種專門用於製作錨桿的鋼材，它具有高強度、高韌性和良好的可焊性等特點。錨桿鋼主要用於岩土工程中的錨固系統，以提供土壤或岩石的加固和穩定性。

錨桿鋼通常是由優質碳素結構鋼或低合金高強度結構鋼製成，經過特殊的熱處理工藝，以保證其具有良好的力學性能和耐腐蝕性。錨桿鋼的強度等級根據使用環境和受力要求的不同而有所差異，常見的強度等級有345MPa、420MPa、500MPa等。

在岩土工程中，錨桿鋼被廣泛應用於邊坡加固、隧道支護、地下工程等領域。通過將錨桿鋼打入土壤或岩石中，並施加預應力，可以有效地提高岩土體的整體穩定性。錨桿鋼與注漿材料、錨索等其他材料配合使用，可以形成完整的錨固體系，為工程安全提供有力保障。

此外，錨桿鋼的選擇和使用還需要考慮地質條件、工程規模、施工環境等因素。不同的工程條件和要求可能需要選擇不同類型和規格的錨桿鋼。因此，在選擇和使用錨桿鋼時，需要根據實際情況進行綜合考慮，以確保工程的安全性和經濟性。

總之，錨桿鋼作為一種重要的岩土工程材料，在提供土壤和岩石穩定性方面發揮著關鍵作用。它的高強度、高韌性和良好的可焊性使其成為錨固系統的理想選擇。在實際工程中，需要根據具體條件和要求選擇合適的錨桿鋼類型和規格，以確保工程的安全和穩定。

⑶ 錨索張拉的要求是什麼

預應力錨索張拉規范要求如下：

1、錨孔測放：邊坡施工邊挖邊加固，即開挖一級，防護一級，不得一次開挖到底。根據各工點工程立面圖，按設計要求，將錨孔位置准確測放在坡面上，孔位誤差不得超過±50mm。如遇既有刷方坡面不平順或困難場地時，需經設計監理單位認可，在確保坡體穩定和結構安全的前提下，適當放寬定位精度或調整錨孔定位；

2、鑽孔設備：鑽孔機具的選擇，根據錨固地層的類別、錨孔孔徑、錨孔深度、以及施工場地條件等來選擇鑽孔設備。岩層中採用潛孔沖擊成孔；在岩層破碎或松軟飽水等易於塌縮孔和卡鑽埋鑽的地層中採用跟管鑽進技術；

3、鑽機就位：錨孔鑽進施工，搭設滿足相應承載能力和穩固條件的腳手架，根據坡面測放孔位，准確安裝固定鑽機，並嚴格認真進行機位調整，確保錨孔開鑽就位縱橫誤差不得超過±50mm，高程誤差不得超過±100mm，鑽孔傾角和方向符合設計要求，傾角允許誤差位±1.0°，方位允許誤差±2.0°；

9、錨索體製作及安裝：預應力錨索體由錨梁、自由段、錨固段和安全段四部分組成。採用壓力分散型錨索，由三個單元錨索組成，每個單元錨索分別由兩根無粘結鋼絞線內錨於鋼質承載體組成，鋼絞線通過特製的擠壓簧和擠壓套對稱地錨固於鋼質承載體上，要求單根的連接強度大於200KN。鋼質承載體要求採用45號鋼材加工製作，其厚度不小於2cm。

鋼絞線採用φj15.24mm和φj12.7mm高強度低鬆弛無粘結預應力鋼絞線。安裝前，要確保每根鋼絞線順直，不扭不叉，排列均勻，除銹、除油污，對有死彎、機械損傷及銹坑處剔出。鋼絞線沿錨索體軸線方向每1.0～1.5m設置一架線環，保證錨索體保護層厚度不小於20mm；

10、錨固注漿：注漿採用水泥砂漿，經試驗比選後確定施工配合比。實際注漿量一般要大於理論的注漿量，或以錨具排氣孔不再排氣且孔口漿液溢出濃漿作為注漿結束的標准。如一次注不滿或注漿後產生沉降，要補充注漿，直至注滿為止。注漿結束後，將注漿管、注漿和注漿套管清洗干凈，同時做好注漿記錄；

11、地梁製作：地梁採用C25混凝土整體澆注。基礎先鋪墊2cm砂漿調平層，再進行鋼筋製作安裝，鋼筋接頭需錯開，同一截面鋼筋接頭數不得超過鋼筋總根數的1/2，且有焊接接頭的截面之間的距離不得小於1m。如錨索與豎梁箍筋相干擾，可局部調整箍筋的間距。砼澆注，尤其在錨孔周圍，鋼筋較密集，一定要仔細振搗，保證質量；

12、錨索張拉及鎖定、封錨：通過現場張拉試驗，確定張拉鎖定工藝。錨索的張拉及鎖定分級進行，嚴格按照操作規程執行。在設計張拉完成6～10d後再進行一次補償張拉，然後加以鎖定。

⑷ 預應力錨索

在高大的地下洞室工程中，地質條件較差時，為了更有效地保持圍岩的穩定，除採用一般灌漿錨桿和噴射混凝土支護外，通常還在圍岩中安裝長度為 10～20m，預應力值達100t的錨索來加固圍岩。

在洞室周邊一定范圍內合理地設置預應力錨索，可以調整洞體圍岩的應力，使洞室周邊的拉應力區上移，提高洞室圍岩的穩定性。預應力錨索不僅應用在穩定性較差的地層中修建大型洞室，而且還可以用來加固邊坡和壩體。目前採用的預應力錨索有：

漲殼式鋼絞線預應力錨索；漲殼式高強度鋼絲束預應力錨索；二次灌漿式預應力錨索。

一、二次灌漿預應力錨索的構造

二次灌漿預應力錨索的組成如圖12-15 所示，由內錨固段、張拉斷、外錨固段、溢漿段四部分組成。

1.內錨固段

內錨固段的主要作用是為錨索張拉時提供足夠的錨固力，內錨固段的長度應根據所需錨固力的大小來確定。

圖12-15 二次灌漿預應力錨索

內錨固段有鋼絞線、架線環、定位止漿環、溢漿管、排氣管等組成。

內錨固段灌漿所用水泥，以快凝、早強、對鋼材腐蝕性小和強度高為宜。其初凝為30min至 1h，終凝為 1～1.5h。

內錨固段的長度，根據試驗，在一般岩石中，要求錨索的張力為 50～60t 時，才用1.5～2.5m。

2.張拉段

張拉段是預應力錨索的主體，它是由內錨固段延伸的鋼絞線經張拉後灌注水泥砂漿而成。

其長度可根據地質條件、洞室跨度確定。灌漿用砂漿可用普通硅酸鹽水泥砂漿。

灌漿時該段內的空氣被壓縮到溢漿段，然後通過排氣管排出，最後溢漿段也被水泥砂漿填滿。

3.外錨固段

外錨固段有外錨頭及墊墩組成，主要作用是保持錨索張拉後的預應力，擴大錨索外端對圍岩的承壓面積，以均勻傳遞壓力。

4.溢漿段

溢漿段是為確保張拉斷關鍵飽滿而設置的，一般長約 5 0cm。

溢漿段內有頂帽、定位桿和排氣管。

頂帽用鋼板卷焊而成，為調直止漿環以上的鋼絞線用。

定位桿由鋼筋做成，長約 60cm，供保持溢漿段的長度和固定排氣管用。

二、預應力錨索施工工藝

（1）鑽孔：直徑80～130mm，深度可達 60m（採用潛孔鑽施作）；

（2）錨索的組裝與推送；

（3）內錨固段灌漿：採用早強水泥，砂漿配比為 1∶1∶（0.4～0.45）（c∶s∶w）；

（4）澆築孔口混凝土墊墩：為張拉和傳遞壓力，必須澆築孔口混凝土墊墩。澆築時先把定位管插入鑽孔中，調整好方位並予固定，然後設立模板，灌注用早強水泥拌制的混凝土；

（5）錨索的張拉：用千斤頂張拉，並固定；

（6）張拉段注漿：用以保護鋼絞線和永久保持預應力；

（7）外錨固段的處理：當張拉段灌注的砂漿達到一定強度後，把暴露在外的錨圈的鋼絞線多餘部分切斷。然後再噴上混凝土以防止鋼筋銹蝕。

⑸ 錨桿、錨索製作方法

(一)錨桿製作方法

1.錨桿的組成

錨桿是受拉桿件的總稱。當與構造物共同作用而要採用錨桿作為加固或支撐的受力桿件時,從力的傳遞機理來看,錨桿由錨固體、拉桿及錨頭3個基本部分組成,其構造如圖5-14所示。

以主動滑動面為界,分為錨固段和非錨固段(圖5-15)。拉桿與錨固體的黏著部分為錨桿的錨固長度，其餘部分為自由長度,其四周無摩阻力,僅起傳遞拉力的作用。

圖5-14 錨桿的構造

圖5-15 拉桿的長度

(1)錨頭

為構造物與拉桿的連接部分。由台座、承壓墊板和緊固器等組成,通過橫梁及支架將來自構築物的力牢固地傳給拉桿。台座用鋼板或混凝土做成,要求有足夠的強度和剛度。臨時性錨桿如用型鋼墊座,兩型鋼間隙應≤100mm,鋼筋混凝土墊座錨孔應≤120mm,混凝土強度等級應不小於C35。當構築物與拉桿方向不垂直時,需要用台座作為拉桿受力調整的插座,並能固定拉桿位置,防止其橫向滑動和變位。承壓板一般採用20～40mm厚的鋼板,用以使拉桿的集中力分散傳遞,並使緊固器與台座面保持平順和緊密接觸。緊固器的作用是將拉桿與墊板、墊座、構築物貼緊並牢固連接。如拉桿的材料為粗鋼筋,一般在拉桿的端部焊螺絲端桿,用螺母作為緊固器,必要時也可用焊接的方法;如拉桿用鋼絞線等,則應用錨具作為緊固器。

(2)拉桿

拉桿又稱錨拉桿。拉桿材料可用鋼筋、鋼管、鋼絲束或鋼絞線。一般多採用鋼筋(或鋼管)做拉桿,有單桿和多桿之分。單桿多用熱軋螺紋粗鋼筋,直徑採用22～32mm,近年發展採用45SiMnV高強鋼材,直徑為25mm;多桿錨桿直徑為16mm,一般為2～4根。錨桿的結構如圖5-16所示,承載力很高的土層錨桿多採用鋼絲束或鋼絞線。

圖5-16 錨桿結構

(3)錨固體

上層錨桿是通過錨固體與岩土之間的相互作用,將力傳給地層。錨固體是由水泥漿在壓力澆築下成型的。錨固體按力的傳遞方式又分摩擦型和承壓型。前者靠柱狀錨固體周表面與岩土層之間的摩擦抵抗力將來自拉桿的拉力傳遞給地層;後者錨固體有一個支撐面,是依靠作用於錨固體的被動岩土壓力來支撐錨桿的拉力的。

2.錨桿的製作(組裝與安放)要求

砂漿錨桿可用粗鋼筋(光桿或螺紋鋼筋)、鋼絲束、鋼絞線等材料組裝成拉桿,也可將鑽孔用的鑽桿作為鋼拉桿。主要應根據錨桿的承載能力和可供應的材料情況來選擇。承載能力較小時,多用粗鋼筋;承載能力較大時,多用鋼絞線。如用鋼筋做拉桿,其單根強度不足時,可以將2根或3根點焊成束,並排在一起使用。

(1)對一次注漿的錨桿組裝要求

對於一次注漿的錨桿,當採用粗鋼筋做錨桿桿體時,拉桿的組裝應符合以下規定:

1)組裝前,鋼筋應平直、除銹和除油,以保證砂漿與鋼筋間有足夠的裹握應力。

2)粗鋼筋拉桿如很長,為了安裝方便可分段製作拉桿,鋼筋接頭可採用對焊、搭接焊等方法進行連接。電焊要符合《JGJ18—2012 鋼筋焊接及驗收規范》的有關規定:例如,搭接焊的焊接長度為30d(d為鋼筋直徑),且接頭長度不宜小於300mm。鋼筋連接也可採用幫焊方法,幫焊長度按《GB50628-2010 鋼筋混凝土工程施工質量驗收規范》有關要求:採用2根幫條4條焊縫,幫條長不小於4d,焊縫高不小於7～8mm,焊縫寬不小於16mm。

3)若採用2根(或3根)並排鋼筋做拉桿時,應間隔2～3m點焊一點,焊接長度按搭接焊要求執行。

4)對於10m以上錨桿,為了使拉桿安置在鑽孔中心,確保鋼筋保護層厚度,應沿桿體軸線方向每隔1～2m設置一個對中支架(或撐筋環),支架外徑比錨孔直徑小10mm左右。為使拉桿插入時不刮孔壁的土體,土層錨桿的拉桿底端可焊錐形擋土板或圓弧形錨靴。

5)注漿管以及排氣管應與拉桿依一定間隔捆紮在一起,以便同時下入。

6)拉桿自由段應用塑料布或塑料管包裹,與錨固體連接處應採用鉛絲綁牢。整個拉桿亦應按防腐要求進行防腐處理。

7)若用精軋螺紋鋼筋(45SiMnV)的出廠產品,其鋼筋之間可用配套螺帽連接,不用焊接。

(2)對二次高壓注漿施工的錨桿組裝要求

採用二次高壓注漿施工的錨桿,拉桿的組裝還應符合下述規定:

1)組裝拉桿時,應同時安放兩根注漿管,並設置止漿密封裝置,如圖5-17所示。

圖5-17 二次高壓注漿拉桿組裝圖

2)止漿器應設置在自由段與錨固段的分界處,並具有良好的密封性能。宜用密封袋做止漿器,其兩端應牢固綁扎在拉桿桿體上,且被密封袋包裹的一次注漿管應至少留有一個出漿小孔,也可以用海帶或橡膠塞等作為止漿器。

3)第一次灌漿用注漿管的底端,距拉桿底端0.2m左右,且管底出口處用黑膠布等封住,以防下入時孔壁土進入管口堵塞。

4)第二次灌漿用注漿管的管端,應距離錨拉桿末端0.8m左右,管底出口處亦用黑膠布封住,且從注漿管端50cm處開始向上每隔2m左右做出1m長的花管,花管的孔眼直徑8mm,每段5～10個孔眼,花管做幾段視錨固段長度而定。花管在第一次注漿時起到排氣作用;第二次注漿時,就從花管的孔眼向錨固體噴射高壓水泥漿。組裝好的拉桿(包括注漿管)應在鑽孔結束後立即放入孔內。安放時,應防止桿體扭壓、彎曲,並確保拉桿處於鑽孔中心位置。拉桿插入孔內深度,不應小於錨桿長度的95%,注漿管頭部距孔底宜為50～100mm。桿體安放後不得任意敲擊,也不得懸掛重物。對於用鑿岩機鑽進的小直徑岩石錨桿,可以在灌入水泥砂漿後,再插入鋼拉桿。

3.錨桿布設

錨桿布設包括錨桿埋置深度、錨桿層數、錨桿的垂直間距和水平間距、錨桿的傾斜角、錨桿的長度、鑽孔直徑等。

(1)錨桿的埋置深度

應保證不使錨桿引起地面隆起和地面不出現地基的剪切破壞,最上層錨桿的上面需要有一定的覆土厚度,一般覆土厚度不小於4～5m。

(2)錨桿的層數和間距

應通過計算確定,一般上下層間距為2～5m,錨桿的水平間距多為1～4.5m,為錨固體直徑的10倍。

(3)錨桿的傾角

為了受力和灌漿施工方便,不宜小於12.5°,一般與水平成15°～25°傾斜角。

(4)錨桿的長度

根據需要而定,一般要求超過擋牆支護背後的主動岩土壓力區或已有滑動面,並需在穩定地層中具有足夠的有效錨固長度。通常長度為15～25m,單桿錨桿最大長度不超過30m,錨固體長度一般為5～7m,有效錨固長度不小於4m。在飽和軟黏土中錨桿固定段長度以20m左右合適。

(5)錨桿鑽孔直徑

一般為90～130mm。用地質鑽機也可達146mm;用風動鑿岩機鑽孔,最大直徑為50mm左右。

錨桿設置時應注意以下幾點:

1)岩土層錨桿的允許拉力與岩土層的性質關系很大,在硬岩土層內最大拉力可達1500kN,在一般黏性土或非黏性土中,單錨拉力約為300～600kN,因此錨桿的錨固層應盡量設置在良好的岩土層內。

2)錨桿設置前,應對地基層的構成、岩土的性質、地下水情況進行詳細勘察,不允許將錨固層設置在有機土層或液性指數I_L＜0.9或液限ω_L＞50%的黏土地基,或相對密度D_r＜0.3的鬆散地層內。

3)在允許情況下,盡可能採用群錨,避免使用單根錨桿。

4)各個部分的錨桿都不得密接或交叉設置。

5)錨桿要避開鄰近的地下構築物和管道以及其他障礙物。

6)岩土層錨桿非錨固段部分,要保證不與周圍岩土體黏結,並適當隔離,以便當岩土滑動時,能夠自由伸長,有利於錨固力均勻地傳給錨固段,而不影響錨桿的承載能力。

7)在有腐蝕性介質作用的岩土層內,錨桿應進行防腐。

4.土層錨桿的施工

(1)施工准備

1)根據地質勘查報告,摸清工程區域地質水文情況,為規劃設置土層錨桿提供科學依據,同時查明錨桿設計位置的地下障礙物情況以及鑽孔、排水對鄰近建(構)築物的影響。

2)編制施工組織設計,根據工程結構,地質、水文情況及施工機具、場地、技術條件制定施工方案,進行施工部署及平面布置,劃分區段;選定並准備鑽孔機具及配套和材料加工設備;委託安排錨桿及零件製作;進行技術培訓;提出保證質量、安全和節約的技術措施。

3)按設計地面標高進行場地平整,拆遷施工區域內的報廢建(構)築物、水、電、通信線路,挖除工程部位地面以下3m內的地下障礙物。

4)開挖邊坡,按錨桿尺寸進行鑽孔、穿筋、灌漿、張拉、錨錠等工藝試驗,並做抗拔試驗,檢驗錨桿質量,以取得必要的技術數據。

5)在施工區域內設置臨時設施,修建施工便道及排水溝,安裝臨時水電線路,搭設鑽機平台,將施工機具設備運進現場並安裝維修試運轉,檢查機械、鑽具、工具等是否完好齊全。

6)進行技術交底,搞清錨桿排數、孔位高低、孔距、孔深、錨桿及錨固件形式,清點錨桿及錨固件數量。

7)進行施工放線,定出擋土牆、樁基線和各個錨桿孔的孔位,錨桿的傾斜角。

8)做好鑽桿用鋼筋、水泥、砂子等的備料工作,並將使用的水泥、砂子按設計規定配合比做砂漿強度試驗。錨桿對焊或幫條焊應做焊接強度試驗,驗證能否滿足設計要求。

(2)施工程序

土層錨桿施工程序為(水作業鑽進法):土方開挖→測量、放線定位→鑽機就位→接鑽桿→校正孔位→調整角度→打開水源→鑽孔→提出內鑽桿→沖洗→鑽至設計深度→反復提內鑽桿→插鋼筋(或鋼絞線)→壓力灌漿→養護→裸露主筋防銹→上橫梁(或預應力錨件)→焊錨具→張拉(僅用於預應力錨桿)→錨頭(錨具)鎖定。

土層錨桿干作業施工程序與水作業鑽進法基本相同,只是鑽孔中不用水沖洗泥渣成孔,而是干法使土體順螺桿挑出孔外成孔。

(二)錨索製作方法

1.錨索的結構

錨索的結構如圖5-18所示。一束錨索主要由以下幾部分組成:鋼絞線(或鋼絲)、定位支撐環、限位器(或內錨頭)。

圖5-18 錨索結構示意圖

(1)鋼絞線

鋼絞線是錨索的主體部分,它承受全部拉力,一束錨索根據設計承載力的大小,由一定直徑的幾根鋼絞線組合而成,鋼絞線的規格如表5-6所示。

表5-6 鋼絞線基本參數表

注:未注括弧直徑為《GB/T5224—2003預應力混凝土用鋼絞線》,注括弧直徑為GB5224—1985標准。

(2)定位支撐環

用來分隔支撐鋼絞線和注漿管,應根據孔徑和鋼絞線根數製作。

(3)內錨頭

抵抗張拉力,將力傳遞給錨固段岩體。圖5-19所示為錨索與脹殼式錨頭組裝示意圖。

圖5-19 錨索與脹殼式錨頭組裝示意圖

2.錨索施工流程

錨索製作→錨索安裝→注漿→張拉→鎖定→補漿→封錨。

3.錨索的製作及要求

應按設計孔深要求並預留張拉段,按尺寸下料、平放、安裝、定位支撐環等。

(1)材料及檢驗

1)預應力鋼絞線進場時,應按現行國家標准《(GB/T5224—2003)預應力混凝土用鋼絞線》等的規定抽取試件做力學性能檢驗,其質量必須符合有關標準的規定。①檢查數量。按進場的批次和產品的抽樣檢驗方案確定。②檢驗方法。檢查產品合格證、出廠檢驗報告和進場復驗報告。

2)無黏結預應力鋼絞線的塗包質量應符合無黏結預應力鋼絞線標準的規定。①檢查數量。每60t為一批,每批抽取一組試件。②檢驗方法。觀察:無黏結預應力鋼絞線護套應光滑、無裂縫,無明顯褶皺。檢查:產品合格證、出廠檢驗報告和進場復驗報告。

(2)錨索下料

鋼絞線下料長度應符合錨索的設計尺寸及張拉工藝操作需要。計算公式如下:

L=s+h (5-3)

式中:L為鋼絞線下料長度(m);s為實測孔深長度(m);h為錨墊板外鋼絞線使用長度,包括工作錨板、限位板、工具錨板的厚度、張拉千斤頂長度和工具錨板外必要的安全長度之和(m)。

鋼絞線必須採用切割機下料,嚴禁使用電弧或乙炔焰切割。雷雨時不應進行室外作業。

設計長度相同的錨索,其鋼絞線下料長度應相同,其長度誤差不應大於±10mm。

(3)錨索製作

1)編束前對鋼絞線進行外觀檢查,要確保每根鋼絞線順直,不扭不叉,排列均勻,除銹除油污,對有死彎、機械損壞及銹坑處應剔除。編束時,嚴格按照設計圖紙安裝,保證錨索的「平、直、順」。

2)錨索製作應在專用工作台上進行,應具有良好的防雨、防污染設施。

3)無黏結鋼絞線編索前,應將錨固段及錨頭FG套管剝去,使用清洗劑洗去油脂並套上止油護套,並對裸露鋼絞線進行防護。

4)錨索根據設計結構進行製作,隔離架應按設計要求設置,其間距允許偏差50mm。

5)錨索編制中鋼絞線應一端對齊,排列平順,不得扭結,綁扎牢固,綁扎間距宜為2.0m。

6)導向帽應按設計要求製作,與索體連接應牢固可靠。

7)隔離架、導向帽和架線環應由鋼、塑料或其他對桿體無害的材料組成,不得使用木質隔離架。

8)錨索製成後,經檢驗合格應簽發合格證,並進行編號,掛標示牌,註明生產日期、使用部位、孔號。

合格錨索應按編號整齊、平順地存放在距地面20cm以上的支架或墊木上,不得疊壓存放。支架間距宜為1.0～1.5m,並進行臨時防護。錨索存放場地應乾燥、通風,不得接觸硫化物、氯化物、亞硫酸鹽、亞硝酸鹽等有害物質,並應避免雜散電流。

4.錨索安裝

(1)錨索安裝有關要求

1)無黏結鋼絞線若PE套管破損,必須修復合格後方能安裝。

2)核對錨索編號與孔號一致,安裝時利用錨索的重力,人工與機械結合,平順緩緩推進,使之下滑到位,放後不得隨意敲擊,不得懸掛重物,注漿管與錨索一同放入鑽孔。

3)施工現場待安裝的錨索,應按序號順直存放在距地面20cm以上的承索架(台)上,並採取必要的防污染措施。

4)錨索應一次放置到位,避免在安裝過程中反復拖動索體。

5)錨索安裝完畢後,應對外露鋼絞線進行臨時防護。

(2)安裝機械式內錨頭

(3)防腐處理

非錨固的無黏結部分,除銹,塗潤滑油、瀝青,外套塑料管、接頭及端頭處用防水膠帶纏封,以免水及砂漿滲入。

⑹ 預應力錨索的施工工序

預應力錨索體由錨梁、自由段、錨固段和安全段四部分組成。採用壓力分散型錨索，由三個單元錨索組成，每個單元錨索分別由兩根無粘結鋼絞線內錨於鋼質承載體組成，鋼絞線通過特製的擠壓簧和擠壓套對稱地錨固於鋼質承載體上，要求單根的連接強度大於200KN。鋼質承載體要求採用45號鋼材加工製作，其厚度不小於2cm。
鋼絞線採用φj15.24mm和φj12.7mm高強度低鬆弛無粘結預應力鋼絞線。安裝前，要確保每根鋼絞線順直，不扭不叉，排列均勻，除銹、除油污，對有死彎、機械損傷及銹坑處剔出。鋼絞線沿錨索體軸線方向每1.0～1.5m設置一架線環，保證錨索體保護層厚度不小於20mm。
安裝錨索體前再次認真核對錨孔編號，確認無誤後再用高壓風吹孔，人工緩緩將錨索體放入孔內，用鋼尺量出孔外露出的鋼絞線長度，計算孔內錨索長度（誤差控制在50mm范圍內），確保錨固長度。 通過現場張拉試驗，確定張拉鎖定工藝。錨索的張拉及鎖定分級進行，嚴格按照操作規程執行。在設計張拉完成6～10d後再進行一次補償張拉，然後加以鎖定。
補償張拉後，從錨具量起，留出長5～10cm鋼絞線，其餘部分截去，須用機械切割，嚴禁電弧燒割。最後用水泥凈漿注滿錨墊板及錨頭各部分空隙，然後對錨頭採用不低於20MPa的混凝土進行封錨，防止銹蝕和兼顧美觀。

⑺ 錨桿與錨索

1.錨桿（索）的種類與結構

錨桿是將拉力傳至穩定岩土層的構件，當採用鋼絞線或高強鋼絲束作桿件材料時，也可稱為錨索。錨固於土層中的錨桿稱為土層錨桿；錨固於岩層中的錨桿稱為岩層錨桿。施加了預應力的錨桿稱為預應力錨桿；未施加預應力的錨桿稱為非預應力錨桿。此外，錨桿的分類還有以下幾種主要方法。

1）按拉桿材料分為：木錨桿和金屬錨桿；

2）按錨頭類型分為：機械型（鍥縫式、內脹式）、膠結型（灌漿式、樹脂式）；

3）按照控制變形的施工方法分為：普通錨桿和預應力錨桿；

4）按使用年限分為：臨時性錨桿和永久性錨桿。

在邊坡崩塌或危岩體的錨固施工中，使用最多的是摩擦型灌漿錨桿。灌漿錨桿是指用水泥砂漿將一組鋼拉桿錨固在伸向地層內部的鑽孔中，並承受拉力的柱狀錨體。灌漿錨桿的鑽孔方向一般沿水平向下傾斜10°～45°，施工時鑽孔的深度必須超過滑動面的埋深，並在穩定的岩土層中達到足夠的有效錨固長度。習慣稱錨桿末端錨入岩土層內的有效錨固段所能承受的最大拉力為錨固段的極限抗拔力。影響灌漿錨桿抗拔能力的主要因素是砂漿的握裹能力。因此為了保證灌漿錨桿的可靠性，必須調查清楚邊坡岩土體的基本特徵，依據岩土性質設計錨桿的參數。灌漿錨桿的組成如圖2－14所示。

2.錨固作用的原理

錨桿是由錨固體、拉桿和錨頭3部分組成。構築物或其他作用力傳給錨桿頭部後，由拉桿將來自錨桿頭部的拉力傳遞給錨固體，錨固體再通過摩擦阻力傳給岩土層。

錨桿的受力分析如圖2－15所示。錨桿所受的力主要有：①拉力（T）；②砂漿的握裹力（μ）；③地層摩擦阻力（τ）。其中，T_i＝P_iA（P_i為鋼筋單位截面上的應力；A為鋼筋的截面積）。

圖2－14 灌漿錨桿組成示意圖

圖2－15 灌漿錨桿受力狀態示意圖

錨桿的抗拔作用需要滿足的條件為：①錨固段的砂漿對於鋼拉桿的握裹力需能承受極限拉力；②錨固段岩土層對於砂漿的摩擦力需能承受極限拉力；③錨固岩土體在最壞的條件下仍能保持整體的穩定性。

（1）砂漿對於鋼拉桿的握裹力

錨桿的抗拔能力除與有效錨固長度有關外，還與錨桿直徑、砂漿對於鋼筋的平均握裹應力等因素有關。需滿足以下關系式：

地質災害防治技術

式中：T_u為錨桿的極限抗拔力或砂漿對鋼拉桿的握裹力（kN）；d為鋼拉桿的直徑（m）；L_e為錨桿的有效錨固長度（m）；μ為砂漿對於鋼筋的平均握裹應力（kN/m²）。

鋼筋的單位面積握裹力，由下式計算：

地質災害防治技術

式中：T_i、T_i＋1分別為第i、i＋1截面處的拉應力（kN）；μi為第i錨固段砂漿對於鋼筋的平均握裹應力（kN/m²）；L_i為第i錨固段的長度；其他符號意義同前。

由於錨固受力復雜，實際工作中，一般在計算值的基礎上提高10％～20％。設錨桿鋼筋的極限拉應力為N_s，則可按下式計算出錨桿所需的最小錨固長度：

地質災害防治技術

式中：L_emin為最小錨固長度；其他符號意義同前。

（2）錨固段岩土層對於砂漿的摩擦力

錨桿的極限抗拔能力取決於錨固段岩土層對於砂漿所產生的最大摩擦力。計算公式為

地質災害防治技術

式中：T_u為柱狀錨體的極限抗拔力（kN）；D為錨桿鑽孔的直徑（m）；L_e為錨桿的有效錨固長度（m）；τ為錨固段周邊的抗剪強度（kPa）。

錨固段孔壁的抗剪強度就是孔壁的破壞強度。造成破壞的原因有3種：①砂漿接觸面外圍的岩層剪切破壞；②沿著砂漿與孔壁的接觸面剪切破壞；③接觸面內砂漿的剪切破壞。

對於土層錨桿來說，土層的強度一般低於混凝土砂漿的強度，因此土層抗剪強度的計算公式為

地質災害防治技術

或

地質災害防治技術

式中：γ為錨固區土層的重度（kN/m³）；c為錨固區土層的粘聚力（kPa）；為土的內摩擦角（°）；σ為孔壁周邊法向應力（kPa）；h為錨固段以上的地層覆蓋厚度（m）；K₀為錨固段孔壁的土壓力系數，一般取為1；其他符號意義同前。

3.錨桿（索）設計

（1）錨桿（索）材料類型

錨桿（索）常用的材料類型為普通鋼筋（HRB335、HRB400（Ⅱ級、Ⅲ級））、精軋螺紋鋼筋、高強鋼絲或鋼絞線。我國常用的錨拉材料為精軋螺紋粗鋼筋，直徑為Φ22～32mm。近年來，也採用45SiMnV高強度鋼材，直徑為Φ25mm，另外不少也使用鋼絞線、鋼絲束。各種材料類型錨桿的選取見表2－12。

表2－12 錨桿（索）選型

鋼絞線或精軋螺紋鋼筋的力學性能見《建築邊坡工程技術規范》（GB 50330—2002）附錄E。邊坡變形控制嚴格或邊坡施工期穩定性很差時宜採用預應力錨桿。

（2）錨桿（索）計算

錨桿（索）軸向拉力設計值按下式計算：

地質災害防治技術

式中：N_a為錨桿（索）軸向拉力設計值（kN）；N_aK為錨桿（索）軸向拉力標准值（kN）；γ_α為荷載分項系數，取1.3，當可變荷載較大時，按荷載規范確定。

錨桿（索）軸向拉力標准值按下式計算：

地質災害防治技術

式中：N_aK為錨桿（索）軸向拉力標准值（kN）；H_tk為錨桿（索）所受水平拉力標准值（kN）；α為錨桿（索）傾角（°）。

錨桿鋼筋截面積應滿足下式要求：

地質災害防治技術

式中：A_s為錨桿鋼筋或預應力鋼絞線截面積（m²）；ξ2為錨桿鋼筋抗拉工作條件系數，永久性錨桿取0.69，臨時性錨桿取0.92；γ₀為邊坡工程重要性系數；f_y為錨桿鋼筋或預應力鋼絞線抗拉強度設計值（kPa）；其他符號意義同前。

錨桿錨固段長度除應同時滿足地層對砂漿的粘結力和砂漿對鋼筋的握裹力要求外，還應滿足構造設計規定的最小錨桿錨固長度的要求。

錨桿錨固體與地層的錨固長度應滿足下式要求：

地質災害防治技術

式中：L_a為錨固段長度（m）；D為錨固體直徑（m）；f_rb為地層與錨固體粘結強度特徵值（kPa），宜通過試驗或當地經驗確定，當無試驗資料時，可按表2－13和表2－14選取；ξ₁為地層與錨固體粘結工作條件系數，永久性錨桿取1.00，臨時性錨桿取1.33；其他符號意義同前。

表2－13 岩石與錨固體粘結強度特徵值

註：表中數據適用於注漿強度等級為M30；表中數據僅適用於初步設計，施工時應通過試驗檢驗；岩體結構面發育時，取表中下限值；表中岩石類別根據天然單軸抗壓強度（f_r）劃分：f_r<5MPa為極軟岩，5MPa≤f_r<15MPa為軟岩，15MPa≤f_r<30MPa為較軟岩，30MPa≤f_r<60MPa為較硬岩，f_r≥60MPa為硬岩。

表2－14 土體與錨固體粘結強度特徵值

註：表中數據適用於注漿強度等級為M30；表中數據僅適用於初步設計，施工時應通過試驗檢驗。

錨桿鋼筋與錨固砂漿間的錨固長度應滿足下式要求：

地質災害防治技術

式中：L_a為錨固段長度（m）；D為錨筋直徑（m）；n為錨筋根數（根）；f_b為錨筋與錨固砂漿間的粘結強度設計值（kPa），宜通過試驗或當地經驗確定，當無試驗資料時，可按表2－15選取；ξ3為錨筋與錨固砂漿粘結強度工作條件系數，永久性錨桿取0.60，臨時性錨桿取0.72；其他符號意義同前。

表2－15 錨筋與錨固砂漿間的粘結強度設計值（單位：MPa）

註：當採用兩根鋼筋點焊成束方法時，粘結強度應乘以0.85折減系數；當採用3根鋼筋點焊成束方法時，粘結強度應乘以0.7折減系數；成束鋼筋的根數不應超過3根，鋼筋截面總面積不應超過錨孔面積的20％。當錨固段鋼筋和注漿材料採用特殊設計，並經試驗驗證錨固效果良好時，可適當增加錨筋用量。

自由段無粘結的非預應力岩石錨桿的受拉變形基本上是自由段鋼筋的彈性變形，其水平變形值由下式計算：

地質災害防治技術

式中：δ_b為錨桿水平變形值（m）；H_tk為錨桿所受水平拉力標准值（kN）；K_b為錨桿水平剛度系數（kN/m）。

錨桿水平剛度系數宜由錨桿試驗確定。當無試驗資料時，自由段無粘結的非預應力岩石錨桿的水平剛度系數可由下式計算：

地質災害防治技術

式中：A為錨桿截面面積（m²）；L_f為錨桿自由段長度（m）；E_s為桿體彈性模量（kPa）；其他符號意義同前。

預應力岩石錨桿和全粘結岩石錨桿的受拉變形可忽略不計。

4.錨桿構造要求

1）錨桿總長度為錨固段、自由段和外錨段的長度之和。錨桿自由段長度按外錨頭到潛在滑動面的長度計算，預應力錨桿自由段長度應不小於5m，且應超過潛在滑動面。

2）土層錨桿錨固段長度不應小於4m，且不宜大於10m；岩石錨桿錨固段長度不應小於3m，且不宜大於45D和6.5m（對拉力型錨桿），或55D和8m（對預應力錨索）。當計算錨桿錨固段長度超過上述數值時，應採取擴大錨固段直徑等技術措施，以提高錨固力。

3）錨桿隔離架（或稱對中支架）應沿錨桿軸線方向每隔1～3m設置一個，對土層應取小值，對岩層可取大值。

4）當錨固段岩體破碎、滲水量大時，宜在錨桿施工前對岩體作固結灌漿處理。

5）錨桿外錨頭、台座、腰梁和輔助件等的設計，應符合現行有關標準的規定。

6）永久性錨桿的防腐處理可採取以下做法：①非預應力錨桿的自由段位於土層中時，可採取除銹、刷瀝青船底漆、瀝青玻纖布纏裹（層數不少於2層）；②對採用鋼絞線、精軋螺紋鋼製作的預應力錨桿（索），其自由段可按上述處理後裝入套管中；自由段套管兩端100～200mm長度范圍內用黃油充填，外繞扎工程膠布固定；③對位於無腐蝕性岩土層內的錨固段應除銹，砂漿保護層厚度不應小於25mm；④位於具腐蝕性岩土層內錨桿的錨固段及非錨固段，均應採取特殊防腐處理；⑤經過防腐處理後，非預應力錨桿的自由段外端應埋入鋼筋混凝土構件內50mm以上；對預應力錨桿，其錨頭的錨具經除銹、塗防腐漆三度後應用鋼筋網罩，現澆混凝土封閉，混凝土強度等級不應低於C30，厚度不應小於100mm，混凝土保護層厚度不應小於50mm。

7）臨時性錨桿的防腐蝕可採取以下做法：①非預應力錨桿的自由段，可採取除銹後刷瀝青防銹漆處理；②預應力錨桿的自由段，可採取除銹後刷瀝青防銹漆或加套管處理；③外錨頭可採用外塗防腐材料或外包混凝土處理。