T∕CECS22-202X 岩土锚杆技术规程.pdf
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1、T/CECS22:202X岩土锚杆技术规程Technical St andar d for Gr ound Anchor20 xx-xx-xx 发布20 xx-xx-xx 实施(本规范不涉及专利)1总则1.0.1为了规范岩土锚杆的工程应用,贯彻执行国家的技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济 合理、节约资源、确保质量与保护环境,制定本规程。1.0.2本规程适用于边坡、基坑、基础与抗浮、地下洞室、既有挡墙加固等岩土锚固工程中锚杆的勘察、设计、施工、试验、检验、验收、监测与维护。1.0.3锚杆工程应综合考虑工程地质与水文地质条件、周边环境、主体结构要求、使用期限与当地施工 技术水平等因素,因地
2、制宜、合理选择类型及设计施工参数、信息化施工、严格监控。1.0.4锚杆工程除应符合本规程外,尚应符合国家及行业现行有关规范及技术标准的规定。2术语与符号2.1 术语2.1.1 岩土锚杆 ground anchor安设于岩土体中并将锚筋拉力向周围岩土体传递的细长受拉构件,简称锚杆,其中锚筋采用钢绞线 时也称为锚索,采用钢筋时也称为钢筋锚杆,采用钢丝绳时也称为锚绳,采用纤维增强复合材料筋时也 称为纤维锚杆,采用钢管时也称为钢管锚杆或锚管,其中采用螺纹钢管时也称为中空锚杆。2.1.2 锚筋 tendon锚杆中用于传递纵向拉力的杆件。2.1.3 杆体 tendon body由锚筋与护套、定位架、束线环
3、、止浆塞、叶片、螺纹、注浆管、排气管、导向帽、端帽、内锚具、承载体、防腐体等零部件的若干部分组装而成的杆件。2.1.4 浆体 grout锚杆中水泥浆、水泥砂浆、细石混凝土及水泥基灌浆材料等流动性水泥系胶结材料的合称。2.1.5 锚固体 fixed body浆体、水泥卷、水泥土或树脂等胶结材料凝固后形成固结体,位于稳定岩土体中且用于为锚杆提供 抗拔承载力的那部分固结体称为锚固体。2.1.6 承载体 compression element位于压力型锚杆杆体底端、承受内锚具或锚筋压力并将压力传递到锚固体的板状或筒状零部件,其 中形状为板状时也称为承载板。2.1.7 锚座 structural ele
4、ment用于支承锚头及扩散应力的梁、墙、板、柱、墩、承台、桩等结构构件的合称。2.1.8 锚头 anchor head位于地表外的那部分锚杆。2.1.9 锚端 anchor end位于杆体底端的那部分锚杆。2.1.10 锚固段 fixed anchor length通过固结体或机械装置等将锚杆拉力传递给周围岩土体的那部分锚杆。2.1.11 自由段 free anchor length位于锚固段近端与锚头之间的那部分锚杆。2.1.12 粘结段 tendon bond length锚杆中与锚固体粘结并传递拉力给锚固体的那部分锚筋。2.1.13 锚筋自由段 tendon ftee length预应力
5、锚杆中位于锚具与粘结段(或承载体)近端之间、受力后能够自由伸长产生拉应力的那部分 锚筋。2.1.14 预应力锚杆 prestressed anchor设置了锚筋自由段、利用其弹性伸长产生预应力并通过锚头将之传递到锚座的锚杆。2.1.15 拉力型锚杆 bond type ground anchor受力时锚固段处于拉剪状态的预应力锚杆。2.1.16 压力型锚杆 compression type ground anchor受力时锚固段处于压剪状态的预应力锚杆。2.1.17 拉压型锚杆 bond-compression type ground anchor受力时锚固段一部分处于拉剪状态一部分处于压剪状
6、态的预应力锚杆。2.1.18 荷载分散锚杆 load-dispersive anchor由锚固段置放于同一个钻孔内的不同位置、锚筋自由段长度不等但共用同一锚头的多条个体锚杆组 成的预应力锚杆,其中的个体锚杆称为单元锚杆。2.1.19 全粘结锚杆 fully bonded anchor利用浆体、锚固剂、水泥土等胶结材料沿锚筋全长与周围岩土体粘结的锚杆。2.1.20 摩擦锚杆 friction anchor主要利用杆体或锚固体与地层之间的摩阻而获得抗拔力的锚杆。2.1.21 扩体锚杆 enlargement anchor扩大了部分锚固体横截面积的锚杆。2.1.22 可回收锚杆 removable
7、anchor可通过预先安置在杆体上的特定装置自行使锚筋脱离内锚具后拆除回收的锚杆。2.1.23 让压锚杆 yeild-control anchor在围岩应力、能量释放及产生变形的过程中,通过设置在杆体上的让压装置或结构产生相应变形以 保持承载力稳定的锚杆。2.1.24 地下洞室锚杆 underground cavern rock bolt主要用于地下洞室等地下空间围岩支护的锚杆,一般由杆体、锚具、托盘、锚固剂或锚固件组成。2.1.25 车苗固类专苗杆 anchorage kind anchor由锚头承受荷载并将荷载通过锚固体传递到周边稳定岩土体的锚杆。2.1.26 改良类锚杆 reinforc
8、ement kind anchor通过加筋、注浆、挤压、锚固等群体作用方式使岩土体得到改良加固的锚杆。2.1.27 锚杆极限承载力 anchor ultimate resistance锚杆在拉力作用下达到破坏状态前或出现不适于继续承载的变形所对应的最大轴向拉力。2.1.28 持有荷载 residual load预应力锚杆因受荷载作用而在锚筋上产生的拉力,其中张拉锁定后锚筋立即持有的拉力也称为锁定 荷载。2.1.29 持有荷载试验lift off test检测已锁定预应力锚杆持有荷载的试验,其中即时测试锁定荷载损失的试验也称为锁损试验。2.1.30 基本试验 suitability test在现
9、场进行的为确定锚杆设计参数和施工工艺的荷载试验,2.2 符号2.2.1 作用和作用效应Nk锚杆轴向拉力标准值;Nwk地下水浮力标准值;Pa初始试验荷载;Pp-预定最大试验荷载。2.2.2 抗力和材料性能Es锚筋材料弹性模量;输扩体锚固段面端岩土层端阻强度标准值;品固结体与锚筋之间的粘结强度标准值;启 一 浆体边长为70.7mm的立方体抗压强度标准值;痴 锚固体与第i层岩土体之间粘结强度标准值;&0.2钢绞线0.2%屈服力;褊杆体与第i层岩土层之间摩阻强度标准值;执锚筋屈服强度标准值;Rk锚杆承载力特征值;R ub,k锚筋抗拉脱极限承载力标准值;R“e,k扩体锚杆抗拔极限承载力标准值;Ruf,k
10、锚杆抗拔极限承载力标准值;R1k锚杆受拉承载力极限标准值;Rui.k锚筋抗拉断极限承载力标准值;5 锚固体局部受压极限承载力标准值。2.2.3 几何参数A历 锚固体受压净面积;As单根锚筋的截面积;Ltf锚筋自由段长度;d 一 单束锚筋直径;D锚固体直径或扩体锚杆原孔锚固体直径;D锚杆杆体表观直径;Dk扩体锚固段锚固体直径;La锚固段长度;Aa,i 锚固段在第i层岩土层中的长度;Lak 扩体锚固段长度;Las原孔锚固段长度;Le张拉段长度;Lf-自由段长度;Ifd锚筋传力计算长度。Lh锚头段长度;Ln 锚端段长度;Ls原孔锚固段长度;Ltb粘结段长度。2.2.4 计算系数降锚杆承载力安全系数;
11、质丁根据荷载试验得到的锚杆轴向抗拉刚度系数;单根锚杆中的锚筋数量;7 锚固体局部抗压强度增大系数;2r刚度系数的折减系数;a 蠕变率。3基本规定3.0.1岩土锚固工程的勘察、设计、施工、检测、监测方案应根据工程需求及本地工程建设特点编制。3.0.2岩土锚杆的设计安全等级应与锚固工程的安全等级相一致。3.0.3岩土锚固工程应根据荷载特征、工程条件、本地区经验、锚固结构形式及受力和变形要求、施工 可行性等因素,分别按施工阶段及使用阶段的最不利工况进行设计。3.0.4锚杆设计与施工前应查明下列情况:1工程地质条件及水文地质条件;2锚固工程的周边环境及应用条件;3场地周边土地规划与利用情况及锚杆建设许
12、可情况;4场地施工条件。3.0.5锚杆的设计使用年限不应低于所服务建(构)筑物的设计使用年限。3.0.6锚杆工程设计应采用极限状态设计法。3.0.7锚杆设计时应同时考虑防腐与防水措施。3.0.8锚杆轴向拉力标准值应由锚固工程结构设计计算得到。3.0.9锚杆设计工况应包括施工及使用过程的不同工况,施工工况应保持与设计工况一致。3.0.10锚杆设计与施工应根据场地地质和周边环境等条件结合工程要求,选择适用的锚杆类型及合适的 施工、张拉、试验及解锁工艺。3.0.11锚杆材料及零部件应根据锚杆类型、工作环境、设计承载力及使用年限等条件选材及适配。3.0.12锚杆杆体宜预制化生产及在工厂内组装,并宜带有
13、长度刻写标识。3.0.13应及时、准确地对每根锚杆进行施工记录。3.0.14锚杆应进行质量检测及验收,必要时可进行锚杆长度测试(附录A)o3.0.15锚杆工程应进行变形监测及预应力锚杆持有荷载监测,周边环境有保护要求时应对其进行监测。3.0.16锚杆工程应进行定期检查、维护及保养。3.0.17有下列情况之一时在工程应用锚杆前应进行专项技术研究:1无工程应用成功经验的锚杆;2采用新技术的锚杆;3拟用于特殊地层或特殊环境的锚杆;4施工过程中可能会对建构筑物、地下设施等周边环境造成损伤的锚杆;5锚固类锚杆锚固段位于对反复荷载敏感的地层。4勘察4.0.1岩土锚固工程应根据不同目标,有针对性地开展调查、
14、工程地质与水文地质勘察工作,既有勘察 资料不能满足需求时应进行专项岩土工程勘察或补充勘察。4.0.2调查工作应包括下列内容:1周边场地的地形地貌、地表水汇流及排泄条件,邻近水体的埋深、水底地层及水位随季节变化等 情况;2山体滑坡、巷道或围岩塌方以及场地挖填方历史等;3周边环境的交通设施、管线、地下建构筑物的分布、埋深、使用状况及渗漏状况等,相邻建构筑 物结构形式及基础埋深等;4相邻地界规划使用功能、本场地锚杆使用相邻地块的可行性及施工空间的可行性;5拟锚固地层对锚杆不同施工方法的适用性;6当地类似锚固工程的设计方案、施工方法及工程经验。4.0.3勘察工作应包括下列内容:1查明岩土的重力密度、抗
15、剪强度、粘结强度等物理力学指标;2查明地下水分布状况,包括主要含水层的分布、厚度、埋深,地下水的类型、水位、补给及排泄 条件、渗透系数、水质、地下水及地层的腐蚀性、孔隙水压力等;3分析锚固地层的地质构造和整体稳定性,评估地质变迁与人类活动对边坡及围岩稳定性的影响;4评估地层的可钻性、可注性、对锚杆施工方法的适应性等。4.0.4勘察应符合下列技术要求:1勘察范围应根据开挖深度和岩土工程条件确定,软弱地层、膨胀土等特殊性岩土可适当扩大范围,边界外无法进行勘探时应通过调查等方式收集到相应资料;2勘探点间距应根据地层复杂程度确定,水平距离宜为15m25m,每条剖面线勘探点不宜少于3 个,场地存在软弱土
16、层、饱和粉细砂、膨胀土、深厚填土、暗沟、暗塘等特殊地段以及岩溶地区应适当 加密勘探点;3勘探点深度不宜小于开挖深度的2倍或拟设置锚杆长度的L5倍,拟勘探深度内遇到微风化岩层 时控制性勘探点深度可进入微风化岩3m5m,一般性勘探点深度可进入微风化岩1m3m;4锚杆拟线状、分布式点状或分区布设时应分点状、线状或分区进行勘察。4.0.5勘察资料应包括下列内容:1对岩土体开挖及锚固效果有较大影响的软弱夹层(带)特性和不同剪切条件下抗剪强度指标;2对锚固工程有较大影响的水文地质条件;3地下水、土的腐蚀性;4岩土体与锚杆间的粘结强度、摩阻强度、端阻强度等岩土物理力学参数指标。5结构及选型5.1 一般规定5
17、.1.1 常用锚杆类型及命名可符合附录B规定。5.1.2 锚杆选型应根据工程需求、不同类型锚杆特点、地层性状、工作条件、承载力大小及施工方法等 因素综合确定。5.2 锚杆结构5.2.1 端锚锚杆宜由锚头、锚筋自由段、粘结段或锚端构成(图5.1.1)。(a)树脂锚杆/水泥卷锚杆(b)胀壳锚杆图521典型端锚锚杆结构简图1球面螺母;2托盘;3杆体;4锚固剂(树脂或水泥卷);5胀壳头;Lh锚头段;一锚筋自由段;Al粘结 段;品一锚端段5.2.2 预应力锚杆可采用拉力型、压力型或拉压型结构形式,拉力型锚杆宜由锚头、锚筋自由段及粘结 段构成,压力型锚杆宜由锚头、锚筋自由段及锚端构成,拉压型锚杆结构宜由锚
18、头、锚筋自由段、承载体及锚筋粘结段构成(图522)。(a)拉力型9图5.2.2典型预应力注浆粘结锚杆结构简图1锚具;2锚垫板;3锚座;4-杆体;5护套;一止浆塞;7浆体/锚固体;8千斤顶夹持点;9承载体/承载 板;10内锚具;Ln粘结段;锚筋自由段;晨一张拉段;Lh锚头段;及一锚固段;Ll自由段;品一锚端段 5.2.3荷载分散锚杆宜由共用同一锚头的两条及以上单元预应力锚杆构成,其中单元锚杆的粘结段或承 载体应位于钻孔内不同位置(图523)。(b)压力分散锚杆图5.2.3典型荷载分散锚杆结构简图11#单元锚杆;22#单元锚杆;Lm1#单元锚杆锚筋自由段;一1#单元锚杆粘结段;L应一2#单元锚杆锚
19、筋自由段;乙一2#单元锚杆粘结段5.2.4 全粘结锚杆宜由粘结段及锚头构成,除了孔口处因防腐、防水、荷载试验等功能需求可能设置很 短的锚筋自由段外,固结体应全长与锚筋及地层粘结(图5.1.4)。(a)钢筋锚杆图5.2.4典型全粘结锚杆结构简图1锚头筋;2锚座;3杆体;4浆体5.2.5 摩擦锚杆宜由杆体及锚头构成,可采用钢花管、缝管及水胀等结构形式(图525),其中钢管锚10杆宜在管壁上设置出浆孔及倒刺形成钢花管,缝管锚杆应在管壁上纵向开缝,水胀锚杆杆体应为两端带 套管的异型空心钢管。(C)水胀锚杆图5.2.5典型摩擦锚杆结构简图1锚头筋;2锚座;3钢花管;4倒刺;5出浆孔;6T环;7托盘;8开
20、缝钢管;9带注水管钢套;10 钢套;Ila(11b)注水前(注水膨胀后)异型钢管杆体;Lt摩擦段5.2.6 自攻锚杆宜由兼作自攻钻杆的锚杆杆体及锚头构成,钻杆表面可设置螺纹或叶片(图507),其 中螺纹锚杆杆体表面宜全长连续设置螺纹或在前半段连续设置,叶片锚杆杆体表面宜断续设置多组叶片 或在前端设置一组叶片。(b)多叶片锚杆图526自攻锚杆结构简图111螺母;2垫板;3锚座;4杆体;5螺纹;6叶片5.2.7 多囊袋锚杆宜由囊袋锚固体、锚筋自由段及锚头构成,其中锚固体应在囊袋内注浆形成且有多个(图 5.2.7)o图5.2.7典型多囊袋锚杆结构简图1锚具;2锚垫板;3锚座;4杆体;5护套;6浆体;
21、7囊袋;8千斤顶夹持点5.2.8 扩体锚杆宜由扩体锚固段、原孔段及锚头构成,其中长期拉力型锚杆应设置浆体芯,囊袋锚杆扩 体段应由囊袋内注浆形成,囊袋钢筋笼锚杆扩体段内应设置囊袋及钢筋笼,变径钢筋笼锚杆扩体段内应 设置可展开的钢筋笼(图5.2.8)。(c)囊袋钢筋笼锚杆O 片区 才 Z 1/9/12(d)变径钢筋笼锚杆图5.2.8典型扩体锚杆结构简图1锚具;2锚垫板;3锚座;4杆体;5护套;6浆体;7水泥土;8千斤顶夹持点;9囊袋;10-承载体;11钢筋笼;12柔性箍筋;13约束机构;14限位器;15弹簧;Lak扩体段;心一原孔段5.2.9 驻钻头锚杆可采用拉力型及压力型结构形式,其中拉力型宜由
22、一次性钻头、粘结段、锚筋自由段 及锚头构成,压力型宜由一次性钻头、锚筋自由段及锚头构成(图5.2.9)。(b)压力型驻钻头锚杆图5.2.9典型驻钻头锚杆结构简图1锚具;2锚垫板;3锚座;4-杆体;5护套;6锚固体;7次性三翼钻头;8钻杆;9千斤顶夹持点;10次性螺钉钻头5.2.10 自钻中空注浆锚杆宜由兼作钻杆的中空锚杆杆体、锚头及一次性钻头构成(图5210)。图5.2.10典型自钻中空注浆锚杆结构简图1球面螺母;2托盘;3中空杆体(螺纹钢管);4浆体;5合金钢钻头5.2.11 压力型可回收锚杆宜由锚头、锚筋自由段及带可回收锚筋装置的锚端构成(图5211)。13图5211压力型可回收锚杆通用结
23、构简图1锚具;2锚垫板;3锚座;4-杆体;5护套;6浆体;7自解锁锚具或U型承载体;8千斤顶夹持点5.2.12 让压锚杆可采用孔外让压及孔内让压结构、单点或多点让压形式,孔外让压时宜将让压装置安装 在锚具与托盘之间,预应力让压锚杆宜采用带让压装置的承载体(图5212)。(a)单点让压全粘结锚杆(b)多点让压中空注浆锚杆(c)单点让压预应力锚杆图5.2.12典型让压锚杆结构简图1螺母;2托盘;3让压装置;4杆体;5浆体;-中空杆体;7钻头;8锚具;9锚垫板;10锚座;11钢绞线;12护套;13带让压装置的承载体;14球面垫圈5.3 锚杆选型5.3.1 边坡锚固工程尚应根据边坡形态、地质条件、临时
24、稳定情况、环保要求及挖填需求等因素选用适 宜的锚固结构及锚杆类型,初定时可选用预应力锚杆及非预应力锚杆。5.3.2 危岩体锚固结构及锚杆选型尚宜符合下列规定:1滑移式及倾倒式危岩体规模较大、主控结构面开度较宽时宜采用预应力锚杆,坠落式危岩体积 较大且后缘无裂隙时宜采用预应力锚杆或全粘结锚杆;2整体性较好的危岩体加固宜采用锚墩或锚杆格构梁结构,锚杆可选用预应力及全粘结锚杆;整 体性较差时宜采用锚杆肋板结构,宜选用预应力锚杆。5.3.3 基坑锚固工程尚应根据地质及水文地质条件、基坑形态及环保要求等因素选用适宜的锚固结构及 锚杆类型,其中锚固类锚杆宜选用可回收锚杆。5.3.4 基础与抗浮锚杆尚应根据
25、结构形式、上部荷载分布、地下水控制条件和场地周边情况等选型,初 定时可选用预应力锚杆及非预应力锚杆。5.3.5 既有挡墙加固锚杆选型尚宜符合下列规定:141挡墙变形较大或需要严格控制变形以及需要增加较大抗力时,宜采用预应力锚杆;2锚杆挡墙整体稳定、锚杆承载力或肋柱承载力等不足时,可在肋柱上或肋柱间增设预应力锚杆 或非预应力锚杆;3采用桩锚、锚杆格构梁、土钉墙或复合土钉墙支护结构的既有边坡工程或既有基坑工程,可在桩 间或格构梁间增设预应力锚杆,锚固节点处宜增设钢筋混凝土梁、柱或墩。5.3.6 围岩锚固结构及锚杆选型尚宜符合下列规定:1宜选用地下洞室锚杆;2 WV级围岩锚杆尾端应支撑在开挖面后方的
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