錨索與錨桿的區(qū)別是什么?
錨索與錨桿的區(qū)別是什么?
1、定義不同
錨索:錨索是指在吊橋中在邊孔將主纜進(jìn)行錨固時,要將主纜分為許多股鋼束分別錨于錨錠內(nèi),這些鋼束便稱之為錨索。
錨桿:錨桿是當(dāng)代煤礦當(dāng)中巷道支護(hù)的最基本的組成部分,他將巷道的圍巖加固在一起,使圍巖自身支護(hù)自身。
2、作用不同
錨索:錨索是通過外端固定于坡面,另一端錨固在滑動面以內(nèi)的穩(wěn)定巖體中穿過邊坡滑動面的預(yù)應(yīng)力鋼絞線,直接在滑面上產(chǎn)生抗滑阻力,增大抗滑摩擦阻力,使結(jié)構(gòu)面處于壓緊狀態(tài),
以提高邊坡巖體的整體性,從而從根本上改善巖體的力學(xué)性能,有效地控制巖體的位移,促使其穩(wěn)定,達(dá)到整治順層、滑坡及危巖、危石的目的。
錨桿:現(xiàn)在錨桿不僅用于礦山,也用于工程技術(shù)中,對邊坡,隧道,壩體進(jìn)行主體加固。錨桿作為深入地層的受拉構(gòu)件,它一端與工程構(gòu)筑物連接,另一端深入地層中,整根錨桿分為自由段和錨固段,自由段是指將錨桿頭處的拉力傳至錨固體的區(qū)域,其功能是對錨桿施加預(yù)應(yīng)力。
3、組成不同
錨索:鉆孔、錨索、注漿同時進(jìn)行。連接鉆桿接手、鉆頭,采用泥漿護(hù)壁方法,注漿鉆進(jìn)同步進(jìn)行,自由端完成后采用稠水泥漿進(jìn)行旋進(jìn)。
上腰粱,采用工字鋼連接錨索。
張拉,待泥漿凝固,兩天后進(jìn)行張拉。
外部保護(hù),封孔注漿后,從錨具量起留50 mm鋼絞線,其余的部分截去,在其外部包覆厚度不小于50 mm的水泥砂漿保護(hù)層。
錨桿:一個抗拉強(qiáng)度高于巖土體的桿體。 桿體一端可以和巖土體緊密接觸形成摩擦(或粘結(jié))阻力。桿**于巖土體外部的另一端能夠形成對巖土體的徑向阻力。
錨桿和錨索的區(qū)別
錨索俗稱鋼絞線,有幾根高強(qiáng)度鋼絲組成,規(guī)格12.7,15.24,17.8,18.9,21.6,使用時需要有錨索張拉機(jī)具張拉,錨桿分為樹脂錨桿和鋼制錨桿,外表如建筑用螺紋鋼,和螺紋鋼區(qū)別是兩側(cè)不帶筋,規(guī)格有16,18,20,22,24,使用時需要有錨桿拉力計張拉。
錨索與錨桿的區(qū)別哪些規(guī)范介紹的比較詳細(xì)
錨桿與錨索,兩者只是量的區(qū)別,不是質(zhì)的區(qū)別,只是張拉介質(zhì)不同。1、錨索的受拉件是鋼絞線制作,錨桿是高強(qiáng)度精軋螺紋鋼筋為主鋼,通常錨索應(yīng)用在大噸位錨固工程。
2、錨索的受拉筋是用鋼絞線制作,錨桿是用鋼筋或鋼管。
通常錨索受力較大,還要加予應(yīng)力,受力形式分錨固段和自由段,可以用作**性錨固工程。錨索是錨桿的一種,土丁也是。3、在國內(nèi),一般情況下,錨索是需要施加預(yù)應(yīng)力的,因此它是主動受力,多應(yīng)用于已出現(xiàn)變形或?qū)ψ冃我髧?yán)格的工程部位;錨桿則一般不施加預(yù)應(yīng)力(有時也會施加很小的預(yù)應(yīng)力),因此它是被動受力,只有當(dāng)被錨固巖土體發(fā)生一定變形時它才發(fā)揮錨固力。4、此外,錨索長度一般在20-50米,錨桿則不到20米。
在國際上,錨索只是錨桿的一種類型。
錨桿與錨索
1.錨桿(索)的種類與結(jié)構(gòu)
錨桿是將拉力傳至穩(wěn)定巖土層的構(gòu)件,當(dāng)采用鋼絞線或高強(qiáng)鋼絲束作桿件材料時,也可稱為錨索。錨固于土層中的錨桿稱為土層錨桿;錨固于巖層中的錨桿稱為巖層錨桿。
施加了預(yù)應(yīng)力的錨桿稱為預(yù)應(yīng)力錨桿;未施加預(yù)應(yīng)力的錨桿稱為非預(yù)應(yīng)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(jī)械型(鍥縫式、內(nèi)脹式)、膠結(jié)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(yù)應(yīng)力錨桿;
4)按使用年限分為:臨時性錨桿和**性錨桿。
在邊坡崩塌或危巖體的錨固施工中,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(nèi)部的鉆孔中,并承受拉力的柱狀錨體。
灌漿錨桿的鉆孔方向一般沿水平向下傾斜10°~45°,施工時鉆孔的深度必須超過滑動面的埋深,并在穩(wěn)定的巖土層中達(dá)到足夠的有效錨固長度。習(xí)慣稱錨桿末端錨入巖土層內(nèi)的有效錨固段所能承受的**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(diào)查清楚邊坡巖土體的基本特征,依據(jù)巖土性質(zhì)設(shè)計錨桿的參數(shù)。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(gòu)筑物或其他作用力傳給錨桿頭部后,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巖土層。
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,Ti=PiA(Pi為鋼筋單位截面上的應(yīng)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(tài)示意圖
錨桿的抗拔作用需要滿足的條件為:①錨固段的砂漿對于鋼拉桿的握裹力需能承受極限拉力;②錨固段巖土層對于砂漿的摩擦力需能承受極限拉力;③錨固巖土體在最壞的條件下仍能保持整體的穩(wěn)定性。
(1)砂漿對于鋼拉桿的握裹力
錨桿的抗拔能力除與有效錨固長度有關(guān)外,還與錨桿直徑、砂漿對于鋼筋的平均握裹應(yīng)力等因素有關(guān)。需滿足以下關(guān)系式:
地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)
式中:Tu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);Le為錨桿的有效錨固長度(m);μ為砂漿對于鋼筋的平均握裹應(yīng)力(kN/m2)。
鋼筋的單位面積握裹力,由下式計算:
地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)
式中:Ti、Ti+1分別為第i、i+1截面處的拉應(yīng)力(kN);μi為第i錨固段砂漿對于鋼筋的平均握裹應(yīng)力(kN/m2);Li為第i錨固段的長度;其他符號意義同前。
由于錨固受力復(fù)雜,實際工作中,一般在計算值的基礎(chǔ)上提高10%~20%。設(shè)錨桿鋼筋的極限拉應(yīng)力為Ns,則可按下式計算出錨桿所需的最小錨固長度:
地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)
式中:Lemin為最小錨固長度;其他符號意義同前。
(2)錨固段巖土層對于砂漿的摩擦力
錨桿的極限抗拔能力取決于錨固段巖土層對于砂漿所產(chǎn)生的**摩擦力。
計算公式為
地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)
式中:Tu為柱狀錨體的極限抗拔力(kN);D為錨桿鉆孔的直徑(m);Le為錨桿的有效錨固長度(m);τ為錨固段周邊的抗剪強(qiáng)度(kPa)。
錨固段孔壁的抗剪強(qiáng)度就是孔壁的破壞強(qiáng)度。造成破壞的原因有3種:①砂漿接觸面外圍的巖層剪切破壞;②沿著砂漿與孔壁的接觸面剪切破壞;③接觸面內(nèi)砂漿的剪切破壞。
對于土層錨桿來說,土層的強(qiáng)度一般低于混凝土砂漿的強(qiáng)度,因此土層抗剪強(qiáng)度的計算公式為
地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)
或
地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)
式中:γ為錨固區(qū)土層的重度(kN/m3);c為錨固區(qū)土層的粘聚力(kPa);為土的內(nèi)摩擦角(°);σ為孔壁周邊法向應(yīng)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(shù),一般取為1;其他符號意義同前。
3.錨桿(索)設(shè)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(qiáng)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,也采用45SiMnV高強(qiáng)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(xué)性能見《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50330—2002)附錄E。邊坡變形控制嚴(yán)格或邊坡施工期穩(wěn)定性很差時宜采用預(yù)應(yīng)力錨桿。
(2)錨桿(索)計算
錨桿(索)軸向拉力設(shè)計值按下式計算:
地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)
式中:Na為錨桿(索)軸向拉力設(shè)計值(kN);NaK為錨桿(索)軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值(kN);γα為荷載分項系數(shù),取1.3,當(dāng)可變荷載較大時,按荷載規(guī)范確定。
錨桿(索)軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計算:
地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)
式中:NaK為錨桿(索)軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值(kN);Htk為錨桿(索)所受水平拉力標(biāo)準(zhǔn)值(kN);α為錨桿(索)傾角(°)。
錨桿鋼筋截面積應(yīng)滿足下式要求:
地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)
式中百科:As為錨桿鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼絞線截面積(m2);ξ2為錨桿鋼筋抗拉工作條件系數(shù),**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(shù);fy為錨桿鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼絞線抗拉強(qiáng)度設(shè)計值(kPa);其他符號意義同前。
錨桿錨固段長度除應(yīng)同時滿足地層對砂漿的粘結(jié)力和砂漿對鋼筋的握裹力要求外,還應(yīng)滿足構(gòu)造設(shè)計規(guī)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(yīng)滿足下式要求:
地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)
式中:La為錨固段長度(m);D為錨固體直徑(m);frb為地層與錨固體粘結(jié)強(qiáng)度特征值(kPa),宜通過試驗或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定,當(dāng)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(jié)工作條件系數(shù),**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 巖石與錨固體粘結(jié)強(qiáng)度特征值
注:表中數(shù)據(jù)適用于注漿強(qiáng)度等級為M30;表中數(shù)據(jù)僅適用于初步設(shè)計,施工時應(yīng)通過試驗檢驗;巖體結(jié)構(gòu)面發(fā)育時,取表中下限值;表中巖石類別根據(jù)天然單軸抗壓強(qiáng)度(fr)劃分:fr<5MPa為極軟巖,5MPa≤fr<15MPa為軟巖,15MPa≤fr<30MPa為較軟巖,30MPa≤fr<60MPa為較硬巖,fr≥60MPa為硬巖。
表2-14 土體與錨固體粘結(jié)強(qiáng)度特征值
注:表中數(shù)據(jù)適用于注漿強(qiáng)度等級為M30;表中數(shù)據(jù)僅適用于初步設(shè)計,施工時應(yīng)通過試驗檢驗。
錨桿鋼筋與錨固砂漿間的錨固長度應(yīng)滿足下式要求:
地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)
式中:La為錨固段長度(m);D為錨筋直徑(m);n為錨筋根數(shù)(根);fb為錨筋與錨固砂漿間的粘結(jié)強(qiáng)度設(shè)計值(kPa),宜通過試驗或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定,當(dāng)無試驗資料時,可按表2-15選取;ξ3為錨筋與錨固砂漿粘結(jié)強(qiáng)度工作條件系數(shù),**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(jié)強(qiáng)度設(shè)計值(單位:MPa)
注:當(dāng)采用兩根鋼筋點焊成束方法時,粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)乘以0.85折減系數(shù);當(dāng)采用3根鋼筋點焊成束方法時,粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)乘以0.7折減系數(shù);成束鋼筋的根數(shù)不應(yīng)超過3根,鋼筋截面總面積不應(yīng)超過錨孔面積的20%。當(dāng)錨固段鋼筋和注漿材料采用特殊設(shè)計,并經(jīng)試驗驗證錨固效果良好時,可適當(dāng)增加錨筋用量。
自由段無粘結(jié)的非預(yù)應(yīng)力巖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(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)
式中:δb為錨桿水平變形值(m);Htk為錨桿所受水平拉力標(biāo)準(zhǔn)值(kN);Kb為錨桿水平剛度系數(shù)(kN/m)。
錨桿水平剛度系數(shù)宜由錨桿試驗確定。當(dāng)無試驗資料時,自由段無粘結(jié)的非預(yù)應(yīng)力巖石錨桿的水平剛度系數(shù)可由下式計算:
地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)
式中:A為錨桿截面面積(m2);Lf為錨桿自由段長度(m);Es為桿體彈性模量(kPa);其他符號意義同前。
預(yù)應(yīng)力巖石錨桿和全粘結(jié)巖石錨桿的受拉變形可忽略不計。
4.錨桿構(gòu)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(yù)應(yīng)力錨桿自由?。
什么是錨桿、錨索與錨桿擋墻?
錨桿擋土墻是指利用錨桿技術(shù)建筑的擋土墻,由鋼筋混凝土墻面和錨桿組成,依靠錨固在巖層內(nèi)的錨桿的水平拉力以承受土體側(cè)壓力。按墻面構(gòu)造的不同,分為柱板式和壁板式兩種。
所謂柱板式是指擋土墻的墻面由肋柱和擋土板組成,擋土板直接承受墻面后填料產(chǎn)生的土壓力,擋土板支承于肋柱,肋柱與錨桿相連;而壁板式則不設(shè)立柱,墻面僅由墻面板構(gòu)成,墻面板直接與錨桿連接。
錨桿擋土墻結(jié)構(gòu)形式主要有柱板式和板壁式兩種。柱板式一般由肋柱、擋土板及灌漿錨桿組成,具有較大的抗拔力,可用于路塹或路堤擋土墻;板壁式一般由鋼筋混凝土板和楔縫式錨桿組成,多用于邊坡防護(hù)。錨桿是錨桿擋土墻的主要受力構(gòu)件,可為普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力錨桿或預(yù)應(yīng)力錨索等,錨孔直徑100~150mm,一般向下傾斜10°~15°,間距不小于2m。錨孔內(nèi)放置鋼筋或鋼束后,灌注水泥砂漿使其錨固于穩(wěn)定地層,具有足夠的抗拔力。
肋柱截面多為矩形,也有設(shè)計為T形,底端一般做成自由端或鉸接,如基礎(chǔ)埋置深,且為堅硬巖石,也可作為固定端。擋土板可采用柄形板、矩形板和空心板。錨桿擋土墻適用于邊坡高度較大,石料缺乏,挖基困難,且具備錨固條件的地區(qū),多用于路塹墻。
錨桿按孔徑大小可分為錨索(大錨桿)和小錨桿。錨索所需錨孔孔徑較大,采用鉆機(jī)或錨桿鉆機(jī)鉆孔,鉆孔深度可達(dá)50m或更長。錨索由數(shù)根鋼筋或鋼絲束或鋼絞線組成。
小錨桿錨孔直徑為38~50mm,可用普通風(fēng)鉆鉆孔,鉆孔深度3~5m,小錨桿一般為一根鋼筋。按地層中的錨固方法可分為楔縫式錨桿和灌漿錨桿。楔縫式錨桿一般用在錨固巖層較為堅硬的地區(qū),小錨桿楔縫較為簡單,錨桿插入鉆孔后,施加壓力,使楔子擠入錨桿端部楔縫,迫使桿端張開嵌固在巖層上。
大錨桿的固定較為復(fù)雜,一般要加工特殊錨固裝置,使錨桿頭上的外夾片嵌固在巖層上。灌漿錨桿分為普通灌漿錨桿、擴(kuò)孔錨桿、預(yù)壓錨桿、預(yù)應(yīng)力錨桿。預(yù)壓錨桿是在灌漿時對水泥砂漿施加一定的壓力,預(yù)應(yīng)力錨桿是對錨桿施加張拉應(yīng)力。此外,法國曾采用一種I?R?P型錨桿,桿心設(shè)有孔道,桿壁有閥門,可以通過錨桿于肋柱的接頭處,重復(fù)灌入砂漿,以控制灌注的深度,從而使錨桿本身在錨固的同時對土層進(jìn)行加固。
在灌漿材料上,除常用的水泥砂漿外,美國、法國曾用過樹脂材料,日本還用了化學(xué)液體灌漿,利用化學(xué)液體的膨脹性來提高錨桿的抗拔能力。錨桿可按照彎矩相等(錨桿層數(shù)是兩層時)或支點反力相等(錨桿層數(shù)大于兩層)的原則布置,向下傾斜,錨桿的傾斜度是為保證灌漿的密實,有時也為了避開鄰近的地下管道或淺層不良土質(zhì)等。每層錨桿與水平面的夾角不應(yīng)大于45°,宜為15°~25°,布設(shè)時要求考慮墻面構(gòu)件的預(yù)制、運輸、吊裝和構(gòu)件受力的合理性,同時要考慮錨桿施工條件、受力條件等。每級肋柱上視肋柱高度可設(shè)為兩層或多層錨桿,一般布置2~3層。
若錨桿布置太疏,則肋柱截面尺寸大,錨桿粗而長,但若布置過密,錨桿之間受力的相互影響使錨桿抗拔力受到影響,此時錨桿抗拔力就變的比單根錨桿設(shè)計拉力低。為防止出現(xiàn)群錨現(xiàn)象,錨桿間距不應(yīng)小于2.0m。多層錨桿擋土墻為了減少墻的位移量,應(yīng)使中層和低層錨桿緩于上層錨桿的傾斜度。