预应力锚固体系锚垫板上灌浆孔的研究

在预应力锚固区及其锚垫板的结构设计研究中,为了提高模型分析运算速度,通常简化模型结构而忽略灌浆孔,进而忽略了灌浆孔对预应力锚固区应力分布的影响。本文以设置灌浆孔的锚垫板旋转角度为变量,对铸造型锚垫板上的灌浆孔展开研究,建立2 200 MPa级预应力锚固区模型进行有限元分析,确定锚垫板的最佳放置位置,然后进行锚固区传力试验。结果表明:锚垫板放置在45°位置,锚固区承载力相对较高,锚固区安全可靠。由于灌浆孔的存在,锚垫板应力集中出现在灌浆孔,因此建立拉压杆模型对锚垫板进行结构设计时需忽略灌浆孔。与未设置灌浆孔相比,设置灌浆孔的锚垫板主拉应力最大增加了34.27%,主压应力最大增加了4.81%。螺旋筋主拉应力最大减少了4.16%,Von-Mises应力最大减少了16.83%,锚下混凝土侧表面拉应力最大增加了1.99%。试验结果验证了锚垫板放置在45°位置时2 200 MPa级预应力锚固区结构安全。

缓凝型水泥浆液配合比优化及锚孔浆岩界面特性影响研究

针对预应力锚杆后张法施工中自由段浆液流动性和缓凝效果差的工程难题,提出使用标准型聚羧酸减水剂作为掺加剂以实现水泥浆液缓凝并提高其工作性能,探究其对锚孔浆岩界面特性的影响。采用室内试验、SEM电镜扫描等手段,结合Matlab多目标优化等方法,对掺加减水剂的缓凝型水泥浆液的锚固性能及配合比优化展开研究,得出适用于预应力锚杆自由段的注浆材料及其最优配合比,并与现行规范推荐配合比进行锚孔横断面结石特性对比试验。研究结果表明:1)随着水灰比增大,水泥浆液的流动度和凝结时间增大,体积结石率和抗压强度减小;随着减水剂掺量的增大,水泥浆液的流动度和凝结时间增大,体积结石率减小,减水剂对浆液抗压强度影响较小;2)未掺加减水剂时,浆液结石体致密性随着水灰比的增大而降低,掺加减水剂使得浆液结石体表面局部存在相对较大尺度的孔或孔隙,对宏观结石体强度有一定影响;3)通过Matlab多目标优化方法推荐了缓凝型水泥浆液最优配合比为水灰比0.3,减水剂掺量1.85%,相关性能参数符合规范要求,且流动度与抗压强度较规范推荐配合比分别提升了72.3%和107%;4)浸水围岩会弱化浆岩界面的抗剪强度,因此在锚杆灌浆过程中保证横断面结石率有利于提高浆岩界面的抗剪强度,本文提出的最优配合比浆液抗剪强度优于规范推荐配合比浆液。

工作面超前支护预应力注浆锚索技术的研究应用

长平煤业五盘区5308首采工作面采用重型放顶煤工艺开采,由于埋深大、底板直接底为泥岩,单体支柱穿底,两顺槽超前巷道帮鼓、底鼓严重,传统的单体柱配金属梁超前支护形式不能满足安全高效生产需要,急需探讨科学有效的新型超前支护技术。基于此,提出以“预应力注浆锚索补强”为技术核心的回采巷道超前支护技术。结果证明,以“预应力注浆锚索补强”为技术核心的超前支护技术可变被动支护为主动支护,能够提高顶板整体强度,改善巷道围岩条件,创造了安全舒适的作业环境。

预应力锚栓风机基础混凝土灌浆加固处理浅谈

结合工程实际,对张拉不合格的预应力锚栓风机基础混凝土,从预应力锚栓松动原因、处理思路和注意事项等方面进行分析,并提出处理方案。相关成果可为类似质量缺陷处理提供参考。

旋喷锚索施工中预应力的损失与控制分析

随着城市基础建设速度的加快,旋喷锚索施工技术在工程项目中至关重要。但现阶段基础埋深加深,导致基坑开挖深度加深,对周围建筑产生了一定影响。因此,应严格控制旋喷锚索在软弱地层施工的预应力。基于此,文章以河北南部某实际基坑支护工程为列,分析了其旋喷锚索预应力的损失情况,阐述了预应力损失的原因,并提出了控制办法,确保将基坑变形控制在允许范围之内,以提高基坑支护工程的安全性。

复杂地质条件下预应力注浆锚索受力特征及应用研究

为研究预应力全长注浆锚索在围岩加固方面相对于端锚锚索的优势,基于中性点理论,分析锚索轴力、剪应力分布特征,建立全长注浆预应力锚索力学模型,推导巷道围岩任一点在弹性、弹塑性及塑性状态下表面位移解析,研究预应力全长注浆锚索对围岩径向及切向变形的控制作用。以西山煤电晋邦德矿33042巷3号联络巷为工程背景,分析未受采动影响及采动影响下常规锚索及预应力全长注浆锚索支护效果。研究结果表明,采用预应力全长注浆锚索相较于端锚在围岩径向及切向变形控制方面具有明显优势,能够很好地解决复合顶板巷道受剪切作用导致锚索破断的问题。

丹江口水库特大桥地锚式桥台CFRP预应力岩锚施工技术

丹江口水库特大桥为主跨760 m双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥,边中跨比为0.2,边跨端部设置空腔式箱形台身+岩锚的组合式地锚式桥台。为提高地锚式桥台在横桥向不平衡土压力作用下的抗滑稳定性,在1号地锚式桥台台身外侧墙中心线位置布置14组(每组2束)高性能竖向CFRP预应力岩锚结构,该岩锚结构由CFRP预应力锚杆和RPC粘结介质构成,分为地上锚固段、自由段和地下锚固段3段。该岩锚结构采用后安装工艺施工,即CFRP预应力锚杆先在工厂加工制作,整体运输至现场后单根整体安装下放。为验证CFRP预应力岩锚结构的可靠性、注浆工艺的可行性,在CFRP预应力岩锚主体结构施工前进行足尺模型工艺试验。工艺试验结果表明:CFRP预应力岩锚结构具有良好的锚固性能及足够的安全储备,注浆工艺可行。地锚式桥台施工时在墙身位置预埋管道,桥台及上部主梁施工后从梁面顶部通过预埋管道进行地下锚固段孔道钻孔施工,清孔后进行CFRP预应力锚杆整体下放安装,之后进行孔道注浆,最后进行CFRP预应力锚杆张拉、封锚,完成岩锚施工。该桥28束CFRP预应力岩锚已施工完成,且岩锚注浆密实,注浆强度满足设计要求。

泥质粉砂岩与硅质灰岩地质条件下的护坡锚索施工工艺研究

锚索施工是保留原有合格锚杆(索)框架基础的一种新型施工工艺,可有效避免对原坡的扰动,机械设备简单,对施工现场要求较低,还可以根据工程项目所在区域的地形地质条件灵活布置,进而形成统一的锚固体系。文章以广西柳江红花水利枢纽二线船闸工程土建Ⅲ标工程为例,主要介绍了强风化薄层状泥质粉砂岩与硅质灰岩互层等地质条件下锚索护坡施工过程中遇到的困难、处理方式、质量与安全控制措施。

高速公路边坡施工中预应力锚索技术应用研究

为提高公路边坡的稳定性,文中提出高速公路边坡施工中预应力锚索技术应用研究。采用回转钻进的方式进行,在控制倾角和水平角误差的前提下对边坡进行钻孔施工,并使用泥浆进行循环护孔。使用注浆机将水泥砂浆注入锚孔,并对注浆的压力和速度进行合理控制。在张拉过程中,采取分两次逐级张拉的策略,初次张拉时施加总张拉力的70%。各级张拉力依照25%的倍数关系逐渐递增。测试结果显示,设计预应力锚索技术下,不同拉力作用下的锚索位移稳定在0.0185 m以内。

破碎围岩注浆与高预应力锚索联合加固技术研究

针对华阳集团新景煤矿井下巷道类型繁多、巷道穿越围岩结构复杂、围岩强度低、巷道支护成本高、频繁返修的问题,提出采用注浆和高预应力锚索联合支护技术。经过1 a的观测,顶板下沉量几乎为0,两帮移近量最大为90 mm,底鼓量最大为150 mm,未形成有害形变,巷道围岩趋于稳定。实践表明该方案能够显著降低大巷巷道变形程度,维护巷道顶板安全,减少巷道二次返修工程,缓解采掘衔接紧张局面。

极松软煤层巷道围岩预应力锚注加固技术与应用研究

针对义棠煤业020711回采巷道出现的煤帮极松软破碎、高瓦斯聚集及顶板失稳等问题,采用围岩预应力锚杆注浆联合加固技术,将预应力锚杆和自应力注浆新材料技术结合起来有效地控制巷道围岩变形。通过现场监测发现,预应力锚杆对极松软煤层巷道围岩的加固效果更显著,同时,采用巷道钻孔电视对采用预应力锚杆支护前后的效果进行了图形对比,发现自应力注浆材料很好地填充了煤帮本身的裂隙,增加了煤帮的整体性和密实度,以及预应力锚杆的联合支护增强了煤帮的承载性能。

倾斜止水帷幕复合土钉墙支护结构受力变形特点分析

本文首次对倾斜帷幕复合土钉墙支护结构受力变形特点进行研究,通过建筑基坑支护技术规程计算方法和有限元法对帷幕水平倾角β=90°、84°、74°、64°复合土钉墙支护结构进行计算分析。结果表明:β=84°~74°时,倾斜帷幕复合土钉墙支护结构在减少支护土压力、减少支护结构水平位移和竖向沉降方面效果明显,而β=64°时,效果已经不明显。倾斜帷幕复合土钉墙支护结构水平倾角β宜为84°~74°。同时将β=84°倾斜帷幕复合土钉墙支护结构应用于实际工程,其坡顶最终水平位移、竖向沉降均小于现行规范和标准要求。本文可为该类支护结构的应用提供参考数据。

深部区域巷道围岩控制中预应力锚注技术的应用

为了提高预应力锚注技术在深部区域巷道围岩控制当中的应用效果,结合某深部区域巷道围岩项目实例,明确深部区域巷道围岩特点,提出预应力锚注技术的应用要点和注意事项,取得较好的工程实效,为相关人员提供参考。

基坑支护锚索渗漏双液封闭注浆堵漏施工技术

为更好地解决基坑支护预应力锚索深层渗漏水问题,提出采用双液注浆泵将水泥浆、水玻璃混合后快速注入锚索自由端锚固体附近,通过水泥和水玻璃的化学胶凝作用,将锚体的渗漏水通道完全封闭,迅速达到堵漏效果。该技术与传统化学注浆堵漏法相比,处理耗时短,所用材料简单,综合成本低,具有更好的堵漏效果。同时,堵漏过程绿色环保,取得良好的社会效益、经济效益和环保效益。

公路路基支挡结构物加固技术研究

近年来,国内各地相继出现了公路路基支挡结构物失稳事件,对相关路桥的运营安全造成了严重威胁。由于条件特殊及环境制约,此类工程加固难度很大。结合山东省G104界河立交桥加筋土挡土墙和G205高峪铺公铁立交桥坡间挡土墙的加固,对此类工程失稳的特征、原因及相应的工程对策从理论到实践展开了深入研究,并得到了具有一定推广价值的结论。

大松动圈围岩锚注与预应力锚索联合支护技术的机理与实践

文章针对大松动圈围岩变形破坏的特点,以理论分析、实验研究与工程实践相结合,研究了预应力锚索与锚注支护大松动圈围岩的机理,提出用锚注加固松动岩体,用预应力锚索调动深部岩体抗破坏能力并对外部围岩提供“环向约束”,两者结合使用能够形成多重围岩加固圈,从而彻底控制大松动圈围岩的变形破坏。该技术通过工程实践,证明其具有经济和技术优势,在岩土工程中有着广泛的实际意义与推广价值。

小湾拱坝坝体裂缝加固措施研究

针对小湾坝体出现的裂缝,通过建立2种状态的锚索模型模拟锚索张拉和二次灌浆后的应力状态,利用整体网格和局部子模型相结合的方法,研究坝体内部加锚的可行性以及对锚固区域应力状态和裂缝面性能的影响,并分析化灌对裂缝抗剪强度提高的作用。计算结果表明:400 t加锚方案优于100 t加锚方案;400 t加锚方案中,锚索张拉时在内锚段附近最大拉应力约0.2 MPa,与当前应力相叠加形成新的裂纹的可能性较小。加锚及化灌对裂缝面的抗剪性能有一定的提高,随着水位的升高,其作用越明显。在高水位作用下,部分裂缝出现压剪屈服,建议此区域加大吨位或者采取其他措施。

浅议有关技术标准中对预应力锚杆的若干规定

一些技术标准对预应力锚杆的规定存在着一些争议。土层锚杆水平刚度系数公式存在着严重缺陷且意义不明确,建议修改完善。基本试验时:稳载期间稳定指标0.1 mm为笔误,应为1.0 mm;不应减短锚杆锚固段长度,因为锚固段较短时得到的黏结强度偏高;为得到黏结强度极限值,试验最大荷载应为破坏荷载。验收试验不合格时扩大抽检比例宜为不合格锚杆数量的2倍。蠕变试验时蠕变率计算公式应明确计时方法,否则蠕变率指标无意义。不需严格限制自由段长度,可为4～6 m以便更好地控制支护体系变形。临时锚杆设计使用期宜从2年提高到5年,以更好地满足目前工程建设需要。二次注浆在注浆体强度达到5 MPa后进行这条规定很难执行,建议改为在注浆体初凝后终凝前进行。

在开挖与超载过程中锚固洞室锚索预应力变化特征

通过地质力学模型试验方法,研究洞室在开挖与超载过程中自由式锚索和全长黏结式锚索的预应力变化特征。给出锚固洞室在开挖与超载过程中锚索预应力变化的展开图,并给出锚固洞室中锚索预应力的变化特征:在洞室开挖过程中,两种锚索的预应力都普遍减小,但自由式锚索减小的较少(15%左右),全长黏结式锚索减小的较大(20%左右),减小的幅度平均为15%～22%。不同部位的单根锚索,其预应力减小的数值大小及所对应的部位都具有很强的随机性。在洞室超载过程中,锚索预应力普遍增加,增加较大的部位与侧压系数N有关,在N<1时主要是洞室两侧拱脚部位增加较大,拱顶和地板部位增加较小。无论是开挖过程中锚索预应力的减小,还是超载过程中锚索预应力的增加,都是锚索初始预应力较小的,锚索预应力相对改变量较大;否则则较小。因此,在确定锚索超张拉比值时,对不同吨位的锚索应取不同的比值。对吨位较大的应取较小值,对吨位较小的应取较大值。对锚固工程设计和现场施工具有重要参考价值。

自由段先注浆对预应力锚索抗拔试验结果影响研究

为了解决无法采用已注浆锚索进行抗拔试验问题,基于界面脱黏剪切模型,利用荷载传递和弹性变形理论,考虑锚索锚固段与自由段长度比L_b/L_a的影响,建立了采用自由段已注浆锚索抗拔试验结果评价锚索抗拔性能的方法。结果表明:自由段注浆对锚索抗拔力有较大幅度的提高,尤其是当界面剪切阶段由弹性向脱黏过渡时,提高比例快速增加,并在脱黏后逐渐趋于稳定。其次,锚索自由段与锚固段交界面处剪切位移和轴力最大,并向两端逐渐降低。随着拉拔力的提高,界面剪切位移和轴力都不断增大,同时向锚索两端的衰减速度也加快。此外,弹性阶段时剪应力曲线为山峰型,而脱黏阶段为马鞍型,并随抗拔力的提高,马鞍开口逐渐扩大。最后,锚固段与自由段长度比L_b/L_a对锚索极限抗拔力的影响较小,其极限抗拔力折减系数γ_Q取值介于0.81~0.83之间,且L_b/L_a=2.5时,γ_Q计算值仅比实测结果小6.02%,验证了本文方法的可行性。