锚杆的作用及其设计

↑ 混凝土抗拔锚杆

1、锚杆悬吊作用：锚杆穿过软弱、松动、不稳定的岩土体，锚固在深尽稳定的岩土体上，提供足够的拉力，克服滑落岩土体的自重和下滑力，防止洞壁滑移、塌落。

2、挤压加固作用：锚杆受力后，在周围一定范围内形成压缩区。将锚杆片适当的方式排列，使相邻锚杆各自形成的压缩区相互重叠形成压缩带。压缩带内的松动地层通过锚杆加固，整体性增强，承载能力提高。

3、组合梁(拱)作用：锚杆插入地层内一定深度后，在锚固力作用下的地层间相互挤压，层间摩阻力增大，内应力和挠度大为减小，相当于将简单叠合的数层梁(拱)变成组合梁(拱)。组合梁(拱)的抗弯刚度和强度大为提高，从而增强了地层的承载能力。锚杆提供的锚固力愈大，作用愈明显。

4、锚杆长度：锚杆按照设计、能有效发挥其作用时所需的总长度。按悬吊作用计算时，是锚固长度、加固长度和外露长度之和。按组合梁(拱)作用计算时，是1.2倍组合梁(拱)的高度和外露长度之和。实际取值时，还应考虑开挖轮廓线不平整而增加的附加长度。

5、锚固长度：锚杆锚入稳定地层中的长度，可按经验选取或按计算选取。按经验选取时，考虑锚固方式和锚杆直径。按计算选取时，考虑砂浆与锚杆的粘结力和砂浆与孔壁的粘结力。

6、加固长度：按沿锚杆方向所悬吊的危岩的高度，或围岩荷载高度，也可用声波等测试技术测量的松动圈厚度的方法来确定。

7、锚杆拉拨试验：检验锚杆施工质量、测定锚杆抗拔力的方法之一。在锚杆未被喷射混凝土覆盖之前，用锚杆拉力计或扭力矩扳手直接进行测定。夹住锚杆后，缓慢均匀加压，直至压力表读数达到与设计值相对应的数值为止，或使锚杆松动为止，一般不做破坏性试验。在锚杆被喷射混凝土覆盖后，用锚杆探测仪探明后，将锚杆刨出再进行测定。检测数量按洞室每长30一50米或每300根锚杆取样一组，每组不得少于3根，应在检查点同一断面内的一排锚杆中均匀选取。

8、预应力锚索：利用高强度钢丝束作为杆体，施工时对其施加预应力，最大锚固深度可达100米。具有：承载拱作用--对大跨度地下工程的顶拱提供均匀的压应力区，以形成较大范围的承载圈;悬吊作用--加固可能塌落的不稳定块体，防止被节理、裂隙切割的大体积危岩塌落;对离边墙被切割岩块的软弱面提供附加正应力，以增强其抗滑力。常见形式有涨壳式钢绞线预应力锚索和砂浆粘结式内锚头预应力锚索。

9、涨壳式钢绞线预应力锚索：主要由机械涨壳式内锚头、锚杆体(钢绞线索)、星形锚具外锚头以及灌注的粘结材料组成。利用涨壳内锚头对钻孔岩壁自行锚固、愈拉愈紧的特性，采用千斤顶对钢绞线提供设计的预拉力，然而锁定外锚头，从而向围岩提供法向预应力。具有施工工序紧凑、安装方便迅速、能立即发挥作用的特点。适用于类围岩，尤其是大跨度、高边墙、高边坡的抢修和加固。

10、砂浆粘结式内锚头预应力锚索：内锚头采用粘结式水泥砂浆制成，利用第一次灌浆形成的水泥砂浆内锚头与孔壁的粘结力，采用千斤顶对钢绞线提供的设计预拉应力，然后锁定外锚头，从而向围岩提供法向预应力。施工工艺较复杂、工期长，不能立即对围岩产生支护力。