錨桿是當代煤礦當中巷道支護的最基本的組成部分,他將巷道的圍巖加固在一起,使圍巖自身支護自身。現(xiàn)在錨桿不僅用于礦山,也用于工程技術中,對邊坡,隧道,壩體進行主體加固。錨桿作為深入地層的受拉構件,它一端與工程構筑物連接,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應力。
錨桿的基本介紹
組成錨桿必須具備幾個因素:
①一個抗拉強度高于巖土體的桿體
②桿體一端可以和巖土體緊密接觸形成摩擦(或粘結)阻力
③桿體位于巖土體外部的另一端能夠形成對巖土體的徑向阻力
錨桿作為深入地層的受拉構件,它一端與工程構筑物連接,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應力;錨固段是指水泥漿體將預應力筋與土層粘結的區(qū)域,其功能是將錨固體與土層的粘結摩擦作用增大,增加錨固體的承壓作用,將自由段的拉力傳至土體深處。
根據(jù)上述定義,給出了錨桿的基本結構。
錨桿的主要作用
① 錨桿懸吊作用:錨桿穿過軟弱、松動、不穩(wěn)定的巖土體,錨固在深盡穩(wěn)定的巖土體上,提供足夠的拉力,克服滑落巖土體的自重和下滑力,防止洞壁滑移、塌落。
② 擠壓加固作用:錨桿受力后,在周圍一定范圍內(nèi)形成壓縮區(qū)。將錨桿以適當?shù)姆绞脚帕?,使相鄰錨桿各自形成的壓縮區(qū)相互重疊形成壓縮帶。壓縮帶內(nèi)的松動地層通過錨桿加固,整體性增強,承載能力提高。
③ 組合梁(拱)作用:錨桿插入地層內(nèi)一定深度后,在錨固力作用下的地層間相互擠壓,層間摩阻力增大,內(nèi)應力和撓度大為減小,相當于將簡單疊合的數(shù)層梁(拱)變成組合梁(拱)。組合梁(拱)的抗彎剛度和強度大為提高,從而增強了地層的承載能力。錨桿提供的錨固力愈大,作用愈明顯。
④ 錨桿長度:錨桿按照設計、能有效發(fā)揮其作用時所需的總長度。按懸吊作用計算時,是錨固長度、加固長度和外露長度之和。按組合梁(拱)作用計算時,是1.2倍組合梁(拱)的高度和外露長度之和。實際取值時,還應考慮開挖輪廓線不平整而增加的附加長度。
⑤ 錨固長度:錨桿錨入穩(wěn)定地層中的長度,可按經(jīng)驗選取或按計算選取。按經(jīng)驗選取時,考慮錨固方式和錨桿直徑。按計算選取時,考慮砂漿與錨桿的粘結力和砂漿與孔壁的粘結力。
⑥ 加固長度:按沿錨桿方向所懸吊的圍巖的高度,或圍巖荷載高度,也可用聲波等測試技術測量的松動圈厚度的方法來確定。
⑦ 錨桿拉撥試驗:檢驗錨桿施工質(zhì)量、測定錨桿抗拔力的方法之一。在錨桿未被噴射混凝土覆蓋之前,用錨桿拉力計或扭力矩扳手直接進行測定。夾住錨桿后,緩慢均勻加壓,直至壓力表讀數(shù)達到與設計值相對應的數(shù)值為止,或使錨桿松動為止,一般不做破壞性試驗。在錨桿被噴射混凝土覆蓋后,用錨桿探測儀探明后,將錨桿刨出再進行測定。檢測數(shù)量按洞室每長30─50米或每300根錨桿取樣一組,每組不得少于3根,應在檢查點同一斷面內(nèi)的一排錨桿中均勻選取。
錨桿是巖土體加固的桿件體系結構。
通過錨桿桿體的縱向拉力作用,克服巖土體抗拉能力遠遠低于抗壓能力的缺點。
表面上看是限制了巖土體脫離原體。
宏觀上看是增加了巖土體的粘聚性。
從力學觀點上是主要是提高了圍巖體的粘聚力C和內(nèi)摩擦角φ。
其實質(zhì)上錨桿位于巖土體內(nèi)與巖土體形成一個新的復合體。這個復合體中的錨桿是解決圍巖體的抗拉能力低的缺點。從而使得巖土體自身的承載能力大大加強。
錨桿是當代地下開采的礦山當中巷道支護的最基本的組成部分,他將巷道的圍巖束縛在一起,使圍巖自身。
支護自身現(xiàn)在錨桿不僅用于礦山,也用于工程技術中,對邊坡,隧道,壩體等進行主動加固。