锚杆的种类及其作用

锚杆，英文“Bolt”"bolting（准确称谓）""anchor(早期称谓)"

是当代煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分,他将巷道的围岩束缚在一起,使围岩自身支护自身.

现在锚杆不仅用于矿山，也用于工程技术中，对边坡，隧道，坝体进行主动加固。

锚杆作为深入地层的受拉构件，它一端与工程构筑物连接，另一端深入地层中，整根锚杆分为自由段和锚固段，自由段时指将锚杆头处的拉力传至锚固体区域，其功能是对锚杆施加预应力；锚固段时指水泥浆体将预应力筋与土层粘结的区域，其功能是将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大，增加锚固体的承压作用，将自由段的拉力传至土体深处。

锚杆根据其使用的材料可以分为：木锚杆，钢锚杆，玻璃钢锚杆等等。

按锚固方式分为：端锚固，加长锚固和全长锚固

以下列举几个称谓的锚杆

(1)木锚杆。我国使用的木锚杆有两种，即普通木锚杆和压缩木锚杆。�

(2)钢筋或钢丝绳砂浆锚杆。以水泥砂桨作为锚杆与围岩的粘结剂。�

(3)倒楔式金属锚杆。这种锚杆曾经是使用最为广泛的锚杆形式之一。由于它加工简单，安 装方便，具有一定的锚固力，因此这种锚杆在一定范围内至今还在使用。�

(4)管缝式锚杆。是一种全长摩擦锚固式锚杆。这种锚杆具有安装简单、锚固可靠、初锚力 大、长时锚固力随围岩移动而增长等特点。�

(5)树脂锚杆。用树脂作为锚杆的粘结剂，成本较高。�

(6)快硬膨胀水泥锚杆。采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥加入外加剂而成，具有速凝 、早强、减水、膨胀等特点�

(7)双快水泥锚杆。是由成品早强水泥和双快水泥按一定比例混合而成的。具有快硬快凝、 早强的特点。�

一、管缝式锚杆工作原理和特点

管缝式锚杆是一种全长锚固，主动加固围岩的新型锚杆，它立体部分是一根纵向开缝的高强度钢管，当安装于比管径稍小的钻孔时，可立即在全长范围内对孔壁施加径向压力和阻止围岩下滑的摩擦力，加上锚杆托盘托板的承托力，从而使围岩处于三向受力状态。在爆破振动围岩锚移等情况下，后期锚固力有明显增大，当围岩发生显著位移时，锚杆并不失去其支护抗力，它比涨壳式锚杆有更好的特性。

二、管缝式锚杆主要性能和规格

1、主要技术性能

（1）初始锚固力： 3~7吨；

（2）管环拉脱荷载： 8~10吨；

（3）锚杆管抗拉断能力：12~13吨；

（4）耐腐蚀性能比A3钢高20~30％，利于长期使用。

2、规格

（1）外径（毫米）：Φ30,Φ33,Φ40，Φ43（±0.5）

（2）长度（毫米）：1200、1500、1800、2000、2500

（还可以根据客户的需要规格生产）；

（3）材质：16Mn，20 Mnsi；

管缝式锚杆现在煤矿使用比较少。

自旋锚杆

1 自旋锚杆概述自旋锚杆是螺旋锚杆的一种，如果合理使用就成为顶级锚杆。

螺旋锚杆是上世纪初期开发的软土层锚杆之一，因为这种锚杆施工简单快速被广泛应用在一些野外工程或岩土体的辅助锚固上。在长期的研究实践中，西安科技大学惠兴田教授深入分析传统螺旋锚杆并在1999年发明了一种新型的螺旋式锚杆→自旋锚杆。自旋锚杆扬弃传统螺旋锚杆的大锚叶结构，采用中空连续小旋丝结构，采用不同的施工工艺就使得自旋锚杆的应用发生了根本性变化。从而派生出一系列功能的一个全能体系。以下是各种类别自旋锚杆简述。

自攻旋进锚杆→在钻孔中自攻旋进安装不使用锚固剂就能达到70KN锚固力

创新点：不使用锚固剂的全长锚固锚杆

优点：成本低，施工速度快

缺点：安装要求钻孔精确，各项参数配合恰当。施工中难以达到要求

自攻挤压旋进锚杆→在土层中无需钻孔直接挤压旋进安装锚固力20KN/m

创新点：不钻眼，不注浆的全长锚固锚杆

优点：挤压强化土体结构使土体承载力大大提高，施工速度快，锚固及时；

缺点：钻机扭矩要求大，适应性受限，个别情况下单位锚固力小。

自旋注浆锚杆→在钻孔中安装结束后利用自旋锚杆注浆就成为具有初锚力的自旋注浆锚杆

创新点：具有初锚力且是全长锚固的注浆锚杆

优点：具有一定初锚力，适应于各种松软岩土体

缺点：注浆程序占用时间，施工环境差，速度受限制

自旋树脂锚杆→在钻孔中安装的同时自旋锚杆将树脂药卷搅拌成为具有初锚力的自旋树脂锚杆

创新点：药卷搅拌结束立即施加预应力的树脂锚杆

优点：锚固可靠，适应性广

缺点：锚杆安装需要专用钻具

自钻自锚固锚杆→在自旋锚杆中空内放入钻杆使钻眼安装一次完成是具有初锚力的自钻锚杆

创新点：钻眼安装一次完成且具有初锚力的自钻锚杆

优点：有一定的初锚力，安装快速，适应于任何岩土层

缺点：安装需要专用钻具

自旋喷浆锚杆→在土层中边喷浆边钻进安装锚注一次完成锚固力35KN/m

创新点：钻眼安装和注浆一次完成的土层锚杆

优点：适应于松散岩土体

缺点：不能用于岩体破碎带松散体

2 全能自旋锚杆图解

全能锚杆图片解释

自钻、自旋、自锚固--任何地层都适应

注浆、喷浆、旋喷浆--任何情况都有效

自旋锚杆〓普通锚杆+自钻锚杆+注浆锚杆+特种锚杆

※ 普通锚杆→自旋树脂锚杆--自旋锚固与树脂锚固剂同时作用〓锚固可靠；施工速度快30%；可施加预应力

※ 自钻锚杆→自钻自锚固锚杆--克服常规自钻锚杆的只钻不锚的缺点，钻锚一体，一次完成〓软岩土体无需注浆；

简化工序；提高功效50%

※ 注浆锚杆→自旋注浆锚杆--浆液从旋丝流动能保证旋丝间注浆饱满度，又能进入裂隙岩体〓注浆锚固效果可靠度99%

※ 特殊锚杆→自攻旋进锚杆；自旋喷浆锚杆〓软岩土体中无需钻眼；直接挤压旋进锚固；松散体中旋喷钻进安装加固和

锚固一次完成。

3 自旋锚杆体系

[编辑本段]3.1 自攻旋进锚杆

3.1.1 直接自攻旋进——自攻挤压旋进锚杆锚杆上带钻头，用钻机直接带动锚杆旋入土体中。锚杆在旋进过程中挤压杆体周围土体，使紧贴杆体周围土体参数强化。

自攻挤压旋进锚杆不同于自钻锚杆，自钻锚杆的锚固全凭后期锚固注浆，注浆对于向上的孔很难达到饱和注浆，锚固可靠性较差。自旋锚杆自身形成锚固力安装结束就完成。任何角度都能够保障锚固力相同。

自攻挤压旋进锚杆适用条件：湿陷性黄土，淤泥，松散岩土

3.1.2 孔内自攻旋进——自攻旋进锚杆在预先钻好的孔中先钻孔，用钻机带动锚杆，在转动过程中使锚杆旋丝刻入钻孔壁内起到锚固作用。

[编辑本段]3.2 自钻旋进锚杆

钻杆置于锚杆体内，边钻孔边安装锚杆。钻安一次完成，有利于保障锚固可靠性，施工速度快。

适用条件：任何地层，特别适用于松软破碎岩土体

[编辑本段]3.3 自旋注浆锚杆

预先钻孔，将自旋锚杆旋入钻孔内，安装到位后利用杆体中空注浆，一部分浆液沿旋丝充满旋丝空间，一部分浆液渗入岩体加固岩层，使得岩体旋体锚固同时岩体得到加固注浆。

适用条件：任何地层，特别适用于松软破碎岩土体

[编辑本段]3.4 自旋喷浆锚杆

在复杂土体层采用锚杆边旋进边注浆，这样旋喷钻进安装结束注浆就完成。

[编辑本段]3.5 自旋树脂锚杆

在自旋锚杆前端放入树脂锚固剂，在自旋锚杆安装过程中树脂被加压并搅拌挤压使得树脂锚固剂充满旋丝，锚固剂和旋丝共同起到锚固作用。

锚杆是当代煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分，他将巷道的围岩加固在一起，使围岩自身支护自身。锚杆不仅用于矿山，也用于工程技术中，对边坡，隧道，坝体进行主体加固。

锚杆作为深入地层的受拉构件，它一端与工程构筑物连接，另一端深入地层中，整根锚杆分为自由段和锚固段，自由段是指将锚杆头处的拉力传至锚固体的区域，其功能是对锚杆施加预应力。

锚杆运用

自1912年，德国谢列兹矿最先采用锚杆支护井下巷道以来，锚杆支护以其结构简单，施工方便、成本低和对工程适应性强等特点，在土木工程（包括采矿工程）中得到了广泛应用。如我国的世纪工程———三峡工程，其大坝施工中使用了大量锚杆（索）维护开挖的边坡、岩壁。

又如我国煤矿开采中，每年新掘的锚喷支护的井巷工程长达2000 km。但是，锚杆支护作用理论的研究落后于其工程应用是不争的事实，使得锚杆支护设计中，还多采用技术要求低、成本低和管理容易的工程类比的经验方法。

锚杆类型

1、全长粘结型锚杆：普通水泥砂浆锚杆、早强水泥砂浆锚杆、树脂卷锚杆、水泥卷锚杆。

2、端头锚固型锚杆：机械锚固锚杆、树脂锚固锚杆快硬水泥、卷锚固锚杆。

3、摩擦型锚杆：缝管锚杆、楔管锚杆、水胀锚杆。

以上内容参考 百度百科-锚杆

以上内容参考 百度百科-锚杆支护

重力式海上风电基础因其结构简单，稳定性好，可靠性高，是目前海上风电机组主要的基础形式之一，传统重力式海上风电基础由于仅靠自身及填料重量抵抗外荷载，基础体积及重量随水深加大增加较快，导致其经济适用水深有所限制。锚杆重力式基础结合了重力式基础及锚杆受力体系的优点，利用锚杆对重力式基础施加预压力，能有效控制重力式基础尺度，扩大其适用范围。

技术实现要素：

针对上述现有技术的缺点或不足，本申请要解决的技术问题是提供一种锚杆重力式海上风电基础及其施工方法。

为解决上述技术问题，本申请通过以下技术方案来实现：

本申请提出了一种锚杆重力式海上风电基础，包括：中央钢筋混凝土筒、压载隔舱结构、锚杆系统以及可拆卸的锚杆施工平台；所述压载隔舱结构套设在所述中央钢筋混凝土筒的底部，且所述压载隔舱结构上预留有锚杆孔；所述锚杆施工平台通过所述中央钢筋混凝土筒顶部及筒壁上的预埋件支撑固定，且所述锚杆施工平台上预制有定位孔，其中，所述定位孔用于架设锚杆系统及锚杆的定位安装。

进一步地，上述的锚杆重力式海上风电基础，其中，所述锚杆系统包括：锚杆束、套管以及锚杆钻机，所述锚杆钻机设置在所述锚杆施工平台上，所述套管穿过所述定位孔和所述锚杆孔设置；所述锚杆束借助所述套管穿过所述定位孔，伸入所述锚杆孔并插入海平面以下设置，所述锚杆束与周围土体采用灌浆连接，注浆强度达到后，将套管抽离。

进一步地，上述的锚杆重力式海上风电基础，其中，所述压载隔舱结构包括：内环隔舱板、外环隔舱板、底板以及多个径向隔舱板，其中，所述内环隔仓板、所述外环隔舱板依次环向设置在所述中央钢筋混凝土筒的外侧；其中，多个所述径向隔舱板沿周向设置在所述中央钢筋混凝土筒外并将所述中央钢筋混凝土筒、所述内环隔仓板以及所述外环隔仓板连接；所述底板则设置在所述径向隔仓板、所述内环隔仓板以及所述外环隔舱板的底部。

2米。被动网底座锚杆常规的都是2米的16mm钢丝绳锚杆，一般被动防护网图纸上的锚杆都是这种。锚杆是边坡防护网非常重要的组成部分，锚杆分为上部锚杆与下部锚杆，国标产品一般采用多股16mm的钢丝绳。

锚杆作为深入地层的受拉构件，它一端与工程构筑物连接，另一端深入地层中，整根锚杆分为自由段和锚固段，自由段时指将锚杆头处的拉力传至锚固体区域，其功能是对锚杆施加预应力；锚固段时指水泥浆体将预应力筋与土层粘结的区域，其功能是将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大，增加锚固体的承压作用，将自由段的拉力传至土体深处。 锚杆根据其使用的材料可以分为：木锚杆，钢锚杆，玻璃钢锚杆等等。 按锚固方式分为：端锚固，加长锚固和全长锚固 以下列举几个称谓的锚杆 (1)木锚杆。我国使用的木锚杆有两种，即普通木锚杆和压缩木锚杆。� (2)钢筋或钢丝绳砂浆锚杆。以水泥砂桨作为锚杆与围岩的粘结剂。� (3)倒楔式金属锚杆。这种锚杆曾经是使用最为广泛的锚杆形式之一。由于它加工简单，安 装方便，具有一定的锚固力，因此这种锚杆在一定范围内至今还在使用。� (4)管缝式锚杆。是一种全长摩擦锚固式锚杆。这种锚杆具有安装简单、锚固可靠、初锚力 大、长时锚固力随围岩移动而增长等特点。� (5)树脂锚杆。用树脂作为锚杆的粘结剂，成本较高。� (6)快硬膨胀水泥锚杆。采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥加入外加剂而成，具有速凝 、早强、减水、膨胀等特点� (7)双快水泥锚杆。是由成品早强水泥和双快水泥按一定比例混合而成的。具有快硬快凝、 早强的特点。� 一、管缝式锚杆工作原理和特点 管缝式锚杆是一种全长锚固，主动加固围岩的新型锚杆，它立体部分是一根纵向开缝的高强度钢管，当安装于比管径稍小的钻孔时，可立即在全长范围内对孔壁施加径向压力和阻止围岩下滑的摩擦力，加上锚杆托盘托板的承托力，从而使围岩处于三向受力状态。在爆破振动围岩锚移等情况下，后期锚固力有明显增大，当围岩发生显著位移时，锚杆并不失去其支护抗力，它比涨壳式锚杆有更好的特性。 二、管缝式锚杆主要性能和规格 1、主要技术性能 （1）初始锚固力： 3~7吨； （2）管环拉脱荷载： 8~10吨； （3）锚杆管抗拉断能力：12~13吨； （4）耐腐蚀性能比A3钢高20~30％，利于长期使用。 2、规格 （1）外径（毫米）：Φ30,Φ33,Φ40，Φ43（±0.5） （2）长度（毫米）：1200、1500、1800、2000、2500 （还可以根据客户的需要规格生产）； （3）材质：16Mn，20 Mnsi； 管缝式锚杆现在煤矿使用比较少。 锚杆框架防护 1、锚杆孔测量放线 边坡施工要求边挖边加固，即开挖一级，防护一级，不得一次开挖到底。按设计立面图要求，将锚杆孔位置准确测量放线在坡面上，孔位误差不得超过±50mm。竖肋的具体长度可根据实际边坡高度确定，但锚杆的位置须按等分坡面的长度进行放样，其间距可适当调整。如遇既有刷方坡面不平顺或特殊困难场地时，需经设计监理单位认可，在确保坡体稳定和结构安全的前提下，适当放宽定位精度或调整锚孔定位。 2、钻孔设备 钻孔机具的选择，根据锚固地层的类别、锚杆孔径、锚杆深度、以及施工场地条件等来选择钻孔设备。岩层中采用QZB-100B潜孔冲击成孔；在岩层破碎或松软饱水等易于塌缩孔和卡钻埋钻的地层中采用跟管钻进技术。 3、钻机就位 利用φ50mm脚手架杆搭设平台，平台用锚杆与坡面固定，钻机用三脚支架提升到平台上。锚杆孔钻进施工，搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架，根据坡面测放孔位，准确安装固定钻机，并严格认真进行机位调整，确保锚杆孔开钻就位纵横误差不得超过±50mm，高程误差不得超过±100mm，钻孔倾角和方向符合设计要求，倾角允许误差位±1.0°，方位允许误差±2.0°。锚杆与水平面的交角z不大于45°，一般在15°～20°之间。 4、钻进方式 钻孔要求干钻，禁止采用水钻，以确保锚杆施工不至于恶化边坡岩体的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。钻孔速度根据使用钻机性能和锚固地层严格控制，防止钻孔扭曲和变径，造成下锚困难或其它意外事故。 5、钻进过程 钻进过程中对每个孔的地层变化，钻进状态（钻压、钻速）、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录。如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时，须立即停钻，及时进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.1～0.2MPa），待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。 6、孔径孔深 钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值。为确保锚杆孔直径，要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径。为确保锚杆孔深度，要求实际钻孔深度大于设计深度0.2m以上。 7、锚杆孔清理 钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻1～2分钟，防止孔底尖灭、达不到设计孔径。钻孔孔壁不得有沉碴及水体粘滞，必须清理干净，在钻孔完成后，使用高压空气（风压0.2～0.4MPa）将孔内岩粉及水体全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。除相对坚硬完整之岩体锚固外，不得采用高压水冲洗。若遇锚孔中有承压水流出，待水压、水量变小后方可下安锚筋与注浆，必要时在周围适当部位设置排水孔处理。如果设计要求处理锚孔内部积聚水体，一般采用灌浆封堵二次钻进等方法处理。 8、锚杆孔检验 锚杆孔钻造结束后，须经现场监理检验合格后，方可进行下道工序。孔径、孔深检查一般采用设计孔径、钻头和标准钻杆在现场监理旁站的条件下验孔，要求验孔过程中钻头平顺推进，不产生冲击或抖动，钻具验送长度满足设计锚杆孔深度，退钻要求顺畅，用高压风吹验不存明显飞溅尘碴及水体现象。同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位，全部锚孔施工分项工作合格后，即可认为锚孔钻造检验合格。 9、锚杆体制作及安装 预应力锚杆杆体采用φ25螺纹钢筋，沿锚杆轴线方向每隔2.0m设置一个对中器(定位支架)，以保证锚杆有足够地保护层。锚筋尾端防腐采用刷漆、涂油等防腐措施处理。施工时，若锚杆与地梁钢筋、箍筋相干扰，可局部调整钢筋、箍筋地间距，竖、横主筋交叉点必须绑扎牢固。 安装前，要确保每根钢筋顺直，除锈、除油污，安装锚杆体前再次认真核对锚孔编号，确认无误后再用高压风吹孔，人工缓缓将锚杆体放入孔内，用钢尺量出孔外露出的钢杆长度，计算孔内锚杆长度（误差控制在±50mm范围内），确保锚固长度。 10、锚固注浆 注浆采用二次高压劈裂注浆。一次常压注浆作业从孔底开始，实际注浆量一般要大于理论的注浆量，或以锚具排气孔不再排气且孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。如一次注不满或注浆后产生沉降，要补充注浆，直至注满为止。注浆压力不低于2.5MPa。注浆材料宜选用水灰比0.45～0.5、灰砂比为1：1的水泥砂浆， 30#水泥砂浆。 二次注浆在一次注浆形成的水泥结石体强度达到5.0MPa分段依次由下至上进行，注浆压力、注浆数量和注浆时间根据锚固体的体积及锚固地层情况确定。注浆结束后，将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净，同时做好注浆记录。 11、框架制作 框架采用C25砼浇筑，框架嵌入坡面20cm，用人工开挖，石质地段使用风镐开凿，超挖部分采用C25砼调整至设计坡面。框架外露坡面20cm，采用于回填种植土植草。横梁、竖肋基础先采用5cm水泥砂浆调平，再进行钢筋制作安装，钢筋接头需错开，同一截面钢筋接头数不得超过钢筋总根数的1/2，且有焊接接头的截面之间的距离不得小于1m。因锚杆无预应力，锚杆尾部不需外露、不需加工丝口、不用螺帽和砼锚头封块，只需将锚杆尾部与竖梁钢筋相焊接成一整体，若锚杆与箍筋相干扰可局部调整箍筋的间距。模板采用小块钢模板，用短锚杆固定在坡面上，砼浇注时，尤其在锚孔周围，钢筋较密集，一定要仔细振捣，保证质量。框架分片施工，两相邻框架接触处留2cm宽伸缩缝，用浸沥青木板填塞。 12、框格内铺砌 框格内采用培土植草防护形式，将下部土体捶实平整，在框架内培土植草皮。种植草皮的坡面比设计坡面低5cm，采用木桩将草皮固定，并及时洒水，保证草皮的成活率。 锚杆砼框架植物防护施工质量控制标准 序号 项 目 允 许 偏 差 检 验 数 量 检验方法 范围 频率 1 植物成活率 10% 每400m2 3 条 带 植草：尺量，计面积； 植株：点数，统计计算 2 锚 杆 抗拔力（KN） 拔力平均值≥ 设计值 最小拔力≥0.9设计值 抽查1%,且不少于3根 抗拔力试验 3 孔深 ±50mm 抽查10% 尺量 4 间距 ±100mm 抽查10% 尺量 5 长度 ±50mm 抽查10% 尺量 6 框 架 坡顶高程 -30mm 每坡长20m 3 水准仪测 7 断面尺寸 ±20mm 每坡长20m 3 尺量 8 垫层厚度 -20mm 9 截 排 水 沟 宽度 +50mm -20mm 每坡长20m 3 10 深度 +100mm -20mm 11 铺砌厚度 -10%设计厚度 12 表面平整度 浆砌片石30mm 混凝土15mm 每护坡长20m 5 2m长直尺与钢尺量