扩大头锚杆计算实例0604(1)

1、扩大头锚杆计算实例苏州市能工基础工程有限责任公司目 录1. 定义2. 设计计算 扩大头锚杆(又称钜联扩大头锚杆、JL锚杆)，是采用高压喷射原理在锚孔底部一段长度范围内对孔壁土体进行切割扩孔并置换充填水泥浆而形成一个圆柱状的扩大头，其学术名称为高压喷射扩大头锚杆。1. 定 义 受力机理分析： 普通锚杆的抗拔力来源于锚固体侧壁与土体的摩阻力，属于摩擦型锚杆。 扩大头锚杆的抗拔力由三部分组成：非扩大头部分锚固段锚固体侧壁与土体的摩阻力，扩大头侧壁与土体的摩阻力以及土体对扩大头端部的压力，属于摩擦端压型锚杆。 受力机理分析图示 锚头位移增长S试验荷载Q09232.3527621.439233.8227

2、662.4846054.5627641.529251.5627667.0446095.8764495.2346081.6227663.379275.3527690.48460108.33644132.25736131.33644123.68460108.9727687.3392104.59276120.27460146.15736168.54828168.39736159.44460142.73276119.3492136.45276152.76460183.77828211.62920211.54828197.29460181.51276158.6492cbcbaba092184276368

3、460552644736828920020406080100 120 140 160 180 200 220 240锚头位移S（mm)锚杆荷载Q（KN）位移控制锚杆的初始预应力宜为锚杆拉力设计值，以尽量减小锚杆工作状态下的围护结构变形量。（1）工程概况 以苏州市立医院东区门急诊楼基坑支护设计方案为例： 本工程位于苏州市白塔西路16号，苏州市立医院东区院内，东侧临河，南侧紧邻白塔西路 ，西侧为一期新建门急诊楼，北侧为病房楼，筏板基础。2. 设计计算 本工程分三期施工，一期为门急诊综合病房楼，二期为汽车坡道，三期为地下人防工程。 一期、三期原方案均为SMW工法桩+两道钢筋混凝土支撑。一期按原方案施

4、工，施工过程中，挖土、拆撑以及地下室施工都不方便，特别是一期拆撑时产生的粉尘与噪声，严重影响了病房楼病人。因此向业主建议三期采用可回收扩大头锚杆的支护形式。 因本工程东侧临河，第一排锚杆会伸到河里，所以东侧角撑不变；南侧锚杆打到路下边，做成可回收，如二院锚杆，已进行回收。二院南侧剖面图 西侧与已建相接，不需要围护；北侧锚杆打到病房楼下边，与常州莱蒙和张家港人防施工类似，这两处已施工结束。常州莱蒙剖面图（控保建筑处） 本工程基坑开挖范围内土层主要为填土、粘土、粉质粘土、1粉质粘土夹粉土、粉质粘土、坑底位于粉质粘土层。坑底以下土层主要为1粉土、 粉质粘土层。拟建场地浅部填土层普遍较厚，一般在3m左

5、右，局部深达4.4m。场地浅部分布有厚度较大的第1层夹带的粉土薄层、第2层粉土、粉砂层，渗透系数较大。（2）剖面计算 苏州市立医院东区门急诊楼基坑支护设计方案为例：基坑普遍深度为10.9m，局部深坑处为12.8m，原方案采用SMW工法桩+两道混凝土内支撑。现采用SMW工法桩+两道可回收扩大头锚杆（东侧第一道为角撑），深坑处采用三道可回收扩大头锚杆。9003500100018003300170080002300220027008501325015005000440010900 采用扩大头锚杆的围护结构剖面计算与采用支撑的围护结构剖面计算类似，采用北京理正或同济启明星软件进行计算。 计算模型： 以

6、理正软件为例：计算时，选取相应计算类型，填写基本信息与土层信息，支锚信息中支锚类型选择内撑，水平间距一般为桩间距的倍数。 支锚刚度根据建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）附录C C.1计算锚杆水平刚度系数，一般取15MN/m,预加力取零，材料抗力为钢绞线强度设计值面积根数。如采用6根钢绞线，则为1260 139 6=1050kN。锚杆计算支锚信息 支锚信息：支撑计算支锚信息 计算支反力结果： 第一道锚杆最大反力 第一道支撑最大反力 计算支反力结果： 第二道锚杆最大反力 第二道支撑最大反力 根据理正计算支反力即可计算每根锚杆所需提供抗拔力设计值。 如：第一道支撑支反力为390.25kN,锚

7、杆所需提供抗拔力设计值为： 390.251.25/cos25=538kN。 锚杆张拉力一般为抗拔力设计值的1.051.10倍： 本例中：538 1.05=564kN，取550kN。 锁定值宜取抗拔力设计值的0.5 0.8倍： 本例中为：550 0.6=330kN，取350kN。 国家规程对位移控制锚杆的要求为： （1）扩大头应埋置在深远的稳定地层之中； （2）扩大头应设置于较密实的砂土、粉土或强度较高压缩性较低的粘性土中； （3）锚头至扩大头应全长设置为自由段。 同时规范规定扩大头最小埋深不小于7m。因此在选择扩大头埋置土层时，本工程选择粉质粘土层，根据剖面计算结果及施工经验，第一道锚杆暂定2

8、4m，第二道锚杆暂定27.0m，钢绞线选择615.2无粘结钢绞线。 钢锚杆杆体的截面面积应按下式确定： AsKtT/fy （a） 或AsKtT/fpt （b） Kt锚杆杆体的抗拉安全系数，临时性锚杆取Kt=1.1，永久性锚杆取Kt=1.6； T 锚杆的抗拔力设计值（kN)，应按相关的结构设计规范计算； fy、fpt钢筋、钢绞线的抗拉强度设计值（kPa）。（3）锚杆杆体验算 本例中锚杆内部配置615.2无粘结钢绞线，钢绞线强度验算： 15.2钢绞线抗拔力设计值为175.14kN/根 第一道可回收预应力拉锚（水平间距2.4m）内置6根钢绞线，需要抗拔力设计值为 N=437.061.11.25/co

9、s25=663kN390.25 1.25=487kN 满足要求。129743521326ukTTTkN=+=+=/1326/1.8737ukTTKkN=cos30737cos306382.4 1.1 1.25581TkNkN176.1创129743521326ukTTTkN=+=+=/1326/1.8737ukTTKkN=cos30737cos306382.4 1.1 1.25581TkNkN176.1创 普遍区域第一道扩大头锚杆长度为26m，其中扩头段为3.0m，水平间距为2.4m，张拉值550kN，锁定值350kN；第二道扩大头锚杆长度为27m，其中扩头段为3.0m，水平间距为2.4m，张拉值650kN，锁定值400kN，与水平夹角均为25，内部均配置615.2无粘结钢绞线，如下图：8501325015005000440010900350010001800330017008000230022002700900 深坑区域第一道扩大头锚杆长度为26m，其中扩头段为3.0m，水平间距为2.4m，张拉值550kN，锁定值350kN；第二道扩大头锚杆长度为27m，其中扩头段为3.0m，水平间距为2.4m，张拉值650kN，锁定值400kN，与水平夹角均为25，内部均配置615.2无粘结钢绞线，第三