锚固复习 问答 重要

岩土锚固的力学作用？抵抗竖向位移抵抗竖向位移:坑、洼、箱式结构：水库、地下车库、船坞等地当下水位较高时存在结构抗浮问题。传统抗浮措施：配重、加大结构、抗浮桩。锚杆抗浮：减小结构体积、主动控制位移、造价低。抵抗倾倒：结构物的倾倒主要是受外载作用产生正弯距。传统方法：增加自重或刚度控制地下洞室围岩变形和防止塌落：传统方法：木、钢支撑或混凝土衬砌。锚固技术：主动加固、提高围岩强度、保证三轴应力状态。阻止地层的剪切破坏：传统方法：大量削坡，直至达到稳定的边坡角；或设置桩墙支挡结构。锚固技术：采用预应力锚杆加固边坡，提高潜在滑移面的抗剪强度。抵抗结构物基底的水平位移预加固地基：消除可压缩地基的差异变形。锚固技术的分类？按应用对象分类：岩石锚固、岩土锚固、海洋锚固。按施加预应力分类：预应力锚固----巨型锚固：锚固力大于800t；大型锚固：锚固力300~800t；中型锚固：锚固力100-300t；小型锚固：锚固力100to非预应力锚固按锚固机理分类：粘结型锚固、摩擦型锚固、端头锚固、型混合型。按锚固体传力形式：压力型锚固、拉力型锚固、压力分散型锚固。按锚固体形态：圆柱型、端头扩大型、连续球体型。什么是群锚效应？设计与施工中如何控制群锚效应的发生？锚杆群中各锚杆的荷载分布是不均匀的，锚杆群得承载效率总是低于单根锚杆的承载效率。多根锚杆在地层中发挥锚固作用，锚杆群总的抗拔力小于单个锚杆抗拔力和的现象。在施工中为了避免群锚效应，必须限制锚杆的最小间距，使用不同长度和倾角的锚杆锚杆支护的作用机理、设计理论：作用机理：通过可以确定力的方向大小的锚固受拉杆件，将被加固的岩土体或建筑结构体与相对稳定的岩土体锚在一起，以达到限制被加固岩土体有害变形的目的。保护围岩、边坡、建筑物结构体的稳定。设计理论：①设计锚杆时，根据调査结果，充分考虑与其使用目的相适应的安全、经济与可操作性。②确保被锚固的结构物或构建物受载荷作用时有一定安全度，不产生有害变形。③成熟的实验资料及工程经验。基本的锚杆实验。④特殊情况下，特殊使用目的(水中锚杆)必须充分调査研究并获得实验结果，再设计。锚杆杆体材料的基本要求：锚杆杆体可以使用各种钢筋、高强钢丝、钢绞线、中空螺纹钢管等钢材来制作，岩土锚固工程对锚杆杆体有如下要求：①强度高：在锚杆张拉和使用过程中，由于地层的徐变、预应力筋松弛等原因可引起多项预应力损失，锚杆锁定后在预应力筋中所建立的预应力会产生较大的损失，起不到预应力作用。实践证明，钢材强度越高，预应力损失率越小，效果越好。②较好的塑性和良好的加工性能：由于锚杆要在相当长的时间内保持预应力，最理想的是在保持高强度的同时也具有较少量的松弛损失，即具有良好的能量吸收能力，以适应岩土体的变形，要求预应力筋具有足够的塑性性能；在施工过程中，预应力筋不可避免地会产生弯曲，在锚具中会受到较高的局部应力，要求钢材满足一定的拉断伸长率和弯折次数的规定。③对腐蚀不敏感，特别是对应力腐蚀。锚杆杆体埋入岩土体中，有时工作环境非常恶劣，对腐蚀引起的危害应引起极大的关注，尤其是对永久性锚杆。④几何尺寸误差小，便于控制预加应力。⑤钢绞线要求伸直性好，便于穿索，有利施工，在不绑扎的情况下切断应不易松散。预应力锚杆与非预应力锚杆的差异？预应力锚杆:及时提供支护抗力，使岩土体处于三轴应力状态；控制地层与结构物变形的能力强；形成压缩区，有利于地层稳定；提高滑移面或弱结构面的抗剪强度；张拉工序可以检验锚杆承载力，施工质量易保证；施工工艺复杂非预应力锚杆:安装后岩土体位移后才被动发挥作用；控制地层与结构物变形的能力差；难于形成压缩区；仅靠杆体自身强度发挥其抗拉抗剪强度；缺乏检验锚杆施工质量与承载力的有效方法；施工工艺简单拉力型锚杆与压力型锚杆的比较：拉力型锚杆:杆体处于拉力状态；锚固段灌浆体受拉状态；荷载依赖杆体与灌浆体接触界面上剪应力由顶端向底端传递；锚固段灌浆体易出现张拉裂缝；防腐性能差；荷载作用下应变大；临时性工程；施工工艺简单；造价相对较低压力型锚杆:杆体处于拉力状态；锚固段灌浆体受压状态；杆体与灌浆体隔离，荷载直接传到底端，由底端向顶端传递；锚固段灌浆体不易开裂，防腐性能好；荷载作用下应变小；永久性工程；施工工艺复杂；造价略高锚杆设计的一般原则(要求)？在调查、试验及研究的基础上，充分考虑与其使用目的相适应的安全性、经济性和施工的可行性。确保被锚固结构物和邻近结构物的安全，位移可控制在适当范围。永久性锚杆的使用年限应与所服务的建筑物使用年限相同，防腐等级也应达到相应要求。一般均应进行基本试验。使用期2年以上按永久性锚杆进行设计。永久性锚杆的锚固段不应设置在下列地层：有机质、淤泥质土；液限大于50%的的土层；相对密度小于0.3的土层。锚杆的配置包括哪些内容？锚杆层数与标高：支护结构刚度与锚杆承受的荷载；结构物受力的最佳支撑点；地层条件(锚固体所处位置);方便施工;地下障碍物;首层锚杆位置宜在地下45m。锚杆水平间距：支护结构刚度、承受的荷载与锚杆极限承载力；一般在1・5〜4・0m,并与支护桩间距协调；考虑群锚效应。锚杆倾角：锚杆作用力方向与锚杆轴线方向一致最有利;考虑邻近状况;锚固体地层位置;施工方法;对基坑工程而言,倾角过大会产生较大垂直分力,水平力减小;一般锚杆按小于450倾角设计,最好在130〜350范围;注意锚杆倾角在-100〜100范围,灌浆材料硬化时产生的残余浆渣及灌浆料的泛浆会影响锚杆承载力。10・锚杆的施工工序主要有哪些？机械材料进场---钻机对位---钻孔---杆体插入---一次注浆--二次注浆---养护---张拉--锁定11・二次注浆的作用？二次注浆,浆液冲破第一次注浆体,向锚固体与土体的接触面之间扩散,使锚固体直径扩大,增加径向压力。由于挤压作用,使锚固体周围的土受到压缩,空隙比减小,含水量减小,也提高了土的内摩擦角。因此,二次灌浆可显著提高土层锚杆的承载能力。12・工程降水的目的及意义：保证地下结构的安全施工(干槽作业)防止工程事故：流砂、管涌、坑底失稳提高边坡的稳定性减少板桩和支撑的压力改善基坑和填土的砂土特性6） 工程降水不当引起的工程事故的比例很大13.工程中常用的降水措施及其适用条件：1） 明排法：不易产生流砂、流土、管涌和塌陷等现象的粘性土、砂土和碎石土；基坑地下水位超过基础底板标高不大于2・0m；渗透系数小于0・5m/d,降水深度小于2・0m；单独使用或联合使用。2） 井点法降水： 轻型井点法，K=0・1〜80m/d；单级：小于6m；二级：6〜9m。喷射井点法，土层渗透系数K=0・1〜80m/d；降水深度大于6m,最大可达20m。电渗井点法，饱和粘土，特别是淤泥、淤泥质粘土；配合轻型井点和喷射井点；渗透系数K小于0・1m/d。3） 引渗法：当含水层的下层水位低于上层水位，上层含水层的重力水可通过钻孔渗入到下部含水层，其混合水位满足降水要求时，可采用引渗自降；通过井孔抽水，使上层含水层的重力水通过井孔引导渗入下部含水层，使其混合水位满足降水要求时，可采用引渗抽降；当采用引渗井降水时，应注意防止有害水质污染下部含水层。4） 管井法：井点不易解决的含水层颗粒较粗的粗砂—卵石层，渗透系数大、水量大，降深8—20m,潜水或承压水；含水层厚度大于5m；基岩裂隙和溶洞含水层，厚度可小于5m；渗透系数大于1・0m/d。5） 大口径井降水：第四纪含水层，地下水补给丰富、渗透系数大的砂土和碎石土；

地下水埋藏在15m以内，含水层厚度大于3m,施工条件允许可大于15m。6） 辐射井降水：粘性土、砂土和碎石土；降水范围大或地面施工困难；降水深度大于4m—20m14・工程降水对邻近建筑物得影响及其预防措施：影响：若工程降水不当，地下水位过高容易引起潜蚀、流砂、管涌、突涌，对其邻近建筑物的稳定性存在巨大危险隐患。预防措施：1）降水前认真做好调查2）合理使用井点（减少细颗粒流失，减缓降水漏斗坡度，合理控制井点）3）人工降低水力坡度4）地下连续墙截水，加固土体5）设置反滤层、回灌系统，隔水帷幄等方法6）冻结法的应用。15・降水工程设计：井身结构设计；I、井点要求；井孔直径：不小于300mm。孔深：比滤管低0・5〜1・0m。填砾：中粗砂，地面下1・0m用粘土封孔。连接：真空度大于55kPa。II、管井要求；井管直径：内径不小于200mm,大于水泵外径50mm。沉砂管长度：大于3・0m。填砾：级配良好。16・井点降水成孔方法：射水法、钻孔法、冲击法。洗井：压水、压气。管井降水成孔方法：正反循环、冲击法。洗井：抽水法、气举法。17・井点法降水的原理、计算方法与设计内容？原理：通过集水管用真空泵抽至集水箱，然后用离心泵排出。18・单支撑（锚杆）挡土桩的计算和设计？计算步骤：1）假定锚固处无位移，依据锚固点力矩平衡原则，求桩插入深度。2）假定基坑开挖面以下深度内桩无位移，依据基底点力矩平衡原则，求锚固力。3）计算剪力为零点处的弯矩，求得最大弯矩。19・等值梁法的基本原理：单支撑挡墙下端可能是弹性嵌固（铰结）或固定两种情况，即可将支挡桩按：一端弹性嵌固、一端简支梁来研究。挡墙两侧分别作用主动和被动土压力。在弯矩图中，若能确定弯矩为零点的位置，则可以在弯矩为零处将梁断开，以简支的方式计算。可以发现所得的该梁段的弯矩图和整梁计算时的弯矩图相似，则此段梁即为该整梁在该段的等值梁。二分之一分担法计算多点支撑内力的原理：二分之一分担法是多层锚杆(支撑)支护结构设计计算方法之一，其主要原理是以Terzaghi和Peck修正土压力分布为前提，将上下各层锚杆(支撑)间按等距离分割，设定每层锚杆(支撑)承担与其相邻的两个半跨的土压力荷载值，该方法计算结果与实际工程出入较大，一般用于初步估算。M值法：对于多道支撑或多道锚杆支护结构，采用基床系数法“m”法进行计算。采用结构力学中的位移法求解支撑及锚杆内力。坑底以上的挡墙部分，采用一般结构力学方法计算内力。对于坑底以下的如土部分计算，在求得支撑力后，同样采用“m”法进行计算。土钉与土层锚杆的主要区别？长度：土钉长度比较短，多在3—12m；土层锚杆比较长，多在15—45m。直径：土钉直径小，70—120mm；土层锚杆直径小，多为110—160m。设置密度：土钉密度大，某一土钉破坏对整个土钉墙影响不大；土层锚杆密度小每根锚杆均是重要受力杆件。预加应力：土钉一般必须要加预应力；土层锚杆通常施加预应力。支护系统：土钉面层为柔性结构；土层锚杆为刚性桩体。适用地层：土钉在软弱和松散土层中施工困难；土层锚杆适用几乎所有地层。土钉墙(b)、桩-锚结构挡墙(c)和加筋土墙(a)面板上土压力分布特征？复合土钉支护的主要形式？防渗帷幕+土钉支护：对于地下水位较高、土层软弱地层中应用土钉支护所遇到的问题可用增加防渗帷幕方法加以解决。微型桩+土钉支护：当地层松软但地下水位很低或地层透水性很小时，可不设防渗帷幕，但可用微型桩(用钢管、树根桩、木桩等)组成超前支护。微型桩的作用可防止开挖过程中局部坍塌，也有利阻止基坑底部隆起。超前支护+预应力锚杆+土钉支护：土钉支护一般水平位移偏大，当周边环境对位移有较高要求时，可根据需求将一、二排土钉按预应力土层锚杆要求施工，并施加预应力，以减少水平位移量。桩-锚结构+土钉支护：当基坑开挖深度很深时，往往浅层部分采用复合土钉支护，深层部分采用桩锚结构。该形式既可提高基坑支护安全等级，又最大限度节省造价。桩-撑结构+土钉支护：在浅层地层土性较好，而下层地层为深厚的淤泥地层。在浅部土性较好的地层中采用土钉支护，而深层采用排桩+支撑的形式土钉支护基坑边坡变形-破坏特征？1） 第一阶段：从基坑开挖到第一条裂缝产生。第一条裂缝是指土体与超前支护的水泥土搅拌桩等之间的裂缝。2） 第二阶段：即第二组地表裂缝产生。当基坑开挖至坑底或在施作最下排土钉时，在距离坑边坡3-5m处往往会产生平行于基坑边沿的微细裂缝，裂缝宽度3-10mm,深度500-1000mm。该裂缝的位置与45°+9/2的滑移面与地表面的交线位置一致。3） 第三阶段：产生于土钉末端的地表裂缝。如果设计安全度偏低，土钉长度不足，且施工中注浆质量得不到保证，产生裂缝的可能性大。该裂缝的位置与土钉端部位置十分一致，表明：由土体、土钉及注浆体形成的加筋复合土体在自重应力作用下产生整体向下、向外滑移的趋势。4） 第四阶段：产生于土钉末端部的裂缝进一步加宽，且裂缝的两侧土体出现高差，同时基坑底部土体产生岭状隆起，表明：产生于土钉末端部的裂缝往深层发展，并于基坑底部的隆起连通，形成了贯通的滑移面。土钉支护的设计内容和设计原则？内容：①土钉支护结构的形式设计，平面、剖面尺寸分段高度②土钉布置方式和间距③土钉的直径、长度及倾角设计、空间展布方向④确定钢筋的类型、直径及构造⑤土钉抗拉承载力验算⑥喷射混凝土面板及坡顶防护设计⑦土钉内部及整体稳定性验算⑧施工图设计及说明⑨施工与检测质量控制。原则：1、适用开挖深度小于15m的基坑及边坡工程，一般为6〜12m,坡度70°〜90°；2、 钉长一般不超过开挖深度，注浆型0・5~1・0H,打入型0・5~0・6H3、 土钉均匀布置，间距1~2m,倾角5°〜20°；4、 注浆型土钉，直径76~150mm（国外），100~200mm国内；5、 土钉2级以上螺纹钢，直径916〜932，常用925；6、 分层开挖，其高度由土钉间距确定，并保证开挖深度直立不破坏；7、 面层厚度常用100mm,面板配筋96〜98,C20。变形控制：粘土＜0・3%；粉土＜0・5%。27・土钉墙的基本组成及土钉的作用机理：基本组成：土钉墙是由被加固土体、锚固于土体的土钉群和面板组成，形成类似于重力式的挡土墙，以此来抵抗来自于土体后的土压力或其它的附载，而保持土体的稳定。作用机理：1、土钉对复合土体的箍束骨架作用（由于土钉自身的强度和刚度，以及土钉在土体内高密度的空间分布，形成复合土体的骨架，使复合土体形成一个整体，骨架有约束土体变形的作用）；2、 土钉对复合土体的荷载分担作用（土钉荷载分担比例的影响因素：钉土相对刚度比、土钉所处的空间位置及复合土体的应力水平等）；3、 土钉起到应力传递与扩散的作用（降低应力集中的程度）；4、 坡面变形的约束作用（土钉墙坡面上设置的与土钉相连的钢筋混凝土喷射面板是发挥土钉有效作用的重要组成部分，起到约束坡面变形的作用）。28・土钉墙与加筋土挡墙的异同点分析：相似点：1）两者都不对加筋体施加预应力，只有土体发生微小位移后才能发挥作用。2） 、加筋体抗拔力都是由（加筋体与土之间）界面摩阻力提供的，它们承受着其后外部土体的推力。类似挡土墙的作用3） 、面层较薄，不受力，在支挡结构的整体稳定中不起主要作用。不同点：1）、施工顺序不同：土钉墙由上到下，加筋挡土墙由下到上。2）、土钉墙：原位加筋技术，无法选择土性体质，改良天然土质。加筋挡土墙：可选择土种类，可挖制土的工程性质。3）、传力方式不同：土钉墙；注浆技术，使加筋体和其周围土层粘结，荷载通过浆体传入土体。加筋土挡墙；加筋体与土层界面之间直接产生摩擦力。4）、空间布置不同：土钉墙：水平或倾斜。加筋土挡墙；水平。土钉墙与土层锚杆的异同点分析：1）、受力状态不同：土层锚杆；施加预应力能够理想的防止结构发生各种位移。土钉墙；不加预应力，只有发生微小位移才发挥作用。2）、应力分布不同：土层锚杆；锚固段受力，自由段传力。土钉墙；全长受力。3）、安装精度不同：土层锚杆；密度小，每个杆件都是重要的受力部件。土钉墙；密度大，以相互作用形成整体作用，安装精度要求不高。4）、结构不同：土层锚杆；锚杆较长，直径大，所需设备大，常用于大型支挡。土钉墙；长度较短（2〜12M）所需设备也较为灵便。5）、板面不同：土层锚杆；挡墙承受荷载很大，需锚头牢固及专门承载板。土钉墙；面板承担荷载小，无须专门承载板。锚杆的施工工艺及简单的流程边坡的极限平衡分析方法？平面滑裂面假设：滑裂面为平面刚体滑动假设：破坏土楔为刚体滑动楔体在两个平面上处于极限平衡状态郎肯主动土压力偏大，郎肯被动土压小力偏小。挡土墙支护形式的基本类型？1） 按结构形式：重力式；悬臂式；扶臂式；锚杆式；加筋土挡墙。2） 按建筑材料分：砖砌；块石；素混凝土；钢筋混凝土。桩支护形式：密排桩、密排桩+高压旋喷桩、密排桩+化学注浆桩、钢板桩、双排桩、连续拱灌注桩、工字钢+横插板。支挡结构的主要破坏形式：非重力式支挡结构破坏形式：包括强度破坏和稳定性破坏。强度破坏：①拉锚破坏或支撑压曲；过多的增加了地面荷载引起的附加荷载，或土压力过来、计算失误，引起拉杆断裂，或锚固部分失效、腰梁破坏，或内部支撑断面过小受压失稳。为此需计算拉锚承受的拉力或支撑荷载，正确选择其截面或锚固体。支护墙底部走动；当支护墙底部入土深度不够，或由于挖土超深、书的冲刷等原因都可能产生这种破坏。为此需正确计算支护结构的入土深度。支护墙的平面变形过大或弯曲破坏；支护墙的截面过小、对土压力估算不准确、墙后无意地增加大量地面荷载或土超深等都可能引起这只能够破坏。为此需正确计算其承受的最大弯矩值，以此验算支护墙的截面。平面变形过大会引起墙后地面过大的沉降，也会给周围附近的建筑物、道路、管线等造成损害，在城市中心建筑物和公共设施集中地区施工，这方面的控制十分重要。稳定破坏：①墙后土体整体性滑动失稳；如拉锚的长度不够，软粘土发生圆弧滑动，会引起支护结构的整体失稳。为此需要验算是否可能发生这种整体失稳。坑底隆起：在软粘土地区，如挖土深度大，可能由于挖土处卸载过多，在墙后土重及地面荷载作用下引起坑底隆起。对挖土深度大的基坑需要进行这方面的验算，必要时需对坑底土进行加固处理。管涌：在砂性土地区，当地下