修改第讲土层锚杆设计与施工

挡土结构与基坑工程

木林隆博士岩土大楼820室65982005第7讲土层锚杆结构设计与施工概述常用锚杆类型锚杆内的荷载传递锚杆的设计锚杆的施工锚杆的分类概述锚杆支护作为一种支护方式，与传统的支护方式有着根本的区别，传统的支护方式常常是被动地承受坍塌岩体土体产生的荷载，而锚杆可以主动地加固岩土体，有效地控制其变形，防止坍塌的发生。锚杆全长黏结型锚杆端头锚固型锚杆摩擦型锚杆其他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机械式锚固黏结式锚固缝管式(全长摩擦型)自钻式锚杆楔管式(全长摩擦型)中空注浆锚杆土中打入式锚杆楔连式胀壳式侧楔式树脂卷式快硬水泥式锚杆支护的作用原理概述锚杆是将受拉杆件的一端（锚固段）固定在稳定地层中，另一端与工程构筑物相联结，用以承受由于土压力、水压力等施加于构筑物的推力，从而利用地层的锚固力以维持构筑物（或岩土层）的稳定。锚固作用原理，可归纳为两种不同的理论：一种是建立在结构工程概念上，其基本特征是“荷载―结构”模式。一种是岩层锚杆，是建立在岩体工程概念上，充分发挥围岩的自稳能力，防围岩破坏于未然。软土岩石概述锚杆支护的特点提供开阔的施工空间，极大地方便土方开挖和主体结构施工。锚杆施工机械及设备的作业空间不大，适合各种地形及场地。对岩土体的扰动小；在地层开挖后，能立即提供抗力，且可施加预应力，控制变形发展。锚杆的作用部位、方向、间距、密度和施工时间可以根据需要灵活调整。用锚杆代替钢或钢筋混凝土支撑，可以节省大量钢材，减少土方开挖量，改善施工条件，尤其对于面积很大、支撑布置困难的基坑。锚杆的抗拔力可通过试验来确定，可保证设计有足够的安全度。概述锚杆的发展与现状锚杆支护于19世纪末20世纪初初现雏形，1950年代中期，在国外的隧道中开始广泛使用小型永久性的灌浆锚杆喷射混凝土代替以往的隧道衬砌结构。1970年代开始，国外许多大城市修建地下车站或地下建筑物时，大量采用锚杆与地下连续墙联合支护。锚杆支护技术于1960年代引进我国。1.应用领域和规模不断扩大2.相关规范标准逐渐完善3.对岩土锚固效应与荷载传递方式的研究取得了很多有价值的成果4.各种新型锚杆在工程实践中得到大量开发、应用5.锚杆的承载力水平大幅度提高6.施工机械、施工工艺不断发展常用锚杆类型拉力型锚杆和压力型锚杆在同等荷载条件下，拉力型锚杆固定段上的应变值要比压力型锚杆的大。但是，压力型锚杆的承载力受到灌浆体抗压强度的限制，如仅采用一个承载体，则承载力不太高。常用锚杆类型单孔单一锚固与单孔复合锚固单孔单一锚固在一个钻孔中只安装一根独立的锚杆，尽管可由多根钢绞线或钢筋构成锚杆杆体，但只有一个统一的自由长段和锚固长度。会出现严重的应力集中现象。其锚固体在工作时受拉，易开裂，为地下水的渗入提供通道，对防腐极其不利，严重影响锚杆的使用寿命。单孔复合锚固单孔复合锚固体系是在同一钻孔中安装几个单元锚杆，而每个单元锚杆均有自己的杆体、自由长度和锚固长度，而且承受的荷载也是通过各自的张拉千斤顶施加，并通过预先的补偿张拉（补偿每个单元在同等荷载下因自由长度不等而引起的位移差）而使所有单元锚杆始终承受相同的荷载。常用锚杆类型扩张锚根固定的锚杆采用扩张锚根的方法来提高锚杆承载力是十分有效的。其摩阻面积的增大对提高承载力有一定作用，但更主要的是突出部分的地层对锚杆拔出的抗力。扩张锚根固定的锚杆主要有两种形式：一种是仅在锚根底端扩张成一个大的扩体，称为底端扩体型锚杆；一种是在锚根（锚固体）上扩成多个扩体，称为多段扩体型锚杆。常用刺锚杆舌类型可回裁收锚宫杆可回堵收锚火杆是剃指用朋于临爪时性聚工程鼓加固怜的锚负杆，付在工联程完城成后愉可回扣收预巡寿应力傅钢筋蜻。可您回收司锚杆耳施工睛使用裕经过谣特殊逆加工找的张态拉材邮料、意注浆妖材料范和承尤载体售，可冒分为乡丰以下糠三类红：机械齐式可数回收看锚杆化学婶式可隐回收变锚杆力学答式可施回收家锚杆锚杆窄内的怨荷载佩传递从杆宿体到梯灌浆言体的绑荷载产传递黏着投力机械仿联锁摩擦引力锚杆赢内的吃荷载鹊传递各类须岩土好层中争锚杆除的荷宪载传华递特拍点岩石劝中的惊锚杆锚杆逃灌浆喜体与商锚杆惭孔壁谅岩石啦间的裂黏结期力取园决于扩岩石涌与灌翅浆体返的强短度、盒孔壁堡的粗妈糙度患及清隔孔质撇量。董随着边锚固蛙长度起的增检大，添所要被求的漏黏结敬强度盟就会果按比炊例降两低。砂性夸土中诊的锚旬杆砂性厚土的去锚杆挥，灌般浆体枕与土飘体的烘黏结某强度墓通常队大于音土体麻的抗谣剪强加度。尘这是骗由于忌水泥术浆的疮渗透悦，使册实际践的锚墙固体更直径重大于板钻孔环的直慢径；从同时照，由变于水淡泥浆推的高傍压渗童透的哀使得财锚固派体表存面产乒生横钞向压隙力，纽奉提高阴了土尾体与票锚固蓝体间陕的摩摔擦力哑。锚杆题内的庆荷载挺传递各类役岩土绕层中图锚杆锁的荷强载传享递特喘点粘土扔中的唉锚杆黏性柿土中氏锚杆嗓锚固课体与丢黏土叉的平伶均摩督阻力字随土锦的强口度增嫩加和夸塑性辰减小拖而增州加，走随锚梁固长权度增转加而跑减小即。在纤进行央二次识或多宅次灌总浆后笨，水嚼泥浆饥液在坟锚固售段周崇边土受体中丈渗透救、扩文散，偶形成胖水泥慰土，悟提高催了土路体的停抗剪随强度伟和锚品固体店与土吸的摩芬阻力渣。灌通浆压煎力越验高、弯灌浆价量越谢大，晶则锚版固体僻与土牲之间语的摩愚阻力们增加请幅度沙越大杏。锚杆彻的设宁计规划裕与设援置单根迎锚杆肺设计馒拉力降的确煌定单根慨锚杆选的设划计拉妇力需沈根据厘施工猛技术刮能力专、岩脂土层垒分布壤情况孩等因伙素来主确定已。锚杆阅位置昆的确叛定锚杆酷的锚聚固区崖应当剩设置码在主栽动土水压力哀楔形涛破裂滋面以贺外，立锚固采段需换设置嗓在稳险定的骆地层阀以确塑保有序足够这的锚公固力华，一如般要渗求锚汤杆锚杏固体赛上覆勒土层梁厚度护不宜溉小于4m。锚固降体设申置间旷距锚杆铅间距已应根怪据地添层情肢况、肆锚杆兴杆体演所能占承受泪的拉租力等骨进行聋经济堡比较仓后确漏定。帝锚杆研的水案平间郑距不番宜小版于1.羡5m，上细下排黑垂直桐间距吸不宜宽小于2m。锚杆束的设阿计规划畅与设染置锚杆捉的倾守角一般挨采用苹水平拥向下15剥°-肢25锡°倾角犁，不盘应大卷于45蛋°。锚漆杆水固平分可力随让锚杆勒倾角狂的增猛大而燥减小披。倾遵角太毫大将倒降低蜂锚固搞的效矿果，压而且笑作用党于支芳护结制构上辆的垂芹直分灾力增灶加，辆可能内造成晋挡土爹结构尘和周位围地池基的欢沉降端。为缠有效烛利用袭锚杆欣抗拔铅力，日最好西使锚左杆与阻侧压嘴力作学用方钞向平骑行。锚杆夕的层厅数锚杆晃层数矿根据触土压押力分药布大燥小、妙岩土糖层分筐布、免锚杆乞最小伙垂直喘间距兴等而烫定，其还应嫩考虑厕基坑邮允许遍变形幕量和介施工拘条件玻等综陷合因膝素。锚杆题的设均计规划访与设绩置锚杆查自由灰长度抖的确旦定锚杆明自由唉长度杜的确丧定必醋须使裤锚杆患锚固荡于比硬破坏扇面更知深的眯稳定然地层功上，候以保春证锚队杆系头统的管整体宅稳定响性；疼使锚规杆能需在张糟拉荷保载作蜂用下害有较贿大的面弹性裤伸长奔量，们不致战于在暑使用惑过程过中因行锚头待松动牢而引独起预途应力馋的明猴显衰鸭减。缠不宜碗小于5m并应抖超过钉潜在终滑裂贡面1.搭5m。锚杆淋杆体棉筋材扣的设亲计锚杆俊的设义计规划因与设听置锚杆鼠的安必全系井数锚杆创设计稿中应耳考虑舅两种泉安全侦系数洽：对锚溉固体英设计和对杆厅体筋坛材截高面尺植寸设计堡的安游全系鹅数。锚杆汉杆体炮筋材蛛截面贺尺寸仆设计剖安全卸系数滋，临时候锚杆苏为1.竟6，永久室锚杆衰为1.内8。锚杆乳的设更计杆体烤材料强度叔高较好叙的塑柜性和常良好锡的加勾工性萝能耐腐皆蚀性饼好，慈尤其僵是对果永久缴性锚键杆几何殖尺寸等误差蜂小，券便于熟控制骨预加值应力钢绞甜线要元求伸倦直性英好，严便于极穿索割，有擦利施润工，讨在不悟绑扎讯的情岂况下昨切断桐应不榴易松后散锚杆敲杆体伙材料救的基超本要块求锚杆喊的设躬计锚固绝体设帝计用机牙械装滚置把言锚索道固定痕在坚让硬稳涨定的睡地层箩中；用注垦浆体医把锚衰固段绳锚杆斜体与认孔壁雹黏结雨在一油起；用扩澡大锚裤头钻份孔等延手段返把锚逆固段嚼固定永在稳座定地灾层中语。锚固巧方法破坏档形式沿着卸锚杆工体与锅注浆灾体接饿合处督破坏挖；沿着础注浆抚体与塘地层遥接合坝处破坐坏；由于蓄埋入融稳定论地层诵中的题深度钟不够自而使凤地层皮呈锥堪体状陶剪坏鸟；由于翅锚杆猪体强励度不袍足而奔出现伸断裂敬破坏拼；锚固掌段注遇浆体愚被压锐碎或炉破裂敞；整体祸支护辜力不情够而杏出现鹅锚杆闹群的泳破坏倾。锚杆脚的设忘计锚固逐体设享计锚杆舰设计鞭应在梯调查肝、试刊验、膊研究侄的基瞎础上叼，充扛分考核虑锚蛙固区林地层盾的工霉程地蚁质、乳水文狮地质垫条件朝和工以程的侄重要闷性。在满财足工略程使针用功界能的宗条件昆下，畏应确筋保锚琴固设锻计具系有安召全性肢和经径济性腾。确保馅锚杆床施加黑于结淹构或叔地层宋上的展预应其力不饲对结逢构物移本身菌和相分邻结累构物拍产生思不利周影响雪，锚侦固体临产生哗的位费移应汁控制茅在允尝许范玩围内止。永久稠锚杆丛的有引效寿膀命不轧应小史于被载加固谣结构肝物的仅服务椅年限百。设计狼采用前的锚兼杆均唯应在展进行科锚固茶性能草试验跃后才坝能用特于工朽程加薄固。锚固租设计犁结果鼓与试收验结岗果有勿较大陈差别乎时，毯应在床调整倍锚固授设计教参数沫后重续新进乱行试政验。锚固僚设计掘的一唇般要侮求锚杆杨的设强计锚固想体设茧计锚杆喷锚固跳体的交设计圆柱欺状锚估固体锚杆再的设烧计锚固字体设朋计锚杆诊锚固葵体的舞设计扩体浴型锚李固体砂土粘土锚杆搭的设释计锚杆沸支护膨系统挡土组墙应嘱力分锡析一般乖挡墙五只要及考虑坝弯矩负、剪反力，舞而锚赏杆工浮程的咏挡土矿壁需斗要考能虑弯净矩、闪剪力被和轴竹力。挡土仿壁断方面计子算按一西般要传求进炸行断科面计申算。腰梁拼设计以锚汪杆位娃置作报为支陕点，置对上盘述荷舅载可凡按简叨支梁免进行挪弯矩识及剪睁力计孟算。锚杆册的设佛计调查作用堡于侧疏壁上引土压平力计扩算锚杆醒配置扁，角票度的井决定土质懒柱状穿图、逐土质索试验附近这建筑庙物状吉况锚固肺地层家的位籍置锚杆碑力的兔确定锚杆瓜体的树设计锚杆笋的种间类、含安全妻系数锚杆桐的直莲径，蹈锚固就层c探、α2-苍3根沃现场按拉拔试慎验验最证锚杆子长度拳的决近定侧壁丹构筑吹物整弄体稳定桌性计事算张拉透材料饮的设哲计、岛检验初期腔拉紧睛力确菜定锚杆勒头部杀确定侧壁结内部好和外阳部的稳定符，群锚患效应它蠕变否否锚杆悉的施强工钻孔在黏扣性土传钻孔祝最合旨适的砍是带沿十字产钻头赏和螺穿旋钻偶杆的夫回转也钻机稻。在松店散土嫩和软酷弱岩笛层中供，最渣适合铜的是苗带球贿形合旋金钻恰头的可旋转挤钻机征。在坚耗硬岩使层中羡的直葵径较孤小钻裳孔，袖适合惰用空貌气冲摄洗的灰冲击搭钻机屋。钻直雾径较趴大钻雷孔，慢需使眼用带趴金刚瞎石钻洽头和估潜水浊冲击锻器的改旋转悟钻机棉，并奇采用荒水洗设。应根衰据地甩层类产型和叹钻孔杂直径课、长歼度以戚及锚搅杆的携类型享来选惹择合婚适的稀钻机议和钻躁孔方前法。锚杆扮的施增工锚杆呈杆体志的制冠作与急安装钢筋潮锚杆穷的制止作相居对比座较简亿单，级按设宏计预率应力挎筋长转度切拥割钢蔬筋。钢绞而线通难常为场一整唉盘方抄式包刺装，志宜使启用机泊械切晋割，桌不得变使用吊电弧习切割每。压力抚分散赔型锚湖杆采情用无窑黏结舌钢绞咽线、为特殊灰部件柳和工短艺加促工制俊作。可重夜复高个压灌股浆锚翠杆采疮用环弟轴管谜原理慕设置扛注浆集套管线和特消殊的才密封咽及注妨浆装手置。杆体侨制作锚杆抚的施毒工锚杆地杆体狱的制要作与望安装锚杆页的安纪装锚杆枝一般特由人苹工安解装，算对于位大型聚锚杆绒有时壳采用亲吊装生。锚头怀的施葡工锚具仍、垫隐板应责与锚扁杆体恐同轴滔安装切割喊锚头沉多余茂的锚投杆体系宜采忌用冷斥切割钳的方超法，摸锚具英外保肠留长跨度不太应小乖于10盼0m戴m打筑育垫墩宇用的尽混凝因土标蹦号一袖般大吩于C3葱0锚杆讲的施嫌工注浆纸体材煎料与截注浆丧工艺水泥核浆成塑分灌注尘锚杆敲的水泄泥浆棉通常话采用升质量罩良好夜新鲜淹的普莲通硅培酸盐恰水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