4.—6 ?设 : 计
【
》。
Ⅰ 锚杆设置
!
《
:。
4:.,6.2 》岩土锚杆《通,常是以群体》的形式?出现的而如果锚杆】布置得很《密地层中受力区的重!叠会引起应力叠【。加和锚杆附加—位移从而降低锚【杆极:限抗拔力的有效发】挥这就是我》。们通:常说的“《群锚效应”必须注】意的是锚杆极限【抗拔力?会因群锚效应而减】小群锚效应的影响与!。锚固体间距、锚固】体直径、长度及地层!性状等因素有关
!
《 ? 为避免因锚杆【间距:过小而?引起锚杆承载力【的降低国内外锚【杆规范中均》对,锚杆锚固体的最小间!距加以?限制本条规定—锚杆锚固体最小【。间距宜大于1.【5m如需《锚杆间距更》小时可使用不同【倾角或不《同长度的锚》杆(图1)
—
》
图1】 :过密间距锚杆的【处,理
《
4.6.【3 锚杆设置【应充分考《。虑周边建(构—)筑物基《础的形式、埋深、分!布等情况锚杆的设置!不得破坏已》。有基础或桩基并应】减小锚?。杆设置对《基础或?桩基的?。影响
】4.6.4 规】定,钻孔直径是为了【使钢绞线间有—适宜的?间距以保《证钢绞?线被足够《的水泥浆《所包:裹并满足钢绞线与灌!浆体间粘结》强度的要求》
《
,
4:.6.5 根据锚!杆的作用原理对【于不同类型的—工程锚杆倾角(指锚!杆与水平面的夹【角):是不同的总的来【。说确:定锚杆的《倾角应有利于满【足工程?抗滑、抗《。塌、:抗,倾或抗浮的要求【但就控?制灌浆质量而言如】。锚杆倾角过小时【灌,浆料的泌《。水及灌浆料硬—化时:产生的残余浆渣会影!响锚杆抗拔承载【。力故本条规定锚杆的!倾角宜避《开10?°,~+10°范围【如果锚杆倾》角不能避开此—范围应采取在孔【口,设,置止浆塞和孔—内埋设?排气管等措施—以保证浆《液灌注饱满
】
Ⅱ 【锚杆设计
!
4.6.7 ! 为了防《止预应力锚杆的筋体!断裂破坏锚固段注】浆体与筋体、注【浆,体与地层间》。的粘结破坏》以及锚杆注浆体的】压碎破?坏确保预应力—锚杆:的工作安《全必:。须执行按条文规定的!三个:。方面的?设,计计算
—
4《.6.8、4—.6.9《 锚杆预应—力筋:体的:受拉承载力设—。计值应大于锚—杆的拉力设》计值:此外预应力锚杆【是一:种后张法预》应力构件其预应【力筋:特别:是钢:绞线的张拉控制应】力,σc:on应比地上—预应力?。钢筋混凝土结构有明!显的降低原因—是预应力《锚杆埋?设在岩土层中工【作条:件十分恶劣应力腐】蚀风险?加大国外曾报道不】少由于?预应力筋控制应力大!于0.?6fpt《k,而出现锚杆破坏的实!例此外?预应力筋《采用较小的》张,拉控制应力σc【on对?降低锚杆的》预应:力损失也是有—利的:
4【。.6.10 【锚杆锚固段》。注浆体与《地层(岩土体)间】的极限?粘结强?度标准值fmg【在无试验资》料时本规范表4.】6.:10所?给出的岩《土体与注浆体间【的极限粘结强度标准!值建议值是在综合分!析现行行业标准岩土!锚杆(索)技—术规程C《ECS 222【。00:5、日本J》GS 414—0-2000—地层锚杆《设计施工规》程及美国PT—I岩层?与土体预《应力锚杆的建议【等,相关标准关于平均极!限粘:。结应力的推荐(实】测)值基础上提【出的必须说明的是】。该推荐值应在本规范!。规定的?锚固段长《度条件下《才,能采:用不然应进行修【。正美国锚《杆标准给出的—有关:平均极限粘结应力值!见表2~表4
【。
表2 !典型的岩《。石与灌浆《体间的极限粘结【应力
?
【
【 注本?表,。摘,自美国?PT:I1996年制【。定,。的岩层与土》体预应力《锚杆的建议
【
表3 【 典型的灌浆体与】。黏性土间《的平均极《限粘结应力
【
》
,
【 ,注摘自美国PT【I19?96年制定的岩层与!土体预?应力锚杆的》建议
】表4: , 典型的灌浆体【与砂:性土间?。的平:均极限粘《。结应力
】
》
? ?注摘自美《国,PTI1《99:6年:制定:的岩层与土》。体预应力锚杆的建议!
:
4》.6:.11 锚—杆锚固段灌浆—体与地层间的粘结抗!拔安:全系数(极限粘结】强度标准《值与粘结强度设计值!的,比值:)取决于锚杆的服务!年限、锚杆破坏效果!和地层蠕变特性等】因素:本规范4《.6.11条—关于锚杆抗拔—安全系数的》规定是参《照国内外相关—锚,杆标:准所采用的锚杆【抗拔:安全系数(表5)及!其多年?。来的使用效果—。提出的
!表5 岩土锚杆】锚固段?注浆体与地层间的】抗,拔安全系数
!
—
?
?
,
4:.6.1《2~4.6.—1,4, 大量的》试,验资料表明锚—。杆受力时沿锚固段】全长的粘结》应力分布是很不均匀!的特别当《采用较长的》锚固段时锚杆—受荷初期《粘结应力峰值出现在!临近自由段锚固段】前端而?锚固段下端的相当长!度上则不出现粘结应!力随着荷载增大【粘结应力峰值向锚】固段根部转移但其】前,方的粘结《应力则显著》下,降当荷载进一—步增:大粘结应力峰值【传递到?接近锚?固段根部《则锚:固段:前部较长的》。范围内粘结应—力值进一步下—降甚至趋近于零【(图2)由此可【。知有效发挥锚固【作用的粘结》应力的分布长度是有!一定限?度的也就是说平【均,粘结应力随着锚【。固段长度的增加而】减小
!
?
,
图2 《 集中拉力》型锚杆粘结应力沿】锚固段长度的分布
!
— 基于上述锚杆!。荷载传递特征规范4!.6.12提出【了,在确:定锚固长度时—应考虑锚固长度对粘!结强度?的影响其《影响系数ψ应由试验!确定当无试验资料时!ψ值:建议可按本规—范表:4,.6.13选取【。表4:.6:。.13是综合国内】外一些工程锚杆粘结!强度(表面摩阻力】)的:实测结果的基本趋】势得出?。的图:3为德国ost【ermays—于1974年—收,集到的在黏土中随锚!固段长度变化的【表面摩阻力变化【
【
?
图3 》 用与?不用二?次灌浆的《锚杆随锚《固长度变化测—得的表面摩阻力
】
,
1》-中:。。等塑性的黏土—;2-不进》行二次灌浆》的很硬的黏土;【3-不进行》二,。。次灌浆的《硬黏:土;4-进行二次】灌浆的硬到很—硬的黏土;
【
5》-不进行二次灌浆】的硬:到很硬的黏土;【6-中?等塑性的砂质粉土;!7-中到《高塑性?黏土;8《-进行二《次灌浆的很硬的黏土!;9-不进行二次】灌浆的很硬的—黏土;1《0-:。不,进行:。二次灌浆的硬黏土
!
:
,。
,
? 英?国A.D B—arley通—过在黏土中的6【1根单元锚杆的实】验对:其结果分《析整理后综合—考虑了粘结系—数以及有效锚固长】度随固定长度增加】而降低的影响—得出了?伦敦:极坚硬?的黏土中锚杆—固定长度与综—合有:。效因子(fc—)的关系曲线(图】4)
! 图4表—明当使用短的(【。2.:。5m~3.5m)】固定长度是有效【因子为0《.95~《1.00几乎能【。完全调用《黏土的抗剪强度此后!随着固?定长度的增加综合】有效因子fc—急剧下降当》使,用很长的(》25:m)的固定长度时固!定长度有效因—子仅为0《.25
《
】
图4 坚硬!黏土中锚杆固定【长度与?综合有效因子—(fc)的关系曲】。线
》
》 北京昆《仑公寓基坑锚固工程!中曾对黏质粉土与粉!质黏土中不同锚【固段长度锚杆—的粘:结强度进行了—测定其结果列于下表!6,
?。
表6》 不同锚固长度对!地层与?灌浆体间粘结强度的!影响
【
! 表7为北京【地铁十号线二期工】程,慈寿寺车站基—坑工程在粉质黏土地!。层实测?得到的不同》锚固段长《。。度条件下《灌浆体与地层间的】极限粘结强度—值
【表7 》 不同锚固段长度】对灌浆体与》地层间?极限粘结强度的影】响
!
从!上述资料可以清楚】地看出当锚杆锚固】长度:超过一定值(该【值与:岩土介?质的弹模有关)后】锚杆抗拔承载力的提!高极为有限甚—至可忽略不计为【此国内外的》锚杆标准均规—定,了,适宜的锚《固段长度范围(表】8)本条《对锚杆锚固段长度的!限制基本上与—国,内外:相关:标准的规定》相一致或《接近
?
表8【 国?。。内外锚杆标准关【于锚杆合理锚—固段长度建议
!。
【
4.6.15 ! 对:压力型?或,压力分散型锚杆必】须对锚固段灌浆体的!承压能力进行验【算由于承《载体面?积小于?锚固段灌浆体横截面!积灌:浆体工作《时实际上呈》现,。。局部受压《本条:的计算公式参考【了国家标准钢筋【混凝土结构设—计规范?GB 5001【0-20《02局部《受压混凝土承载力计!算公式应当说明锚】杆锚固段灌浆体是】在有侧限条件下工】作,的无侧限灌》浆体的抗压》强度只?适用:于,其基本质《量考核?。远不能反映锚—杆工作?时灌浆体的准确【强度根据英国A.D!.B:ar-le》。y等人?所进行的模拟灌浆】柱在密实-很密实】。砂或软弱岩体的【侧,限环境中加荷—试验:。表明无?侧限状态下抗压强】度仅为40》MPa~70—MPa的《灌浆体在有侧限条件!下达到了200MP!a~800》MPa的《压,应力有?侧限的灌浆体的【抗,压强度?增大系数η与灌浆体!周边的岩土》弹模有关应通—过试验?确定
—
4?.6.16 若锚!杆自由段长度—。过短:则对锚杆《施,加,初始预应力后锚杆的!弹性位移较小一旦】锚,头出现松动等情况可!能会造成较大的预应!力损:失故:本条规定锚杆的自】由段:长度不宜小于5.0!m在以下情况往【往需要更长的—自由段长度
—
《
, 《。(1:)锚:固,段穿过临界》破裂面至少1.5】m;
》。
【。(2)将锚固段选】。在合适的能提—供更大抗拔力的地】层内;?
,
?
(3】)满足被锚固结构物!与地层的整体稳【定性
?
,
《
Ⅳ 《初始预加力的确定】
《
4.—6.20 —根据被锚固结构容许!变形(位移)的【程度及高应力低强度!围岩流变特征本条对!预应力锚杆张拉后】的,。锁定荷载作出了规定!
,
,