4》.,6 设 】计
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Ⅰ 锚杆设置】
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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】)
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图1?。 ,。 ,过,密间距锚杆的—处理
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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【
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Ⅱ 锚杆设【计
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【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:σcon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0.6f—ptk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σ《c,on对降低》锚杆的预应力损【失也:是有利的《
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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fm《g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CE】CS 22200】5、日本JGS 】4140-20【。00地层锚杆设【计施工规《程及美国PTI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
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表2 典型的岩!石与:灌浆体间的》极,限粘结应力
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注本【表摘自美国》PTI1996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
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》注摘自美国P—。TI1996年制】定的岩层《。与土体预应力锚杆】的建议
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表4【 典型的》灌浆体与砂》。性,土间的平均极限【粘结:应力
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【 注摘自美》国PTI《1996年制—定的:岩层与土体》。。预,应力锚?杆的建议
】
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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
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表5 岩—土锚杆锚固段注【浆体与地层》间的抗?拔安全系数
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4.》6.12~4—.6.14 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
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【图2 集》中拉力型锚》杆粘结应力》沿锚固?段长度的分布
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《 :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ostermay!s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
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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》;,
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?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:;10-不进行二次!灌,浆的硬黏土
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《。
》英国A.D —Barley—。通,过在:黏土中的61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)
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《 图4表明当使用】短的(2.》5m~3.5—。m)固定长度—是有效因子为0.9!5~1.0》0,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(2】5m:)的固定《长度时固定长度【有效因子仅为—0.25
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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
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】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
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】。 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
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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》
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【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】
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《表,8 国内外锚杆】标准关于锚杆—合理锚?固,段长:度建议
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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: 50010-【2002《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-ley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》40MP《a~:70MPa的灌浆体!。在有侧限《条件下?。达,到了200》MP:a~800MPa】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
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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.【0m在以下情—况往:往需要更长的自【由段长度
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(】1)锚固段穿过【临界破裂面至少1】.5m?;
】 (2)—将锚固段选在合【。适的能提供更大【抗拔力?的地层内《;
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(!。3)满足被锚固结】构,物与地层的整体【稳,定性
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Ⅳ 初始预加】力的确定
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4.6.2—0 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
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