《土層錨桿支護(hù)》PPT課件

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1、4土層錨桿4.1錨桿的發(fā)展與應(yīng)用錨桿是一種新型受拉桿件，它的一端與工程結(jié)構(gòu)物或擋土樁墻聯(lián)結(jié)，另一端錨固在地基的土層或巖層中，以承受結(jié)構(gòu)物的上托力、拉拔力、傾側(cè)力或擋土墻的土壓力、水壓力，它是利用地層的錨固力來(lái)達(dá)到維持結(jié)構(gòu)物穩(wěn)定的。4.1.1錨桿在土木工程中的應(yīng)用4.1.2土層錨桿的發(fā)展土層錨桿是在巖石錨桿的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。用于隧道支護(hù)的巖石錨桿歷史悠久，但直到1958年德國(guó)一個(gè)公司才首先在深基坑開挖中將其用于擋土墻支護(hù)。土層錨桿具有以下一系列優(yōu)點(diǎn)：1）與內(nèi)支撐相比，挖土施工空間大。2）錨桿施工機(jī)械設(shè)備作業(yè)空間不大，適用于各種場(chǎng)地條件。3）錨桿的設(shè)計(jì)拉力可由抗拔試驗(yàn)獲得

2、，從而可以保證可靠的設(shè)計(jì)安全度。4）可以對(duì)錨桿施加預(yù)拉力，基坑變形容易控制。5）施工時(shí)的噪聲很小。錨桿支護(hù)在我國(guó)也是首先用于地鐵隧道的，80年代初開始用于高層建筑基坑支護(hù)。土層錨桿以普通壓力灌漿的居多，也有二次灌漿及高壓灌漿的，受拉桿件（錨筋）有粗鋼筋、高強(qiáng)度鋼絲束、鋼絞線等，層數(shù)從一層發(fā)展到了四層，并已制定了多個(gè)行業(yè)規(guī)范。目前土層錨桿的應(yīng)用已相當(dāng)普遍，并且都為預(yù)應(yīng)力錨桿。當(dāng)然，任何技術(shù)的發(fā)展都是永恒的。錨桿技術(shù)的工藝材料、施工機(jī)具和理論研究等還在不斷發(fā)展之中。4.2錨桿的構(gòu)造及類型錨桿由錨頭、錨筋和錨固體三部分組成。見圖4-2至圖4-7。錨頭是錨桿體的外露部分。錨固體

3、通常位于鉆孔的深部。錨頭與錨固體間一般還有一段自由段。錨筋是錨桿的主要部分。貫穿錨桿全長(zhǎng)。圖4-2錨桿聯(lián)結(jié)擋土樁、墻并錨固于土中的示意圖圖4-3鋼筋錨桿錨頭裝置圖4-4多根鋼束錨桿錨頭裝置圖4-5鋼絞線及鋼絲索錨夾具示意圖4-6定位分隔器圖4-7腰梁圖4-8錨固體的基本類型4.3錨桿的抗拔作用4.3.1錨桿抗拔原理當(dāng)錨固段錨桿受力后，首先通過(guò)錨桿(索)與周邊水泥砂漿間的握裹力傳到砂漿中，然后通過(guò)砂漿傳到周圍土體。隨著荷載增加，錨索與水泥砂漿之間的粘結(jié)力（握裹力）逐漸從錨固體的上部向錨固體的下部和外部發(fā)展，當(dāng)應(yīng)力傳到錨固體的外側(cè)時(shí)，就會(huì)在錨固體與土體間產(chǎn)生摩擦力，隨著摩擦

4、力的增大，錨固體與土體間可能發(fā)生相對(duì)位移，摩擦力又進(jìn)一步增大，直到極限摩阻力。4.3.2錨桿的承載能力錨桿承載力的確定是錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。普通灌漿錨桿（注漿壓力0.3~0.5MPa）的承載能力（抗拔力）可以用下式確定：Nt=LmπDτ(4-2)式中Nt—錨桿承載能力（軸力）；Lm—錨固段長(zhǎng)度；D—錨桿孔徑（或錨固體直徑）；τ—土的抗剪強(qiáng)度。顯然：錨桿的承載力是錨固體的直徑、長(zhǎng)度及土的抗剪強(qiáng)度的函數(shù)。在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)錨桿承載力一般是有要求的，而錨固體的直徑(鉆孔直徑)主要決定于鉆孔設(shè)備。因此，只要能夠確定土體的抗剪強(qiáng)度，就能容易的確定錨桿的長(zhǎng)度了。由此看來(lái)，土的抗剪強(qiáng)度在

5、確定土層錨桿的承載能力或在土層錨桿的設(shè)計(jì)中都至關(guān)重要。?=?tan?+c?=K?hK—土層系數(shù)，通常砂土K=1，粘土K=0.5；h—覆蓋土層的高度，一般取錨固段中心到地面的高度（m）。4.3.3影響錨桿抗拔力的因素如前所述，錨桿的抗拔力顯然與錨固體的直徑和長(zhǎng)度密切相關(guān)。但除了錨固體的這兩個(gè)幾何參數(shù)外，還有土層性質(zhì)，注漿壓力以及錨桿的形式三個(gè)因素。即：一、土層性質(zhì)的影響土層的強(qiáng)度一般低于砂漿強(qiáng)度，如果施工灌漿的工藝良好，土層錨桿的抗拔力將主要決定于錨固體外圍的土層抗剪強(qiáng)度。土體的抗剪強(qiáng)度變化很大，所以相同參數(shù)和施工質(zhì)量的錨桿，抗拔力可以有很大的不同。傾角與長(zhǎng)度是錨桿能否伸

6、入優(yōu)良土層的決定因素，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)給予重視。二、注漿壓力的影響灌漿壓力對(duì)錨桿的抗拔力有很大影響。注漿壓力越大，水泥漿顆粒越能夠滲入到周圍深部的土層中去，改善了原狀土體的力學(xué)性能，增加錨固體與土層的摩擦力，也就增加了錨桿的抗拔力。曾有人做過(guò)試驗(yàn)，同一粉砂層中的相同長(zhǎng)度的錨桿，當(dāng)施工用的灌漿壓力為1Mpa時(shí)其極限抗拔力為300kN，當(dāng)灌漿壓力增加到2.5Mpa時(shí)，其極限抗拔力達(dá)900kN。試驗(yàn)也已證明：雖然錨桿的承載力隨灌漿壓力的增大而增大，但并不是無(wú)止盡的增加。英國(guó)ATC有限公司的試驗(yàn)結(jié)論是：當(dāng)注漿壓力超過(guò)4Mpa后，抗拔力增長(zhǎng)就很小了。三、錨桿形式的影響無(wú)論是帶單個(gè)擴(kuò)大頭的

7、錨固體錨桿，還是有多截頭圓錐形的異形錨固體錨桿，它們的抗拔力都比普通錨桿大得多。4.5錨桿設(shè)計(jì)4.5.1設(shè)計(jì)步驟1.調(diào)查基坑及周邊場(chǎng)地狀況，確定工程的重要性等級(jí)，選取錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)。作為錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)的第一步，必須詳細(xì)調(diào)查了解基坑及其周邊的場(chǎng)地狀況，如：地形、地貌，既有建筑物、構(gòu)筑物、道路、管線、地下埋設(shè)物與建筑紅線等，以及它們與基坑的相對(duì)位置。據(jù)此確定要重點(diǎn)保護(hù)的對(duì)象，工程的安全等級(jí)，錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)等。2.進(jìn)行工程地質(zhì)與水文地質(zhì)勘察，確定地層參數(shù)地下水位、上層滯水，場(chǎng)地附近有無(wú)滲水源頭，工程施工是否在雨季或冬季，土層類型、