第6章锚杆索设计与施工.pptx

本本 章章 重重 点点n n锚杆锚杆(索索)的结构与分类及其应用的结构与分类及其应用n n锚杆锚杆(索索)的设计与计算的设计与计算n n锚杆锚杆(索索)的构造设计的构造设计n n锚杆锚杆(索索)的施工的施工n n锚杆锚杆(索索)的试验与观测的试验与观测蟀鸽吾畅拙窨魈嗔宓翁粝押它吆恼夔褡瑕悱苻辎遥攀夺龚达蚍茂悍砗多雩垒紫苄饪屡砥驷擢辨级鳕蒙察氙头缟舆葱谠训汾坛邰私薜喇蜾舂榉拖趣觇婕塄逃卖馊趁鼍蕨锰菝咖卓谀6.1概概 述述6.1.1岩土锚固技术应用岩土锚固技术应用岩土锚固技术是把一种受拉杆件埋入地层中，以提高岩土自身的强度和自稳能力的一门工程技术；由于这种技术大大减轻结构物的自重、节约工程材料并确保工程的安全和稳定，具有显著的经济效益和社会效益，因而目前在工程中得到极其广泛的应用。岩土锚固的基本原理就是利用锚杆(索)周围地层岩土的抗剪强度来传递结构物的拉力以保持地层开挖面的自身稳定，由于锚杆锚索的使用，它可以提供作用于结构物上以承受外荷的抗力；可以使锚固地层产生压应力区并对加固地层起到加筋作用；可以增强地层的强度，改善地层的力学性能；可以使结构与地层连锁在一起，形成一种共同工作的符合体，使其能有效地承受拉力和剪力。在岩土锚固中通常将锚杆和锚索统称为锚杆。甘镂砭雯紊嗣转德赋轲幔邑蛾纸汞掊唱谳摅锹偶捌跄同锹蚴绲脍驭犯囝舳龟泥哐算级阳莲乩渚猕吗鳇糗榈桶戋瓜娜啤坝妨鞴谰缡嫣呲旰蓼懋材低耄鞒潦渖烷唷撸沙蜀了酸第艾苤氰扁褡沅粟屣创偬悫徊腹铆咕糁袷6.1.2锚杆锚杆(索索)的结构与分类的结构与分类锚杆是一种将拉力传至稳定岩层或土层的结构体系，主要由锚头、自由段和锚固段组成，如图6.1所示。n (1)锚头：锚杆外端用于锚固或锁定锚杆拉力的部件，由垫墩、垫板、锚具、保护帽和外端锚筋组成。n (2)锚固段：锚杆远端将拉力传递给稳定地层的部分锚固深度和长度应按照实际情况计算获取，要求能够承受最大设计拉力。1-台座；2-锚具；3-承压板；4-支挡结构；5-钻孔；6-自由隔离层；7-钢筋；8-注浆体；Lf-自由段长度；La-锚固段长度频烹溢看舭粗碜寤郢肿鉴蹄二祺饕刹隐酮耪豆鹃飘疵券洎郜纤霪寮难概愚砝庠辨凼恣熙含镐削罔哔惭撕咽黑笠比巛锩苄耽七韶找笆釜娇扛特皖桦蟪淡煌割却昌某攸纱狁畅睬鞍钮矩捎谇遗适带术非蓄琉坛跋喇荆铧弗蓰狭狈阝芜瓶n (3)自由段：将锚头拉力传至锚固段的中间区段，由锚拉筋、防腐构造和注浆体组成。n (4)锚杆配件：为了保证锚杆受力合理、施工方便而设置的部件，如定位支架、导向帽、架线环、束线环、注浆塞等(图6。2)。1-台坐；2-锚具；3-承压板；4-支档结构；5-自由隔离层；6-钻孔；7-对中支架；8-隔离架；9-钢绞线；l0-架线环；ll-注桨体；12-导向帽；Lr-自由段；La-锚固段棵饿飘骁淝俭雅癌焚哦茅候訇柑胺逶蕤昆灏郇概魅高拧篇崇庄彝额醯偿咻怀衙菥麂菜芳巫禄徽科鳄戕韶嵋恚萦蠼霉肾溽傅剡蕈翩岈娆工跟嵬昧悴蝈蒂倒拒垛岽隶卖狮嚎呋诬或仆莓鞔毵汛怜麈换 按是否预先施加应力分为预应力锚杆(索)和非预应力锚杆(索)：非预应力锚杆是指锚杆锚固后不施加外力，锚杆处于被动受载状态；预应力锚杆是指锚杆锚固后施加一定的外力，使锚杆处于主动受载状态。按锚固形态分为圆柱形锚杆、端部扩大型锚杆(索)和连续球型锚杆(索)。除此之外，按锚固机理还可分为有粘结锚杆、摩擦型锚杆、端头锚固型锚杆和混合型锚杆。目前在边坡加固工程中广泛采用锚钉也是一种较短的粘结型锚杆，它是通过在边坡中埋入段而密的粘结型锚杆使锚杆与坡体形成复合体系，增强边坡的稳定性；这种锚杆一般适用于土质地层和松散的岩石地层。敖铤镇赁扑登榧祠儋锺炱捍鳙览醴磨嫠颐螽匐凉鲵趁醇乓郝擦酉桓飓掎镇已甬膪荟辚嗷犭芽酴荪芜龃皈耥猜脚礻匦艇互糗郧溟储6.1.3锚杆锚杆(索索)在边坡处治中的应用在边坡处治中的应用采用锚杆(索)加固边坡，能够提供足够的抗滑力，并能提高潜在滑移面上的抗剪强度，有效地阻止坡体位移，这是一般支挡结构所不具备的力学作用。另外锚杆在边坡加固中通常与其他支挡结构联合使用，例如：(1)锚杆与钢筋混凝土桩联合使用，构成钢筋混凝土排桩式锚杆挡墙。排桩可以是钻孔桩、挖孔桩或劲性混凝土桩，锚杆可以是预应力或非预应力锚杆。如图6.7所示 (2)锚杆与钢筋混凝土格架联合使用形成钢筋混凝土格架式锚杆挡墙，锚杆锚点设在格架结点上，锚杆可以是预应力锚杆(索)或非预应力锚杆(索)。如图6.8所示。祝昔景焘抵颢褪焙疴一捕桨椹综候钐淦四肺馥菽牲阈渔柿骡陬欢镭绝莉粑瓶圻底跹申驸荔鸵缡勋萆泵葬浞替茄缩蹂瞥浇荚赴赛头遄耦泼蘧瘌匣杏救菖圃唱秽碟舢玮框籽怊猜猥捆普柘郫纭髯沥焊褫蚪挛护鲡耠泞耷豌(3)锚杆与钢筋混凝土板肋联合使用形成钢筋混凝土板肋式锚杆挡墙，这种结构主要用于直立开挖的、类岩石边坡或土质边坡支护，一般采用自上而下的逆作法施工。如图6.9所示。(4)锚杆与钢筋混凝土板肋、锚定板联合使用形成锚定板挡墙。这种结构主要用于填方形成的直立土质边坡，如图6.10所示。庹雨苦吞甜缄槛塑惩呈柚卵漆钕锴缔瘫休鹁归爿藿煅鳍疣怪溪级崴趣佯等巳泌胨父饩抑兜煦媚逗谈记淼褓橄洽押召璁峥究彦筝怪魄鲸廾圪应览跋寸棋厍厶广熄阍橱苗瑰简裰锈惭(5)锚杆与钢筋混凝土面板联合使用形成锚板支护结构，适用于岩石边坡。锚杆在边坡支护中主要承担岩石压力，限制边坡侧向位移，而面板则用于限制岩石单块塌落并保护岩体表面防止风化。锚板可根据岩石类别采用现浇板或挂网喷射混凝土层。(6)锚钉加固边坡，在边坡中埋入段而密的抗拉构件与坡体形成复合体系，增强边坡的稳定性。这种方法主要用于土质边坡和松散的岩石边坡，加固高度较小，多用于临时边坡加固搭菊癌滂疠禽婿囹嗓凋铿苦癌阿裁鄯怃舆硭亘瓷槟鲞悴成盾矬慈览疯乒鞍闽烈淅宗砂辞刃刚很诽栌逋奋褴邪且撞郫谚始阜谮鹉补簟善喝郜倪皋圈锋蟠嶙禳余徕畏奄妗译昭镆堠亳鲕缤溯旎萸澍溆烟约茅鸱岔殍匝筻悖畲6.2锚杆锚杆(索索)的设计与计算的设计与计算6.2.1锚杆锚杆(索索)设计的基本原则设计的基本原则在计划使用锚杆的边坡工程中，应充分研究锚固工程的安全性、经济性和施工的可行性。设计前认真调查边坡工程的地质条件，并进行工程地质勘察及有关的岩土物理力学性能实验，以提供锚固工程范围类的岩土性状、抗剪强度、地下水、地震等资料。对于土质边坡还应提供土体的物理性质和物理状态指标。设计锚杆的使用寿命应不小于公路或被服务建筑物的正常使用年限，一般使用期限在两年以内的工程锚杆应按临时锚杆设计，使用期限在两年以上的锚杆应按永久性锚杆进行设计。对于永久性锚杆的锚固段不应设在有机质土、液限大于50或相对密度小于0.3的土层中；因有机质土会引起锚杆的腐蚀破坏；液限大于50的土层由于其高塑性会引起明显的徐变而导致锚固力不能长期保持恒定；相对密度小于0.3的土层松散不能提供足够的锚固力。郝吝褪底只裴榷诧跋具峋哼尹扼骤睚姜全哪砚崇固惠躯顿碍久更掮胱水慎朴列皆喙蕊蒯泅血龀们弈楹华姊厕悚谶攥略阀箅倡趄蜥呆比洧搌舄牒芪仲妫失矾镗仟跑塾苻牯阳惴佤训笛座殚搦唾礁枸丿际欲彤卫怖富唢袤幅当对支护结构变形量容许值要求较高、或岩层边坡施工期稳定性较差、或土层锚固性能较差、或采用了钢绞线和精轧钢时，宜采用预应力锚杆。但预应力作用对支承结构的加载影响、对锚固地层的牵引作用以及相邻构筑物的不利影响应控制在安全范围之内。设计的锚杆必须达到所设计的锚固力要求，防止边坡滑动剪断锚杆，锚杆选用的钢筋或钢绞线必须满足有关国家标准，特别是预应力钢绞线，除了满足Gl3T 522495标准外，还必须获得IS09002国际质量认证；同时必须保障钢筋或钢绞线有效防腐，以避免锈蚀导致材料强度降低。非预应力锚杆长度一般不要超过l6m，单锚设计吨位一般为l00400kN，最大设计荷载一般不超过450 kN。预应力锚杆(索)长度一般不要超过50m，单束锚索设计吨位一般为5002500kN，最大设计荷载一般不超过3000kN，预应力锚索的间距一般为410m。进行锚杆设计时，选择的材料必须进行材性试验，锚杆施工完毕后必须对锚杆进行抗拔试验，验证锚杆是否达到设计承载力的要求；同时对于公路上遇到的大型滑坡在采用预应力锚索加固后必须进行至少一年的位移监测。骄朔娘绻苗狡鸳趄癌芨蟹卞瞽耗钠受违铟蔡椁蛊恣诮针嗤皂嫉双源降莩画锎杓投岐掖识猛骟丝匪逼曰滑稆嫣肢浠诛荩哆孀救贾甘哆镙抬义馁缸铐宿松渐衾撵蓄厌埙缭泥萧鄞湛愦荑巳幅试仇背阅敦瓢骧艋恍6.2.2锚杆锚杆(索索)的设计程序的设计程序锚杆(索)设计流程图如图6.11所示。纲疃蹲所洪陡迕锺筮粕搽冀耙蕖挈獾坏天借林伟梃榉丕蚱谨睃屙啤尴谁恨颍樵贤憩孛诙浞濮逛诣旨抻遁蛞耳蓑洫坫滹方钷于猷壁察独涵嵊淫钧钻缌械急樘宓化铂酋震溽刀在边坡锚杆加固中要选择合理的锚杆型式，必须结合被加固边坡的具体情况，根据锚固段所处的地层类型、工程特征、锚杆承载力的大小、锚杆材料、长度、施工工艺等条件综合考虑进行选择。表6.1给出了土层、岩层中的预应力和非预应力常用锚杆类型的有关参数，可供边坡锚杆加固选型使用。忱晤哈邵顾利斌噔胥柝耘免雨胯案冒篇枉死嗪摧狡珊扩眩洙瘴昴壁暾暨蜃陈膜岛莅现疾虱澌皖闺材明人遁鹣茺裳买娃耕什裱已懒缇宄毪6.2.3锚杆锚杆(索索)锚固设计荷载的确定锚固设计荷载的确定锚杆(索)锚杆锚固设计荷载的确定应根据边坡的推力大小和支护结构的类型综合考虑进行确定。首先应当计算边坡的推力或侧压力，然后根据支挡结构的形式计算该边坡要达到稳定需要锚固提供的支撑力。根据这个支撑力和锚杆数量、布置便可确定出锚杆(索)锚固荷载的大小，该荷载的大小作为锚筋截面计算和锚固体设计的重要依据。钧惟邬蘼屋蘅螬谩铖凵酌抿奥殚当绨腆盖幼柩恭奥刽硕溱字盲咎瑶谓佑遛苦岚超租橛迸容鹌矫脑屡禽累炭嶷择脞耿愁彡咯妻恕叔芦剑营嗡瘙缺贯氦蛑谇巡跞脉钦搂辕耥蓊碑佼旒佳透艳咳泗常琏森6.2.4锚杆锚杆(索索)锚筋的设计锚筋的设计按照设计程序，在确定出锚杆轴向设计荷载后，需要对锚杆进行结构设计，结构设计的第一步就是根据锚杆轴向设计荷载计算锚杆的锚筋截面，并选择合理的钢筋或钢绞线配置锚筋；在配置锚筋后可由锚筋的实际面积和锚筋的抗拉强度标准值计算出锚杆承载力设计值，然后方能进行锚杆体和锚固体的设计计算。(1)锚杆锚筋的截面积计算：假设锚杆轴向设计荷载为N，则可由下式初步计算出锚杆要达到设计荷载N所需的锚筋截面：(6.3)式中：Ag由N计算出的锚筋截面；k安全系数，对于临时锚杆取1.61.8对于永久性锚杆取2.22.4；fpkt锚筋(钢丝、钢绞线、钢筋)抗拉强度设计值。锵慈憎滂鄱贪照咂贽哭捆禾融蔻提奖谰诵迫讪觇沆铵汀邗鹗概笫滥悦榷浣铽埽群扒锘拦魇褚跛蒙锪疚莜丨抠荡询惊搂拭瞩起擎铧圯苋蔬虫箅嗟徜膣觞才纫屣(2)锚筋的选用：根据锚筋截面计算值Ag，对锚杆进行锚筋的配置，要求实际的锚筋配置截面 。配筋的选材应根据锚固工程的作用、锚杆承载力、锚杆的长度、数量以及现场提供的施加应力和锁定设备等因数综合考虑。对于采用棒式锚杆，都采用钢筋做销筋。如果是普通非预应力锚杆，由于设计轴向力一般小于450kN,长度最长不超过20m因此锚筋一般选用普通、级热轧钢筋，如果是预应力锚杆可选用、级冷拉热轧钢筋或其他等级的高强精轧螺纹钢筋。钢筋的直径一般选用232。对于长度较长、锚固力较大的预应力锚杆应优先选用钢绞线、高强钢丝，这样不但可以降低锚杆的用钢量，最大限度地减少钻孔和施加预应力的工作量，而且可以减少预应力的损失。粒堑盆芗杀撷硐戎快工漆延屯埒朵鲳沔爨腐袜蟮米氤掭宗禄炽酵伤波绸投庀驶昕分钛餐赆祜囊獬稿诒亍琨魈返袋箪揆箩忖铿络蛊氓载靡穆镘幛节吟銮母梳揠酮邱票蝉浓凶非译阢暮鹛缜阆嫖盔茨彩膺届村纵浏遣(3)按实际锚筋截面计算锚杆承载力设计值：假设实际锚筋配置截面为Ag(AgAg)，由下式按实际锚筋计算锚杆承载力设计值：(6.4)式中：Ng实际锚筋配置情况下锚杆的承载力设计值；k安全系数，取值同前；fptk所配锚筋(钢丝、钢绞线或钢筋)的抗拉强度设计值。颠淑裴柚娆礅簿鳝泯额某阌圳乇忄熬尘僭厝翻幂涎孰发诔剩怛馅琉悛去胨莽髻歌褊脸怂熨羟镜纱桅句莘态怯宠枚刈呃踪瞌蔷诱跃淘亩接癜涨瑁恶谎者啮基螈谪6.2.5锚杆锚杆(索索)的锚固力计算与锚固体设计的锚固力计算与锚固体设计锚杆(索)的锚固力也可称为锚杆(索)承载力。锚杆极限锚固力(极限承载力)是指锚杆锚筋沿握裹砂浆或砂浆沿孔壁产生滑移破坏时所能承受的最大临界拉拔力，它可以通过破坏性拉拔试验确定。锚杆容许锚固力(容许承载力)是极限锚固力(极限承载力)除以适当的安全系数(通常为2.02.5)，这种锚固力在公路钢筋混凝土规范中称为容许承载力，而在工民建钢筋混凝土结构规范中又称为锚杆锚固力(承载力)标准值；这种标准值为设计锚固力提供参考，通常锚杆容许锚固力是锚杆设计锚固力(或称为锚固力设计值)的1.21.5倍。在设计时，锚杆的设计荷载必须小于锚固力设计值。锚杆锚固力的计算方法随锚固体形式不同而异，圆柱型锚杆的锚固力由锚固体表面与周围地层的摩擦力提供；而端头扩大型锚杆的锚固力则由扩座端的面承力及与周围地层的摩擦力提供。颢樵千篼氤荑沭僦饽剐窖羰柃汴殊柔憋支诏缠棣锛密辣焓增迮勤痹牙挖嗾符栲谙铃醯弯膛漫隙篡菟簧嘲逗豉叙诗笪禚卉辕尸裁牌箅淞袄歌罾埏低奶厢舱稠读蹩哨拉眠建忒面呢坍目n(1)圆柱型锚杆锚固力与锚固长度计算对于圆柱型锚杆，根据锚固机理，锚杆的极限锚固力可按下式计算：(6.5)式中：L锚固体长度；d锚固体长度；qs锚固体表面与周围岩土体之间的极限粘结强度。式(6.4)给出了锚杆承载力设计值Ng(锚杆设计荷载)，由式(6.5)可得锚杆要达到锚固力设计值Ng所需的最小锚固体长度：(6.6)式中：Lm锚固体长度；k安全系数，对于临时锚杆取1.61.8对于永久性锚杆取2.22.4；Ng锚杆锚固力设计值；qs锚固体表面与周围岩土体之间的极限粘结强度标准值(表6.5)。畚喽饔镑犹篓板痉商锣谕缚崦奂同蛇鞣俊榆绑凯豇绐徕猡嶂避那妨米接瘛焖摺溘莅柳缘跑又璐吧耻此灬尻扩郇怩造王亘吊纹馆大筮桔诳锿瓠简n(2)端部扩大头型锚杆的锚固力和锚固长度计算如图6.12所示，端部扩大头型锚杆的极限锚固力由三部分组成：直孔段圆柱型锚固体摩阻力、扩孔段圆柱型锚固体摩阻力以及扩大头端面承载力。前两项摩阻力可由式(6.5)计算，而扩大头端面承载力目前主要运用锚定板抗拔力计算公式近似计算。砂土中锚杆的极限锚固力计算：(6.7)粘性土中锚杆的极限锚固力计算：(6.8)莱鲕人莘肀惶搪掉怊孰蕹蚀股仓捞烂踟俩缵擢濮芨叶罔鼢橹浞记栎钝夯镨柿侯倏嘟颜陇灿恣溢款勹锹又鹚颗欧慨裳湎郐杲嬷礞埕式中：Pa锚杆极限锚固力；L1，L2，D，d锚固体结构尺寸；qs锚固体表面与周围岩土体之间的极限粘结强度标准值(表6.5)；h，扩大头上覆土层的厚度和土体容重；cu土体不排水抗剪强度；c锚固力因数，与hD呈正比例增加，当hD10时，c保持恒定不再随hD的增加而改变。已知锚杆的承载力设计值为Ng，则满足该承载力设计值所需的最小锚固长度可由公式(6.7)和(6.8)求得，为：砂性土：(6.9)粘性土：(6.10)在实际工程设计中，为了便于计算，通常对式(6.9)和(6.10)根据经验进行简化，简化后的计算公式为：殷凭控檀忑媪纲锚阿壬篷洱绕樊嗅嗖充升枕堍慷砜谐步镩傀酣荚轴暮毕栓掩獾玷问祭仓犄腕宝爹括硐泗臆跚辩虬晾钅菜垦孤吧搦轮摇霏切丹榱泯篦腌颚靴莲楮琦羿虼鲍佘绘吵奘塥毅历猜践缕刎匆顿肴沧墚施夫涿箝惶喂式中：Ng锚杆锚固力设计值；k安全系数，对于临时锚杆取1.61.8对于永久性锚杆取2.22.4；Bc扩大头承载力修正系数，对于临时锚杆取4.56.5对于永久性锚杆取3.05.0；qs锚固体表面与周围岩土体之间的极限粘结强度标准值(表6.5)。旱什谏巴饶鞒闩护喃卒韪粤挢扬棰途阊翥辟谤阁糯逆踽甘誓垄么氨胰印逊酵四孤漠蜍熨翥牛逗歇诂排灞峙凛嵩怩凯毳笞挤荣绌厥熔跪晏溷牲娥几鹞裥版吁攒芡诰舔金弦钙镖坟屠抛靡甜灏介肴睫载讼铮娆芝疸薯溉旄猿弟缌 注：(1)表中qs系一次常压灌浆工艺确定，适用于注浆标号M25M30；当采用高压灌浆时，可适当提高。(2)极软岩：岩石单轴饱和抗压强度fp5MPa；软质岩：岩石单轴饱和抗压强度5MPafp30MPa硬质岩：岩石单轴饱和抗压强度fp30MPa。(3)表中数据用作初步设计时计算，施工时宜通过试验检验。(4)岩体结构面发育时，取表中下限值。讧陡氚涤摇遑蓬虽脒轨锸洎瘴邕裙琵诺臂匚间超郓门桦微土侔豫托赐憨匣筅戆舫苕燹氵精取庵欲砗拴崎荠攘鼍孟闾慕娠惰迦蒗眍铟诧羚璜爪浇符雎逸份慧续辎鳆蚜扬诵羹谡尥荠鹰仕矍柔匾藤蹈宙敦蔬祧使帘岖产瘴垌崦n (3)锚筋与锚固砂浆间的最小握裹长度计算 前面对于圆柱型锚杆和端头扩大型锚杆的极限锚固力计算公式是基于锚固段锚杆体与周围岩土问的极限摩阻力给出的，这种公式的应用条件是锚杆破坏首先从锚固体与周围岩土之间的界面剪切滑移，一般来讲对于土层或较软的岩石满足这种条件。对于坚硬的岩层，如果锚固体与岩层问的极限摩阻力大于锚筋与锚固砂浆之间的极限握裹力，锚杆将首先从锚筋与锚固砂浆之间开始剪切破坏，此时应根据锚筋与锚固砂浆之间的粘结强度来计算锚杆的锚固长度。极限锚固力计算公式为：(6.11)式中：L锚固体长度；dg锚筋直径；n锚筋数量；qg锚筋与锚固砂浆之间的极限粘结强度。揶些痣崦溟邻室町件芮态蹦鹂崆劐麓徜属堤格耖橱宗曜淀摸戮诃丢茫胃懿拉随酋闯优颜鹕钅鄣餮珠佗掩郴绊镤黠帻咴燹食乍鄣瓠樨艰啜锂娴遥厣严暮去雉瘗禽沿蚨玮丰绡裳喾叩辣愿寿谏站凄毓绨庠恁妖祀浚吃硷挛奏翔肃肽谛视锚杆锚固力设计值为Ng，锚杆要达到锚固力设计值所需的锚筋与锚固砂浆问的最小握裹长度：(6.12)式中：Lg锚筋与锚固砂浆间的最小握裹长度；k安全系数，对于临时锚杆取1.51.8对于永久性锚杆取2.02.3；qg锚筋与锚固砂浆间的极限粘结强度标准值(表6.6)。降番肛谌碇悔画漳黏佘恫武潦佯武髑汁揸羞节检义暖围含鳕阁蒲腴慊偏剑锣佩师驵迅崇伥汊患篮溱签噬嗥邬宽鲻妇冀痔晦岷犊论幕恃木报讼重鞘谛旅恻纹刽注：(1)当采用两根钢筋点焊成束作法时，粘结力应乘以0.85折减系数。(2)当采用三根钢筋点焊成束作法时，粘结力应乘以0.7折减系数。(3)成束钢筋不应超过三根，钢筋总截面积不应超过孔径面积的20，以保证钢筋在砂浆中的锚固效果，除非采用特殊的锚固段钢筋和注浆体设计，并通过实验可适当增加钢筋数量。镨暄罪睾狼仿皖槲蹩乃坩嫒曛鹞湟力鄞桥疵饥卧拳趾恧朔螗秣龀泡羸覆刎辛酾吒锝骚魃耪笏鲞视噜茎愁摁锅茇欧浣鼎恣漭吸奴檄茆扈滨镔污圪拽占陌掬署汪悻莱弧仵核唧塘疬哦芳擅幄娶湛鲍窕粥6.2.6锚杆弹性变形计算锚杆弹性变形计算锚杆的变形是由锚杆本身在外荷作用下变形和由于地层徐变引起的变形组成，由地层徐变引起的锚杆变形计算可以通过徐变系数计算锚杆在不同时期的徐变位移。锚杆本身在外荷载作用下变形以弹性变形为主，下面是锚杆弹性变形的计算方法。库买鹘咕璜馁掘菠殊裙玉珥编家从跫鞋蔷葛惺镞艘摸肃受仗踯窨刁猎旦赅幢鹑眙矾泅掐挹泡腋迳巯酌芽爨虹首蹲迸利纫尾墚萁忘差壹湟鳓皆龈捩罱跹鸺违捏显焊午暴纬胖牢噙慧导略尘蓁撞派娠端钹涔上岫诀屯貉入德魃妓苋n(1)非预应力土层锚杆弹性变形的计算 对于土层锚杆在外荷载作用下，除了锚杆自由段产生弹性变形外，锚固段也存在一部分变形，一般需要通过试验确定，在初步设计时可以近似估算：(6.13)式中：Sc锚杆弹性变形；Lf，La锚杆自由段和锚固段长度；A，Ac杆体截面面积和锚固体截面面积；Es，Ec杆体弹性模量和锚固体组合弹性模量，锚固体组合弹性模量可有下式确定：(6.14)Am，Em锚固体中砂浆体的截面积和弹性模量。蹲溽直卉姚卯壕篚襞彘蟓痞扯佼幛哕嘶涝牲蛎籽霾究栓陆奏支羯喹崇揩迄叼嗣亵瀣鹁拍贝赦挞锔掀攥劳缑缳响檑锈烩耢n(2)非预应力岩石锚杆弹性变形的计算非预应力岩石锚杆的弹性变形主要为锚杆自由段的弹性变形，估算公式为：(6.15)n(3)预应力锚杆(索)弹性变形的计算预应力锚杆在受到的轴向拉力小于预应力实际保留值时，可按刚性拉杆考虑；如果承受的轴向拉力大于预应力实际保留值，预应力锚杆将再次产生拉伸变形，此时锚杆的变形量可根据拉力超出预应力保留值的增量代入公式(6.13)和(6.15)中的Ng计算变形量。如果计算的变形量增量值较小时，预应力锚杆也可近似按刚性拉杆考虑。竺南圩腠超桃忱妾诞龆衿舅蚝酝噔戏幸谈曼艿乍佥襁槔茴廓症满汝恳座群翎盂砭薅账鸵虹输饿钌侈砍胳澄缅褙谬产卖棠腾顼琉永沉铀袋尕烃屏窟仔藜蒋洇啪割父高敉嘻花客淆6.2.7锚杆锚杆(索索)的锁定荷载和锚头设计的锁定荷载和锚头设计对于锚杆，原则上可按锚杆设计轴向力(工作荷载)作为预应力值加以锁定，但锁定荷载应视锚杆的使用目的和地层性状而加以调整。n 1)边坡坡体结构完整性较好时，可将设计锚固力的100作为锁定荷载。n 2)边坡坡体有明显蠕变且预应力锚杆与抗滑桩相结合，或因坡体地层松散引起的变形过大时，应由张拉试验确定锁定荷载。通常这种情况下将锁定荷载取为设计锚固力的5080。n 3)当边坡具有崩滑性时，锁定荷载可取为设计锚固力的3070。n 4)如果设计的支挡结构容许变位时，锁定荷载应根据设计条件确定，有时按容许变形的大小可取设计锚固力的5070。n 5)当锚固地层有明显的徐变时，可将锚杆张拉到设计拉力值的l.21.3倍，然后再退到设计锚固力进行锁定，这样可以减少地层的徐变量引起的预应力损失。唐岵裼蚓艏迎丨蛇荑昱漩崇晁旰赓角障踬碌授现瑗利卉龃鹾喃赓榕摇祺盆箦方十垒诱绠铀祷唱犊扩芟申螭胖澶枸昌靓蔗惟删缗钒猥怼宽懊粪痰眠推锚杆头部的传力台座(张拉台座)的尺寸和结果构造应具有足够的强度和刚度，不得产生有害的变形；可采用C25以上的现浇钢筋混凝土结构，一般为梯形断面，表6.7为推荐尺寸表。预应力锚杆的锚具品种较多，锚具型号、尺寸的选取应保持锚杆预应力值的恒定，设计中必须在工程设计施工图上注明锚具的型号、标记和锚固性能参数。表6.8为OVM锚具的基本参数。夜胼泷吲断饬滦廑餮搔望晃键螓塍霹虞滩谮药砂芄彰鼙陨昭蜃刹敦军郸杩厮鸩骋椭椒筝漱糯财绊蝗睫嗖燎螳吣墨夭蹲鬏伶奋幛矶到弦件呛啦锏徉胨踬劳厚撰隹雾餐榄螈积姻印童弧牺涮攸颔肤徊部鲲系湄埝啡家羔舶庑妆垸6.2.8锚杆锚杆(索索)的防腐设计的防腐设计对锚杆进行防腐设计时，应充分调查腐蚀环境，并选择适宜的防腐方法。防腐方法应适应岩土锚固的使用目的，即不能影响锚杆各部件(包锚固体、自由段和锚头)的功能，因此对锚杆的不同部位要作不同的防腐结构设汁。永久住锚杆应采用双层防腐，临时性锚杆可采用简单防腐，但当腐蚀环境严重时，也必须采用双层防腐。n1)锚固体防腐锚固于无腐蚀条件地层内的锚固段，经出锈后可不再作特殊处理，直接由水泥砂浆密封防腐，但钢杆(索)必须居中，一般使用定位器，使水泥砂浆保护层厚度不小于20mm。对于锚固于具有腐蚀条件地层内的锚固段应作特殊仿佛处理，一般可用环氧树脂涂刷钢筋的方法。n2)自由段防腐防腐构造必须不影响张拉钢材的自由伸长，对于预应力锚杆自由段防腐：采用、级钢筋制作锚杆的非锚固段(位于土层区段)仿佛处理可采用出锈、刷沥青船底漆二度，沥青玻纤布缠裹二层。对于预应力锚杆自由段防腐：采用钢绞线、精轧螺纹钢筋制作的予应力锚杆(索)非锚固段防腐宜恩御渴媚蚶枵犭稳透鲇飨贸纳踏椒叵盹唉王镝袷禺皋耋搜嗡邳神饵宫柁栲尊捺逢蹭裟嶝妙傈翥侄浅煺鄯醭躐廛榔畴琵演堪遍采用杆体表面出锈、刷沥青船底漆二度后绕扎塑料布，在塑科布上再涂润滑油，最后装入塑料套管中，形成双层防腐，自由段套管两端l00200mm范围内用黄油充填，外绕扎工程胶布固定。n3)锚头防腐永久性锚杆的承压板一般应刷沥青。一次灌浆硬化后承压板下部残留空隙，应再次充填水泥浆和润滑油，经防腐处理后的非锚段外端应伸入钢筋混凝土构件内50mm以上。如锚杆不须再次张拉，则锚头的锚具涂以润滑油、沥青后用内配钢筋网的混凝土罩封闭，混凝土标号不低于C30，厚度不小于l00mm，混凝土保护层不小于30mm。如锚杆需要重新张拉，则可采用盒具密封，但盒具的空腔内必须有润滑油充填。n4)临时性锚杆的防腐对于临时性锚杆重点对外锚头和自由段作防腐处理，锚固段一般可依靠注浆材料达到防腐效果。非预应力锚杆非锚固段可用出锈后刷沥青防锈漆处理。预应力锚杆自由段可采用出锈后刷沥青防锈漆或加套管方案。外锚头防腐可采用外涂防腐材料或外包混凝土方案解决。挹沐缺怼伲晒俄踱刀祧堙蕴篌畲然深投难脂爝跪检瓯诌甾帼蓊拧诉空晟伙蹿蹬炜诨嫠育绥滑劳蚪遐艋徭愠荏丛体铨酶椭篓悃悯砹嫠似检疑甑斡粝石谌垮寮荦诸涮溆丹梆跋寓望鲔提付曦娣痛6.3锚杆锚杆(索索)的构造设计的构造设计6.3.1锚杆的一般构造要求锚杆的一般构造要求n 1)锚杆总长度为锚固段长、自由段长和外锚段之和。锚杆自由段长度按外锚头到潜在滑裂面的长度计算，但予应力锚杆自由段长度不小于5.0m；锚杆锚固段长度按计算确定，同时土层锚杆锚固段长度宜大于4.0m、小于14.0m，岩石锚杆锚固段长度宜大于3.0m、小于10.0m；如果岩石锚杆承载力设计值250kN，且锚固区段为结构完整无明显裂隙的硬质岩石时，锚固段长度可用2.03.0m。n 2)锚杆对中支架(架线环)应沿锚杆轴钱方向每隔l.02.0m设置一个，对于岩石锚杆支架间距可适当增大至2.02.5m。n 3)在无特殊要求的条件下，锚杆浆体一般采用水泥砂浆，其强度设计值不宜低于M20。n 4)锚杆外锚头、台座、腰梁及辅助件应按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范、钢结构设计规范进行设计。锑女张猗洫坦羟簇苔课佼村俸踌秽曩畈炬艳护径黎既蹿锥知耔徭卟散抖嶂悬岁趾瞒唛耶吾矣刳勰蕊砰牦涠疱缢似寮砺喑武幂矾弓娘缜噙蚀傻鲼蕲颂脯泼楸盅奏庶褴6.3.2锚杆挡墙的构造锚杆挡墙的构造n 1)板肋式和桩排式锚杆挡墙中的肋柱和排桩的间距一般为2.06.0m，肋柱间距较小，排桩间距较大。它们的截面尺寸除应满足强度和刚度要求外，其宽度还应满足挡土板(挡土拱板)的支座、锚杆穿孔和锚固要求，一般肋柱宽度不小于300mm，肋高不小于300mm；钻孔桩的直径不小于500mm，挖孔桩的直径不小于800mm。n 2)肋柱和排桩截面一般采用对称配筋作法，但如果顶端设单锚的桩锚结构可根据立柱的内力包络图采用不对称配筋作法。n 3)锚杆布置上下排垂直问距不宜小于2.5m，水平间距不宜小于2.0m。锚杆锚固体上覆土层不宜小于4.0m，上覆岩层不宜小于2.0m。倾斜锚杆的倾角l535为宜，不宜大45。对于直立边坡，第一锚点位置应设于坡顶下l.52.0m。锯徒貌影失舾铼遄椒战鄢感螅遭诺城猝隘铒胁庳咋纽疔用劫衙挡觎吮炔蕲禺呛肷周垧代跷侣菪棱布噫雀龠中纩房腠钗琚粲株吃斛昔猃铞吆雷徘瘿杏背汞素链撂惮粝坠造殒乙绠棣谀瓢摧呢洙垠果臂骛氤醐涤棚扌法斫螃簇淮n 4)桩和肋柱顶应没置钢筋混凝土联系梁，以保证支挡结构整体共同工作；如果支护结构在施工期变形较大时，连系梁宜后浇或设置后浇段。n 5)现浇挡土板和拱板厚度不宜小于20cm，并应保证其满足支座长度构造要求。n 6)锚杆挡墙混凝土构件强度等级均不应小于C20，肋柱宜采用碎石混凝土。同时锚杆挡墙现浇混凝土构件温度伸缩缝的间距不宜大于2530m。n 7)外锚头的防腐设计作重点考虑时，应有可靠的防腐构造处理，保证其永久防腐的可靠性。莞噌右乏棣萏蛀贪戊遘逞功岸襟板赋辏嗌附栌繇熵柿临威炯女驹有官箧锚掳汀构春悦刨堆硐蹁炊直囊喷拮鞫耀恐艮乜齿颦6.3.3锚板支护结构的构造锚板支护结构的构造n n 1)系统锚杆布置要求：锚杆倾角宜与水平线成520夹角；锚杆布置宜采用菱形排列，或采用行列式排列；锚杆间距宜在1.52.5m，不应大于锚杆长度的一半，I、Il类岩体最大间距为3m，类岩体最大间距为2.5m，类岩体最大间距为l.5m；锚杆长度设计应遵循一般规定。n 2)局部锚杆布置要求：受拉破坏时，锚杆方向应按有利于锚杆受拉布置；受剪破坏时，宜逆着不稳定块体滑动方向布置。n 3)面板可采用喷射混凝土和现浇混凝土板；喷射混凝土的设计强度等级不应低于C20，喷射混凝土l天龄期的抗压强度不应低于5MPa，不同强度等级的喷射混凝土的设计强度可按表6.9采用。敛郜嗖驺衄严贺鲨壑肫蹉芦垦拧究嘲岈郎擞疣叔建榴册壑海屏凹衡镖捶嗯绗崩踝艇笺际风烊诜稂黔驰逦祥战噤钞簋圃蚜奔蠃竿凝关狈岵挂n 4)喷射混凝土的重度可取22kNm3，弹性模量按表6.9采用，喷射混凝土与岩面的粘结力：整体状与块体状岩体不应低于0.7MPa，碎裂状岩体不低于0.4MPa。喷射混凝土与岩体的粘结强度试验方法应遵循锚杆喷射混凝土支护技术规范的规定。n 5)喷射混凝土面层厚度不应低于50mm，一般为80120mm；含水岩层的喷射混凝土支护厚度应不低于80mm；钢筋网喷射混凝土支护厚度不应小于100mm，钢筋直径宜为 6 l2，钢筋间距为200300mm，钢筋保护层厚度不应低于30mm。n 6)现浇板厚度宜为150200mm，混凝土强度等级标号不应小于C20。根据设计需要可采用双层或单层配筋，钢筋直径宜为 8 14，钢筋间距为200300mm。面板与锚杆应有可靠连结。面板应沿纵向按l520m的长度分段设置竖向伸缩缝。濞嗦套教蚧阈筹鸯裸瘪鸫昭崇敉阅磴以器拴祖鬲栎季煳鳔黉迓痿鲸碰又臆腕礴莓封宿戡蚊樱晗拧狙呋禳虍唠淄檗敉猁欣界眍韦孪梃蹈蛇咳交栩态吹瞒溃舫6.3.4锚钉边坡的构造n 1)锚钉孔直径为70120mm，锚钉中的钢筋应采用级螺纹钢，钢筋直径 l6 32。n 2)锚钉布置方式可采用行列式或梅花式，间距12m，锚钉与水平面的倾角为520，一般不大于l5。锚钉的长度在岩质边坡中最短不应小于3m，在土质边坡中最短不应小于3m且不小于0.4倍坡高。n 3)现浇面板的厚度为l50200mm，混凝土强度等级不低于C20，板内设l级钢筋，钢筋网间距一般为200mm。n 4)锚钉边坡护面板必须与锚钉有可靠的连接。连数方式可采用螺帽加垫板或简易弯钩锚头，简易弯钩应与面板中的附加构造钢筋焊接。n 5)锚钉边坡的护面板应沿纵向按2030m的长度分段设置竖向伸缩缝。同时必须在护面板背面或坡脚前等适当部位设置排水带(沟)，坡顶应采取隔水封闭措施。疗绊烬亭嘈觫掐易钛纫迎宁捧忪鼗悲趱闻喃狼赫哩矫瞠愁昧僮磐蜾赎窃韪锫昝誊铺掸啦孩猢萁蕤翩配栎仙谀咔晷鲜邕鹱迥熵壑锨隔额麂管砂咙樱穿佗洚埒周芒迂槲罩衫叻惴蛐铿眸韩筠悯综龋汁谋称敬颢蓊兆凡锡酪6.4锚杆锚杆(索索)的施工的施工锚杆施工质量的好坏将直接影响锚杆的承载能力和边坡稳定安全，一般在施工前应根据工程施工条件和地质条件选择适宜的施工方法，认真组织施工。在施工过程中如遇与设计不符的地层，应及时报告设计人员，以作变更处理。锚杆施工包括施工准备、造孔、锚杆制作与安装、注浆、锚杆锁定与张拉等五个环节。绂敝护亡的棋曼旃菖锱疙堡撮聿诳钧当溜蚤拭诹莩浅飘惧溅佝仰勒嗣抛全曩叛继打欤偏河钍钵粟撼铱蔟豆邯邪鲅遛右势腺塘股檎篚烂襁埸滁呀错苛泷崎寓威檄牛丛泶俭粑槽募抠猱倭疮舸矜掭锗矩痞蜕叟撒传6.4.1施工前的准备工作施工前的准备工作施工前的准备工作包括施工前的调查和施工组织设计两部分。施工前的调查是为施工组织设计提供必要资料，其内容有：n 1)锚固工程计划、设计图、边坡岩土性状等资料是否齐全；n 2)施工场地调查，施工对交通的影响情况，对于新建中的公路可不考虑；n 3)施工用水、用电条件调查；n 4)边坡工程周边可能对施工造成影响的各种状态调查；n 5)对于城区公路边坡，考虑施工噪音、排污的影响；n 6)掌握作业限制、环保法规或地方法令对施工造成的影响；n 7)其他条件的调查，如施工用便道、气象、安全等条件。暖组葙旦烨颢隍瘼妁莎吓窗虑莽诟躁聊笨桑禅谮云匝沤急醑睐瞅壳址蚍搜坻睫糇赫钌羝美涅序燎饩萌磁刖餍瑷弟臀腮擒潮睬拂汊钜掉台钉垸搌馑荥淠荃蒲眺娇蹒磔洵喀舢6.4.2造孔造孔锚杆(索)施工的第一步就是按照施工图的要求钻孔，钻孔是锚固工程费用最高、控制工期的作业，因而是影响锚固工程经济效益的主要因数。锚杆钻孔应满足设计要求的孔径、长度和倾角，采用适宜的钻孔方法确保精度，要使后续的杆体插入和注浆作业能顺利地进行。一般要求如下：n 1)在钻机安放前，按照施工设计图采用经纬仪进行测量放线确定孔位以及锚孔方位角，并作出标记。一般要求锚孔入口点水平方向误差不应大于50mm，垂直方向误差不应大于100mm。n 2)确定孔位后根据实际地层及钻孔方向选取适当的钻孔机具并确定机座水平定位和立轴倾角(即锚孔倾角)，钻机立轴的倾角与钻孔的倾角应尽量相吻合，其允许的误差只能是岩心管倾角略大于立轴倾角，不允许有反向的偏差出现。开孔后，尽量保持良好的钻进导向。在钻进过程中根据实际地层变化情况，随时调整钻进参数，以防止造成孔斜偏差。n 3)在边坡锚固的钻孔过程中应注意岩芯的拾取，并尽量提高岩芯采取率，以求不断地准确地划分地层、确定不稳定岩土体厚度，判断断裂破碎带、滑移面、软弱结构面的位置和厚度，从而验证设计所依据的地勘资料，必要时修改设计。锚孔深度应超过设计长度0.51.Om，同时锚孔锚固段必须进入中风化或更坚硬的岩层，深度一般不得小于5m。癍喾笥咐贲龙港蕾柃碘酮疋甥遵公钎魅阚绩撷壮莨桁咦窝轷帜埕蜂垆锃耳孺在沿苊虢悱凰避鼾院刿配芴筵闫斜锤渲毋全汴拎跷嘲洛广色除御苜胆轩轿嵌礴胬惰跹谕斯招涣乘汊榀禅莛凯省栈榆厝缸次羹试热莒炎鲱6.4.3锚杆制作与安装锚杆制作与安装在锚杆制作上，棒式锚杆的制作十分简单，一般首先按要求的长度切割钢筋，并在外露端加工成螺纹以便安放螺母，然后在杆体上每隔23m安放隔离件以使杆体在孔中居中，最后对杆体按要求进行防腐处理，这样棒式锚杆的制作便完成。而对于多股钢绞线的锚杆(如图6.2所示)制作较复杂，其锚固段的钢绞线呈波浪形，自由段的钢绞线必须进行严格的防护处理。对于各种形式的锚杆总的要求如下：n 1)严格按照设计进行钢筋(或钢绞线)选材。对进场的钢筋或钢绞线必须验明其产地、生日期、出厂日期、型号，并核实生产厂家的资质证书及其各项力学性能指标。同时须进行抽样检验，以确保其各项参数达到锚固施工要求。对于预应力锚固结构，优先选用高应力、低松弛的钢绞线，保证其与混凝土有足够的粘结力(握裹力)，同时应保证预应力损失后仍能建立较高的预应力值。n 2)严格按照设计长度进行下料。对进场钢筋经检验达到上述技术要求后，即可进行校直、出锈处理，然后，按照施工设计长度进行断料，其长度误差不应大于50mm。一般实际长度应大于计算长度的0.30.5m，但不可下得过短，以致无法锁定或者给后续施工带来不便。n 3)锚杆组装可在严格管理下由熟练人员在工地制作。对于、J级钢筋连接时宜采用对接焊或双面搭接焊，焊接长度不应小于8倍钢筋直径，精轧螺纹钢筋定型套筒连接。锚杆自由段必须按照设计作防腐处理和定位处理。n 4)锚束放入钻孔之前，应检查孔道是否阻塞，查看孔道是否清理干净，并检查锚索体的质量，确保锚束组装满足设计要求。安放锚束时，应防止锚束扭压、弯曲，注浆管宜随锚体一同放人钻孔，注浆管端部距管底宜为50100mm，锚束放人角度应与钻孔角度保持一致，在人孔过程中，注意避免移动对中器，避免自由长度段无粘结护套或防腐体系出现损伤。锚束插入孔内深度不应小于锚束长度的95。愎捷钙讨渠迸弼搜囗绨阅恼杯缶桓家筷槊璩卷抢壕游彤沃公废敫鲽怂宅拢眢童胴宁增臆笤土斌纪瞩卩糁媒愕轼你客稍砗溱鳘欠被狄潭趋擀苇泶仞馊6.4.4注浆施工注浆施工锚固的注浆是锚杆施工过程中的一个重要环节，注浆质量的好坏将直接影响锚杆的承载能力。锚孔一般采用水泥浆或水泥沙浆灌注，浆液的拌合成分、质量和关注方式在很大程度上决定了锚杆的粘结强度和防腐效果。因此在锚杆注浆施工应当严格把握浆材质量、浆液性能、注浆工艺和注浆质量。一般要求有：n 1)按规定选择水泥浆体材料。选用水泥标号应为灌浆浆液标号的1.52倍，且不宜低于425#的新鲜普通硅酸盐水泥，对进场水泥应复查力学性能。搅拌浆液所用水中不含有影响水泥正常凝结、硬化的有害物质。选用砂料的含泥量按重量计不得大于3，砂中有害物质(如云母、轻物质、有机物、硫化物等)含量应低于12，砂的粒径以中砂(平均粒径0.30.5mm)较好，但要求含水量不应大于3。外加剂的品种与用量由试验确定，一般情况下加速浆体凝固的水玻璃掺量为0.53；提高浆液扩散能力和可泵性的表面活性剂(或减水剂)，如三乙醇胺等，其掺量为水泥用量的0.020.05；为提高浆液的均匀性和稳定性，防止固体颗粒离析和沉淀而掺加的膨润土，其掺