邊坡錨固設計參數怎么計算?導讀：一、概述巖土工程的討論對象是簡單地質體，在漫長的地質年月里，由于地質構造運動、自然風化和人類活動等作用，形成了大量諸如斷層、層理、節理、脆弱夾層、溶溝、溶槽等地質缺陷。在肯定的時間和條件下，巖土體可能處于相一、概述巖土工程的討論對象是簡單地質體，在漫長的地質年月里，由于地質構造運動、自然風化和人類活動等作用，形成了大量諸如斷層、層理、節理、脆弱夾層、溶溝、溶槽等地質缺陷。在肯定的時間和條件下，巖土體可能處于相對穩定的平衡狀態；若條件轉變，原有的平衡狀態就可能遭到破壞，如在巖土工程開挖與施工過程中，其原有應力場重新分布，從而導致巖土體發生變形，進而產生坍落、塌陷、巖崩、滑坡及地面沉降等地質災難。為預防和治理此類災難，工程上常將一種受拉桿件埋入巖土體，用以調動和提高巖土體的自身強度和自穩力量，這種受拉桿件稱為錨桿或錨索（以下統稱為錨桿），其所起的作用即為錨固。運用數學、力學和工程材料等科學學問解決巖土工程中的錨固設計、計算、施工和監測等方面問題的技術和工藝稱為錨固工程。二、錨桿類型邊坡工程中使用的錨桿是一種安設在巖土層深處的受拉桿件，其一端與工程構筑物相連，另一端錨固在巖土層中，必要時需對其施加預應力，以承受巖土壓力、水壓力或風荷載等所產生的拉力，再將拉力傳遞到深部穩定巖土層中，達到有效承受結構荷載及防止邊坡變形失穩的目的。預應力是人為對錨桿施加的張應力，從而對邊坡施加主動壓力。因此，預應力錨桿不同于非預應力錨桿，后者只有當巖土體產生變形時才承受張力，且張力隨位移增大而增大，故這種張力主要只對變形體起懸吊作用。所以，預應力錨桿屬于主動加固措施，而非預應力錨桿屬于被動加固措施。在邊坡錨固工程中，前者比后者應用更為廣泛。工程上常按以下方法分類：(1)按應用對象劃分，包括巖石錨桿、土層錨桿；(2)按是否預先施加應力劃分，包括預應力錨桿、非預應力錨桿；(3)按錨固機理劃分，包括黏結式錨桿(水泥砂漿錨桿、樹脂錨桿)、摩擦式錨桿(縫管式、水脹式及楔縫式錨桿)、端頭錨固式(機械式)錨桿和混合式錨桿；(4)按錨固體傳力方式及荷載分布條件劃分，包括壓力型錨桿、拉力型錨桿、壓力分散型錨桿和拉力分散型錨桿；(5)按錨固部分大小劃分，包括全長錨固式錨桿和端部錨固式錨桿;(6)按錨固體形態劃分，包括圓柱型錨桿、端部擴大型錨桿和連續球型錨桿。圓柱型錨桿結構簡潔、制造安裝便利，黏結材料通常為水泥砂漿,適用于黏性土、砂土、粉砂土等相對密度較大且含水量較小、抗剪強度相對較高的土層或設計承載力較低的巖層。端部擴大型錨桿在錨桿底部把孔徑擴大，形如一倒埋的銷釘，其不僅可供應黏結力,端頭肩部還能增加巖土體對錨桿抗拔的阻力，從而提高錨桿的錨固力和極限抗拔力。該類錨桿主要適用于松軟土層，并要求其具有較高承載力。連續球型錨桿通過分段擴張法或分段高壓注漿法使錨桿錨固段形成一連串球狀體,使之與四周土體有更高的嵌固強度。該類錨桿適用于淤泥、淤泥質土層，并要求較高錨固力的狀況。對于風化巖及土質邊坡，拉力分散型和壓力分散型錨桿（統稱為荷載分散型錨桿）應用較為廣泛。拉力型錨桿指受力時錨固段注漿體處于受拉狀態的錨桿，其主要特點是錨桿受力時錨固段漿體受拉并通過漿體將拉力傳遞至四周地層，結構簡潔，目前使用范圍最廣。壓力型錨桿指受力時錨固段注漿體處于受壓狀態的錨桿，其主要特點是利用承載體使錨桿受力時錨固段漿體受壓，并通過漿體將拉力傳遞至四周地層，防腐性能較好，但由于注漿體承壓面積受到鉆孔直徑的限制，故不能得到高承載力的錨桿。荷載分散型錨桿也稱單孔復合錨桿，指在一個鉆孔中，由若干拉力型或壓力型單元錨桿組合而成的復合錨固體系，其能將錨固力分散作用于錨桿總錨固段的不同部位（即各單元錨桿的錨固段）上。主要包括拉力分散型錨桿和壓力分散型錨桿兩種，其工作時能充分利用地層固有強度，其承載力隨錨固段長度增加成比例提高。拉力分散型錨桿適用于錨桿承載力要求較高的軟巖或土體工程，壓力分散型錨桿適用于錨桿承載力要求較高或防腐等級要求較高的軟巖或土體工程。拉力分散型錨桿壓力分散型錨桿三、錨桿結構工程上所指的錨桿，通常是對受拉桿件所處的錨固系統的總稱。錨桿一般由錨頭、桿體（拉桿）及錨固體（段）三個基本部分組成。錨頭錨頭是構筑物與拉桿的連接部分，其作用是將來自構筑物的作用力有效地傳遞給拉桿。錨頭一般由臺座、承壓板和錨具等部件組成。桿體錨桿桿體要求位于錨固結構的中心線上，其作用是將來自錨頭的拉力傳遞給錨固體。桿體通常要承受肯定的荷載，故一般采納抗拉強度較高的鋼材制成。錨固體錨固體（段）位于錨桿尾部，與巖土層緊密相連，其作用是將來自拉桿的力通過錨固體與四周巖土層間的摩擦阻力（或支承反抗力）傳遞給穩固的地層。錨索是高承載力的錨桿，其強度、錨固深度、單錨錨固力均較大。錨桿主要處于張拉狀態，剪切次之，一般不能承受彎曲作用，而錨索只存在張拉狀態。類似地，錨索結構也可分為三個主要部分，即錨頭、錨索體和錨固體。其中，錨頭由墊板、錨環、錨塞和混凝土墩組成，錨索體由高強度鋼絲、鋼絲束或鋼絞線制成，錨固體主要包括定位環、止漿塞、擴張環及導向帽等。四、錨固作用機理邊坡錨固的基本原理是依靠錨桿四周穩定地層的抗剪強度來傳遞結構物（被加固物）的拉力，以穩定結構物或保持邊坡開挖面自身的穩定。懸吊作用機理錨桿支護是通過錨桿將脆弱、松動、不穩定的巖土體懸吊在深部穩定的巖土體上，以防止其離層滑脫。組合梁作用機理把薄層狀巖體視為一種梁（簡支梁或懸臂梁），在沒有錨固時，其只是簡潔地疊合。擠壓加固作用機理在彈性體上安裝具有預應力的錨桿時，彈性體內形成以錨桿兩頭為頂點的錐形體壓縮區，若將錨桿以適當間距排列，可使相鄰錨桿的錐形體壓縮區相互重疊，即形成肯定厚度的連續壓縮帶。五、錨固要素分析邊坡錨固通常采納水泥砂漿（或水泥漿、化學漿液、樹脂等）將一組桿體（鋼筋或鋼絲束等）錨固在邊坡地層的鉆孔深處，從而達到錨固效果。實際錨固工程中，水泥砂漿錨桿占絕大多數。錨桿基本力學參數1）抗拔力：錨桿在拉拔試驗中承受的極限拉力，即錨固力。2）握裹力：錨桿桿體與黏結材料間的最大抗剪力。3）黏結力：錨桿黏結材料與孔壁巖土間的最大抗剪力。4）拉斷力：錨桿桿體的極限抗拉力量。砂漿錨固傳力過程取錨固段為隔離體，當錨固段受力時，拉力首先由桿體周邊砂漿的握裹力傳遞到砂漿中，然后通過錨固段鉆孔周邊的黏結力（或摩阻力）傳遞到錨固的地層中若桿體受拉力作用，除桿體本身需有足夠的截面積承受拉力以外,還必需同時滿意以下三個條件，錨桿的抗拔作用才能有效發揮：1）錨固段砂漿對桿體的握裹力需能承受極限應力；2）錨固段砂漿對地層的黏結力需能承受極限應力；3）錨固段四周巖土體在最不利條件下仍能保持整體穩定性。典型破壞形式沿砂漿體與桿體的接觸面破壞沿砂漿與地層的接觸面破壞錨桿桿體受拉斷、錨固段砂漿體剪切破、錨固段地層（土層或破裂巖體）剪切破壞錨桿受力時，沿錨固段全長的黏結應力分布極不勻稱：當錨固段較長時，初始荷載作用下，黏結應力峰值在接近自由段處,而錨固段下端的相當長度上，則不消失黏結應力；隨著荷載增大，黏結應力峰值向錨固段根部轉移，但其前方的黏結應力則顯著下降；當達到極限荷載時，黏結應力峰值傳遞到接近錨固段根部，在錨固段前部較長的范圍內，黏結應力值進一步下降，甚至趨近于零。因此，能有效發揮錨固作用的黏結應力分布長度是有肯定限度的，隨錨固段長度的增加，平均黏結應力漸漸減小。錨固段砂漿對桿體的握裹力在較完整巖層中灌注的水泥砂漿抗壓強度，一般不低于30MPa。若嚴格根據規定的灌漿工藝施工，巖層孔壁的黏結力通常大于砂漿的握裹力。因此，巖層錨桿的抗拔力Tu和最小錨固長度Lamin一般取決于砂漿的握裹力，即:一般在巖層中所需的錨固長度僅需廣2m。當采納熱軋螺紋鋼筋作為錨桿桿體時，在完整硬質巖層的錨桿中，其黏結（握裹）應力傳遞深度通常不超