擋土結構與基坑工程

木林隆博士巖土大樓820室65982005第7講土層錨桿結構設計與施工概述常用錨桿類型錨桿內的荷載傳遞錨桿的設計錨桿的施工錨桿的分類概述錨桿支護作為一種支護方式，與傳統的支護方式有著根本的區別，傳統的支護方式常常是被動地承受坍塌巖體土體產生的荷載，而錨桿可以主動地加固巖土體，有效地控制其變形，防止坍塌的發生。錨桿全長黏結型錨桿端頭錨固型錨桿摩擦型錨桿其他型錨桿普通水泥砂漿錨桿早強水泥砂漿錨桿樹脂卷錨桿水泥卷錨桿機械式錨固黏結式錨固縫管式(全長摩擦型)自鉆式錨桿楔管式(全長摩擦型)中空注漿錨桿土中打入式錨桿楔連式脹殼式側楔式樹脂卷式快硬水泥式錨桿支護的作用原理概述錨桿是將受拉桿件的一端（錨固段）固定在穩定地層中，另一端與工程構筑物相聯結，用以承受由于土壓力、水壓力等施加于構筑物的推力，從而利用地層的錨固力以維持構筑物（或巖土層）的穩定。錨固作用原理，可歸納為兩種不同的理論：一種是建立在結構工程概念上，其基本特征是“荷載―結構”模式。一種是巖層錨桿，是建立在巖體工程概念上，充分發揮圍巖的自穩能力，防圍巖破壞于未然。軟土巖石概述錨桿支護的特點提供開闊的施工空間，極大地方便土方開挖和主體結構施工。錨桿施工機械及設備的作業空間不大，適合各種地形及場地。對巖土體的擾動小；在地層開挖后，能立即提供抗力，且可施加預應力，控制變形發展。錨桿的作用部位、方向、間距、密度和施工時間可以根據需要靈活調整。用錨桿代替鋼或鋼筋混凝土支撐，可以節省大量鋼材，減少土方開挖量，改善施工條件，尤其對于面積很大、支撐布置困難的基坑。錨桿的抗拔力可通過試驗來確定，可保證設計有足夠的安全度。概述錨桿的發展與現狀錨桿支護于19世紀末20世紀初初現雛形，1950年代中期，在國外的隧道中開始廣泛使用小型永久性的灌漿錨桿噴射混凝土代替以往的隧道襯砌結構。1970年代開始，國外許多大城市修建地下車站或地下建筑物時，大量采用錨桿與地下連續墻聯合支護。錨桿支護技術于1960年代引進我國。1.應用領域和規模不斷擴大2.相關規范標準逐漸完善3.對巖土錨固效應與荷載傳遞方式的研究取得了很多有價值的成果4.各種新型錨桿在工程實踐中得到大量開發、應用5.錨桿的承載力水平大幅度提高6.施工機械、施工工藝不斷發展常用錨桿類型拉力型錨桿和壓力型錨桿在同等荷載條件下，拉力型錨桿固定段上的應變值要比壓力型錨桿的大。但是，壓力型錨桿的承載力受到灌漿體抗壓強度的限制，如僅采用一個承載體，則承載力不太高。常用錨桿類型單孔單一錨固與單孔復合錨固單孔單一錨固在一個鉆孔中只安裝一根獨立的錨桿，盡管可由多根鋼絞線或鋼筋構成錨桿桿體，但只有一個統一的自由長段和錨固長度。會出現嚴重的應力集中現象。其錨固體在工作時受拉，易開裂，為地下水的滲入提供通道，對防腐極其不利，嚴重影響錨桿的使用壽命。單孔復合錨固單孔復合錨固體系是在同一鉆孔中安裝幾個單元錨桿，而每個單元錨桿均有自己的桿體、自由長度和錨固長度，而且承受的荷載也是通過各自的張拉千斤頂施加，并通過預先的補償張拉（補償每個單元在同等荷載下因自由長度不等而引起的位移差）而使所有單元錨桿始終承受相同的荷載。常用錨桿類型擴張錨根固定的錨桿采用擴張錨根的方法來提高錨桿承載力是十分有效的。其摩阻面積的增大對提高承載力有一定作用，但更主要的是突出部分的地層對錨桿拔出的抗力。擴張錨根固定的錨桿主要有兩種形式：一種是僅在錨根底端擴張成一個大的擴體，稱為底端擴體型錨桿；一種是在錨根（錨固體）上擴成多個擴體，稱為多段擴體型錨桿。常用刺錨桿舌類型可回裁收錨宮桿可回堵收錨火桿是剃指用朋于臨爪時性聚工程鼓加固憐的錨負桿，付在工聯程完城成后愉可回扣收預巡壽應力傅鋼筋蜻。可您回收司錨桿耳施工睛使用裕經過謠特殊逆加工找的張態拉材郵料、意注漿妖材料范和承尤載體售，可冒分為鄉豐以下糠三類紅：機械齊式可數回收看錨桿化學嬸式可隱回收變錨桿力學答式可施回收家錨桿錨桿窄內的怨荷載佩傳遞從桿宿體到梯灌漿言體的綁荷載產傳遞黏著投力機械仿聯鎖摩擦引力錨桿贏內的吃荷載鵲傳遞各類須巖土好層中爭錨桿除的荷憲載傳華遞特拍點巖石勸中的驚錨桿錨桿逃灌漿喜體與商錨桿慚孔壁諒巖石啦間的裂黏結期力取園決于擴巖石涌與灌翅漿體返的強短度、盒孔壁堡的粗媽糙度患及清隔孔質撇量。董隨著邊錨固蛙長度起的增檢大，添所要被求的漏黏結敬強度盟就會果按比炊例降兩低。砂性夸土中診的錨旬桿砂性厚土的去錨桿揮，灌般漿體枕與土飄體的烘黏結某強度墓通常隊大于音土體麻的抗謠剪強加度。塵這是騙由于忌水泥術漿的瘡滲透悅，使冊實際踐的錨墻固體更直徑重大于板鉆孔環的直慢徑；從同時照，由變于水淡泥漿推的高傍壓滲童透的哀使得財錨固派體表存面產乒生橫鈔向壓隙力，紐奉提高陰了土尾體與票錨固藍體間陜的摩摔擦力啞。錨桿題內的慶荷載挺傳遞各類役巖土繞層中圖錨桿鎖的荷強載傳享遞特喘點粘土扔中的唉錨桿黏性柿土中氏錨桿嗓錨固課體與丟黏土叉的平伶均摩督阻力字隨土錦的強口度增嫩加和夸塑性辰減小拖而增州加，走隨錨梁固長權度增轉加而跑減小即。在纖進行央二次識或多宅次灌總漿后笨，水嚼泥漿饑液在墳錨固售段周崇邊土受體中丈滲透救、擴文散，偶形成胖水泥慰土，悟提高催了土路體的停抗剪隨強度偉和錨品固體店與土吸的摩芬阻力渣。灌通漿壓煎力越驗高、彎灌漿價量越謝大，晶則錨版固體僻與土牲之間語的摩愚阻力們增加請幅度沙越大杏。錨桿徹的設寧計規劃裕與設援置單根迎錨桿肺設計饅拉力降的確煌定單根慨錨桿選的設劃計拉婦力需沈根據厘施工猛技術刮能力專、巖脂土層壘分布壤情況孩等因伙素來主確定已。錨桿閱位置昆的確叛定錨桿酷的錨聚固區崖應當剩設置碼在主栽動土水壓力哀楔形濤破裂滋面以賀外，立錨固采段需換設置嗓在穩險定的駱地層閥以確塑保有序足夠這的錨公固力華，一如般要滲求錨湯桿錨杏固體賽上覆勒土層梁厚度護不宜溉小于4m。錨固降體設申置間曠距錨桿鉛間距已應根怪據地添層情肢況、肆錨桿興桿體演所能占承受淚的拉租力等骨進行聾經濟堡比較倉后確漏定。帝錨桿研的水案平間鄭距不番宜小版于1.羨5m，上細下排黑垂直桐間距吸不宜寬小于2m。錨桿束的設阿計規劃暢與設染置錨桿捉的傾守角一般挨采用蘋水平擁向下15剝°-肢25錫°傾角犁，不盤應大卷于45蛋°。錨漆桿水固平分可力隨讓錨桿勒傾角狂的增猛大而燥減小披。傾遵角太毫大將倒降低蜂錨固搞的效礦果，壓而且笑作用黨于支芳護結制構上輛的垂芹直分災力增灶加，輛可能內造成晉擋土爹結構塵和周位圍地池基的歡沉降端。為纏有效燭利用襲錨桿欣抗拔鉛力，日最好西使錨左桿與阻側壓嘴力作學用方鈔向平騎行。錨桿夕的層廳數錨桿晃層數礦根據觸土壓押力分藥布大燥小、妙巖土糖層分筐布、免錨桿乞最小伙垂直喘間距興等而燙定，其還應嫩考慮廁基坑郵允許遍變形幕量和介施工拘條件玻等綜陷合因膝素。錨桿題的設均計規劃訪與設績置錨桿查自由灰長度抖的確旦定錨桿明自由唉長度杜的確喪定必醋須使褲錨桿患錨固蕩于比硬破壞扇面更知深的瞇穩定然地層功上，候以保春證錨隊桿系頭統的管整體宅穩定響性；疼使錨規桿能需在張糟拉荷保載作蜂用下害有較賄大的面彈性褲伸長奔量，們不致戰于在暑使用惑過程過中因行錨頭待松動牢而引獨起預途應力饞的明猴顯衰鴨減。纏不宜碗小于5m并應抖超過釘潛在終滑裂貢面1.搭5m。錨桿淋桿體棉筋材扣的設親計錨桿俊的設義計規劃因與設聽置錨桿鼠的安必全系井數錨桿創設計稿中應耳考慮舅兩種泉安全偵系數洽：對錨溉固體英設計和對桿廳體筋壇材截高面尺植寸設計堡的安游全系鵝數。錨桿漢桿體炮筋材蛛截面賀尺寸仆設計剖安全卸系數滋，臨時候錨桿蘇為1.竟6，永久室錨桿衰為1.內8。錨桿乳的設更計桿體烤材料強度叔高較好敘的塑柜性和常良好錫的加勾工性蘿能耐腐皆蝕性餅好，慈尤其僵是對果永久繳性錨鍵桿幾何殖尺寸等誤差蜂小，券便于熟控制骨預加值應力鋼絞甜線要元求伸倦直性英好，嚴便于極穿索割，有擦利施潤工，討在不悟綁扎訊的情豈況下昨切斷桐應不榴易松后散錨桿敲桿體伙材料救的基超本要塊求錨桿喊的設躬計錨固絕體設帝計用機牙械裝滾置把言錨索道固定痕在堅讓硬穩漲定的睡地層籮中；用注墾漿體醫把錨衰固段繩錨桿斜體與認孔壁雹黏結雨在一油起；用擴澡大錨褲頭鉆份孔等延手段返把錨逆固段嚼固定永在穩座定地災層中語。錨固巧方法破壞檔形式沿著卸錨桿工體與鍋注漿災體接餓合處督破壞挖；沿著礎注漿撫體與塘地層遙接合壩處破坐壞；由于蓄埋入融穩定論地層誦中的題深度鐘不夠自而使鳳地層皮呈錐堪體狀陶剪壞鳥；由于翅錨桿豬體強勵度不袍足而奔出現伸斷裂敬破壞拼；錨固掌段注遇漿體愚被壓銳碎或爐破裂敞；整體禍支護辜力不情夠而杏出現鵝錨桿鬧群的泳破壞傾。錨桿腳的設忘計錨固逐體設享計錨桿艦設計鞭應在梯調查肝、試刊驗、膊研究侄的基瞎礎上叼，充扛分考核慮錨蛙固區林地層盾的工霉程地蟻質、乳水文獅地質墊條件朝和工以程的侄重要悶性。在滿財足工略程使針用功界能的宗條件昆下，畏應確筋保錨琴固設鍛計具系有安召全性肢和經徑濟性騰。確保餡錨桿床施加黑于結淹構或叔地層宋上的展預應其力不飼對結逢構物移本身菌和相分鄰結累構物拍產生思不利周影響雪，錨偵固體臨產生嘩的位費移應汁控制茅在允嘗許范玩圍內止。永久稠錨桿叢的有引效壽膀命不軋應小史于被載加固謠結構肝物的僅服務椅年限百。設計狼采用前的錨兼桿均唯應在展進行科錨固茶性能草試驗躍后才壩能用特于工朽程加薄固。錨固租設計犁結果鼓與試收驗結崗果有勿較大陳差別乎時，毯應在床調整倍錨固授設計教參數沫后重續新進亂行試政驗。錨固僚設計掘的一唇般要侮求錨桿楊的設強計錨固想體設繭計錨桿噴錨固跳體的交設計圓柱欺狀錨估固體錨桿再的設燒計錨固字體設朋計錨桿診錨固葵體的舞設計擴體浴型錨李固體砂土粘土錨桿搭的設釋計錨桿沸支護膨系統擋土組墻應囑力分錫析一般乖擋墻五只要及考慮壩彎矩負、剪反力，舞而錨賞桿工浮程的詠擋土礦壁需斗要考能慮彎凈矩、閃剪力被和軸竹力。擋土仿壁斷方面計子算按一西般要傳求進炸行斷科面計申算。腰梁拼設計以錨汪桿位娃置作報為支陜點，置對上盤述荷舅載可凡按簡叨支梁免進行挪彎矩識及剪睜力計孟算。錨桿冊的設佛計調查作用堡于側疏壁上引土壓平力計擴算錨桿醒配置扁，角票度的井決定土質懶柱狀穿圖、逐土質索試驗附近這建筑廟物狀吉況錨固肺地層家的位籍置錨桿碑力的兔確定錨桿瓜體的樹設計錨桿筍的種間類、含安全妻系數錨桿桐的直蓮徑，蹈錨固就層c探、α2-蒼3根沃現場按拉拔試慎驗驗最證錨桿子長度拳的決近定側壁丹構筑吹物整弄體穩定桌性計事算張拉透材料飲的設哲計、島檢驗初期腔拉緊睛力確菜定錨桿勒頭部殺確定側壁結內部好和外陽部的穩定符，群錨患效應它蠕變否否錨桿悉的施強工鉆孔在黏扣性土傳鉆孔祝最合旨適的砍是帶沿十字產鉆頭賞和螺穿旋鉆偶桿的夫回轉也鉆機稻。在松店散土嫩和軟酷弱巖笛層中供，最渣適合銅的是苗帶球賄形合旋金鉆恰頭的可旋轉擠鉆機征。在堅耗硬巖使層中羨的直葵徑較孤小鉆裳孔，袖適合惰用空貌氣沖攝洗的灰沖擊搭鉆機屋。鉆直霧徑較趴大鉆雷孔，慢需使眼用帶趴金剛瞎石鉆洽頭和估潛水濁沖擊鍛器的改旋轉悟鉆機棉，并奇采用荒水洗設。應根衰據地甩層類產型和嘆鉆孔雜直徑課、長殲度以戚及錨攪桿的攜類型享來選惹擇合婚適的稀鉆機議和鉆躁孔方前法。錨桿扮的施增工錨桿呈桿體志的制冠作與急安裝鋼筋潮錨桿窮的制止作相居對比座較簡億單，級按設宏計預率應力挎筋長轉度切擁割鋼蔬筋。鋼絞而線通難常為場一整唉盤方抄式包刺裝，志宜使啟用機泊械切晉割，桌不得變使用吊電弧習切割每。壓力撫分散賠型錨湖桿采情用無窯黏結舌鋼絞咽線、為特殊灰部件柳和工短藝加促工制俊作。可重夜復高個壓灌股漿錨翠桿采瘡用環弟軸管謎原理慕設置扛注漿集套管線和特消殊的才密封咽及注妨漿裝手置。桿體僑制作錨桿撫的施毒工錨桿地桿體獄的制要作與望安裝錨桿頁的安紀裝錨桿枝一般特由人蘋工安解裝，算對于位大型聚錨桿絨有時殼采用親吊裝生。錨頭懷的施葡工錨具仍、墊隱板應責與錨扁桿體恐同軸滔安裝切割喊錨頭沉多余茂的錨投桿體系宜采忌用冷斥切割鉗的方超法，摸錨具英外保腸留長跨度不太應小乖于10盼0m戴m打筑育墊墩宇用的盡混凝因土標蹦號一袖般大吩于C3蔥0錨桿講的施嫌工注漿紙體材煎料與截注漿喪工藝水泥核漿成塑分灌注塵錨桿敲的水泄泥漿棉通常話采用升質量罩良好夜新鮮淹的普蓮通硅培酸鹽恰水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