第二章 s土層錨桿

第三節(jié)支護結(jié)構(gòu)施工設(shè)計四、土層錨桿（一）錨桿構(gòu)造可行性

土層錨桿的施工長度可達到30m；

通常采用預(yù)應(yīng)力錨桿，粘性土中最大錨固力可達1000kN；

根據(jù)工程地質(zhì)、水文條件判斷是

否采用錨桿；

防止錨桿對臨近建筑物及后期工

程的影響；

宜在好土質(zhì)條件下使用；

下列土層未經(jīng)處理不得采用錨桿：有機質(zhì)土；液限的土層；相對密實度的土層。eaik擋土樁、墻錨桿的布置：（1）錨固體的上覆土層的厚度不宜小于4m，錨固區(qū)離現(xiàn)有建筑物的距離不小于5～6m。（2）錨桿錨固體上下排間距不宜小于2.5m，水平方向間距不宜小于2m，以避免“群錨效應(yīng)”。(3)錨桿傾角α宜10°～35°?！?mα（二）錨桿的抗拔承載力當(dāng)錨固段錨桿受力時，首先通過錨桿與周邊的水泥砂漿的握裹力傳到砂漿中，然后再通過砂漿與周圍土體的摩阻力傳遞到整個錨固段?？拱卧囼灡砻鳎寒?dāng)拔力不大時，錨桿位移量極??；拔力增加到一定量時，變形不能穩(wěn)定，此時認(rèn)為錨桿已經(jīng)達到抗拔破壞。這種破壞是砂漿與土層間抗剪強度的破壞。1、錨桿孔壁土的抗剪強度（摩擦系數(shù)）

（由抗剪強度的庫倫定律推演出）：土的抗剪強度取決于土的性質(zhì)，：土壓系數(shù)，砂層取1，粘土取0.5；：土的覆蓋厚度；取錨固段中心至地面的垂直距離；抗剪強度指標(biāo)2、增大單根錨桿承載力的措施（參見掛圖）（1）適當(dāng)增加錨固體的長度，在4~10m之間；（但過長作用?。?）錨固體做成擴體；【英】（3）采用二次壓力灌漿；【德】（4）錨固體盡量埋入砂，卵石層；（此時傾角可偏小，但≥12.5°）（5）同類土層條件下，錨桿應(yīng)有較大的埋深；（6）淤泥質(zhì)亞粘土，輕亞粘土不宜做錨桿的抗拔土層。(同學(xué)記錄、弄懂)1、錨桿設(shè)計步驟（三）錨桿設(shè)計（1）調(diào)研，作出可行性判斷；（2）確定錨桿軸向力；安全系數(shù)取1.5；（3）確定錨桿布置和傾角；（4）確定錨桿施工工藝并進行錨固體設(shè)計(長度、直徑、形狀等)，確定錨桿桿體用鋼和截面大??；（5）計算自由段（非錨固段）長度和錨固段長度；（6）外錨頭及腰梁設(shè)計，確定錨桿鎖定荷載值、張拉荷載值；（7）必要時應(yīng)進行整體穩(wěn)定性驗算；（8）漿體強度設(shè)計并提出施工技術(shù)要求。（9）對試驗和監(jiān)測的要求。錨桿ABD被潛在的滑裂面分割成錨固段BD和非錨固段（自由段）AB。已知：2、非錨固段長度設(shè)計（lf）在△ABC中:lf=lf土工性質(zhì)加正弦定理la非錨固段長度lf

庫倫法lf3、錨固段長度設(shè)計（la）臨時錨桿安全系數(shù)1.5前面的設(shè)計已求出錨桿水平力T(Haik)(Haik)標(biāo)準(zhǔn)值相當(dāng)于臨時分項系數(shù)庫倫法錨桿總長：規(guī)范推薦（34頁）：（確定錨固長度的下限）

錨固體砂漿表面與土的摩阻力來確定錨固長度鋼筋與錨固體砂漿的粘聚力：土層與錨固體黏結(jié)強度特征值；：鋼筋與錨固體砂漿的黏結(jié)強度特征值；土與錨桿工作條件系數(shù)1.33鋼筋與砂漿粘結(jié)工作條件系數(shù)0.72La取二者中的較大者作為下限。規(guī)范法：邊坡重要性系數(shù)，取1；標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計值4、鋼筋拉桿的設(shè)計臨時錨桿的安全系數(shù)1.5庫倫法規(guī)范法：荷載分項系數(shù)1.3ξ2-鋼筋抗拉工作條件系數(shù)0.925、錨桿穩(wěn)定性驗算錨桿的穩(wěn)定性驗算包括整體穩(wěn)定性驗算、錨桿深部破裂穩(wěn)定性驗算。整體穩(wěn)定性驗算：整體失穩(wěn)時，土層滑動面在基坑支護的下面，可以用土坡穩(wěn)定的計算方法進行驗算；深部破裂穩(wěn)定性驗算采用Kranz法(德國1953年)。Kranz法（克蘭茨法）：通過錨固段的中心c點與支護樁底連線bc，并假定bc線為深部滑動面（深層滑縫--克氏縫）；再由c點向上作垂直線cd，以此作為假想的代替墻（克氏墻）；將梯形土體abcd作為滑動體，稱為克氏塊體。q,要考慮均載q對克塊的推力（主動土壓力）當(dāng)克氏塊體的作用力有（5力）：G：克氏塊體的自重，方向垂直向下；Ea：樁背對塊體推力的反作用力，方向與樁背法向成角；Q：克氏滑縫有錯動趨勢時，在錯縫（滑縫）處產(chǎn)生的上下土體間的錯動力，方向向下，克縫法向成φ角；E1：作用在代替墻（克氏墻）上的主動土壓力。與墻背法向成角Rtmax:極限平衡條件下錨桿最大錨固力，與水平方向成角；q求解以上5力使克氏塊達到極限平衡時，錨桿最大錨固力。即破壞的前一刻的錨固力Rtmax。按平面任意力系平衡條件，有：解出極限平衡條件下錨桿最大錨固力Rtmax。得到安全系數(shù)：時，考慮q的作用（即均載產(chǎn)生的主動土壓力作用于樁墻背）(1)(2)（1）式得到帶入(2)式中求；得到：安全系數(shù)：Rth克氏塊體達到極限平衡時，錨桿最大拉力的水平分力錨桿正常工作時，其工作拉力的水平分力T應(yīng)小于Rth。1、確定錨桿力2、非錨固段長度計算（lf）3、錨固段長度設(shè)計（la）4、鋼筋拉桿的設(shè)計5、錨桿穩(wěn)定性驗算（Kranz）總結(jié)：中山大廈錨桿護樁施工設(shè)計案例工程基本情況：

沈陽中山大廈系合資興建的綜合性大樓，總面積32000㎡，主樓地面以上24層，裙房5～6層，全部2～3層地下室、主樓及裙房基礎(chǔ)挖土深13m。圖1：地質(zhì)剖面圖除外說明：本例樁的埋深求解是把樁埋深看成鉸結(jié)，直接假定成簡支梁，把埋深段看成支座，即直接用靜力平衡法求解，不尋找反彎點。也不尋找旋轉(zhuǎn)點?？闯伸o定的，13m1．方案選擇該工程場地狹窄，兩面臨街，一面緊靠民房，基礎(chǔ)為箱基，土方不能大開挖，研究結(jié)果采用錨桿最為合適。圖1為工程地質(zhì)剖面1號柱狀圖，根據(jù)地面下3m有砂層，6m下是卵石，鋼柱無法打入，機械鉆孔卵石易塌孔，因此確定用大直徑人工挖孔，樁。根據(jù)計算，錨桿做在地面下4.5m處的砂層內(nèi)，一道錨桿即可，樁距選1.5m，鉆孔孔徑為，傾角13°，在砂及粗礫砂層內(nèi)，錨固力較好。圖1：地質(zhì)剖面圖4.5均為非粘性土（1）參數(shù)：錨桿設(shè)在地面下4.5m，樁間距1.5m，地面均布荷載10kN/㎡。根據(jù)土層情況，計算主動土壓力時，計算被動土壓力時，主動土壓力的內(nèi)摩擦角被動土壓力的內(nèi)摩擦角土的粘聚力C=0。入土深度經(jīng)計算為2.3m。2.錨桿水平力計算4.5mq=10kN/㎡土壓力系數(shù)：2.3mTAa=4.5q=10kN/㎡（2）求TA;h=13x=2.3樁間距1.5m錨桿軸拉力水平分力3.錨桿長度計算錨固段所在砂層4.5132.3（1）非錨固段長度計算（lf）13?庫倫法非錨固段長度：實際可取5m。庫倫法（2）錨固段長度設(shè)計庫倫法4.5132.3按公式：式中砂層C=0

初設(shè)錨固長度為10m，圖中M點為錨固段的中心，則土層對錨固段砂漿柱體表面產(chǎn)生的摩擦阻力每m2為96.5kn.（抗剪強度）4.5132.3通過試算得到的，求實際錨固長度。已求得在樁間距為1.5m時，水平力為344.8（kN）則錨桿軸力為：代入：TA=344.8T'將水平力變成軸力可以看出，錨固長度比原假設(shè)10m長，應(yīng)修正。4.5132.3修正后的錨桿錨固長度為12m，錨桿總長度為5+12=17m。(5+12.5/2)TA=344.8T'每㎡極限摩阻力：錨桿抗拔力：每m長錨桿的極限摩阻力應(yīng)為：4.使用鋼筋計算：采用2根直徑36的Ⅱ級鋼筋。2035mm2>1769.3mm2實際沈陽中山大廈采用的是：

1根直徑40的Ⅱ級鋼筋，直徑40，其截面積1256mm2,它應(yīng)該是經(jīng)過了抗拔試驗合格了,滿足要求。已求得在樁間距為1.5m時，水平力為TA=344.8（kN）5.錨桿整體穩(wěn)定性驗算用克蘭茨方法計算：4.515.3錨桿間距1.5mq=10kN/㎡(1)(2)(3)擋土樁的主動壓力Eah(4)代替墻的主動土壓力4.515.3q=10kN/㎡E2E1前面已計算出；E1=482.5kn/mE2=33.2KN/m(5)求Rt