高層建筑深基坑支護培訓講義土錨設計與施工

第七節(jié)土錨設計與施工一、土錨概述土層錨桿，亦稱土錨，它的一端與支護結構聯(lián)結，另一端錨固在土體中，將支護結構所承受的荷載（側向的土壓力、水壓力以及水上浮力和風力帶來的傾覆力等）通過拉桿傳遞到處于穩(wěn)定土層中的錨固體上，再由錨固體將傳來的荷載分散到周圍穩(wěn)定的土層中去。二、土錨計算土層錨桿一般由拉桿、錨頭、腰梁、自由段保護套管和錨固體等組成。如圖3-70所示。土錨根據(jù)潛在滑裂面，分為自由段（非錨固段）lf和錨固段la（圖3-71）。錨固段是承載力的主要來源。（一）土錨布置根據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)程》，土錨的上下排垂直間距不宜小于2m；水平間距不宜小于1.5m；土錨錨固體上覆土層厚度不宜小于4m。土錨的傾角宜為15o～25o，且不應大于45o。土錨自由段長度不宜小于5m，并應超過潛在滑裂面1.5m。土錨的錨固段長度不宜小于4m。拉桿（拉索）下料長度，應為自由段、錨固段及外露長度之和。外露長度需滿足錨固及張拉作業(yè)的要求。土錨的錨固體宜采用水泥漿或水泥砂漿，其強度等級不宜低于M10。（二）土錨計算1.土錨承載力計算：錨桿承載力計算，應符合下式要求：（3-18）式中Td——錨桿水平拉力設計值，由式（3-18）計算；

θ——錨桿與水平面的傾角；

Nu——錨桿軸向受拉承載力設計值。規(guī)程規(guī)定，對安全等級為一級和缺乏地區(qū)經驗的二級基坑側壁，土錨應進行基本試驗（極限抗拔力試驗如圖3-72），Nu值取基本試驗確定的極限承載力Pug除以受拉抗力分項系數(shù)；基坑側壁安全等級為二級且有鄰近工程經驗時，可按式（3-19）計算土錨軸向受拉承載力設計值，并進行錨桿驗收試驗：式中d1——擴孔錨固體直徑（cm）；

d——非擴孔錨桿或擴孔錨桿的直孔段錨固體直徑（cm）；

l1——直孔部分的錨固段長度（cm）；

l2——土中擴孔部分的錨固段長度（cm）；

——土體與錨固體的極限摩阻力標準值，應根據(jù)當?shù)亟涷炄≈担∕Pa）。

γs——錨桿軸向受拉抗力分項系數(shù)，取1.3；

q——擴孔部分土層的抗壓強度（MPa）。Pug——土層錨桿的極限抗拔力設計值（KN）基坑側壁安全等級為三級時，亦按式（3-19）計算Nu值。對于塑性指數(shù)大于17的黏性土層中的土錨，應進行徐變試驗。2.拉桿（拉索）截面計算：普通鋼筋的截面面積，按下式計算（3-20）預應力鋼筋的截面面積，按下式計算：（3-21）式中As、Ap——普通鋼筋、預應力鋼筋拉桿的截面面積；

fy、fpy——普通鋼筋、預應力鋼筋拉桿的抗拉強度設計值。3.錨桿自由段長度計算（如圖3-73）

（3-22）

Lt—錨桿錨頭中點至基坑底面以下基坑外側荷載標準值與基坑內側抗力標準值相等處的距離

—土體各土層厚度加權內摩擦角標準值θ—錨桿傾角3.土錨計算實例某大廈高24層，地下室2～3層，基礎挖土13m，土質為砂土和卵石，樁基采用直徑800mm的人工挖孔的灌注樁，樁距1.5m。工程施工場地狹窄，兩面臨街，一面緊靠民房，基礎挖土不可能放坡大開挖，需用支護結構擋土，垂直開挖，但擋土板樁不能在地面進行拉結，如作為懸臂樁則截面不滿足要求，且變形亦大，因此決定采用一道土錨拉結板樁。（1）土錨受力計算根據(jù)地質資料及施工條件，確定如下參數(shù)：1）土錨設置在地面下4.5m處，水平間距1.5m，鉆孔的孔徑為ф140mm，土層錨桿的傾角為13o；2）地面均布荷載10KN/m2；3）計算主動土壓力時，按照土層種類，土的平均重力密度，計算被動土壓力時，根據(jù)土層情況，土的重力密度。主動土壓力處的內摩擦角，被動土壓力處土的內摩擦角，土的粘聚力c=0。A.擋土板樁的入土深度計算（圖3-74）三、土層錨桿施工土層錨桿施工，包括鉆孔、安放拉桿、灌漿和張拉錨固。在正式開工之前還需進行必要的準備工作。（一）施工準備工作在土層錨桿正式施工之前，一般需進行下列準備工作：1.土層錨桿施工必須清楚施工地區(qū)的土層分布和各土層的物理力學特性（天然重度、含水量、孔隙比、滲透系數(shù)、壓縮模量、凝聚力、內摩擦角等）。這對于確定土層錨桿的布置和選擇鉆孔方法等都十分重要；還需了解地下水位及其隨時間的變化情況，以及地下水中化學物質的成分和含量，以便研究對土層錨桿腐蝕的可能性和應采取的防腐措施；2.要查明土層錨桿施工地區(qū)的地下管線、構筑物等的位置和情況，慎重研究土層錨桿施工對它們產生的影響；3.要研究土層錨桿施工對鄰近建筑物等的影響，如土層錨桿的長度超出建筑紅線、還應得到有關部門和單位的批準或許可；同時也應研究附近的施工（如打樁、降低地下水位、巖石爆破等）對土層錨桿施工帶來的影響；4.要編制土層錨桿施工組織設計，確定土層錨桿的施工順序；保證供水、排水和動力的需要；制訂鉆孔機械的進場、正常使用和保養(yǎng)維修制度；安排好施工進度和勞動組織；在施工之前還應安排設計單位進行技術交底，以全面了解設計的意圖。

（二）也鉆孔土層錨刊桿的鉆屢孔工藝冶，直接攜影響土時層錨桿議的承載筆能力、辯施工效傾率和整堪個支護雀工程的斧成本。危鉆孔的能費用一武般占成棋本的30％以踢上，康有時青甚至隊超過50％。鉆吐孔時注孤意盡量索不要擾臥動土體堤，盡量冰減少土概的液化遣，要減西少原來醫(yī)應力場智的變化億，盡量牲不使自設重應力睬釋放。土層錨軌桿的成那孔設備蠶，國外棕一般采渴用履帶碑行走全逝液壓萬掠能鉆孔砍機，孔北徑范圍50～32籠0m科m，具贈有體蠅積小番，使莊用方夾便，栽適應逢多種刻土層澆，成顛孔效衛(wèi)率高道等優(yōu)意點。窮國內墨使用催的有訊螺旋堵式鉆城孔機干、沖殿擊式融鉆孔存機和永旋轉熟沖擊低式鉆羊孔機滑，亦天有的元采用姜改裝筒的普煌通地鋪質鉆層機成滾孔。揚在黃真土地敢區(qū)亦繡可采普用洛堤陽鏟場形成島錨桿事孔穴業(yè)，孔儲徑70～80m某m。鉆孔方旺法的選喬擇主要斤取決于豎土質和灰鉆孔機渠械。常用輕的土烏層錨擠桿鉆舅孔方揪法有涼螺旋魚鉆孔砌干作孔業(yè)法常、壓幕水鉆怨進成局孔法療、潛隊鉆成哄孔法砌等，立應用常較多愿的為煤壓水青鉆進逝法，盤可把狼成孔餐過程謎中的伍鉆進輝，出腥渣，燈清孔冊等工院序一替次完簡成，寧可防監(jiān)止塌真孔，敗不留匯殘土遍，能鹽適用埋于各僅種軟騙硬土伶層，繁但施籠工現(xiàn)久場積犯水較悉多。喬當土本層無志地下棄水時年，亦趴可用偏螺旋秀鉆孔喊干作愁業(yè)法杏來成諒孔，會一般疫是先綢成孔鎮(zhèn)，清染除廢備土，霉然后盟插入罩拉桿竟，施鴨工時且采取抬多個剪平行洞作業(yè)鑒。鉆例出的鞠孔洞什用空吸氣壓梳縮機舟風管匹沖洗犬孔穴苗；將峽孔內痕孔壁翁殘留照廢土坡清除素干凈孝。擴孔的崗方法有4種：錘機械柜擴孔付、爆別炸擴齊孔、饞水力占擴孔鹿和壓友漿擴至孔。蹤蝶壓漿貍擴孔治在國肉外廣由泛采臟用，郵但需烘用堵貿漿設距施。裹我國將多用電二次愈灌漿凡法來嘩達到撒擴大提錨固油段直去徑的違目的懲。（三潮）安處放拉理桿土層隆錨桿傳用的悟拉桿付，常掙用的尸有鋼產管（流鉆桿靠用作衡拉桿襯）、雁粗鋼誤筋、熄鋼絲棄束和誼鋼絞肉線。軌主要裝根據(jù)弟土層主錨桿給的承奏載能秀力和梯現(xiàn)有脾材料歸的情跑況來墨選擇捉。承知載能五力較碧小時辛，多鋼用粗效鋼筋現(xiàn)：承卻載能銀力較叛大時雁，我括國多偶用鋼汪絞線違。1.鋼筋朱拉桿鋼筋拉黑桿由一織根或數(shù)園根粗鋼磚筋組合燃而成，誕如為數(shù)早根粗鋼黎筋則需華用綁扎得或電焊括連接成叢一體。英其長度甜應按錨嘆桿設計璃長度加狹上張拉趴長度（杜等于支旗撐圍凜慶高度加席錨座厚望度和螺尾母高度麥）。鋼揀筋拉桿把防腐蝕心性能好螺，易于裹安裝，頃當土層壘錨桿承拐載能力棗不很大植時應優(yōu)衡先考慮待選用。對有荷自由叨段的吼土層貫錨桿剪，鋼替筋拉秩桿的沙自由結段要透做好歷防腐紅和隔唱離處謎理。它防腐出層施腔工時攝，宜臂先清漢除拉賤桿上露的鐵進銹，紐奉再涂宏一度封環(huán)氧機防腐礙漆冷撓底子果油，娘待其擇干燥口后，徒再涂變一度早環(huán)氧共玻璃草銅（互或玻報璃聚揀胺酯番預聚隔體等五），謊待其胳固化線后，蘿再纏階繞兩塵層聚琴乙烯腳塑料壟薄膜叫。土層祝錨桿筍的長鞭度一做般都飲在10m以上，貫有的達30m甚至更肢長。為種了將拉駛桿安置太在鉆孔用的中心槍，防止伐自由段濱產生過惹大的撓恨度和插固入鉆孔拆時不攪稍動土壁刻；對錨由固段，腦還為了遭增加拉曉桿與錨蜂固體的秀握裹力腦，所以乎在拉桿旁表面需爐設置定宜位器（聰或撐筋現(xiàn)環(huán)），澇如圖3-盆76所示唉。鋼咐筋拉往桿的毒定位桌器用銀細鋼忙筋制雷作，繩在鋼情筋拉俱桿軸恒心按120悠°夾角者布置尤，間版距一扯般2-2命.5m。定賤位器年的外耗徑宜旋小于載鉆孔般直徑lcm。2.鋼絲索耍拉桿鋼絲束皆拉桿可完以制成辰通長一豎根，它挪的柔性討較好，賢往鉆孔西中沉放嶄較方便杯。但施綠工時應附將灌漿成管與一咸鋼絲束驢綁扎在求一起同什時沉放由．否則松放置灌窩漿管有秧困難。鋼絲共束拉于桿的嫩自由忙段需豆理順乖扎緊區(qū)，然抽后進還行防素腐處帶理。羞防腐揪方法盒可用局玻璃浪纖維律布纏緒繞兩義層，家外面閑再用澤粘膠仇帶纏刻繞；拼亦可吵將鋼付絲束胖拉桿懲的自常由段圍插入燈特制極護管吃內，罰護管砍與孔晨壁間擠的空砍隙可膜與錨祖固段項同時駝進行象灌漿警。鋼絲束臉拉桿的永錨固段栗亦需用碌定位器絞，該定偏位器為翠撐筋環(huán)兩，如圖3-7棚7所示。艇鋼絲束駝的鋼絲代分為內濱外兩層叮，外層譽鋼絲綁桑扎在撐篩筋環(huán)上擠，撐筋民環(huán)的間祝距為0.賽5-構1.曬0m刻,這樣錨磚固段就土形成一胖連串的安菱形，榆使鋼絲鍛束與錨占固體砂夸漿的接算觸面積鉛增大，元增強了貫粘結力星，內層揪鋼絲則輕從撐筋遲環(huán)的中史間穿過冒。3.鋼鉸它線拉境桿鋼絞線私拉桿的曾柔性更街好，向方鉆孔中固沉放更址容易，晉因此在沃應用的弊比較多得，用于濤承載能犬力大的拾土層錨售桿。錨固段嘉的鋼絞廢線要仔騾細清除突其表面猴的油脂關，以保論證與錨遺固體砂敵漿有良農好的粘上結。自握由段的備鋼絞線館要套以螺聚丙烯用防護套槐等進行鞏防腐處黃理。鋼絞線蕉拉桿需攻用特制軌的定位抓架。（四畫）壓僅力灌愿漿壓力灌餓漿是土嘴錨施工懷中的一附個重要棄工序。豬施工時貪，應將廉有關數(shù)僚據(jù)記錄裝下來，李以備將旁來查用就。灌漿榨的作流用是垂：①形成層錨固段誦，將錨犁桿錨固疾在土層揭中；②防止玩鋼拉桿植腐蝕；③充填輛土層中躲的孔隙抬和裂縫井。灌漿方填法有一臨次灌漿憶法和二著次灌漿枯法兩種失。二次襪灌漿法旦可以顯州著提高羞土錨的匠承載能識力。一次灌縣漿法只活用一根剪灌漿管膽，利用戴泥漿泵男進行灌喘漿，灌賓漿管端察距孔底10c丹m～20責cm，待訴漿液檔流出揭孔口虹時，頃用水臺泥袋悲紙等姓搗塞里入孔造口，扛并用攤濕粘徹土封勒堵孔棍口，菜嚴密日搗實撲，再舊以2～4M凱Pa的壓力繪進行補洋灌，要席穩(wěn)壓數(shù)欠分鐘灌遵漿才告財結束。二次灌臟漿法要腳用兩根養(yǎng)灌漿管繭，第一選次灌漿雕用灌漿靠管的管岔端距離氣錨桿末兔端50c浸m左右（圖3-7廟8），管鑒底出畢口處箏用黑調膠布漸等封濕住，召以防漸沉放吩時土凍進入攏管口云。第旨二次價灌漿耕用灌樣漿管縱的管餐端距悄離錨欠桿末襖端100魔cm左右，療管底出刪口處亦爪用黑膠奪布封位綿，且從僻管端50c感m處開超始向膨上每匹隔2m左右作妖出lm長的花殖管，花腿管的孔幼眼為絕￠8mm，花五管做盜幾段池視錨杏固段患長度俊而定朵。（五）廉張拉和醉錨固土錨英灌漿壘后，闖待錨透固體備強度多大于15M漏Pa并達音到設敵計強沫度等遵級的75％以上遺，便可些對土錨避進行張敢拉和錨訴固。張遣拉前先切在支護金結構上屯安裝圍惱檁。張信拉用設舒?zhèn)渑c預礎應力結片構張拉序所用者歉相同。從我國廢目前情腦況看，武張拉端襖鋼拉桿安為變形訴鋼筋者方，其端喪部加焊桃一螺母娃端桿，寧用螺母右錨固。太鋼拉桿督為光圓牧鋼筋者晃，可直誤接在其語端部攻酸絲，用學螺母錨夜固。如享用精軋捧鋼紋鋼咬筋，可炮直接用轉螺母錨劃固。張既拉粗鋼尚筋用一能般單作苦用千斤耍頂。四、土割錨試驗土層稿錨桿司的承節(jié)載力百尚無圖完善親的計編算方賊法，跨主要決根據(jù)弊經驗障或通環(huán)過試秋驗確捐定，驢試驗可項目抬包括更極限壘抗拔伙試驗以，性副能試嬌驗和議驗收擠試驗及。1.極限抗神拔力試欄驗試驗狠方法隆與步叮驟臘在現(xiàn)偵場鉆況孔灌技漿后樂的錨兇桿，常待漿認液達懇到70候%以上的芽強度后祥才能進想行抗拔反試驗。倘試驗步伸驟如下俘。（1）安裝嫁支架及支千斤頂俱；（2）試驗喝開始時惰按事先役預計極專限荷載挎的1/反10施加骨荷載主，最擊終每它級按筐預計剩極限偉荷載奴的1/1輸5施加討荷載戶直至訊破壞挨；吧（3）加燭荷后晌每隔5～10認mi霜n測讀一斜次變位搖數(shù)值，利每級加它載階段猜內記錄臺不少于雁三次；很（4）在某羊級荷載詳作用下大，連續(xù)奔三次變您位值不莖超過0.1世m(xù)m即視為熔穩(wěn)定，廣可施加雞下一級絨荷載；（5）在某勢級荷載垮作用下離，變位捧值不斷瘦增加直覽至兩小倉時仍不泄能穩(wěn)定躍即認為支已達極狹限破壞跨，并渣轉入卸泰荷試驗趟；（6）卸荷婆分級為策加荷的2～4倍，每漲次卸荷晝后視土平層情況10～30有mi植n記錄一呢次變位吹量，完斥全卸荷暮后再讀2～3次，讀日完殘余受變位后斥試驗才書告全部須結束。2.性能捉試驗試驗方破法與抗幻玉拔試驗烤相同，競但張拉躁試驗只洲做到1.嚇0～1.殼2倍設描計荷陷載。貪這樣攔做是泥為了真取得袋錨桿證變位扔性狀些的數(shù)惱據(jù)，救進一研步核方定錨觀桿是轉否已站達到凍設計正預定忠的承則載能伐力。3.驗收試戰(zhàn)驗驗收試亦驗是以樣張拉試允驗所獲灶得的變族位特性裙為依據(jù)洞，取錨鹿桿總數(shù)會的5%進行草張拉申試驗波，并時與張嚼拉試錘驗資窗料比走較，距確認稀設計蠟荷載登的安舅全性棕，這葬種試鴉驗也套稱確礎認試股驗，者一般積以0.購8～1.0倍設計耀荷載為延張拉力久一次加建荷，如泉果在所菌定的荷慣載時間蝴內變位潤不見增阿加，而蹄且塑性簽變化與太張拉試驚驗時大旗體相同雙或更小談即認為禁合格。五、素案例葛：天倚津郵愉電管晨網大柿廈基悲坑工撐程甲（1）工程興概況搭管蒸網大廈做基坑深新度-11疫m，支護奪結構采哄用鉆孔例灌注樁泳做圍護構墻體，犧并以二鉛道拉錨蠻做墻體趙支撐，倉基坑施盞工順序敞為：嬸①玩在地面畏上沿基畫坑邊坡另取土，注挖去一踢層土；抽②施工盟灌注樁笛（φ80班0，L=2蝴2m