錨桿的錨固長度設(shè)計計算

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1、錨桿的錨固長度設(shè)計計算錨桿（索）1.錨桿（索）的作用機(jī)理立柱在荷載的作用下，有繞著基地轉(zhuǎn)動的趨勢，此時可以利用灌漿錨桿（索）的抗拔作用力來進(jìn)行抵抗。灌漿錨桿（索）指用水泥砂漿（或水泥漿、化學(xué)漿液等）將一組鋼拉桿（粗鋼筋或鋼絲束、鋼軌、小鋼筋籠等）錨固在伸向地層內(nèi)部的鉆孔中，并承受拉力的柱狀錨固體。它的中心受拉部分是拉桿。其受拉桿件有粗鋼筋，高強(qiáng)鋼絲束，和鋼絞線等三種不同類型。而且施工工藝有簡易灌漿、預(yù)壓灌漿以及化學(xué)灌漿。錨固的形式應(yīng)根椐錨固段所處的巖土層類型、工程特征、錨桿（索）承載力大小、錨桿（索）材料

2、和長度、施工工藝等條件，按表1-1進(jìn)行具體選擇。同時，為了更好地對錨桿（索）進(jìn)行設(shè)計，以下將對錨桿（索）的抗拔作用力機(jī)理進(jìn)行介紹。錨桿（索）的抗拔作用力又稱錨桿（索）的錨固力，是指錨桿（索）的錨固體與巖土體緊密結(jié)合后抵抗外力的能力，或稱抗拔力，它除了跟錨固體與孔壁的粘結(jié)力、摩擦角、擠壓力等因素有關(guān)外，還與地層巖土的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、應(yīng)力狀態(tài)和含水情況以及錨同體的強(qiáng)度、外形、補(bǔ)償能力和耐腐蝕能力有關(guān)。許多資料表明，錨桿（索）孔壁周邊的抗剪強(qiáng)度由于地層土質(zhì)不同，埋深不同以及灌槳方法不同而有很大的變化和差異。對于錨桿

3、（索）抗拔的作用機(jī)理可從其受力狀態(tài)進(jìn)行分析，由圖1-1表示一個灌漿錨桿（索）表1-1中的砂漿錨固段，如將錨固段的砂漿作為自由體，其作用力受力機(jī)理為:錨桿選型1當(dāng)錨固段受力時，拉力T。首先通過鋼拉桿周邊的握固力（u）傳遞到砂漿屮，然后再通過錨固段鉆孔周邊的地層摩阻力（T）傳遞到錨固的地層屮。因此，鋼拉桿如受到拉力作用，除了鋼筋本身需要有足夠的截面積（A）承受拉力外，錨桿（索）的抗拔作用還必須同時滿足以下三個條件：①錨同段的砂漿對于鋼拉桿的握固力需能承受極限拉力；②錨固段地層對于砂漿的摩擦力需能承受極限拉力；

4、③錨固土體在最不利的條件下仍能保持整體穩(wěn)定性。以上第①、②個條件是影響灌漿錨桿（索）抗拔力的主要因素。孔壁摩阻力圖1-1灌漿錨桿（索）錨固段的受力狀態(tài)1.錨桿（索）的設(shè)計計算錨桿（索）的設(shè)計原則：（1）錨桿（索）設(shè)計前應(yīng)進(jìn)行充分調(diào)查，綜合分析其安全性、經(jīng)濟(jì)性與可操作性，避免其對路堤周圍構(gòu)筑物和埋設(shè)物產(chǎn)生不利影響。（2）設(shè)計錨桿（索）時應(yīng)考慮竣工后荷載作用對路堤的影響，要保證它們在載荷作用下不產(chǎn)生有害變形。（3）設(shè)計錨桿（索）時，應(yīng)對各種設(shè)計條件和參數(shù)進(jìn)行充分的計算和試驗來確定，只有少數(shù)有成熟的試驗資料及工

5、程經(jīng)驗的可以借用。錨桿（索）的設(shè)計要素：錨桿（索）的設(shè)計耍素包括：錨桿（索）長度、錨固長度、相鄰結(jié)構(gòu)物的影響、錨桿（索）的傾角和錨固體設(shè)置間距、錨桿（索）的抗拔力計算等等。這些都是通過計算和試驗得來的。進(jìn)行錨桿（索）設(shè)計時，選擇的材料必須進(jìn)行材性試驗，錨桿（索）施工完畢后必須對錨桿（索）進(jìn)行抗拔試驗，驗證錨桿（索）是否達(dá)到設(shè)計承載力的要2求。錨桿（索）型式選擇應(yīng)根據(jù)錨同段所處的地層類型、工程特征、錨桿（索）承載力的大小、錨桿（索）材料、長度、施工工藝等條件綜合考慮進(jìn)行選擇。表2-1給出了土層、巖層屮的預(yù)應(yīng)

6、力和非預(yù)應(yīng)力常用錨桿（索）類型的有關(guān)參數(shù)。2.1錨桿（索）錨筋的截面設(shè)計假設(shè)錨桿（索）軸向設(shè)計荷載為N,則可由下式初步計算出錨桿（索）要達(dá)到設(shè)計荷載N所需的錨筋截面：'Ag?kNfptk'式中,Ag為由N計算出的錨筋截面;k為安全系數(shù),對于臨時錨桿（索）取31.6?1.8對于永久性錨桿（索）取2.2?2.4;fptk為錨筋（鋼絲、鋼絞線、鋼筋）抗拉強(qiáng)度設(shè)計值。（2）錨筋的選用：'根據(jù)錨筋截面計算值A(chǔ)g，對錨桿（索）進(jìn)行錨筋的配置，要求實際的錨筋配置截面'Ag?Ag。配筋的選

7、材應(yīng)根據(jù)錨固工程的作用、錨桿（索）承載力、錨桿（索）的長度、數(shù)量以及現(xiàn)場提供的施加應(yīng)力和鎖定設(shè)備等因數(shù)綜合考慮。對于采用棒式錨桿（索），都采用鋼筋做錨筋。如果是普通非預(yù)應(yīng)力錨桿（索），由于設(shè)計軸向力一般小于450kN，長度最長不超過20米，因此錨筋一般選用普通II、III級熱軋鋼筋；如果是預(yù)應(yīng)力錨桿（索）可選用II、H1級冷拉熱軋鋼筋或其他等級的高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋。鋼筋的直徑一般選用022?032。對于長度較長、錨固力較大的預(yù)應(yīng)力錨桿（索）應(yīng)優(yōu)先選用鋼絞線、高強(qiáng)鋼絲，這樣不但可以降低錨桿（索）的用鋼量，最大

8、限度地減少鉆孔和施加預(yù)應(yīng)力的工作量，而且可以減少預(yù)應(yīng)力的損失。因為鋼絞線的屈服應(yīng)力一般是普通鋼筋的近7倍，如果假定鋼材的彈性模量相同（1.9X105Mpa）,它們達(dá)到屈服點的延伸率鋼絞線是鋼筋的7倍，反過來講，在同等地層徐變量的條件下，采用鋼絞線的錨桿（索）的預(yù)應(yīng)力損失僅為普通鋼筋的1/7。在選用鋼絞線時應(yīng)當(dāng)符合國標(biāo)(GB/T5223-95、GB/T5224-95)耍求，7絲標(biāo)準(zhǔn)型鋼絞線參數(shù)如表2-3所示。除此之外，也可選用美