土锚设计与施工

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1、第七节土锚设计与施工一、土锚概述土层锚杆，亦称土锚，它的一端与支护结构联结，另一端锚固在土体中，将支护结构所承受的荷载（侧向的土压力、水压力以及水上浮力和风力带来的倾覆力等）通过拉杆传递到处于稳定土层中的锚固体上，再由锚固体将传来的荷载分散到周围稳定的土层中去。二、土锚计算土层锚杆一般由拉杆、锚头、腰梁、自由段保护套管和锚固体等组成。如图3-70所示。土锚根据潜在滑裂面，分为自由段（非锚固段）lf和锚固段la（图3-71）。锚固段是承载力的主要来源。（一）土锚布置根据《建筑基坑支护技术规程》，土锚的上下排垂直间距不宜小于2m；水平间距不宜小于1.5m；土

2、锚锚固体上覆土层厚度不宜小于4m。土锚的倾角宜为15º～25º，且不应大于45º。土锚自由段长度不宜小于5m，并应超过潜在滑裂面1.5m。土锚的锚固段长度不宜小于4m。拉杆（拉索）下料长度，应为自由段、锚固段及外露长度之和。外露长度需满足锚固及张拉作业的要求。土锚的锚固体宜采用水泥浆或水泥砂浆，其强度等级不宜低于M10。（二）土锚计算1.土锚承载力计算：锚杆承载力计算，应符合下式要求：（3-18）式中Td——锚杆水平拉力设计值，由式（3-18）计算；θ——锚杆与水平面的倾角；Nu——锚杆轴向受拉承载力设计值。规程规定，对安全等级为一级和缺乏地区经验的二级

3、基坑侧壁，土锚应进行基本试验（极限抗拔力试验如图3-72），Nu值取基本试验确定的极限承载力Pug除以受拉抗力分项系数；基坑侧壁安全等级为二级且有邻近工程经验时，可按式（3-19）计算土锚轴向受拉承载力设计值，并进行锚杆验收试验：式中d1——扩孔锚固体直径（cm）；d——非扩孔锚杆或扩孔锚杆的直孔段锚固体直径（cm）；l1——直孔部分的锚固段长度（cm）；l2——土中扩孔部分的锚固段长度（cm）；——土体与锚固体的极限摩阻力标准值，应根据当地经验取值（MPa）。γs——锚杆轴向受拉抗力分项系数，取1.3；q——扩孔部分土层的抗压强度（MPa）。Pug——

4、土层锚杆的极限抗拔力设计值（KN）基坑侧壁安全等级为三级时，亦按式（3-19）计算Nu值。对于塑性指数大于17的黏性土层中的土锚，应进行徐变试验。2.拉杆（拉索）截面计算：普通钢筋的截面面积，按下式计算（3-20）预应力钢筋的截面面积，按下式计算：（3-21）式中As、Ap——普通钢筋、预应力钢筋拉杆的截面面积；fy、fpy——普通钢筋、预应力钢筋拉杆的抗拉强度设计值。3.锚杆自由段长度计算（如图3-73）（3-22）Lt—锚杆锚头中点至基坑底面以下基坑外侧荷载标准值与基坑内侧抗力标准值相等处的距离—土体各土层厚度加权内摩擦角标准值θ—锚杆倾角3.土锚计

5、算实例某大厦高24层，地下室2～3层，基础挖土13m，土质为砂土和卵石，桩基采用直径800mm的人工挖孔的灌注桩，桩距1.5m。工程施工场地狭窄，两面临街，一面紧靠民房，基础挖土不可能放坡大开挖，需用支护结构挡土，垂直开挖，但挡土板桩不能在地面进行拉结，如作为悬臂桩则截面不满足要求，且变形亦大，因此决定采用一道土锚拉结板桩。（1）土锚受力计算根据地质资料及施工条件，确定如下参数：1）土锚设置在地面下4.5m处，水平间距1.5m，钻孔的孔径为ф140mm，土层锚杆的倾角为13o；2）地面均布荷载10KN/m2；3）计算主动土压力时，按照土层种类，土的平均重

6、力密度，计算被动土压力时，根据土层情况，土的重力密度。主动土压力处的内摩擦角，被动土压力处土的内摩擦角，土的粘聚力c=0。A.挡土板桩的入土深度计算（图3-74）三、土层锚杆施工土层锚杆施工，包括钻孔、安放拉杆、灌浆和张拉锚固。在正式开工之前还需进行必要的准备工作。（一）施工准备工作在土层锚杆正式施工之前，一般需进行下列准备工作：1.土层锚杆施工必须清楚施工地区的土层分布和各土层的物理力学特性（天然重度、含水量、孔隙比、渗透系数、压缩模量、凝聚力、内摩擦角等）。这对于确定土层锚杆的布置和选择钻孔方法等都十分重要；还需了解地下水位及其随时间的变化情况，以及

7、地下水中化学物质的成分和含量，以便研究对土层锚杆腐蚀的可能性和应采取的防腐措施；2.要查明土层锚杆施工地区的地下管线、构筑物等的位置和情况，慎重研究土层锚杆施工对它们产生的影响；3.要研究土层锚杆施工对邻近建筑物等的影响，如土层锚杆的长度超出建筑红线、还应得到有关部门和单位的批准或许可；同时也应研究附近的施工（如打桩、降低地下水位、岩石爆破等）对土层锚杆施工带来的影响；4.要编制土层锚杆施工组织设计，确定土层锚杆的施工顺序；保证供水、排水和动力的需要；制订钻孔机械的进场、正常使用和保养维修制度；安排好施工进度和劳动组织；在施工之前还应安排设计单位进行技术

8、交底，以全面了解设计的意图。（二）钻孔土层锚杆的钻孔工艺，直接影响土层锚杆的承载