锚杆的布置

百科   2025-02-03 00:00   山东  

一、锚杆的布置原则

      锚固工程在拟加固边坡上的布置应结合边坡其他防护支挡措施综合考虑。边坡锚固工程设计时应考虑边坡的破坏形态及岩土体结构的影响

      锚固工程平面、立面布置根据工程需要来确定,锚杆布置应以充分发挥锚杆设计锚固力为原则。一般情况下,对于有崩塌或倾倒破坏可能的边坡,锚杆宜重点布置在不稳定体质点中心位置以上的区域;对于有滑动破坏可能的边坡,锚杆宜重点布置在不稳定体质点中心位置以下的区域;对于风化严重、岩体破碎及土质边坡,锚杆宜尽量均匀布置

      锚杆的间距与长度的设计应由其所锚固的地层与边坡的整体稳定性来确定,同时应考虑施工偏差造成的锚杆的相互影响

      锚杆的布置还应考虑其对相邻结构物的影响设计锚杆时,如发现边坡顶有构筑物,则需对锚杆的安设位置及锚杆的安设倾角进行充分研究,通常锚杆与相邻基础的水平距离要在3.0m以上

二、锚杆的锚固角

      锚杆的锚固力方向与水平面的夹角称为锚固角。锚杆的作用力方向与锚杆轴线一致是最为有利的,但往往不一定能做到一致。对边坡工程而言,随着锚杆轴线与滑裂面夹角的增大虽然会产生较大的垂直滑面(破裂面)分力,但势必减小平行滑裂面的阻滑力,从而总体上减小锚杆的抗滑作用,因此要求按锚杆倾角小于或等于45°来设计。从施工工艺角度考虑,认为锚杆设置方向以水平线向下倾为宜,通过技术经济综合分析,按单位长度锚杆提供最大抗滑力时的锚杆下倾角为最优锚固角。最优锚固角可按式(3-4-3)计算:

      此外,锚杆倾角位于+10°范围内时,灌浆材料硬化时产生的残余浆渣及灌浆料的泛浆会影响锚杆承载力,应予以避开。故边坡锚固设计时,锚杆倾角宜取15°~35°。同时,锚杆布置应尽量与边坡走向垂直,并应与结构面大角度相交,避免锚固角与结构面倾角一致

      锚杆加固设计示意如图3-4-6所示。

三、锚杆设置间距
      锚杆设置间距取决于锚固力设计值、锚固体直径、锚固长度等许多因素边坡工程中锚杆布置间距宜取2~5m,上下排垂直间距不宜小于2.5m,水平间距不宜小于2.0m,锚杆锚固体最小间距不宜小于1.5m。当锚杆间距小于上述规定或锚固段岩土层稳定性较差时,锚杆宜采用长短相间的方式布置或调整锚固角方式布置。为保证锚固体稳定性,第一排锚杆锚固体上覆土层厚度不宜小于 4.0m,上覆岩层厚度不宜小于 2m
      必须注意的是,锚杆的极限抗拔力会因群锚效应而减小。群锚效应的影响与锚固体间距锚固体直径、锚杆长度与地层性状等因素有关。关于群锚效应引起的锚杆极限抗拔力的减低率可按图3-4-7求得。图中T为单根锚杆充分发挥作用时的极限抗拔力;ψ为考虑群锚效应的锚杆极限抗拔力减低率;T‘为减低后的锚杆极限抗拔力;a为锚杆间距;R为影响圆锥半径根据锚杆长度及β角求出),其中砂土β=2/3φ(φ为砂土内摩擦角),岩石β=45°。
      锚杆间距确定方法一直备受关注,但目前仍未能很好解决,通常的做法是根据边坡稳定性计算结果按经验来确定。对此美国业界提出了锚杆间距是锚杆体直径的6倍以上,相互间不受影响的规定;英国则规定对防止坍塌的锚杆为1.5m以上;日本则在建筑基础与结构设计标准中作出了群桩影响最小间距的规定,公式为:

      我国根据经验积累及理论研究也提出了一些方法,主要有经验法,即根据边坡类型按锚杆布设密度确定,比如某类边坡按1根/7m2布设,某另一类边坡按1根/10m2布设等。另一种方法为理论计算法,如按断裂力学理论确定的方法、按极限分析确定的方法等。不过这些方法的实用性和可靠性都有待进一步研究和论证。根据上述经验分析,提出了锚杆设置间距不宜小于 1.5m 的要求






土木风雨
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