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第三节基坑工程施工设计 2.3.5 锚杆设计 （一）锚杆构造 采用锚杆的可行性： 土层锚杆的施工长度可达到30m； 通常采用预应力锚杆，粘性土中最大锚固力可达1000kN； 根据工程地质、水文条件判断是否采用锚杆； 防止锚杆对临近建筑物及后期工程的影响； 宜在好土质条件下使用； 下列土层未经处理不得采用锚杆： 有机质土； 液限 的土层； 相对密实度 的土层。 锚杆的布置： （二）锚杆的抗拔承载力 当锚固段锚杆受力时，首先通过锚杆与周边的水泥砂浆的握裹力传到砂浆中，然后再通过砂浆与周围土体的摩阻力传递到整个锚固段。 抗拔试验表明： 当拔力不大时，锚杆位移量极小； 拔力增加到一定量时，变形不能稳定，此时认为锚杆已经达到抗拔破坏。 这种破坏是砂浆与土层间抗剪强度的破坏。 1、锚杆孔壁土的抗剪强度（由抗剪强度的库伦定律推演出） ：土的抗剪强度取决于土的性质， 2、增大单根锚杆承载力的措施 （1）适当增加锚固体的长度，在4~10m之间；（但过长作用小） （2）锚固体做成扩体；【英】 （3）采用二次压力灌浆；【德】 （4）锚固体尽量埋入砂，卵石层；（此时倾角可偏小，但≥12.5°） （5）同类土层条件下，锚杆应有较大的埋深； （6）淤泥质亚粘土，轻亚粘土不宜做锚杆的抗拔土层。 （三）锚杆设计 1、锚杆设计的步骤 锚杆ABD被潜在的滑裂 面分割成锚固段BD和非 锚固段（自由段）AB。 中山大厦锚杆护桩设计案例 1．方案选择 该工程场地狭窄，两面临街，一面紧靠民房，基础为箱基，土方不能大开挖，研究结果采用锚杆最为合适。图1为工程地质剖面1号柱状图，根据地面下3m有砂层，6m下是卵石，钢柱无法打入，机械钻孔卵石易塌孔，因此确定用人工挖孔大孔径 桩。根据计算，锚杆做在地面下4.5m处的砂层内，一道锚杆即可以，桩距选1.5m，钻孔孔径为 ，最大角度为15°，现用13°，在砂及粗砾砂层内，锚固力较好。 4. 使用钢筋计算： 5. 锚杆整体稳定性验算 作业四： 某大厦基坑深12m，采用H型 钢桩挡土，设单层锚杆。 参数： 4.5 13 2.3 按公式： 式中 砂层C=0 初设锚固长度为10m，图中M点为锚固段的中心，则 （抗剪强度） 4.5 13 2.3 通过试算得到的 ，求实际设计锚固长度。 已求得在桩间距为1.5m时， 水平力为344.8 （kN） 则锚杆轴力为： 代入： 4.5 13 2.3 原假定锚杆长度为10m，应予以修正； 修正后的锚杆锚固长度为12m，锚杆总长度为5+12=17m，但因锚杆机只能钻到15m，所以取实际长度为15m。 每㎡极限摩阻力： 锚杆抗拔力： 每m长锚杆的极限摩阻力应为： 采用1根Ⅱ级钢筋，直径40，其截面积为1256mm2,满足要求。 已求得在桩间距为1.5m时，水平力为TA=344.8 （kN） 用克兰茨方法计算： 4.5 15.3 锚杆间距1.5m * * （1）锚固体的上覆土层的厚度不宜小于4m，锚固区离现有建筑物的距离不小于5～6m。 （2）锚杆锚固体上下排间距不宜小于2.5 m，水平方向间距不宜小于2m，以避免群锚效应。 (3) 锚杆倾角宜 10°～35°。 ：土压系数，砂层区1，粘土取0.5； ：土的覆盖厚度；取锚固段中心至地面的垂直距离； （1）调研，作出可行性判断； （2）确定锚杆轴向力；安全系数取1.5； （3）确定锚杆布置和安设角度； （4）确定锚杆施工工艺并进行锚固体设计(长度、直径、形状等)，确定锚杆结构和杆件断面； （5）计算自由段长度和锚固段长度； （6）外锚头及腰梁设计，确定锚杆锁定荷载值、张拉荷载值； （7） 必要时应进行整体稳定性验算； （8） 浆体强度设计并提出施工技术要求。 （9） 对试验和监测的要求。 已知： 为设定 2、非锚固段长度计算（lf） 在△ABC中: 非锚固段长度： 3、锚固段长度设计（la） 临时锚杆安全系数1.5 已求出锚杆水平力T 规范推荐：（确定锚固长度的下限） 锚固体砂浆与土的摩阻力 钢筋与锚固体砂浆的粘聚力 ：地层与锚固体黏结强度特征值； ：钢筋与锚固砂浆的黏结强度特征值； 4、钢筋拉杆的设计 规范对钢筋拉杆的截面积限值： 5、锚杆稳定性验算 锚杆的稳定性验算包括整体稳定性验算、锚杆深部破裂稳定性验算。 整体稳定性验算：整体失稳时，土层滑动面在基坑支护的下面，可以用土坡稳定的计算方法进行验算； 深部破裂稳定性验算采用Kranz法(德国1953年)。 Kranz法： 通过锚固体的中心c点与支护 桩底连线bc，并假定bc线为深部 滑动线； 再由c