土层锚杆

【学员问题】土层锚杆结构类型？

【解答】土层锚杆简称土锚杆。是在深基础土壁未开挖的土层内钻孔，达到一定深度后，在孔内放入钢筋、钢管、钢丝束、钢绞线等材料，灌入泥浆或化学浆液，使其与土层结合成为抗拉（拔）力强的锚杆。锚杆端部与护壁桩联结，防止土壁坍塌或滑坡。由于坑内不设支撑，所以施工条件较好。

是一种设置于钻孔内、端部伸入稳定土层中的钢筋或钢绞线与孔内注浆体组成的受拉杆体，它一端与工程构筑物相连，另一端锚固在土层中，通常对其施加预应力，以承受由土压力、水压力或风荷载等所产生的拉力，用以维护构筑物的稳定。

锚杆主要分为预应力和非预应力两种锚杆。

土层预应力锚杆在我国深基坑支挡、边坡加固、滑坡整治、水池抗浮、挡墙锚固和结构抗倾覆等工程中的应用日益广泛。

土层锚杆由锚头、拉杆、锚固体等组成。

土锚杆根据滑动面分为锚固段和非锚固段。其承载能力受拉杆强度、拉杆与锚固体之间的握裹力、锚固体和孔壁之间的摩阻力等因素的影响。

土层锚杆是一种承拉杆件它的一端和挡土桩、挡土墙或工程构筑物联结，另一端锚固在土层中，用以维持构筑物及所支护的土层的稳定。土层锚杆能简化基础结构，使结构轻巧、受力合理，并有少占场地、缩短工期、降低造价等优点。可以用作深挖基坑坑壁的临时支护，也可以作为工程构筑物的永久性基础。在房屋基坑的挡土结构上使用，可以有效地阻止周围土层坍塌、位移和沉降。在基坑坑壁无法采用横向支护情况下，土层锚杆技术更为有效。

土层锚杆一般由锚头、自由段和锚固段三部分组成，其中锚固段用水泥浆或水泥砂浆将杆体（预应力筋）与土体粘结在一起形成锚杆的锚固体。

根据土体类型、工程特性与使用要求，土层锚杆锚固体结构可设计为圆柱型、端部扩大头型或连续球体型三类。

锚固于砂质土、硬粘土层并要求较高承载力的锚杆，宜采用端部扩大头型锚固体；锚固于淤泥、淤泥质土层并要求较高承载力的锚杆，宜采用连续球体型锚固体。

土层锚杆的布置应遵守以下规定

一、锚杆上下排间距不宜小于2.0m；锚杆水平方向间距不宜小于1.5m.

二、锚杆锚固体上覆土层厚度不应小于4.0m，锚杆锚固段长度不应小于5.0m.

三、倾斜锚杆的倾角不应小于10°，并不得大于45°，以15°～25°为宜。

锚杆预应力筋的截面面积应按下式确定

式中Nt——锚杆的设计轴向拉力值；

K——安全系数，按本规范表2.3.2选取；

fptk——钢丝、钢铰线、钢筋强度

可采用Ⅱ级或Ⅲ级钢筋。锚具和联接锚杆杆体的受力部件，均应能承受95%的杆体极限抗拉力。

塑料套管

一、具有足够的强度，保证其在加工和安装过程中不致损坏。

二、具有抗水性和化学稳定性。

三、与水泥砂浆和防腐剂接触无不良反应。

隔离架应由钢、塑料或其他对杆体无害的材料组成，不得使用木质隔离架。

防腐材料

一、在锚杆服务年限内，应保持其耐久性。

二、在规定的工作温度内或张拉过程中不得开裂、变脆或成为流体。

三、不得与相邻材料发生不良反应，应保持其化学稳定性和防水性。

四、不得对锚杆自由段的变形产生任何限制。

水泥浆体

一、水泥宜使用普通硅酸盐水泥，必要时可采用抗硫酸盐水泥。

二、不得使用高铝水泥。

三、细骨料应选用粒径小于2mm的细砂。砂的含泥量按重量计不得大于3%，砂中所含云母、有机质、硫化物及硫酸盐等有害物质的含量，按重量计不宜大于1%.

四、混合水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害物质，不得使用污水。永久性锚杆不得使用pH值小于4.0的酸性水和硫酸盐含量按SO4计算超过水重1%的水。

五、必要时，水泥浆中可加入控制泌水或延缓凝结等外加剂，但必须符合产品标准。水泥浆中氯化物的总含量不得超过水泥重量的0.1%.除二次劈裂灌浆和自由段的充填灌浆外，一般不宜采用膨胀剂。

施工过程

层锚杆的施工过程包括成孔、安放拉杆、灌浆和张拉锁定等工序。

①成孔土层锚杆的成孔可采用螺旋式钻孔机、旋转冲击式钻孔机和冲击式钻孔机。应用较多的是压水钻进法成孔工艺。它可把成孔过程中的钻进、出渣、清孔等工序一次完成。当土层无地下水时，亦可用螺旋钻干作业法成孔。

②安放拉杆 拉杆在使用前要除锈，钢绞线要清除油脂。土层锚杆的全长一般在10m以上，长的达到30m.

③灌浆 是土层锚杆施工中的一个关键工序。锚杆灌浆一般用纯水泥浆，水泥常用普通硅酸盐水泥，地下水如有腐蚀性，宜用防酸水泥。水灰比多用0.4左右，其流动度要适合泵送，为防止泌水、干缩和降低水灰比，可掺加0.3%的木质素磺酸钙。常用的灌浆方法为一次灌浆法，即利用压浆泵将水泥浆经胶管压人拉杆内，再由拉杆管端注入锚孔，灌浆压力为0.4MPa.待浆液流出孔口时，用水泥袋纸塞人孔内，用湿粘土堵塞孔口，严密捣实，再以 400～600kPa的压力进行补灌，稳压数分钟即告完成。

④张拉和锁定 土层锚杆灌浆后，预应力锚杆还需张拉锁定。张拉锁定作业在锚固体及台座的混凝土强度达15MPa以上时进行。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。

【学员问题】预应力土层锚杆的设计规定？

【解答】1.土层锚杆锚固段不宜设置在未经处理的软弱土层，不稳定土层和不良地质地段。

2.锚杆锚固体上排和下排间距不宜小于2.5m，水平方向间距不宜小于1.5m.锚杆锚固段上覆土层厚度不宜小于4.0m.锚杆的倾角宜为15°-35°。

3.锚杆杆体材料宜选用钢绞线或热轧带肋钢筋，当锚杆抗拔极限承载力小于500kN时，可采用Ⅱ级或Ⅲ级钢筋。

4.锚杆预应力筋的截面面积按下式确定：

式中

`N_t`——荷载效应标准组合下，单根锚杆所承受的拉力值；

`γ_p`——张拉应力控制系数，对热处理钢筋宜取0.65，对钢绞线宜取0.75；

`f_（Pt）`——钢筋、钢绞线强度设计值。

5.锚杆锚固段在最危险滑动面以外的有效计算长度应满足稳定计算要求，且自由段长度不得少于5m.

6.锚杆轴向拉力特征值应按本规范附录X土层锚杆试验确定。

7.锚杆应在锚固体和外锚头强度达到15.0MPa以上后逐根进行张拉锁定，张拉荷载宜为设计轴向拉力的1.05-1.1倍，并应在稳定5-10min后，退至锁定荷载锁定。锚杆锁定拉力可取锚杆最大轴向拉力值的0.7-0.85倍。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。