高層建筑深基坑支護(hù)培訓(xùn)講義土錨設(shè)計(jì)與施工

第七節(jié)土錨設(shè)計(jì)與施工一、土錨概述土層錨桿，亦稱土錨，它的一端與支護(hù)結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)，另一端錨固在土體中，將支護(hù)結(jié)構(gòu)所承受的荷載（側(cè)向的土壓力、水壓力以及水上浮力和風(fēng)力帶來的傾覆力等）通過拉桿傳遞到處于穩(wěn)定土層中的錨固體上，再由錨固體將傳來的荷載分散到周圍穩(wěn)定的土層中去。二、土錨計(jì)算土層錨桿一般由拉桿、錨頭、腰梁、自由段保護(hù)套管和錨固體等組成。如圖3-70所示。土錨根據(jù)潛在滑裂面，分為自由段（非錨固段）lf和錨固段la（圖3-71）。錨固段是承載力的主要來源。（一）土錨布置根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》，土錨的上下排垂直間距不宜小于2m；水平間距不宜小于1.5m；土錨錨固體上覆土層厚度不宜小于4m。土錨的傾角宜為15o～25o，且不應(yīng)大于45o。土錨自由段長度不宜小于5m，并應(yīng)超過潛在滑裂面1.5m。土錨的錨固段長度不宜小于4m。拉桿（拉索）下料長度，應(yīng)為自由段、錨固段及外露長度之和。外露長度需滿足錨固及張拉作業(yè)的要求。土錨的錨固體宜采用水泥漿或水泥砂漿，其強(qiáng)度等級(jí)不宜低于M10。（二）土錨計(jì)算1.土錨承載力計(jì)算：錨桿承載力計(jì)算，應(yīng)符合下式要求：（3-18）式中Td——錨桿水平拉力設(shè)計(jì)值，由式（3-18）計(jì)算；

θ——錨桿與水平面的傾角；

Nu——錨桿軸向受拉承載力設(shè)計(jì)值。規(guī)程規(guī)定，對(duì)安全等級(jí)為一級(jí)和缺乏地區(qū)經(jīng)驗(yàn)的二級(jí)基坑側(cè)壁，土錨應(yīng)進(jìn)行基本試驗(yàn)（極限抗拔力試驗(yàn)如圖3-72），Nu值取基本試驗(yàn)確定的極限承載力Pug除以受拉抗力分項(xiàng)系數(shù)；基坑側(cè)壁安全等級(jí)為二級(jí)且有鄰近工程經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可按式（3-19）計(jì)算土錨軸向受拉承載力設(shè)計(jì)值，并進(jìn)行錨桿驗(yàn)收試驗(yàn)：式中d1——擴(kuò)孔錨固體直徑（cm）；

d——非擴(kuò)孔錨桿或擴(kuò)孔錨桿的直孔段錨固體直徑（cm）；

l1——直孔部分的錨固段長度（cm）；

l2——土中擴(kuò)孔部分的錨固段長度（cm）；

——土體與錨固體的極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取值（MPa）。

γs——錨桿軸向受拉抗力分項(xiàng)系數(shù)，取1.3；

q——擴(kuò)孔部分土層的抗壓強(qiáng)度（MPa）。Pug——土層錨桿的極限抗拔力設(shè)計(jì)值（KN）基坑側(cè)壁安全等級(jí)為三級(jí)時(shí)，亦按式（3-19）計(jì)算Nu值。對(duì)于塑性指數(shù)大于17的黏性土層中的土錨，應(yīng)進(jìn)行徐變?cè)囼?yàn)。2.拉桿（拉索）截面計(jì)算：普通鋼筋的截面面積，按下式計(jì)算（3-20）預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積，按下式計(jì)算：（3-21）式中As、Ap——普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋拉桿的截面面積；

fy、fpy——普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋拉桿的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。3.錨桿自由段長度計(jì)算（如圖3-73）

（3-22）

Lt—錨桿錨頭中點(diǎn)至基坑底面以下基坑外側(cè)荷載標(biāo)準(zhǔn)值與基坑內(nèi)側(cè)抗力標(biāo)準(zhǔn)值相等處的距離

—土體各土層厚度加權(quán)內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值θ—錨桿傾角3.土錨計(jì)算實(shí)例某大廈高24層，地下室2～3層，基礎(chǔ)挖土13m，土質(zhì)為砂土和卵石，樁基采用直徑800mm的人工挖孔的灌注樁，樁距1.5m。工程施工場(chǎng)地狹窄，兩面臨街，一面緊靠民房，基礎(chǔ)挖土不可能放坡大開挖，需用支護(hù)結(jié)構(gòu)擋土，垂直開挖，但擋土板樁不能在地面進(jìn)行拉結(jié)，如作為懸臂樁則截面不滿足要求，且變形亦大，因此決定采用一道土錨拉結(jié)板樁。（1）土錨受力計(jì)算根據(jù)地質(zhì)資料及施工條件，確定如下參數(shù)：1）土錨設(shè)置在地面下4.5m處，水平間距1.5m，鉆孔的孔徑為ф140mm，土層錨桿的傾角為13o；2）地面均布荷載10KN/m2；3）計(jì)算主動(dòng)土壓力時(shí)，按照土層種類，土的平均重力密度，計(jì)算被動(dòng)土壓力時(shí)，根據(jù)土層情況，土的重力密度。主動(dòng)土壓力處的內(nèi)摩擦角，被動(dòng)土壓力處土的內(nèi)摩擦角，土的粘聚力c=0。A.擋土板樁的入土深度計(jì)算（圖3-74）三、土層錨桿施工土層錨桿施工，包括鉆孔、安放拉桿、灌漿和張拉錨固。在正式開工之前還需進(jìn)行必要的準(zhǔn)備工作。（一）施工準(zhǔn)備工作在土層錨桿正式施工之前，一般需進(jìn)行下列準(zhǔn)備工作：1.土層錨桿施工必須清楚施工地區(qū)的土層分布和各土層的物理力學(xué)特性（天然重度、含水量、孔隙比、滲透系數(shù)、壓縮模量、凝聚力、內(nèi)摩擦角等）。這對(duì)于確定土層錨桿的布置和選擇鉆孔方法等都十分重要；還需了解地下水位及其隨時(shí)間的變化情況，以及地下水中化學(xué)物質(zhì)的成分和含量，以便研究對(duì)土層錨桿腐蝕的可能性和應(yīng)采取的防腐措施；2.要查明土層錨桿施工地區(qū)的地下管線、構(gòu)筑物等的位置和情況，慎重研究土層錨桿施工對(duì)它們產(chǎn)生的影響；3.要研究土層錨桿施工對(duì)鄰近建筑物等的影響，如土層錨桿的長度超出建筑紅線、還應(yīng)得到有關(guān)部門和單位的批準(zhǔn)或許可；同時(shí)也應(yīng)研究附近的施工（如打樁、降低地下水位、巖石爆破等）對(duì)土層錨桿施工帶來的影響；4.要編制土層錨桿施工組織設(shè)計(jì)，確定土層錨桿的施工順序；保證供水、排水和動(dòng)力的需要；制訂鉆孔機(jī)械的進(jìn)場(chǎng)、正常使用和保養(yǎng)維修制度；安排好施工進(jìn)度和勞動(dòng)組織；在施工之前還應(yīng)安排設(shè)計(jì)單位進(jìn)行技術(shù)交底，以全面了解設(shè)計(jì)的意圖。

（二）也鉆孔土層錨刊桿的鉆屢孔工藝冶，直接攜影響土?xí)r層錨桿議的承載筆能力、辯施工效傾率和整堪個(gè)支護(hù)雀工程的斧成本。危鉆孔的能費(fèi)用一武般占成棋本的30％以踢上，康有時(shí)青甚至隊(duì)超過50％。鉆吐孔時(shí)注孤意盡量索不要擾臥動(dòng)土體堤，盡量冰減少土概的液化遣，要減西少原來醫(yī)應(yīng)力場(chǎng)智的變化億，盡量牲不使自設(shè)重應(yīng)力睬釋放。土層錨軌桿的成那孔設(shè)備蠶，國外棕一般采渴用履帶碑行走全逝液壓萬掠能鉆孔砍機(jī)，孔北徑范圍50～32籠0m科m，具贈(zèng)有體蠅積小番，使莊用方夾便，栽適應(yīng)逢多種刻土層澆，成顛孔效衛(wèi)率高道等優(yōu)意點(diǎn)。窮國內(nèi)墨使用催的有訊螺旋堵式鉆城孔機(jī)干、沖殿擊式融鉆孔存機(jī)和永旋轉(zhuǎn)熟沖擊低式鉆羊孔機(jī)滑，亦天有的元采用姜改裝筒的普煌通地鋪質(zhì)鉆層機(jī)成滾孔。揚(yáng)在黃真土地敢區(qū)亦繡可采普用洛堤陽鏟場(chǎng)形成島錨桿事孔穴業(yè)，孔儲(chǔ)徑70～80m某m。鉆孔方旺法的選喬擇主要斤取決于豎土質(zhì)和灰鉆孔機(jī)渠械。常用輕的土烏層錨擠桿鉆舅孔方揪法有涼螺旋魚鉆孔砌干作孔業(yè)法常、壓幕水鉆怨進(jìn)成局孔法療、潛隊(duì)鉆成哄孔法砌等，立應(yīng)用常較多愿的為煤壓水青鉆進(jìn)逝法，盤可把狼成孔餐過程謎中的伍鉆進(jìn)輝，出腥渣，燈清孔冊(cè)等工院序一替次完簡(jiǎn)成，寧可防監(jiān)止塌真孔，敗不留匯殘土遍，能鹽適用埋于各僅種軟騙硬土伶層，繁但施籠工現(xiàn)久場(chǎng)積犯水較悉多。喬當(dāng)土本層無志地下棄水時(shí)年，亦趴可用偏螺旋秀鉆孔喊干作愁業(yè)法杏來成諒孔，會(huì)一般疫是先綢成孔鎮(zhèn)，清染除廢備土，霉然后盟插入罩拉桿竟，施鴨工時(shí)且采取抬多個(gè)剪平行洞作業(yè)鑒。鉆例出的鞠孔洞什用空吸氣壓梳縮機(jī)舟風(fēng)管匹沖洗犬孔穴苗；將峽孔內(nèi)痕孔壁翁殘留照廢土坡清除素干凈孝。擴(kuò)孔的崗方法有4種：錘機(jī)械柜擴(kuò)孔付、爆別炸擴(kuò)齊孔、饞水力占擴(kuò)孔鹿和壓友漿擴(kuò)至孔。蹤蝶壓漿貍擴(kuò)孔治在國肉外廣由泛采臟用，郵但需烘用堵貿(mào)漿設(shè)距施。裹我國將多用電二次愈灌漿凡法來嘩達(dá)到撒擴(kuò)大提錨固油段直去徑的違目的懲。（三潮）安處放拉理?xiàng)U土層隆錨桿傳用的悟拉桿付，常掙用的尸有鋼產(chǎn)管（流鉆桿靠用作衡拉桿襯）、雁粗鋼誤筋、熄鋼絲棄束和誼鋼絞肉線。軌主要裝根據(jù)弟土層主錨桿給的承奏載能秀力和梯現(xiàn)有脾材料歸的情跑況來墨選擇捉。承知載能五力較碧小時(shí)辛，多鋼用粗效鋼筋現(xiàn)：承卻載能銀力較叛大時(shí)雁，我括國多偶用鋼汪絞線違。1.鋼筋朱拉桿鋼筋拉黑桿由一織根或數(shù)園根粗鋼磚筋組合燃而成，誕如為數(shù)早根粗鋼黎筋則需華用綁扎得或電焊括連接成叢一體。英其長度甜應(yīng)按錨嘆桿設(shè)計(jì)璃長度加狹上張拉趴長度（杜等于支旗撐圍凜慶高度加席錨座厚望度和螺尾母高度麥）。鋼揀筋拉桿把防腐蝕心性能好螺，易于裹安裝，頃當(dāng)土層壘錨桿承拐載能力棗不很大植時(shí)應(yīng)優(yōu)衡先考慮待選用。對(duì)有荷自由叨段的吼土層貫錨桿剪，鋼替筋拉秩桿的沙自由結(jié)段要透做好歷防腐紅和隔唱離處謎理。它防腐出層施腔工時(shí)攝，宜臂先清漢除拉賤桿上露的鐵進(jìn)銹，紐奉再涂宏一度封環(huán)氧機(jī)防腐礙漆冷撓底子果油，娘待其擇干燥口后，徒再涂變一度早環(huán)氧共玻璃草銅（互或玻報(bào)璃聚揀胺酯番預(yù)聚隔體等五），謊待其胳固化線后，蘿再纏階繞兩塵層聚琴乙烯腳塑料壟薄膜叫。土層祝錨桿筍的長鞭度一做般都飲在10m以上，貫有的達(dá)30m甚至更肢長。為種了將拉駛桿安置太在鉆孔用的中心槍，防止伐自由段濱產(chǎn)生過惹大的撓恨度和插固入鉆孔拆時(shí)不攪稍動(dòng)土壁刻；對(duì)錨由固段，腦還為了遭增加拉曉桿與錨蜂固體的秀握裹力腦，所以乎在拉桿旁表面需爐設(shè)置定宜位器（聰或撐筋現(xiàn)環(huán)），澇如圖3-盆76所示唉。鋼咐筋拉往桿的毒定位桌器用銀細(xì)鋼忙筋制雷作，繩在鋼情筋拉俱桿軸恒心按120悠°夾角者布置尤，間版距一扯般2-2命.5m。定賤位器年的外耗徑宜旋小于載鉆孔般直徑lcm。2.鋼絲索耍拉桿鋼絲束皆拉桿可完以制成辰通長一豎根，它挪的柔性討較好，賢往鉆孔西中沉放嶄較方便杯。但施綠工時(shí)應(yīng)附將灌漿成管與一咸鋼絲束驢綁扎在求一起同什時(shí)沉放由．否則松放置灌窩漿管有秧困難。鋼絲共束拉于桿的嫩自由忙段需豆理順乖扎緊區(qū)，然抽后進(jìn)還行防素腐處帶理。羞防腐揪方法盒可用局玻璃浪纖維律布纏緒繞兩義層，家外面閑再用澤粘膠仇帶纏刻繞；拼亦可吵將鋼付絲束胖拉桿懲的自常由段圍插入燈特制極護(hù)管吃內(nèi)，罰護(hù)管砍與孔晨壁間擠的空砍隙可膜與錨祖固段項(xiàng)同時(shí)駝進(jìn)行象灌漿警。鋼絲束臉拉桿的永錨固段栗亦需用碌定位器絞，該定偏位器為翠撐筋環(huán)兩，如圖3-7棚7所示。艇鋼絲束駝的鋼絲代分為內(nèi)濱外兩層叮，外層譽(yù)鋼絲綁桑扎在撐篩筋環(huán)上擠，撐筋民環(huán)的間祝距為0.賽5-構(gòu)1.曬0m刻,這樣錨磚固段就土形成一胖連串的安菱形，榆使鋼絲鍛束與錨占固體砂夸漿的接算觸面積鉛增大，元增強(qiáng)了貫粘結(jié)力星，內(nèi)層揪鋼絲則輕從撐筋遲環(huán)的中史間穿過冒。3.鋼鉸它線拉境桿鋼絞線私拉桿的曾柔性更街好，向方鉆孔中固沉放更址容易，晉因此在沃應(yīng)用的弊比較多得，用于濤承載能犬力大的拾土層錨售桿。錨固段嘉的鋼絞廢線要仔騾細(xì)清除突其表面猴的油脂關(guān)，以保論證與錨遺固體砂敵漿有良農(nóng)好的粘上結(jié)。自握由段的備鋼絞線館要套以螺聚丙烯用防護(hù)套槐等進(jìn)行鞏防腐處黃理。鋼絞線蕉拉桿需攻用特制軌的定位抓架。（四畫）壓僅力灌愿漿壓力灌餓漿是土嘴錨施工懷中的一附個(gè)重要棄工序。豬施工時(shí)貪，應(yīng)將廉有關(guān)數(shù)僚據(jù)記錄裝下來，李以備將旁來查用就。灌漿榨的作流用是垂：①形成層錨固段誦，將錨犁桿錨固疾在土層揭中；②防止玩鋼拉桿植腐蝕；③充填輛土層中躲的孔隙抬和裂縫井。灌漿方填法有一臨次灌漿憶法和二著次灌漿枯法兩種失。二次襪灌漿法旦可以顯州著提高羞土錨的匠承載能識(shí)力。一次灌縣漿法只活用一根剪灌漿管膽，利用戴泥漿泵男進(jìn)行灌喘漿，灌賓漿管端察距孔底10c丹m～20責(zé)cm，待訴漿液檔流出揭孔口虹時(shí)，頃用水臺(tái)泥袋悲紙等姓搗塞里入孔造口，扛并用攤濕粘徹土封勒堵孔棍口，菜嚴(yán)密日搗實(shí)撲，再舊以2～4M凱Pa的壓力繪進(jìn)行補(bǔ)洋灌，要席穩(wěn)壓數(shù)欠分鐘灌遵漿才告財(cái)結(jié)束。二次灌臟漿法要腳用兩根養(yǎng)灌漿管繭，第一選次灌漿雕用灌漿靠管的管岔端距離氣錨桿末兔端50c浸m左右（圖3-7廟8），管鑒底出畢口處箏用黑調(diào)膠布漸等封濕住，召以防漸沉放吩時(shí)土凍進(jìn)入攏管口云。第旨二次價(jià)灌漿耕用灌樣漿管縱的管餐端距悄離錨欠桿末襖端100魔cm左右，療管底出刪口處亦爪用黑膠奪布封位綿，且從僻管端50c感m處開超始向膨上每匹隔2m左右作妖出lm長的花殖管，花腿管的孔幼眼為絕￠8mm，花五管做盜幾段池視錨杏固段患長度俊而定朵。（五）廉張拉和醉錨固土錨英灌漿壘后，闖待錨透固體備強(qiáng)度多大于15M漏Pa并達(dá)音到設(shè)敵計(jì)強(qiáng)沫度等遵級(jí)的75％以上遺，便可些對(duì)土錨避進(jìn)行張敢拉和錨訴固。張遣拉前先切在支護(hù)金結(jié)構(gòu)上屯安裝圍惱檁。張信拉用設(shè)舒?zhèn)渑c預(yù)礎(chǔ)應(yīng)力結(jié)片構(gòu)張拉序所用者歉相同。從我國廢目前情腦況看，武張拉端襖鋼拉桿安為變形訴鋼筋者方，其端喪部加焊桃一螺母娃端桿，寧用螺母右錨固。太鋼拉桿督為光圓牧鋼筋者晃，可直誤接在其語端部攻酸絲，用學(xué)螺母錨夜固。如享用精軋捧鋼紋鋼咬筋，可炮直接用轉(zhuǎn)螺母錨劃固。張既拉粗鋼尚筋用一能般單作苦用千斤耍頂。四、土割錨試驗(yàn)土層稿錨桿司的承節(jié)載力百尚無圖完善親的計(jì)編算方賊法，跨主要決根據(jù)弊經(jīng)驗(yàn)障或通環(huán)過試秋驗(yàn)確捐定，驢試驗(yàn)可項(xiàng)目抬包括更極限壘抗拔伙試驗(yàn)以，性副能試嬌驗(yàn)和議驗(yàn)收擠試驗(yàn)及。1.極限抗神拔力試欄驗(yàn)試驗(yàn)狠方法隆與步叮驟臘在現(xiàn)偵場(chǎng)鉆況孔灌技漿后樂的錨兇桿，常待漿認(rèn)液達(dá)懇到70候%以上的芽強(qiáng)度后祥才能進(jìn)想行抗拔反試驗(yàn)。倘試驗(yàn)步伸驟如下俘。（1）安裝嫁支架及支千斤頂俱；（2）試驗(yàn)喝開始時(shí)惰按事先役預(yù)計(jì)極專限荷載挎的1/反10施加骨荷載主，最擊終每它級(jí)按筐預(yù)計(jì)剩極限偉荷載奴的1/1輸5施加討荷載戶直至訊破壞挨；吧（3）加燭荷后晌每隔5～10認(rèn)mi霜n測(cè)讀一斜次變位搖數(shù)值，利每級(jí)加它載階段猜內(nèi)記錄臺(tái)不少于雁三次；很（4）在某羊級(jí)荷載詳作用下大，連續(xù)奔三次變您位值不莖超過0.1世m(xù)m即視為熔穩(wěn)定，廣可施加雞下一級(jí)絨荷載；（5）在某勢(shì)級(jí)荷載垮作用下離，變位捧值不斷瘦增加直覽至兩小倉時(shí)仍不泄能穩(wěn)定躍即認(rèn)為支已達(dá)極狹限破壞跨，并渣轉(zhuǎn)入卸泰荷試驗(yàn)趟；（6）卸荷婆分級(jí)為策加荷的2～4倍，每漲次卸荷晝后視土平層情況10～30有mi植n記錄一呢次變位吹量，完斥全卸荷暮后再讀2～3次，讀日完殘余受變位后斥試驗(yàn)才書告全部須結(jié)束。2.性能捉試驗(yàn)試驗(yàn)方破法與抗幻玉拔試驗(yàn)烤相同，競(jìng)但張拉躁試驗(yàn)只洲做到1.嚇0～1.殼2倍設(shè)描計(jì)荷陷載。貪這樣攔做是泥為了真取得袋錨桿證變位扔性狀些的數(shù)惱據(jù)，救進(jìn)一研步核方定錨觀桿是轉(zhuǎn)否已站達(dá)到凍設(shè)計(jì)正預(yù)定忠的承則載能伐力。3.驗(yàn)收試戰(zhàn)驗(yàn)驗(yàn)收試亦驗(yàn)是以樣張拉試允驗(yàn)所獲灶得的變族位特性裙為依據(jù)洞，取錨鹿桿總數(shù)會(huì)的5%進(jìn)行草張拉申試驗(yàn)波，并時(shí)與張嚼拉試錘驗(yàn)資窗料比走較，距確認(rèn)稀設(shè)計(jì)蠟荷載登的安舅全性棕，這葬種試鴉驗(yàn)也套稱確礎(chǔ)認(rèn)試股驗(yàn)，者一般積以0.購8～1.0倍設(shè)計(jì)耀荷載為延張拉力久一次加建荷，如泉果在所菌定的荷慣載時(shí)間蝴內(nèi)變位潤不見增阿加，而蹄且塑性簽變化與太張拉試驚驗(yàn)時(shí)大旗體相同雙或更小談即認(rèn)為禁合格。五、素案例葛：天倚津郵愉電管晨網(wǎng)大柿廈基悲坑工撐程甲（1）工程興概況搭管蒸網(wǎng)大廈做基坑深新度-11疫m，支護(hù)奪結(jié)構(gòu)采哄用鉆孔例灌注樁泳做圍護(hù)構(gòu)墻體，犧并以二鉛道拉錨蠻做墻體趙支撐，倉基坑施盞工順序敞為：嬸①玩在地面畏上沿基畫坑邊坡另取土，注挖去一踢層土；抽②施工盟灌注樁笛（φ80班0，L=2蝴2m