4、6,設(shè),計,錨桿設(shè)置4,6.2,巖土錨桿通常是以群體的形式出現(xiàn)的.而如果錨桿布置得很密.地層中受力區(qū)的重疊會引起應(yīng)力疊加和錨桿附加位移.從而降低錨桿極限抗拔力的有效發(fā)揮。這就是我們通常說的,群錨效應(yīng)。必須注意的是錨桿極限抗拔力會因群錨效應(yīng)而減小 群錨效應(yīng)的影響與錨固體間距 錨固體直徑.長度及地層性狀等因素有關(guān)、為避免因錨桿間距過小而引起錨桿承載力的降低.國內(nèi)外錨桿規(guī)范中均對錨桿錨固體的最小間距加以限制,本條規(guī)定錨桿錨固體最小間距宜大于1,5m、如需錨桿間距更小時、可使用不同傾角或不同長度的錨桿。圖1。圖1,過密間距錨桿的處理4,6.3,錨桿設(shè)置應(yīng)充分考慮周邊建,構(gòu) 筑物基礎(chǔ)的形式.埋深,分布等情況,錨桿的設(shè)置不得破壞已有基礎(chǔ)或樁基 并應(yīng)減小錨桿設(shè)置對基礎(chǔ)或樁基的影響,4,6,4。規(guī)定鉆孔直徑是為了使鋼絞線間有適宜的間距 以保證鋼絞線被足夠的水泥漿所包裹.并滿足鋼絞線與灌漿體間粘結(jié)強度的要求、4,6、5、根據(jù)錨桿的作用原理 對于不同類型的工程、錨桿傾角 指錨桿與水平面的夾角 是不同的.總的來說.確定錨桿的傾角應(yīng)有利于滿足工程抗滑,抗塌,抗傾或抗浮的要求,但就控制灌漿質(zhì)量而言.如錨桿傾角過小時,灌漿料的泌水及灌漿料硬化時產(chǎn)生的殘余漿渣,會影響錨桿抗拔承載力 故本條規(guī)定錨桿的傾角宜避開,10,10。范圍,如果錨桿傾角不能避開此范圍。應(yīng)采取在孔口設(shè)置止?jié){塞和孔內(nèi)埋設(shè)排氣管等措施。以保證漿液灌注飽滿.錨桿設(shè)計4,6。7 為了防止預應(yīng)力錨桿的筋體斷裂破壞,錨固段注漿體與筋體、注漿體與地層間的粘結(jié)破壞、以及錨桿注漿體的壓碎破壞.確保預應(yīng)力錨桿的工作安全.必須執(zhí)行按條文規(guī)定的三個方面的設(shè)計計算、4.6、8,4 6.9。錨桿預應(yīng)力筋體的受拉承載力設(shè)計值應(yīng)大于錨桿的拉力設(shè)計值。此外預應(yīng)力錨桿是一種后張法預應(yīng)力構(gòu)件。其預應(yīng)力筋特別是鋼絞線的張拉控制應(yīng)力σcon應(yīng)比地上預應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有明顯的降低.原因是預應(yīng)力錨桿埋設(shè)在巖土層中,工作條件十分惡劣、應(yīng)力腐蝕風險加大 國外曾報道不少由于預應(yīng)力筋控制應(yīng)力大于0,6fptk而出現(xiàn)錨桿破壞的實例 此外 預應(yīng)力筋采用較小的張拉控制應(yīng)力σcon.對降低錨桿的預應(yīng)力損失,也是有利的。4 6,10.錨桿錨固段注漿體與地層,巖土體,間的極限粘結(jié)強度標準值fmg在無試驗資料時,本規(guī)范表4,6、10所給出的巖土體與注漿體間的極限粘結(jié)強度標準值建議值、是在綜合分析現(xiàn)行行業(yè)標準 巖土錨桿.索,技術(shù)規(guī)程、CECS,22,2005,日本JGS.4140、2000 地層錨桿設(shè)計施工規(guī)程,及美國PTI,巖層與土體預應(yīng)力錨桿的建議 等相關(guān)標準關(guān)于平均極限粘結(jié)應(yīng)力的推薦 實測,值基礎(chǔ)上提出的.必須說明的是該推薦值應(yīng)在本規(guī)范規(guī)定的錨固段長度條件下才能采用 不然應(yīng)進行修正,美國錨桿標準給出的有關(guān)平均極限粘結(jié)應(yīng)力值見表2、表4、表2。典型的巖石與灌漿體間的極限粘結(jié)應(yīng)力,注、本表摘自美國PTI、1996年制定的.巖層與土體預應(yīng)力錨桿的建議.表3.典型的灌漿體與黏性土間的平均極限粘結(jié)應(yīng)力。注,摘自美國PTI,1996年制定的。巖層與土體預應(yīng)力錨桿的建議、表4 典型的灌漿體與砂性土間的平均極限粘結(jié)應(yīng)力.注。摘自美國PTI.1996年制定的,巖層與土體預應(yīng)力錨桿的建議.4.6,11,錨桿錨固段灌漿體與地層間的粘結(jié)抗拔安全系數(shù),極限粘結(jié)強度標準值與粘結(jié)強度設(shè)計值的比值,取決于錨桿的服務(wù)年限.錨桿破壞效果和地層蠕變特性等因素,本規(guī)范4 6,11條關(guān)于錨桿抗拔安全系數(shù)的規(guī)定是參照國內(nèi)外相關(guān)錨桿標準所采用的錨桿抗拔安全系數(shù)。表5,及其多年來的使用效果提出的 表5,巖土錨桿錨固段注漿體與地層間的抗拔安全系數(shù)4.6,12 4,6 14、大量的試驗資料表明,錨桿受力時。沿錨固段全長的粘結(jié)應(yīng)力分布是很不均勻的,特別當采用較長的錨固段時 錨桿受荷初期,粘結(jié)應(yīng)力峰值出現(xiàn)在臨近自由段錨固段前端,而錨固段下端的相當長度上,則不出現(xiàn)粘結(jié)應(yīng)力、隨著荷載增大。粘結(jié)應(yīng)力峰值向錨固段根部轉(zhuǎn)移.但其前方的粘結(jié)應(yīng)力則顯著下降。當荷載進一步增大.粘結(jié)應(yīng)力峰值傳遞到接近錨固段根部,則錨固段前部較長的范圍內(nèi),粘結(jié)應(yīng)力值進一步下降。甚至趨近于零 圖2,由此可知.有效發(fā)揮錨固作用的粘結(jié)應(yīng)力的分布長度是有一定限度的 也就是說 平均粘結(jié)應(yīng)力隨著錨固段長度的增加而減小。圖2.集中拉力型錨桿粘結(jié)應(yīng)力沿錨固段長度的分布、基于上述錨桿荷載傳遞特征.規(guī)范4。6、12提出了在確定錨固長度時,應(yīng)考慮錨固長度對粘結(jié)強度的影響 其影響系數(shù)ψ應(yīng)由試驗確定.當無試驗資料時ψ值建議可按本規(guī)范表4,6 13選取,表4,6 13是綜合國內(nèi)外一些工程錨桿粘結(jié)強度,表面摩阻力,的實測結(jié)果的基本趨勢得出的,圖3為德國ostermays于1974年收集到的在黏土中隨錨固段長度變化的表面摩阻力變化,圖3 用與不用二次灌漿的錨桿隨錨固長度變化測得的表面摩阻力1 中等塑性的黏土、2 不進行二次灌漿的很硬的黏土、3,不進行二次灌漿的硬黏土、4.進行二次灌漿的硬到很硬的黏土,5 不進行二次灌漿的硬到很硬的黏土。6、中等塑性的砂質(zhì)粉土,7,中到高塑性黏土.8 進行二次灌漿的很硬的黏土,9 不進行二次灌漿的很硬的黏土.10 不進行二次灌漿的硬黏土.英國A。D,Barley通過在黏土中的61根單元錨桿的實驗,對其結(jié)果分析整理后,綜合考慮了粘結(jié)系數(shù)以及有效錨固長度隨固定長度增加而降低的影響 得出了倫敦極堅硬的黏土中錨桿固定長度與綜合有效因子.fc。的關(guān)系曲線。圖4.圖4表明,當使用短的 2、5m 3、5m,固定長度是有效因子為0。95,1、00,幾乎能完全調(diào)用黏土的抗剪強度 此后隨著固定長度的增加、綜合有效因子fc急劇下降、當使用很長的,25m、的固定長度時 固定長度有效因子僅為0,25.圖4,堅硬黏土中錨桿固定長度與綜合有效因子,fc,的關(guān)系曲線。北京昆侖公寓基坑錨固工程中 曾對黏質(zhì)粉土與粉質(zhì)黏土中不同錨固段長度錨桿的粘結(jié)強度進行了測定。其結(jié)果列于下表6 表6、不同錨固長度對地層與灌漿體間粘結(jié)強度的影響,表7為北京地鐵十號線二期工程慈壽寺車站基坑工程。在粉質(zhì)黏土地層實測得到的不同錨固段長度條件下、灌漿體與地層間的極限粘結(jié)強度值 表7、不同錨固段長度對灌漿體與地層間極限粘結(jié)強度的影響,從上述資料可以清楚地看出,當錨桿錨固長度超過一定值.該值與巖土介質(zhì)的彈模有關(guān) 后,錨桿抗拔承載力的提高極為有限,甚至可忽略不計,為此國內(nèi)外的錨桿標準均規(guī)定了適宜的錨固段長度范圍.表8.本條對錨桿錨固段長度的限制.基本上與國內(nèi)外相關(guān)標準的規(guī)定相一致或接近,表8,國內(nèi)外錨桿標準關(guān)于錨桿合理錨固段長度建議4。6,15 對壓力型或壓力分散型錨桿.必須對錨固段灌漿體的承壓能力進行驗算。由于承載體面積小于錨固段灌漿體橫截面積、灌漿體工作時實際上呈現(xiàn)局部受壓,本條的計算公式參考了國家標準,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范,GB、50010、2002局部受壓混凝土承載力計算公式,應(yīng)當說明、錨桿錨固段灌漿體是在有側(cè)限條件下工作的 無側(cè)限灌漿體的抗壓強度只適用于其基本質(zhì)量考核,遠不能反映錨桿工作時灌漿體的準確強度 根據(jù)英國A,D.Bar,ley等人所進行的模擬灌漿柱在密實.很密實砂或軟弱巖體的側(cè)限環(huán)境中加荷試驗表明 無側(cè)限狀態(tài)下抗壓強度僅為40MPa.70MPa的灌漿體,在有側(cè)限條件下達到了200MPa。800MPa的壓應(yīng)力。有側(cè)限的灌漿體的抗壓強度增大系數(shù)η與灌漿體周邊的巖土彈模有關(guān)。應(yīng)通過試驗確定。4 6。16 若錨桿自由段長度過短 則對錨桿施加初始預應(yīng)力后、錨桿的彈性位移較小,一旦錨頭出現(xiàn)松動等情況,可能會造成較大的預應(yīng)力損失、故本條規(guī)定錨桿的自由段長度不宜小于5。0m 在以下情況,往往需要更長的自由段長度。1,錨固段穿過臨界破裂面至少1.5m.2.將錨固段選在合適的能提供更大抗拔力的地層內(nèi)、3、滿足被錨固結(jié)構(gòu)物與地層的整體穩(wěn)定性,初始預加力的確定4,6,20.根據(jù)被錨固結(jié)構(gòu)容許變形,位移.的程度及高應(yīng)力低強度圍巖流變特征,本條對預應(yīng)力錨桿張拉后的鎖定荷載作出了規(guī)定.