拉力分散型锚杆在深基坑中应用

《拉力分散型锚杆在深基坑中应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、拉力分散型锚杆在深基坑中应用　　摘要：拉力分散型锚杆又称内锚段分层固结式锚杆，是将预应力钢绞线分为数组，并被分层固结在锚孔不同深度处，不同组的钢绞线不等长，然后将各组钢绞线末端按设计长度锚固在土体或岩体中。当孔内注浆后，预应力通过钢绞线与浆体粘结力传递给加固体，分散在整个锚固段上，从而提供锚固力，使应力变分散、减小，从而确保锚固体不受破坏。关键词：拉力分散型；预应力锚杆；深基坑；力学分析中图分类号：TV551.4文献标识码：A文章编号：0绪论通常灌浆式锚杆根据杆件的结构形式和安装方法可分为三种类型：拉力型、压力型和剪力型。拉力型锚杆因其结构简单，施工方便，应用最为广泛。拉力分散型锚杆为拉力

2、型的一种，又称为锚段分层固结式锚杆，是将预应力钢绞线分为数组，分段固结在锚孔不同深度处，同组的预应力钢绞线彼此等长，不同组的钢绞线不等长，然后将各组钢绞线末端按设计长度锚固在土体或岩体中。当孔内注浆后，预应力通过钢绞线与浆体粘结力传递给加固体，分散在整个锚固段上，从而提供锚固力，使应力变分散、减小，从而确保锚固体不受破坏。8本文通过拉力分散型锚杆在深基坑支护中的应用实例，介绍了其受力特点、作用机理等，总结拉力分散型锚杆承载力高、经济性能优、适应性强的特点，为其越来越广泛的工程应用提供可借鉴的经验。1工作机理据Lutz（1967）、Hanson（1969）、Goto（1971）［1］等研究认

3、为，锚杆表面存在着微观粗糙皱曲，浆体围绕着锚杆形成灌浆柱，在破坏前锚杆和灌浆体之间的结合力发挥作用；当锚杆和浆体发生一定的相对位移后，两者界面部位发生破坏，这时锚索和灌浆体之间的摩擦阻力发挥主要作用，且摩擦阻力随灌浆体的剪胀而增加，增大锚杆表面的粗糙度则能够提高摩擦阻力。普通拉力型锚杆在一个锚孔里的杆体只有一个固定长度的锚固段和自由段（杆体可能由一根或数根钢筋、钢绞线等组成），受荷时，锚杆的轴力是递减的，荷载不能均匀地分布在锚固段上，而是主要集中在锚固端附近的较小范围内，应力会出现较大的峰值，整个锚固段受力不均，不能有效地利用岩土体本身的强度；另外，通常随着荷载的增加，荷载在传递至锚固段最

4、远端之前，锚固体与岩土体间或与杆体间的粘结效应已经弱化甚至失效，因此当锚杆长度增加到某一临界值后，其长度的增加并不能提高承载力。8拉力分散型锚杆将同一锚孔内的锚杆杆体进行分组，每组杆体根据设计条件、地层情况分别分配不同长度的锚固段和自由段（可锁定不同的荷载值），各组锚杆构造同普通拉力型锚杆。受荷时，各组锚杆分别只承担总荷载的一部分，将较大的荷载分散至各组锚杆不同深度的锚固体上，如此相对于此锚孔而言，应力分布便比较均匀，避免了应力集中现象，可充分调用整个锚固段范围内的地层强度，有效地提高锚杆承载力。2受力分析在现行的很多规范里,锚杆设计都假定锚固段与土体的粘结力是均匀分布的,并且锚固力与锚固

5、段长度成线性比例,而在实际工程中的实测数据则表明粘结力不是均匀分布的,并且存在极限锚固长度。而拉力分散型锚杆在构造上做了小小的变动，巧妙地克服了上述不足，其基本构造及剪应力分布示意图如下图所示：图2-1普通拉力型和拉力分散型锚杆构造及剪应力分布示意图对此，尤春安（2000）［2］利用Mindlin8半空间问题的位移解，导出了全长粘结式锚杆外端受拉拔条件下沿杆长应力分布的弹性解，分析了拉力型锚杆的受力分布。认为对于拉力分散型锚杆锚固段的受力状态，与锚杆的预应力张拉工艺有较大的关系，如单根循环张拉、分组张拉或整体张拉对锚固段的应力分布有很大的影响。由于自由段长度不同，整体张拉时靠近锚固外端的锚

6、固分段受力较大，而自由段越大的锚固分段受力则越小。当自由段摩阻较小时，单根多循环张拉能使得各钢绞线受力均匀，这时拉力分散型各锚固段的受力基本相等，其锚固段的剪应力分布等于各段剪应力分布的叠加，拉力分散锚固型的最大剪应力是拉力集中锚固型最大剪应力的1/N（N为分散锚固段的组数）。从这一意义来看，只要满足结构的要求，段数越多，受力越均匀，锚固形式越合理。基于此，程良奎（2001）［3］认为，在计算拉力分散型锚杆承载力应引入锚固长度有效因子，修正锚杆承载力计算公式为：Tu=π*D*L*ω*qs（2-1）式中L——锚杆的锚固长度D——锚固体直径ω——锚固长度有效因子qs——粘结强度拉力分散型锚杆锚

7、固段长度在理论上是没有限制的，承载力可随锚固段长度的增长而成比例的提高，与普通拉力型锚杆相比，承载力可提高30%～200%。3工程实例3.1工程概况项目位于北京市朝阳区大望桥之东南角，地上由南北两栋公寓8组成，楼高分别为155、180m，地下设四层地下室。项目基坑尺寸约为131.5×146.1m，埋深21.43m，共设计拉力分散型锚杆1060根。工程地质条件：场区地表下约1m为杂填土、房渣土，其下为第四纪沉积的粘性土、粉