土錨設(shè)計(jì)與施工.ppt_第1頁(yè)
土錨設(shè)計(jì)與施工.ppt_第2頁(yè)
土錨設(shè)計(jì)與施工.ppt_第3頁(yè)
土錨設(shè)計(jì)與施工.ppt_第4頁(yè)
土錨設(shè)計(jì)與施工.ppt_第5頁(yè)
已閱讀5頁(yè),還剩23頁(yè)未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

1、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(lái)的傾覆力等)通過(guò)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(lái)的荷載分散到周圍穩(wěn)定的土層中去。,二、土錨應(yīng)用和發(fā)展 臨時(shí)支護(hù)到永久性建筑工程 11種類型的土層錨桿,見教材圖3-2 非粘性土層到粘性土層 粘土中最大錨固力1000kN,非黏土中2500kN 在高含水量、高壓縮性的松散黏土層中尚無(wú)應(yīng)用,三、錨桿的類型 第一種類型錨桿為圓柱形 由圓柱形注漿體和鋼筋或鋼索構(gòu)成,孔內(nèi)注水泥漿、水泥砂漿或其他化學(xué)注液。 適用于拉力不高,

2、臨時(shí)性錨桿及巖石性錨桿 第二種類型為擴(kuò)大圓柱形 注入壓力灌漿液,通過(guò)壓力灌漿形成擴(kuò)大區(qū)。 適用于黏性土和無(wú)黏性土,要求較大拉力是采用較高壓力注漿 第三種類型為圓錐形擴(kuò)大 采用特殊擴(kuò)孔裝置在孔眼內(nèi)長(zhǎng)度方向擴(kuò)一個(gè)或幾個(gè)擴(kuò)孔型圓柱體。 要求特性機(jī)械擴(kuò)孔裝置,在黏性土和砂土中都適用,可獲得較高拉攏力,四、土錨構(gòu)造 土層錨桿一般由鋼拉桿(鋼索)、錨頭、自由段保護(hù)套管、定位分隔器(鋼絞線用)和錨固體等組成。如下圖所示。,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(lái)源。,五、土錨設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)鋼材、水泥和土體三種材料,其承載能力與施工因素密切有關(guān),按彈塑性理

3、論和土力學(xué)原理精確設(shè)計(jì)計(jì)算十分復(fù)雜,且與實(shí)際情況有出入。故一般多根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì),然后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn) 土層錨桿設(shè)計(jì)要考慮的問(wèn)題包括:錨桿布置、錨桿承載能力、錨桿的整體穩(wěn)定性、錨桿尺寸確定等。,錨桿的埋置深度 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。 錨桿的層數(shù) 層數(shù)通過(guò)計(jì)算確定,上下間距25m,水平間距14.5m,或錨固體直徑的10倍左右 錨桿的傾角 土錨的傾角宜為1525,不宜小于12.5且不應(yīng)大于45。 錨桿的長(zhǎng)度 一般要求錨固體置于滑動(dòng)土體以外的好土層內(nèi),通常長(zhǎng)度為1525m,單根錨桿的最大長(zhǎng)度不

4、超過(guò)30m,土錨自由段長(zhǎng)度不宜小于5m,并應(yīng)超過(guò)潛在滑裂面1.5m。土錨的錨固段長(zhǎng)度不宜小于4m,一般為57m。 拉桿(拉索)下料長(zhǎng)度,應(yīng)為自由段、錨固段及外露長(zhǎng)度之和。外露長(zhǎng)度需滿足錨固及張拉作業(yè)的要求。,(一)錨桿布置,(二)土錨的承載能力,錨桿的承載能力即極限抗拔力,取決拉桿的極限抗拉強(qiáng)度、拉桿與錨固體之間的極限握裹力、錨固體與土體間的極限側(cè)阻力。 由于拉桿與錨固體之間的極限握裹力遠(yuǎn)大于錨固體與土體之間的極限側(cè)阻力,所以在拉桿選擇適當(dāng)?shù)那疤嵯?,錨桿的承載能力主要取決于后者。 極限抗拔力計(jì)算見教材P54,公式3-1,1.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

5、Td錨桿水平拉力設(shè)計(jì)值,由式(3-18)計(jì)算; 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(zhǎng)度(cm); l2土中擴(kuò)孔部分的錨固段長(zhǎng)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(MP

6、a)。 s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。,穩(wěn)定性考慮兩種情況:整體穩(wěn)定性和深部破裂面穩(wěn)定性。 破換形式見教材P56 圖 3-9,(三)錨桿的整體穩(wěn)定性,土層錨桿的蠕

7、變 用于錨固支護(hù)結(jié)構(gòu)的土層錨桿,始終承受接近恒載的拉力,土層錨桿的變形一直在發(fā)展,這就是土層錨桿的蠕變。 主要由四部分組成: 自由段鋼拉桿的伸長(zhǎng),一般為彈性變形 錨固體的伸長(zhǎng),荷載較小時(shí)表現(xiàn)為彈性變形,當(dāng)荷載較大時(shí),錨固體產(chǎn)生細(xì)微裂縫,即為塑限變形 錨固體周圍土體在一定范圍內(nèi)的剪切變形,荷載很小是為彈性變形,荷載較大時(shí)為塑性變形并伴隨有黏性流變 錨固體與土體之間的相對(duì)滑動(dòng),只有當(dāng)錨桿接近破壞時(shí)菜產(chǎn)生,塑性變形,這種變形不允許產(chǎn)生,(三)錨桿的蠕變和松弛,土層錨桿的松弛 對(duì)于需要施加預(yù)應(yīng)力的土層錨桿,當(dāng)施加預(yù)應(yīng)力張拉到一定荷載后將其錨固,隨著時(shí)間的推移,土層錨桿錨頭的變形保持不變,而錨桿內(nèi)的內(nèi)力

8、卻隨著時(shí)間而遞減 施加預(yù)應(yīng)力的目的: 使自由段鋼拉桿彈性伸長(zhǎng),對(duì)錨固體產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力,以限制錨固土層的變形 通過(guò)施加預(yù)應(yīng)力對(duì)錨桿進(jìn)行試驗(yàn),可以解釋設(shè)計(jì)和施工中的差錯(cuò),證實(shí)土層錨桿的適應(yīng)性,預(yù)測(cè)其工作狀況 檢驗(yàn)土層錨桿與板樁等支護(hù)結(jié)構(gòu)協(xié)同工作的情況,(三)錨桿的蠕變和松弛,六、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

9、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(zhǎng)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(lái)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

10、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)鉆孔 土層錨桿的鉆孔工藝,直接影響土層錨桿的承載能力、施工效率和整個(gè)支護(hù)工程的成本。鉆孔的費(fèi)用一般占成本的30以上,有時(shí)甚至超過(guò)50。鉆孔時(shí)注意盡量不要擾動(dòng)土體,盡量減少土的液化,要減少原來(lái)應(yīng)力場(chǎng)的變化,盡量不使自重應(yīng)力釋放。 土層錨桿的成孔設(shè)備,國(guó)外一般采用履帶行走全液壓萬(wàn)能鉆孔機(jī),孔徑范圍50320mm,具有體積小,使用方便,適應(yīng)多種土層,成孔效率高等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)使用的有螺旋式鉆孔機(jī)、沖擊式鉆孔機(jī)和旋轉(zhuǎn)沖擊式鉆孔機(jī),亦有的采用改裝的普通地質(zhì)鉆機(jī)成孔。在黃土地區(qū)亦可采用洛陽(yáng)鏟形成錨桿孔穴,孔徑7080mm。,對(duì)土層

11、錨桿鉆孔用鉆機(jī)的具體要求有以下幾方面: 通過(guò)回轉(zhuǎn)、沖擊鉆具等鉆進(jìn)方式將動(dòng)力傳給鉆頭,是鉆頭具有適宜的轉(zhuǎn)速(或沖擊頻率)及一定的調(diào)節(jié)范圍,以便有效地破碎土體或巖石; 能通過(guò)鉆具向鉆頭傳遞足夠的軸向壓力,并有相當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)范圍,是鉆頭能有效的切入或壓碎土體或巖石; 能調(diào)整和控制鉆頭的給進(jìn)速度,保證連續(xù)鉆進(jìn); 能變換鉆進(jìn)角度和按一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)鉆出設(shè)計(jì)規(guī)定的直徑和深度的鉆孔,這一點(diǎn)對(duì)用工程地質(zhì)鉆機(jī)改裝的錨桿鉆機(jī)尤為重要; 能完成升降鉆具的工作,具備完成糾斜、處理孔內(nèi)事故等的技術(shù)性能,鉆孔方法的選擇主要取決于土質(zhì)和鉆孔機(jī)械。 常用的土層錨桿鉆孔方法有螺旋鉆孔干作業(yè)法、壓水鉆進(jìn)成孔法、潛鉆成孔法等,應(yīng)用較

12、多的為壓水鉆進(jìn)法,可把成孔過(guò)程中的鉆進(jìn),出渣,清孔等工序一次完成,可防止塌孔,不留殘土,能適用于各種軟硬土層,但施工現(xiàn)場(chǎng)積水較多。當(dāng)土層無(wú)地下水時(shí),亦可用螺旋鉆孔干作業(yè)法來(lái)成孔,一般是先成孔,清除廢土,然后插入拉桿,施工時(shí)采取多個(gè)平行作業(yè)。鉆出的孔洞用空氣壓縮機(jī)風(fēng)管沖洗孔穴;將孔內(nèi)孔壁殘留廢土清除干凈。 擴(kuò)孔的方法有4種:機(jī)械擴(kuò)孔、爆炸擴(kuò)孔、水力擴(kuò)孔和壓漿擴(kuò)孔。壓漿擴(kuò)孔在國(guó)外廣泛采用,但需用堵漿設(shè)施。我國(guó)多用二次灌漿法來(lái)達(dá)到擴(kuò)大錨固段直徑的目的。,(三)安放拉桿 土層錨桿用的拉桿,常用的有鋼管(鉆桿用作拉桿)、粗鋼筋、鋼絲束和鋼絞線。主要根據(jù)土層錨桿的承載能力和現(xiàn)有材料的情況來(lái)選擇。承載能力較

13、小時(shí),多用粗鋼筋:承載能力較大時(shí),我國(guó)多用鋼絞線。 鋼筋拉桿使用前要除銹。錨固段的鋼絞線要仔細(xì)清除其表面的油脂,以保證與錨固體砂漿有良好的粘結(jié)。 為了將拉桿安置在鉆孔的中心,防止自由段產(chǎn)生過(guò)大的撓度和插入鉆孔時(shí)不攪動(dòng)土壁;對(duì)錨固段,還為了增加拉桿與錨固體的握裹力,所以在拉桿表面需設(shè)置定位器(或撐筋環(huán)),如圖3-76所示。鋼筋拉桿的定位器用細(xì)鋼筋制作,在鋼筋拉桿軸心按120夾角布置,間距一般2-2.5m。為保證非錨固段拉桿可以自由伸長(zhǎng),可在錨固段和非錨固段之間設(shè)置堵漿器。,(四)壓力灌漿 壓力灌漿是土錨施工中的一個(gè)重要工序。施工時(shí),應(yīng)將有關(guān)數(shù)據(jù)記錄下來(lái),以備將來(lái)查用。 灌漿的作用是: 形成錨固段

14、,將錨桿錨固在土層中; 防止鋼拉桿腐蝕; 充填土層中的孔隙和裂縫。,灌漿方法有一次灌漿法和二次灌漿法兩種。二次灌漿法可以顯著提高土錨的承載能力。 一次灌漿法只用一根灌漿管,利用泥漿泵進(jìn)行灌漿,灌漿管端距孔底10cm20cm,待漿液流出孔口時(shí),用水泥袋紙等搗塞入孔口,并用濕粘土封堵孔口,嚴(yán)密搗實(shí),再以24MPa的壓力進(jìn)行補(bǔ)灌,要穩(wěn)壓數(shù)分鐘灌漿才告結(jié)束。 二次灌漿法要用兩根灌漿管,第一次灌漿用灌漿管的管端距離錨桿末端50cm左右(圖3-78),管底出口處用黑膠布等封住,以防沉放時(shí)土進(jìn)入管口。第二次灌漿用灌漿管的管端距離錨桿末端100cm左右,管底出口處亦用黑膠布封位,且從管端50cm處開始向上每隔

15、2m左右作出lm長(zhǎng)的花管,花管的孔眼為 8mm,花管做幾段視錨固段長(zhǎng)度而定。,(五)張拉和錨固 土錨灌漿后,待錨固體強(qiáng)度大于15MPa并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的75以上,便可對(duì)土錨進(jìn)行張拉和錨固。張拉前先在支護(hù)結(jié)構(gòu)上安裝圍檁。張拉用設(shè)備與預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)張拉所用者相同。 從我國(guó)目前情況看,張拉端鋼拉桿為變形鋼筋者,其端部加焊一螺母端桿,用螺母錨固。鋼拉桿為光圓鋼筋者,可直接在其端部攻絲,用螺母錨固。如用精軋鋼紋鋼筋,可直接用螺母錨固。張拉粗鋼筋用一般單作用千斤頂。,七、土錨試驗(yàn) 土層錨桿的承載力尚無(wú)完善的計(jì)算方法,主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或通過(guò)試驗(yàn)確定,試驗(yàn)項(xiàng)目包括極限抗拔試驗(yàn),性能試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)。 1.極限抗拔力試驗(yàn) 試驗(yàn)應(yīng)在有代表性的土層中進(jìn)行,所用錨桿的材料、幾何尺寸、施工工藝、土的條件應(yīng)與工程實(shí)際相同。 試驗(yàn)步驟如下。 (1)安裝支架及千斤頂;(2)試驗(yàn)開始時(shí)按事先預(yù)計(jì)極限荷載的1/10施加荷載,最終每級(jí)按預(yù)計(jì)極限荷載的1/15施加荷載直至破壞;(3)加荷后每隔510min測(cè)讀一次變位數(shù)值,每級(jí)加載階段內(nèi)記錄不少于三次;(4)在某級(jí)荷載作用下,連續(xù)三次變位值不

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論