土層錨桿構造及空間布置要求

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(1)錨桿頭部

錨桿頭部是構筑物與拉桿的連接部分。為了能夠將來自擋土構筑物的力可靠傳遞,一方面必須保證構件本身的材料有足夠的強度,構件能緊密固定;另一方面又必須將集中力分散開,為此錨桿頭部需下列幾部分組成:

a.臺座

一般情況下,拉桿設置是水平向下具有一定的傾斜角度,與作用在擋土構筑物上的側向土壓力不在同一個方向上,因此需要臺座作為符合拉桿受力方向的調整基座,并固定拉桿位置防止滑動。同時錨桿通過臺座與圍護結構間的接觸面,分布其集中力,避免圍護結構承受過大的局部應力而損壞。臺座用鋼板或混凝土制成。

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錨桿頭部構造

b.承壓墊板

通過墊板(與拉桿正交)傳遞拉桿的拉力于臺座并使緊固器與臺座的接觸面保持平順。根據受力的大小,承壓墊板的厚度一般為20~40mm(鋼板)。

c.緊固器

拉桿通過緊固器將臺座、墊板及圍護結構牢固聯(lián)結。當拉桿為鋼筋時,緊固器可為螺母、專用連接器或電焊螺絲端桿。當拉桿采用鋼絲繩或鋼絞絲時,錨桿端部緊固器則為專用錨具(夾具)。

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左旋錨桿

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螺母錨頭

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(2)拉桿

拉桿是錨桿的主要部分。拉桿的全長從錨頭到錨固體末端,其長度取決于錨固段的長度和自由段的長度。拉桿可以用粗鋼筋、高強鋼絲或鋼絞絲制成。

(3)錨固體

土層錨桿的錨固段全長即為錨固體。錨固體由水泥砂漿或水泥漿將拉桿與土體粘結在一起形成。從力的傳遞方式看,錨固體可分為摩擦型(圓柱狀錨固體)、承壓型(端部擴大型錨桿)及摩擦承壓復合型(串鈴狀錨桿、螺旋錨桿等)。

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2.錨桿的空間布置

錨桿在空間上的排列布置一般情況下應滿足下列要求:

(1)錨桿的錨固體應設置在底層的穩(wěn)定區(qū)域內,且上覆土層厚度不宜小于4m。

原因:

a.錨固段只有置于穩(wěn)定區(qū)內,才能使錨桿具有恒定錨固力;

b.錨固段上覆土層厚度足夠,可保證土體與錨固體間有足夠的抗剪阻力;并且在錨桿正常受力時,錨固體的抗拔力不足以使上覆土層隆起而導致錨固體失穩(wěn);此外,足夠厚度的上覆土層,還能防止錨桿壓力注漿時出現(xiàn)地表漏漿現(xiàn)象,確保錨桿的安裝質量。

(2)錨桿的垂直間距不宜小于2.0m,水平間距不宜小于1.5m;當錨桿的間距小于1.5m時,應對錨桿抗拔承載力進行折減或改變相鄰錨桿的傾角。

目的:防止產生“群錨效應”,錨桿間距太小,會引起錨桿周圍的高應力區(qū)疊加,從而影響錨桿的抗拔力和增加錨桿位移。

《規(guī)程》建議,土層錨桿間距為1.0m時,考慮群錨效應的錨桿抗拔力折減系數(shù)可取0.8,錨桿間距在1.0m~1.5m之間時,錨桿抗拔力折減系數(shù)可按此內插。

(3)錨桿的傾角以15°~ 25°為宜,且不應大于45°,不應小于10°。

從結構受力分析,錨桿軸力可分解為水平分力和垂直分力,只有水平分力對支護結構是有益的,傾角越小,水平分力越大,對支護越有利。

錨桿傾角過大,其不利影響有:

傾角過大,為了得到所需的水平分力,只有通過增加錨固段長度來實現(xiàn),提高了工程造價。

傾角越大,垂直分力越大,一方面會加大對支護樁(墻)的壓力,在軟弱地層中,會使它產生下沉等不良影響;另一方面還會使錨桿臺座或支承腰梁產生向下滑移,引起預應力松弛。對錨桿傾角下限要求,主要是出于鉆孔及注漿等施工工藝的考慮。