预应力锚杆（索）锚固长度在不同规范中的差异分析.pdf

第2期(总第178期)
中王利
No. 2 (Serial No 178)
2015年4月
CHINA MUNCPA ENGINEERN(
Apr.2015
DO:10.3969/.iIsn.1004-4655.2015.02.035
预应力错杆(索)错固长度在不同规范中的差异分析
席健,王利伟,张鲁明
(青岛市市政工程设计研究院有限责任公司,山东青岛226061)
摘要:介绍城市中采用预应力错固技术进行支挡设计的方法,闻述该技术的优势和在城市坏境中的受限条件。以
南岛胶州湾海底隧道连接线洞口接地段实际工程为例,发现采用不同现行规范得出的锚杆(索)锚固体与地层的
锚固长度计算结果有较大差异,分析、比较其原因,着重从设计、试验角度,区分错固体与岩上层间黏结强度特
征值与极限承载力标准值,提出合理控制安全系数、错固体长度,加强基本试验的建议
关键词:锚杆;预应力锚固技术;市政工程;黏结强度特征值;极限承载力标准值
中图分类号:TU757.2文献标志码:A
文章编号:1004-4655(2015)02-0111-03
1预应力锚固技术的特点
存在病害的既有结构物、支挡结构进行加固补强,
预应力锚固是指由钻孔穿过软弱岩层或滑动又可在新建工程中显示其独特的功能,其有应用范
面,把锚杆(索)一端错固在坚硬的岩层中(内的特点。
锚头),在另一个自由端(外锚头)进行张拉,从2预应力锚杆(索)锚固段设计分析
而对岩层施加压力对不稳定岩土体进行锚固的
青岛胶州湾隧道是国内第2条已建成大型海底
种方法。与传统的边坡治理方法相比,具有如下隧道,也是目前我国最长的海底隧道。隧道路线
优点。
等级为城市快速路,设计基准期为100a。工程于
1)经济性好。锚固技术既可单独使用(充分2006年12月27日正式开工建设,2010年底实现
利用岩土体自身强度,从而节省大量工程材料),全线贯通,2011年6月正式开通运营。隧道北岸
也可与其他结构物组合使用,改善其受力状态,具接线端敞口段,路堑高差最大约12m。因现状基
有显著经济效益。
坑开挖炳侧建筑拆迁困难,管线复杂,难以在预定
2)深层加固。根据工程需要,加固深度可达的时间内迁移,而工程进度要求该段支挡结构必须
数十米之深。
按计刘完成。经方案比选,确定采用能控制现状地
3)主动加固。能够主动控制岩土体变形,调面变形,保证尚未拆迁的建筑、管线正常使用不受
整岩土体应力状态,有利于岩上体的稳定性。预影响的预应力错杆(索)挡墙
立力锚索结构是在岩土体及被加固结构物产生变
基于市政工程中预应力永久锚杆挡墙工程经验
形之前发挥作用,这与挡上墙、抗滑桩等支挡结较少,本着百年大计、安全第一原则,在采用JTC
构在岩土体变形后才发挥作用的被动受力状态有D30-2004《公路路基设计规范》(以下简称《公
着本质区别。
规》)计算锚固段长度(错固体的承载能力由注浆
4)施工快捷灵活。施工采用机械化作业,具体与锚孔壁的黏结强度、锚杆与注浆体的黏结强度
有工艺灵巧、工期短、施工安全等特点,用于应急及铺杆强度等3部分控制,设计时取小值)后,又
抢险更具有独特优势。
采用GR50330-2002《建筑边坡工程技术规范X以
5)随机补强、应用范围广。既可对有缺陷或下简称《建规》)复核设计结果。结果发现:在设
计错杆轴向力及各参数取值完全相同情況下,两者
收稿日期:2(014-(08-07
第一作者简介:席健(197~ー),男,エ程师,须士研究生,的杆错間体与地层的锚固长度结果明显不一致,
主要从事路桥设计
且差异较大(见表1,表1中岩规为CECS22:2005
中國平王
席健,下利伟,张鲁明:预应力错杆(索)错固长度在不同规范中的差异分析
2015年第2期
《岩土错杆(索)技术规程》)。
固体与岩土层间黏结强度特征值。它规定:试验中
表1各规范锚杄锚固体与地层的锚固长度计算表
取各锚极限承载力中最小值作为锚杆的极限承载
锚体与
力标准值,再将极限?结强度标准值除以2.2~2.7
神重要创地屋(对硬质岩取大值,对软岩、极岩和土取小值
AN偏保N数「(て4『m加」当试验的错固长度与设计长度相同时取小值,反之
建规20
110018o「3s41取大值)为黏结强度特征值。即它已包含至少为2
L公规
260
10018092?的安全系数
岩规
公規》5.5.4-2:L=K?PM(も?m?d?f,)
《岩规》中规定fm(锚固体与地尽的结强度
再配以构造设计(锚固段长度≥3m,且不宜
标准值)是取极限承载力标值,并没有除以安全
10m)。
系数,这样《建规》和《岩规》计算结果较统
建规》7.2.3:。≥N1(る1?m?D?n
公规》既采用与《建规》相同的锚間体与岩
同样配以构造设计(上层错杆的锚岡段长度≥土层间豺结强度特征值(包含2的安全系数),又
4m,月≤10m,岩石锚杆的锚固段长度≥3m,米用与《岩规》相同的计算公式,再乘以安全系数
且≤55D利和8m)
K(永久性锚杆取1.6~2.2),导致锚固段计算长度
上述式中:L1、L为地层与注浆体间黏结长度,很长。因此,在相同地质条件下,相同的铺固段长
m;K为安全系数,此处选2.0;P、N。分别为错度(控制锚固段长度≤10m),按照《公规》计算
杆轴力设计值、标准值,kN:ミ、1为错固体与水平力小、轴向拉力受限的情况下,杆(索)立
地层黏结工作条件系数,对水久性锚杆(锚杆服务而布置间距较密,需要错杆(索)数量多,投资大。
年限>2a)取1.00,对临时性锚杆(锚杆服务年
般设计遵循技术规范分为3个层次,第
限≤2a)取133:d、D为错間段钻孔直径,m:次为国家标准,第二层次为行业标准,第三层次为
为地层与注浆体间黏结强度,kPa
地方标准。其中以国家标准层次最高,要求最低,
对比计算公式,均以锚杆注浆体接触面积、地必须满足;地方标准层次最低,但要求最高。从
层与注浆体间?结强度控制,原理、参数取值完全表1计算结果看,作为国标的《建规》计算结果最
相同,但《公规》荷载取值乘以安全系数K,对于小,作为行业标准的《岩规》、《公规》计算结果较
永久性错杆取16~2.2。在错杆钢筋向积基本相同,大、其中《公规》计算结果最大。以上都符合技术
锚杆的锚固段长度(含锚固体与地层的锚固长度
规范的层次要求
锚杄钢筋与锚固砂浆间的错固长度)却直接翻倍
《建规》适用范围为:30m以下的岩质及15m
计算结果不禁让人质疑设计的准确性另取《岩
以下的非软土类建筑及市政工程边坡。计算原则及
规》重新复核计算,计算结果也见表1。
计算方法按GB50068-2001《建筑结构设计统一标
岩规》7.5.1-1:1。>K?N/(r?D?。?)
准》的基本原则及概率极限状态法。岩上体与锚間
式中除m(销固体与地层的黏结强度标准值)取体的?结强度采用特征值,由貓结强度标准值折算
值存在明显差别外,其他基本相同。
《公规》规范适用范为上质路堑边坡高度≤20m
各规范错杆错岡体与地层的黏结强度对比表见岩质路堑边坡高度≤30m新建、改建公路的路基
表
设计,包括防护支挡加固设施。总体来说,《建规》