擴大頭錨桿計算的典型實例

1、擴大頭錨桿計算的典型實例目 錄1. 定義2. 設計計算擴大頭錨桿(又稱鉅聯(lián)擴大頭錨桿、JL錨桿)，是采用高壓噴射原理在錨孔底部一段長度范圍內對孔壁土體進行切割擴孔并置換充填水泥漿而形成一個圓柱狀的擴大頭，其學術名稱為高壓噴射擴大頭錨桿。1. 定 義 受力機理分析： 普通錨桿的抗拔力來源于錨固體側壁與土體的摩阻力，屬于摩擦型錨桿。 擴大頭錨桿的抗拔力由三部分組成：非擴大頭部分錨固段錨固體側壁與土體的摩阻力，擴大頭側壁與土體的摩阻力以及土體對擴大頭端部的壓力，屬于摩擦端壓型錨桿。 受力機理分析圖示位移控制錨桿的初始預應力宜為錨桿拉力設計值，以盡量減小錨桿工作狀態(tài)下的圍護結構變形量。（1）工程概況以

2、蘇州市立醫(yī)院東區(qū)門急診樓基坑支護設計方案為例：本工程位于蘇州市白塔西路16號，蘇州市立醫(yī)院東區(qū)院內，東側臨河，南側緊鄰白塔西路 ，西側為一期新建門急診樓，北側為病房樓，筏板基礎。2. 設計計算本工程分三期施工，一期為門急診綜合病房樓，二期為汽車坡道，三期為地下人防工程。一期、三期原方案均為SMW工法樁+兩道鋼筋混凝土支撐。一期按原方案施工，施工過程中，挖土、拆撐以及地下室施工都不方便，特別是一期拆撐時產生的粉塵與噪聲，嚴重影響了病房樓病人。因此向業(yè)主建議三期采用可回收擴大頭錨桿的支護形式。因本工程東側臨河，第一排錨桿會伸到河里，所以東側角撐不變；南側錨桿打到路下邊，做成可回收，如二院錨桿，已進

3、行回收。二院南側剖面圖西側與已建相接，不需要圍護；北側錨桿打到病房樓下邊，與常州萊蒙和張家港人防施工類似，這兩處已施工結束。常州萊蒙剖面圖（控保建筑處）本工程基坑開挖范圍內土層主要為填土、粘土、粉質粘土、1粉質粘土夾粉土、粉質粘土、坑底位于粉質粘土層。坑底以下土層主要為1粉土、 粉質粘土層。擬建場地淺部填土層普遍較厚，一般在3m左右，局部深達。場地淺部分布有厚度較大的第1層夾帶的粉土薄層、第2層粉土、粉砂層，滲透系數(shù)較大。（2）剖面計算蘇州市立醫(yī)院東區(qū)門急診樓基坑支護設計方案為例：基坑普遍深度為，局部深坑處為，原方案采用SMW工法樁+兩道混凝土內支撐?，F(xiàn)采用SMW工法樁+兩道可回收擴大頭錨桿（

4、東側第一道為角撐），深坑處采用三道可回收擴大頭錨桿。采用擴大頭錨桿的圍護結構剖面計算與采用支撐的圍護結構剖面計算類似，采用北京理正或同濟啟明星軟件進行計算。計算模型：以理正軟件為例：計算時，選取相應計算類型，填寫基本信息與土層信息，支錨信息中支錨類型選擇內撐，水平間距一般為樁間距的倍數(shù)。支錨剛度根據(jù)建筑基坑支護技術規(guī)程（JGJ120-99）附錄計算錨桿水平剛度系數(shù)，一般取15MN/m,預加力取零，材料抗力為鋼絞線強度設計值面積根數(shù)。如采用6根鋼絞線，則為1260 139 6=1050kN。錨桿計算支錨信息支錨信息：支撐計算支錨信息計算支反力結果：第一道錨桿最大反力 第一道支撐最大反力 計算支反

5、力結果：第二道錨桿最大反力 第二道支撐最大反力 根據(jù)理正計算支反力即可計算每根錨桿所需提供抗拔力設計值。如：第一道支撐支反力為390.25kN,錨桿所需提供抗拔力設計值為：390.251.25/cos25=538kN。錨桿張拉力一般為抗拔力設計值的倍：本例中：538 1.05=564kN，取550kN。鎖定值宜取抗拔力設計值的0.5 倍：本例中為：550 0.6=330kN，取350kN。國家規(guī)程對位移控制錨桿的要求為：（1）擴大頭應埋置在深遠的穩(wěn)定地層之中；（2）擴大頭應設置于較密實的砂土、粉土或強度較高壓縮性較低的粘性土中；（3）錨頭至擴大頭應全長設置為自由段。同時規(guī)范規(guī)定擴大頭最小埋深不

6、小于7m。因此在選擇擴大頭埋置土層時，本工程選擇粉質粘土層，根據(jù)剖面計算結果及施工經驗，第一道錨桿暫定24m，第二道錨桿暫定，鋼絞線選擇無粘結鋼絞線。鋼錨桿桿體的截面面積應按下式確定： AsKtT/fy （a） 或AsKtT/fpt （b）Kt錨桿桿體的抗拉安全系數(shù)，臨時性錨桿取Kt，永久性錨桿取Kt；T 錨桿的抗拔力設計值（kN)，應按相關的結構設計規(guī)范計算；fy、fpt鋼筋、鋼絞線的抗拉強度設計值（kPa）。（3）錨桿桿體驗算本例中錨桿內部配置無粘結鋼絞線，鋼絞線強度驗算：鋼絞線抗拔力設計值為根第一道可回收預應力拉錨（水平間距）內置6根鋼絞線，需要抗拔力設計值為，滿足抗拔要求。（4）擴大頭

7、錨桿抗拔力驗算筋體與錨固段注漿體以及地層與錨固段注漿體之間的粘結安全系數(shù)，應根據(jù)錨桿破壞的危害程度和錨桿的使用年限按下表確定： 安全等級錨桿損壞的危害程度 最小安全系數(shù) 臨時錨桿 永久錨桿 危害大會構成公共安全問題 1.8 2.2 危害較大但不致出現(xiàn)公共安全問題 1.6 2.0 危害較輕不構成公共安全問題 1.4 2.0 擴大頭錨桿的抗拔力值與土質、擴大頭埋深、擴大頭尺寸和施工工藝有關，應通過現(xiàn)場原位基本試驗確定；無試驗資料時，可按當?shù)仡愃茥l件的施工經驗類比確定，或按下式計算，但實際施工時必須經過現(xiàn)場基本試驗驗證確定。T=Tuk/K(K-錨桿錨固體的抗拔安全系數(shù) ) Tuk=T1+T2+T3T

8、1=D1Ldfmg1T2=D2LDfmg2T3=/4(D2-D1 )PD Tuk錨桿極限抗拔力標準值（kN)；D1錨桿鉆孔直徑（mm）；Ld非擴大頭錨固段的長度（m）；fmg1非擴大頭錨固段注漿體與地層間的粘接強度標準值（kPa），通過試驗確定；無試驗資料時，可按規(guī)程要求取值；D2擴大頭直徑（mm）；LD擴大頭長度（m）；fmg2擴大頭注漿體與地層間的粘結強度標準值（kPa），通過試驗確定；無試驗資料時，可按規(guī)程要求取值；PD土體作用于擴大頭端面上的抗力強度值（kPa）。式中-擴大頭上覆土體的容重（kN/m）；H-擴大頭上覆土體的厚度（m）；Ko-擴大頭前端土體的靜止土壓力系數(shù)，可由試驗確定；

9、無試驗資料時可按式Ko=1-sin計算。-擴大頭端前土體的有效內摩擦角標準值；-錨桿與水平面的下傾角；KP-擴大頭端前土體的被動土壓力系數(shù)：KP=tg（45+/2）； -土體的內摩擦角標準值；C-土體的粘聚力標準值； Ka為擴大頭前端土體的主動土壓力系數(shù)： Ka=tg（45-/2）。 PD= （）PD= （）豎直預應力錨桿：非豎直預應力錨桿：江蘇省規(guī)程：-擴大頭向前位移時反映擠脹效應的側壓力系數(shù)。與擴大頭端前土體的堅實程度有關，可?。ǎ㎏a，對強度較好強風化、全風化土可取，軟土應取。 Ka為擴大頭前端土體的主動土壓力系數(shù)。國家規(guī)程：-對非預應力錨桿取（）Ka，對預應力錨桿取（）Ka。對強度較好的粘性土和較密實的砂性土可取上限值，對軟土可取下限值。通過上式計算得錨桿極限抗拔力標準值為：Tuk=T1+T2=1045kNT=Tuk/K=1045/1.8=580kNT cos25=580 cos25=525kN390.25 1.25=487kN滿足要求。普遍區(qū)域第一道擴大頭錨桿長度為26m，其中擴頭段為，水平間距為，張拉值550kN，鎖定值350kN；第二道擴大頭錨桿長度為27m，其中擴頭段為，水平間距為，張拉值650kN，鎖定值400kN，與水平夾角均為25，內部均配置無粘結鋼絞線，如下圖：深坑區(qū)域第一道擴大頭錨桿長度為26m，其中擴頭段為，水平間距為，張