土层锚杆构造及空间布置要求

 土层锚杆构造及空间布置要求

（1）锚杆头部

锚杆头部是构筑物与拉杆的连接部分。为了能够将来自挡土构筑物的力可靠传递，一方面必须保证构件本身的材料有足够的强度，构件能紧密固定；另一方面又必须将集中力分散开，为此锚杆头部需下列几部分组成：

a.台座

一般情况下，拉杆设置是水平向下具有一定的倾斜角度，与作用在挡土构筑物上的侧向土压力不在同一个方向上，因此需要台座作为符合拉杆受力方向的调整基座，并固定拉杆位置防止滑动。同时锚杆通过台座与围护结构间的接触面，分布其集中力，避免围护结构承受过大的局部应力而损坏。台座用钢板或混凝土制成。

锚杆头部构造

b.承压垫板

通过垫板（与拉杆正交）传递拉杆的拉力于台座并使紧固器与台座的接触面保持平顺。根据受力的大小，承压垫板的厚度一般为20~40mm（钢板）。

c.紧固器

拉杆通过紧固器将台座、垫板及围护结构牢固联结。当拉杆为钢筋时，紧固器可为螺母、专用连接器或电焊螺丝端杆。当拉杆采用钢丝绳或钢绞丝时，锚杆端部紧固器则为专用锚具（夹具）。

左旋锚杆

螺母锚头

（2）拉杆

拉杆是锚杆的主要部分。拉杆的全长从锚头到锚固体末端，其长度取决于锚固段的长度和自由段的长度。拉杆可以用粗钢筋、高强钢丝或钢绞丝制成。

（3）锚固体

土层锚杆的锚固段全长即为锚固体。锚固体由水泥砂浆或水泥浆将拉杆与土体粘结在一起形成。从力的传递方式看，锚固体可分为摩擦型（圆柱状锚固体）、承压型（端部扩大型锚杆）及摩擦承压复合型（串铃状锚杆、螺旋锚杆等）。

2.锚杆的空间布置

锚杆在空间上的排列布置一般情况下应满足下列要求：

（1）锚杆的锚固体应设置在底层的稳定区域内，且上覆土层厚度不宜小于4m。

原因：

a.锚固段只有置于稳定区内，才能使锚杆具有恒定锚固力；

b.锚固段上覆土层厚度足够，可保证土体与锚固体间有足够的抗剪阻力；并且在锚杆正常受力时，锚固体的抗拔力不足以使上覆土层隆起而导致锚固体失稳；此外，足够厚度的上覆土层，还能防止锚杆压力注浆时出现地表漏浆现象，确保锚杆的安装质量。

（2）锚杆的垂直间距不宜小于2.0m，水平间距不宜小于1.5m；当锚杆的间距小于1.5m时，应对锚杆抗拔承载力进行折减或改变相邻锚杆的倾角。

目的：防止产生“群锚效应”，锚杆间距太小，会引起锚杆周围的高应力区叠加，从而影响锚杆的抗拔力和增加锚杆位移。

《规程》建议，土层锚杆间距为1.0m时，考虑群锚效应的锚杆抗拔力折减系数可取0.8，锚杆间距在1.0m~1.5m之间时，锚杆抗拔力折减系数可按此内插。

（3）锚杆的倾角以15°~ 25°为宜，且不应大于45°，不应小于10°。

从结构受力分析，锚杆轴力可分解为水平分力和垂直分力，只有水平分力对支护结构是有益的，倾角越小，水平分力越大，对支护越有利。

锚杆倾角过大，其不利影响有：

倾角过大，为了得到所需的水平分力，只有通过增加锚固段长度来实现，提高了工程造价。

倾角越大，垂直分力越大，一方面会加大对支护桩（墙）的压力，在软弱地层中，会使它产生下沉等不良影响；另一方面还会使锚杆台座或支承腰梁产生向下滑移，引起预应力松弛。对锚杆倾角下限要求，主要是出于钻孔及注浆等施工工艺的考虑。