土層錨桿構(gòu)造及空間布置要求
(1)錨桿頭部
錨桿頭部是構(gòu)筑物與拉桿的連接部分。為了能夠?qū)碜該跬翗?gòu)筑物的力可靠傳遞,一方面必須保證構(gòu)件本身的材料有足夠的強度,構(gòu)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(shè)置是水平向下具有一定的傾斜角度,與作用在擋土構(gòu)筑物上的側(cè)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(diào)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(jié)構(gòu)間的接觸面,分布其集中力,避免圍護結(jié)構(gòu)承受過大的局部應(yīng)力而損壞。臺座用鋼板或混凝土制成。
錨桿頭部構(gòu)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(jù)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(jié)構(gòu)牢固聯(lián)結(jié)。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)。
左旋錨桿
螺母錨頭
(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(jié)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)。
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(yīng)滿足下列要求:
(1)錨桿的錨固體應(yīng)設(shè)置在底層的穩(wěn)定區(qū)域內(nèi),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(nèi),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(zhì)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(yīng)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(chǎn)生“群錨效應(yīng)”,錨桿間距太小,會引起錨桿周圍的高應(yīng)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(yīng)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(nèi)插。
(3)錨桿的傾角以15°~ 25°為宜,且不應(yīng)大于45°,不應(yīng)小于10°。
從結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(chǎn)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(chǎn)生向下滑移,引起預(yù)應(yīng)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。