工学]6 锚杆索的设计与施工精品PPT课件
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2.当对支护结构变形量容许值要求较高、或岩层 边坡施工期稳定性较差、或土层锚固性较差、或采用 了钢绞线和精轧钢时，宜采用预应力锚杆。
3.设计的锚杆必须达到设计的锚固力要求，防止 边坡滑动剪断锚杆，锚杆选用的钢筋或钢绞线必须满 足有关国家标准。
4.非预应力锚杆长度一般不超过16m，单锚吨位一 般为100-400KN，最大设计吨位不超过450KN，预应力 锚杆（索）一般不超过50m，单锚设计吨位一般5002500KN ，最大设计荷载不超过3000KN。
单体锚杆组成
单体锚索组成
单体锚索组成
单体锚索组成
单体锚索组成
锚索结构示意图
1-台座；2-锚具；3-承压板；4-支挡结构；5-自由隔离层； 6-钻孔；7-对中支架；8-隔离架；9-钢绞线；10-架线环； 11-注浆体；12-到向槽；Lf-自由段长度；La-锚固段长度
2. 锚杆的分类
（1）按应用对象分类
（6）锚钉加固边坡，在边坡中埋入短而密的抗拉 构件与坡体形成复合体系，增强边坡的稳定性。
§6.2 锚杆（索）设计与计算
§6.2.1 锚杆（索）设计的基本原则 1.设计锚杆的使用寿命不小于公路或被服务建筑
物的正常使用年限，一般使用年限Байду номын сангаас两年以内的工程 锚杆应按临时锚杆设计，使用年限在两年以上的锚杆 应按永久性锚杆进行设计。
5.进行锚杆设计时，选择的材料必须进行材性试 验，锚杆施工完毕后应进行抗拔试验。
锚
锚
固
杆
特
型
征
锚杆类
式 别
材料
钢筋（II 、III级）
土
层
钢绞线
锚
高强钢丝
杆
精轧螺纹 钢筋
钢筋（II
、III级）
岩
层
钢绞线
锚
高强钢丝
杆
精轧螺纹
钢筋
锚杆承 载力设
计值 （kN）
＜450
450～ 800
400～ 800
＜ 450
500～ 3000 400～ 1100
锚杆 长度 应力状况 （m）
＜16 非预应力
＞10 预应力
＞ 10 预应力
＜16 非预应力
＞10 预应力
＞10
预应力或 非预应力
注浆方式
锚固体 形式
常压灌浆 圆柱型 压力灌浆 扩孔型
压力灌浆 连续球
二次高压 型、扩
灌浆
孔型
同上
同上
常压灌浆 圆柱型
常压灌浆 压力灌浆
（4）按锚固机理分类 粘结锚杆、摩擦型锚杆、端头锚固型锚杆和混合
型锚杆。
圆柱形锚杆
端部扩大头锚杆
连续球形锚杆
§6.1.3锚杆（索）在边坡处治中的应用
1.采用锚杆（索）加固边坡，提供足够的抗滑力。 2.采用锚杆加固岩石边坡，增加岩体自身强度， 提高边坡的稳定性。 3.锚杆在边坡加固中与其他支挡结构联合使用。
——滑动面内摩擦角(°) 。
β
α
p pn
pv
pn
pt p v
t
锚杆（索）加固原理示意图
强度来传递结构物的拉力或保持地层开挖的自身稳定。
β
α
p pn
pn
pv pt p v t
锚杆（索）加固原理示意图
§6.1.2 锚杆（索）的结构与分类 1. 锚杆（索）的结构 锚（索）杆是一种将拉力传至稳定岩层或土层 的结构体系，主要由锚头、自由段和锚固段组成。
锚杆结构示意图 1-台座；2-锚具；3-承压板；4-支挡结构；5-钻孔；6-自由隔 离层；7-钢筋；8-注浆体；Lf-自由段长度；La-锚固段长度
圆柱型
常压灌浆 压力灌浆
圆柱型
备注
锚杆超长时， 施工安装难度 较大
锚杆超长时施 工方便
杆体防腐性好 ，施工安装方 便 锚杆超长时， 施工安装难度 较大 锚杆超长时施 工方便 杆体防腐性好 ，施工安装方 便
§6.2.2 锚杆（索）的设计程序
§6.2.3 锚杆（索）的布设
锚杆的布置与安设角度原则上应根据实际地层情 况以及锚杆与其他支挡结构联合使用的具体情况确定。
理论分析表明，锚索满足下式是最经济的：
b q (45 / 2)
式中：b ——锚索倾角；q ——滑面倾角；f ——滑
面内摩擦角。
§6.2.4 锚杆（索）锚固设计荷载的确定
锚杆（索）锚固设计荷载应根据边坡的推力大小 和支挡结构的类型综合考虑确定。首先应当计算边坡 的推力或侧压力，然后根据支挡结构的形式计算该边 坡要达到稳定需要锚固提供的支撑力。根据这个支撑 力和锚杆数量、布置便可确定出锚杆（索）锚固荷载 的大小。
（1）锚杆与钢筋混凝土桩联合使用，构成钢筋 混凝土排桩式锚杆挡墙。
（2）锚杆与钢筋混凝土格架联合使用形成钢筋 混凝土格架式锚杆挡墙。
（3）锚杆与钢筋混凝土板肋联合使用形成钢筋混 凝土板肋式锚杆挡墙。
（4）锚杆与混凝土板肋、锚定板联合使用形成锚 定板挡墙。
（5）锚杆与钢筋混凝土面板联合使用形成锚板支 护结构。
（1）锚杆上覆地层厚度应不小于4.0m，以避开车 辆反复荷载的影响，也避免采用高压注浆使上覆地层 隆起。
（2）锚杆间距宜为1.25～3m，且不应大于锚杆长 度的一半；对I、II类岩体边坡最大间距不得大于3m， 对III类岩体边坡最大间距不得大于2m。
（3）锚固角需要考虑邻近状况、锚固地层位置和 施工方法。一般锚杆的俯角不小于15°，不大于45°。
a) 岩质滑坡
根据极限平衡法进行计算，应考虑预应力沿滑面
施加的抗滑力和垂直滑面施加的法向阻滑力。
bf bb P t P F t /F s / i s n i n t ta n a c n c o s o ( ) s ) (
F——滑坡推力设计值（kN）; Pt——设计锚固力(kN)；
第六章 锚杆（索）设计与施工
§6.1 概述 §6.2 锚杆（索）设计与计算 §6.3 锚杆（索）构造设计 §6.4 锚杆（索）的施工 §6.5 锚杆（索）的试验与观测
§6.1 概述
§6.1.1 岩土锚固技术的发展与应用 1. 岩土锚固技术 岩土锚固技术是把一种受拉杆件埋入地层中，以提高岩土自
身的强度和自稳能力的一门工程技术。 2. 基本原理 岩土锚固的基本原理是利用锚杆（索）周围地层岩土的抗剪
岩石锚杆（索）：内锚段锚固于各类岩层中，而 自由段可以位于岩层或土层中。
土层锚杆（索）：锚固于各类土层中的锚杆。
（2）按是否施加预应力分类
预应力锚杆（索）：锚杆锚固后施加一定的外力， 使锚杆处于主动受载状态。
非预应力锚杆（索）：锚杆（索）锚固后不施加 外力，锚杆处于被动受载状态。
（3）按锚固形态分类 圆柱形锚杆、端部扩大头锚杆、连续球形锚杆。
3.设计的锚杆必须达到设计的锚固力要求，防止 边坡滑动剪断锚杆，锚杆选用的钢筋或钢绞线必须满 足有关国家标准。
4.非预应力锚杆长度一般不超过16m，单锚吨位一 般为100-400KN，最大设计吨位不超过450KN，预应力 锚杆（索）一般不超过50m，单锚设计吨位一般5002500KN ，最大设计荷载不超过3000KN。
单体锚杆组成
单体锚索组成
单体锚索组成
单体锚索组成
单体锚索组成
锚索结构示意图
1-台座；2-锚具；3-承压板；4-支挡结构；5-自由隔离层； 6-钻孔；7-对中支架；8-隔离架；9-钢绞线；10-架线环； 11-注浆体；12-到向槽；Lf-自由段长度；La-锚固段长度
2. 锚杆的分类
（1）按应用对象分类
（6）锚钉加固边坡，在边坡中埋入短而密的抗拉 构件与坡体形成复合体系，增强边坡的稳定性。
§6.2 锚杆（索）设计与计算
§6.2.1 锚杆（索）设计的基本原则 1.设计锚杆的使用寿命不小于公路或被服务建筑
物的正常使用年限，一般使用年限Байду номын сангаас两年以内的工程 锚杆应按临时锚杆设计，使用年限在两年以上的锚杆 应按永久性锚杆进行设计。
5.进行锚杆设计时，选择的材料必须进行材性试 验，锚杆施工完毕后应进行抗拔试验。
锚
锚
固
杆
特
型
征
锚杆类
式 别
材料
钢筋（II 、III级）
土
层
钢绞线
锚
高强钢丝
杆
精轧螺纹 钢筋
钢筋（II
、III级）
岩
层
钢绞线
锚
高强钢丝
杆
精轧螺纹
钢筋
锚杆承 载力设
计值 （kN）
＜450
450～ 800
400～ 800
＜ 450
500～ 3000 400～ 1100
锚杆 长度 应力状况 （m）
＜16 非预应力
＞10 预应力
＞ 10 预应力
＜16 非预应力
＞10 预应力
＞10
预应力或 非预应力
注浆方式
锚固体 形式
常压灌浆 圆柱型 压力灌浆 扩孔型
压力灌浆 连续球
二次高压 型、扩
灌浆
孔型
同上
同上
常压灌浆 圆柱型
常压灌浆 压力灌浆
（4）按锚固机理分类 粘结锚杆、摩擦型锚杆、端头锚固型锚杆和混合
型锚杆。
圆柱形锚杆
端部扩大头锚杆
连续球形锚杆
§6.1.3锚杆（索）在边坡处治中的应用
1.采用锚杆（索）加固边坡，提供足够的抗滑力。 2.采用锚杆加固岩石边坡，增加岩体自身强度， 提高边坡的稳定性。 3.锚杆在边坡加固中与其他支挡结构联合使用。
——滑动面内摩擦角(°) 。
β
α
p pn
pv
pn
pt p v
t
锚杆（索）加固原理示意图
强度来传递结构物的拉力或保持地层开挖的自身稳定。
β
α
p pn
pn
pv pt p v t
锚杆（索）加固原理示意图
§6.1.2 锚杆（索）的结构与分类 1. 锚杆（索）的结构 锚（索）杆是一种将拉力传至稳定岩层或土层 的结构体系，主要由锚头、自由段和锚固段组成。
锚杆结构示意图 1-台座；2-锚具；3-承压板；4-支挡结构；5-钻孔；6-自由隔 离层；7-钢筋；8-注浆体；Lf-自由段长度；La-锚固段长度
圆柱型
常压灌浆 压力灌浆
圆柱型
备注
锚杆超长时， 施工安装难度 较大
锚杆超长时施 工方便
杆体防腐性好 ，施工安装方 便 锚杆超长时， 施工安装难度 较大 锚杆超长时施 工方便 杆体防腐性好 ，施工安装方 便
§6.2.2 锚杆（索）的设计程序
§6.2.3 锚杆（索）的布设
锚杆的布置与安设角度原则上应根据实际地层情 况以及锚杆与其他支挡结构联合使用的具体情况确定。
理论分析表明，锚索满足下式是最经济的：
b q (45 / 2)
式中：b ——锚索倾角；q ——滑面倾角；f ——滑
面内摩擦角。
§6.2.4 锚杆（索）锚固设计荷载的确定
锚杆（索）锚固设计荷载应根据边坡的推力大小 和支挡结构的类型综合考虑确定。首先应当计算边坡 的推力或侧压力，然后根据支挡结构的形式计算该边 坡要达到稳定需要锚固提供的支撑力。根据这个支撑 力和锚杆数量、布置便可确定出锚杆（索）锚固荷载 的大小。
（1）锚杆与钢筋混凝土桩联合使用，构成钢筋 混凝土排桩式锚杆挡墙。
（2）锚杆与钢筋混凝土格架联合使用形成钢筋 混凝土格架式锚杆挡墙。
（3）锚杆与钢筋混凝土板肋联合使用形成钢筋混 凝土板肋式锚杆挡墙。
（4）锚杆与混凝土板肋、锚定板联合使用形成锚 定板挡墙。
（5）锚杆与钢筋混凝土面板联合使用形成锚板支 护结构。
（1）锚杆上覆地层厚度应不小于4.0m，以避开车 辆反复荷载的影响，也避免采用高压注浆使上覆地层 隆起。
（2）锚杆间距宜为1.25～3m，且不应大于锚杆长 度的一半；对I、II类岩体边坡最大间距不得大于3m， 对III类岩体边坡最大间距不得大于2m。
（3）锚固角需要考虑邻近状况、锚固地层位置和 施工方法。一般锚杆的俯角不小于15°，不大于45°。
a) 岩质滑坡
根据极限平衡法进行计算，应考虑预应力沿滑面
施加的抗滑力和垂直滑面施加的法向阻滑力。
bf bb P t P F t /F s / i s n i n t ta n a c n c o s o ( ) s ) (
F——滑坡推力设计值（kN）; Pt——设计锚固力(kN)；
第六章 锚杆（索）设计与施工
§6.1 概述 §6.2 锚杆（索）设计与计算 §6.3 锚杆（索）构造设计 §6.4 锚杆（索）的施工 §6.5 锚杆（索）的试验与观测
§6.1 概述
§6.1.1 岩土锚固技术的发展与应用 1. 岩土锚固技术 岩土锚固技术是把一种受拉杆件埋入地层中，以提高岩土自
身的强度和自稳能力的一门工程技术。 2. 基本原理 岩土锚固的基本原理是利用锚杆（索）周围地层岩土的抗剪
岩石锚杆（索）：内锚段锚固于各类岩层中，而 自由段可以位于岩层或土层中。
土层锚杆（索）：锚固于各类土层中的锚杆。
（2）按是否施加预应力分类
预应力锚杆（索）：锚杆锚固后施加一定的外力， 使锚杆处于主动受载状态。
非预应力锚杆（索）：锚杆（索）锚固后不施加 外力，锚杆处于被动受载状态。
（3）按锚固形态分类 圆柱形锚杆、端部扩大头锚杆、连续球形锚杆。